Mit Wendeschneidplatten effizient und wirtschaftlich zerspanen

wendeschneidplatten

Wendeschneidplatten werden oft auch als Schneidplatten bezeichnet und sind aus der modernen Fertigungstechnik nicht mehr wegzudenken. Denn die Anforderungen an die Zerspanungstechnik sind hoch, weil permanent neue Fertigungstechnologien und vor allem neue Werkstoffe hinzu kommen. Daher wird von einer effizienten Zerspanungstechnologie folgendes gefordert: Schnelle Vorschub- und Zustellgeschwindigkeiten, harte und exotische Werkstoffe sollen bearbeitet werden können und die Oberflächengüte soll erstklassig sein. Warum Wendeschneidplatten dafür die erste Wahl sind und welche unterschiedlichen Schneidplatten es gibt, erfahren Sie in diesem Artikel.

Was sind eigentlich Wendeschneidplatten?

Es gab Zeiten, da wurde ein einfacher Drehmeißel benutzt, um Drehteile zu bearbeiten. War er stumpf, wurde er aus der Drehmaschine ausgebaut, geschliffen und wieder eingebaut. Das war zeitaufwendig und teuer. Seit es Wendeschneidplatten gibt, gehört diese umständliche Vorgehensweise der Vergangenheit an.

wendeschneidplatte-hartmetallDenn Wendeschneidplatten sind nichts anderes als austauschbare Schneiden für spanabhebende Bearbeitungsverfahren. In den meisten Fällen besitzt die Schneidplatte zwei oder vier Schneiden, teilweise werden bei Fräsern auch 8-schneidige Wendeschneidplatten eingesetzt. Der Vorteil von mehreren Schneiden liegt auf der Hand:

Sobald also eine Schneide verschlissen ist, kann die Wendeschneidplatte gewendet werden und der Fertigungsprozess kann direkt fortgesetzt werden. Und erst wenn alle Schneiden verbraucht sind, wird die Wendeschneidplatte ausgetauscht. Der Bearbeiter muss also nicht das komplette Bearbeitungswerkzeug, wie beispielsweise den Fräser austauschen, sondern nur die Wendeschneidplatte. Ein weiterer  Vorteil: Wendeschneidplatten haben definierte Maße, sodass beim Wechsel der Schneidplatte die Maschine nicht neu eingestellt werden muss.

Aus welchem Werkstoff werden Wendeschneidplatten hergestellt?

Wendeschneidplatten müssen wahre Höchstleistungen vollbringen und unterschiedlichste Materialien spanend bearbeiten – und das bei hohen Drehzahlen und großen Vorschubgeschwindigkeiten. Deshalb muss die Werkstoffqualität höchsten Ansprüchen genügen, und darum gibt es unterschiedliche Werkstoffe für Wendeschneidplatten. Typische Werkstoffe für Wendeschneidplatten sind:

  • Hartmetall: Das ist nichts anderes als ein gesinterter Werkstoff, der zu über 90 % aus Wolframcarbid besteht.
  • Cermet: Dies ist ein Verbundwerkstoff aus keramischen Werkstoffen mit metallischen Bindemitteln. Cermet ist vor allem sehr hart und verschleißfest.
  • Schneidkeramik: Das sind Keramikwerkstoffe, die speziell für zerspanende Prozesse entwickelt wurden und noch härter als Hartmetalle sind.
  • Schnellarbeitsstahl (HSS): Das sind legierte Werkzeugstähle mit verschiedenen Legierungselementen wie Molybdän, Kobalt, Nickel oder Titan. Er weist die höchste Zähigkeit und Biegefestigkeit aller Werkstoffe auf, ist allerdings nur für kleine Schnittgeschwindigkeiten einzusetzen wegen der fehlenden Härte und Wärmefestigkeit.
  • Polykristalliner Diamant (PKD): Er besitzt die höchste Biegebruchfestigkeit aller Schneidstoffe ist somit vor allem zur Bearbeitung von Aluminium oder anderen Buntmetallen wