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Prof. Dr.-Ing. Bahman Azarhoushang, Baron Maximilian Riedesel zu Eisenbach
Deutschland

Leistungspotenziale beim Walzenschleifen

Die Weiterentwicklung neuer Walzen geht einher mit stetig steigenden Anforderungen an Qualität und Kosten. Insbesondere der Einsatz schwer zerspanbarer Werkstoffe und Beschichtungen in Verbindung mit engen geometrischen Toleranzen stellt den Schleifprozess oft vor große Probleme.

Beim Walzenschleifen sind die Kontaktzone und die Kontaktlänge wegen der überdimensionalen Abmessungen der Walze und der eingesetzten Schleifscheibe deutlich größer als normale Außenrundschleifprozesse, was eine große Wärmequelle und somit einen Wärmestau zur Folge hat. Für einen effizienten Schleifprozess ist die geeignete Wahl der Prozessparameter, Schleifstrategie sowie Schleif- und Abrichtwerkzeuge von entscheidender Bedeutung.

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Gühring KG
Gühring KG
Deutschland

Mehr Schneiden und weniger Gewicht für mehr Produktivität

Mehr Schneiden und weniger Gewicht für mehr Produktivität

PKD-Stufenwerkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung

Der moderne Automobilbau setzt zunehmend auf die Verwendung von Leichtbau-Materialien wie Aluminium. Komponenten wie Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebegehäuse werden aus Aluminium-Legierungen hergestellt und sollen für weniger Kraftstoffverbrauch bei höherer Dynamik sorgen. Das stellt besonders hohe Anforderungen an moderne Fertigungstechniken und die zum Einsatz kommenden Werkzeuge vor extreme Bedingungen.

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Eckart Uhlmann, Dirk Oberschmidt, Stephanie Frenzel, Julian Polte
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin
Deutschland

Methode zur Erfassung von Temperaturen in der Diamantschneide

Thermomechanische und vor allem chemische Verschleißmechanismen beeinflussen die Kontaktflächen unmittelbar zwischen dem Diamantwerkzeug und dem Werkstück bei der Ultrapräzisions(UP)-Zerspanung. Dabei handelt es sich um ein bereits häufig untersuchtes Phänomen in Bezug auf die Stahlzerspanung, jedoch nicht hinsichtlich der Zerspanung vermeintlich „diamantzerspanbarer“ weicher Buntmetalle, wie Aluminium oder Kupfer. Innerhalb des UP-Prozesses hängen arithmetische Mittenrauwerte Ra und Peak-to-Valley-Werte P-V in hohem Maße von dem Verschleißzustand des Diamantwerkezuges ab. Die Werkzeugtemperatur  ϑ ist hierbei als noch nicht hinreichend untersuchte Prozessgröße für die ganzheitliche Betrachtung des auftretenden Diamantverschleißes zu sehen [2]. Darüber hinaus können die gewonnenen Temperaturdaten dazu dienen, bestehende Temperaturmodelle anzupassen, wenn nicht sogar zu korrigieren [2]. Bisher basiert der Werkzeugwechselzeitpunkt tWW vorrangig auf systematischen Werkzeugwechseln, veranlasst aufgrund der erzeugten Oberfläche, des ersichtlichen Werkzeugzustandes oder individueller Erfahrung des Maschinenbedieners. Es ist anzunehmen, dass eine kosteneffiziente UP-Zerspanung mit einem optimalen Werkzeugwechselzeitpunkt tWW basierend auf Temperaturdaten erzielt werden kann. Im Gegensatz zur Makrozerspanung ist derzeit in der UP-Zerspanung kein aussagekräftiges Online-Monitoring für Diamantwerkzeuge verfügbar. Der aktuelle Mangel an geeigneten Temperaturmessmethoden hinsichtlich Baugröße, Auflösung und Ansprechzeit ist Ausgangspunkt für das hier vorgestellte Grundlagenforschungsprojekt, welches durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird.
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Microdiamant AG
Schweiz

Microdiamant’s new Surface Lab – The innovation playground for polishing processes

Small sample of the product range available in the Surface Lab
Small sample of the product range available in the Surface Lab

When it comes to the polishing of surfaces, there isn’t just one way of doing it. The real challenge is to find the most efficient process, which at the same time meets highest quality standards. Microdiamant’s state-of-the-art Surface Lab was specifically built for this purpose: A team of experts develops and optimizes polishing processes for their customers’ workpieces– according to precise specifications and including the implementation of the newly developed solution at the customers’ premises.

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CemeCon AG
Deutschland

Mit CCDia AeroSpeed hohe Oberflächen- güten bei der CFK-Bearbeitung erreichen

Mit CCDia AeroSpeed hohe Oberflächen- güten bei der CFK-Bearbeitung erreichen

Im Flugzeugbau werden die einzelnen Bauteile oft mit Nieten verbunden. Damit diese Verbindungen auch den hohen Sicherheitsstandards standhalten, sind Präzisionsbohrungen mit engsten Toleranzen und hohen Oberflächengüten der Bohrungswände und -senkungen ein absolutes Muss. Das ist gerade bei Bauteilen aus Hochleistungsverbundwerkstoffen eine große Herausforderung an den Zerspaner. Delaminationen und Faserüberstände sind hier unverzeihlich – und eine Nacharbeit der Bohrung oftmals aufwendig und mit hohem Kostenaufwand verbunden. Mit CCDia AeroSpeed hat CemeCon die ideale Diamantbeschichtung für das Bohren von CFK geschaffen. Sie sorgt für hohe Prozesssicherheit und Präzision und das bei hervorragenden Oberflächengüten.

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Deutschland

Mit Diamantschneiden die Fertigung revolutioniert

Mit Diamantschneiden die Fertigung revolutioniert

Die Zusammenarbeit des universellen Herstellers von Bauteilen für besondere Ansprüche, Amalo in Belgien, mit dem deutschen Werkzeugspezialisten Horn, trägt entscheidend dazu bei, dass sich ein so junges Unternehmen mit einem herausragenden Angebot eine sichere Marktlücke erarbeiten konnte. Schneidstoffe aus CVD-Diamant und monokristalline Diamantschneiden sorgten für einen zusätzlichen Wettbewerbsvorteil.

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MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG
MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG
Deutschland

Mit PKD zur ersten Million

Mit PKD zur ersten Million

Mit PKD-Bohrern lassen sich Aluminiumlegierungen präzise und prozesssicher bearbeiten. Spiralisierte Bohrer stechen dabei ihre Pendants mit gerader Nut wegen der besseren Spanabfuhr klar aus. Daher setzt Sapa, Spezialist für Aluminiumprofile, diese PKD-bestückten Bohrer von Mapal in der Weiterverarbeitung ein. Mit Erfolg: Trotz Minimalmengenschmierung verzeichnet das Unternehmen eine Standmenge von über einer Million Bohrungen pro Werkzeug.

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Sascha Rausch, Petra Kersting, Dirk Biermann
Institut für Spanende Fertigung (ISF), Technische Universität Dortmund
Deutschland

NC-Formschleifen von hartstoffbeschichten Tiefziehwerkzeugen

NC-Formschleifen von hartstoffbeschichten Tiefziehwerkzeugen

Aufgrund der gesetzlichen Bestimmung zur CO2-Reduktion in der Automobilindustrie werden vermehrt neuartige hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe im Karosseriebau eingesetzt, um eine Verringerung des PKW-Gewichts zu erzielen. Die Formgebung dieser Werkstoffe führt jedoch zu einer reduzierten Standzeit der kostenintensiven Umformwerkzeuge. Zur Steigerung der Verschleißbeständigkeit dieser Werkzeuge können thermisch gespritzte Hartstoffschichten aufgebracht werden. Aufgrund der spritzrauen Oberflächen sind diese jedoch schleifend nachzuarbeiten, um die geforderte Form- und Maßhaltigkeit sowie die Oberflächenqualität zu gewährleisten.

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Lutz Rissing, Berend Denkena, Marc Wurz, Thilo Grove, Esmail Asadi, Abdelhamid Bouabid
Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) Leibniz Universität Hannover
Deutschland

Neuartige Herangehensweise für eine Batchproduktion keramischer Mikrofräswerkzeuge

Neuartige Herangehensweise  für eine Batchproduktion keramischer  Mikrofräswerkzeuge

Der Einsatz von Bauteilen mit filigranen Mikrostrukturen gewinnt kontinuierlich an Bedeutung in den Bereichen der Mikrosystemtechnik, der Medizintechnik sowie der Biotechnologie. Die Herstellung derartiger Bauteile erfolgt unter anderem spanend durch den Einsatz von Mikrofräsern. Die Mikrofräser werden in der Regel in einem Einzelfertigungsprozess hergestellt, sodass hohe Fertigungskosten entstehen können. Die Batchproduktion ist ein Ansatz zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Mikrofräsprozesses.

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Daniel Berger, Kai Rickens, Oltmann Riemer, Ekkard Brinksmeier
Labor für Mikrozerspanung (LFM) Universität Bremen
Deutschland

Neuartiges Werkzeugkonzept für verschleißfeste Diamantschleifscheiben

Neuartiges Werkzeugkonzept für verschleißfeste Diamantschleifscheiben

Bauteile mit optischen Funktionen stellen hohe Anforderungen bezüglich der erreichbaren Oberflächenrauheit, wobei optische Oberflächen typischerweise durch Polierprozesse erreicht werden, die jedoch zumeist aufwändig und langwierig sind. Das Ultrapräzisionsschleifen gewinnt daher in der Optikindustrie kontinuierlich an Bedeutung, denn je besser der vorhergehende Schleifprozess in Bezug auf die erreichbare Oberflächengüte ist, desto geringer fallen die Polierzeiten aus. Schleifend erzeugte Oberflächenrauheiten in optischer Qualität können an sprödharten Werkstoffen vor allem durch feinkörnige, kunstharzgebundene Diamantschleifscheiben erreicht werden. Diese Werkzeuge sind gekennzeichnet durch einen hohen Werkzeugverschleiß, sodass die Abrichtintervalle sehr kurz ausfallen, was wiederum zu hohen Nebenzeiten und somit steigenden Bearbeitungskosten führt. Der Einsatz von grobkörnigen, metallisch gebundenen Diamantschleifscheiben für das Ultrapräzisionsschleifen wird durch spezielle Abrichttechnologien möglich und kann in diesem Zusammenhang zu deutlich geringerem Werkzeugverschleiß führen [1,  2].

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Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH
Deutschland

Neue Fertigungsfenster für XL-CBN-Schleifwerkzeuge

Neue Fertigungsfenster  für XL-CBN-Schleifwerkzeuge

Mehrspurig und mit Leichtigkeit zu einem Plus an Produktivität: der Hightech-Leichtbauwerkstoff CFK hält Einzug in die Schleifwerkzeugherstellung. Dank der Winter CarbonForce-Technologie ist es dem Schleifmittelhersteller Saint-Gobain Abrasives möglich, gegenüber bisher üblichen Schleiftools mit Stahlgrundkörpern nun sehr groß dimensionierte und deutlich leichtere Schleifwerkzeuge bzw. Mehrspurscheiben herzustellen. Mit ihnen kann der Anwender simultan mehrere und große Oberflächen mit hohen Schleifgeschwindigkeiten unter niedrigem Schleifdruck wirtschaftlich bearbeiten.

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Heike Kitzig, Taghi Tawakoli, Bahman Azarhoushang
Hochschule Furtwangen, Kompetenzzentrum für spanende Fertigung
Deutschland

Neue ultraschallunterstützte Abrichtmethode für einschichtig galvanisch gebundene Diamantschleifscheiben

Abb. 1: Schematische Darstellung des Verschleißes verschiedener Schleifscheibentypen im Vergleich mit Schleifscheiben mit galvanischer Bindung [frei nach Kloc09, Lape14]

Um bei Hartmetallen gute Oberflächen zu erzielen, werden diese üblicherweise mit kunstharzgebundenen oder keramischen Diamantschleifscheiben geschliffen. Bei beiden Bindungstypen besteht, trotz einer relativ begrenzten Abtragsrate, ein unerwünscht hoher Verschleiß der Scheiben, was mit einer eingeschränkten Profilhaltigkeit verbunden ist. Die Verwendung von Diamantschleifscheiben mit einschichtiger galvanischer Belegung ist, trotz einiger spezifischer Vorteile, wie geometrischer Flexibilität, sehr guter Profilhaltigkeit, großer Spanräume und guter Kühlungseigenschaften durch großen Spanräume, unüblich, da die einschichtig galvanisch gebundenen Diamantschleifscheiben durch ihren hohen Kornüberstand (ca. 40% im Vergleich zu ca. 15% bei kunstharz- oder keramisch gebundenen Scheiben) Spanrillen verbunden mit relativ hohen Oberflächenrauheiten erzeugen. Weitere Nachteile einschichtiger galvanisch gebundener Scheiben sind die schlechte Abrichtbarkeit und die Reduzierung der Schleiffähigkeit mit zunehmenden Zerspanvolumen. In diesem Artikel wird eine innovative Lösung beschrieben, wie sich die nachteiligen Eigenschaften der galvanisch gebundenen Diamanten durch ultraschallunterstütztes Strukturieren der Diamanten überwinden lassen. Mit einem stehenden Diamantabrichter wird dazu bei sehr langsamen Umfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe während des Abrichtens ultraschallunterstützt mit einer definierten durchschnittlichen Anzahl Schläge pro Diamantkorn auf die Diamanten geschlagen, so dass diese oberflächlich zerbrechen und zahlreiche scharfe Schneidkanten entstehen. Dadurch lassen sich aus relativ groben Körnungen (hier wurde D251 verwendet) Kornschneiden erzeugen, die gleichmäßigen Kornüberstand aus der Bindung aufweisen und die Eigenschaften feinerer Körner besitzen und damit bessere Oberflächen erzeugen, wobei die Vorteile der galvanischen Scheiben, wie z.B. gute Profilhaltigkeit und gute Kühleigenschaften erhalten bleiben. Die Kornzwischenräume (Spanräume) sind im Verhältnis zu den entstandenen Teilkörnern sehr groß, was eine optimierte Kühlstoffzufuhr ermöglicht. In den Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass mit fragmentierten Diamanten einer D251-Schleifscheibe sich bzgl. bezogenem Zeitspanvolumen im Vergleich mit kunstharz- oder keramisch gebundenen Schleifscheiben mit feineren Körnungen (D46 oder D64) und üblichen Parametern (Q'w=0,5 mm³/(mm.s)) vergleichbare bzw. bessere Rauheitswerte erzeugen lassen (Ra<0,1 µm, Rz=0,8 µm).

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Strausak AG
Schweiz

Neuvorstellung: Werkzeugschleifcenter U-Grind

Neuvorstellung:  Werkzeugschleifcenter U-Grind

Die Strausak AG möchte auf der Grindtec nach eigenem Bekunden mit einer neuen Schleifmaschine für Furore sorgen: der U-Grind. Das neue 5-Achsen CNC Werkzeugschleifcenter U-Grind ist Neuanfang und Fortsetzung zugleich, das heißt neue Technologie kombiniert mit bewährten Elementen. So ist es wohl nicht ganz verwunderlich, dass die U-Grind das über mehr als zwei Jahrzehnte geprüfte kinematische Modell seiner Vorgängerin Fleximat übernimmt: Erfahrung, eine große Anzahl an Feldtests, sowie die vielen Feedbacks und Anregungen von Kunden hätten nach Firmenaussagen zum neuen 5-achsigen CNC Schleifcenter U-Grind geführt. Größere Verfahrwege, hohe Dynamik, verbesserte Zugänglichkeit und Anwenderfreundlichkeit und ein umfangreiches Softwarepaket von Numroto sorgen für größtmögliche Flexibilität und Zuverlässigkeit.

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Walter Maschinenbau GmbH
Deutschland

Optimale Schleifergebnisse können auch Software unterstützt erreicht werden

Optimale Schleifergebnisse können auch Software unterstützt erreicht werden

Der vorherrschende Trend zu immer komplexeren Werkzeuggeometrien ist ungebrochen. So gehörten bis vor wenigen Jahren Werkzeuge mit mehrfach unterschiedlichen Spiralen, Ungleichteilung zwischen den einzelnen Schneiden und dabei konstanter Stollenbreite am Rücken noch in den Bereich der Sonderwerkzeuge. Heute bezeichnen bereits viele Produktions- und Nachschärfbetriebe diese Art von Werkzeugen als ihr „täglich´ Brot“ d.h. als Standardwerkzeug.

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ISCAR Germany GmbH
ISCAR Germany GmbH
Deutschland

PKD-Werkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung

PKD-Werkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung
Im modernen Automobil- und Maschinenbau gewinnt die Leichtbaustrategie für Hochtechnologie-Bauteile immer mehr an Bedeutung. Durch den intelligenten Einsatz fortschrittlicher Aluminium- und MagnesiumLegierungen werden deutliche Gewichtsreduzierungen bei gleichzeitig erhöhten Stabilitätswerten erzielt.

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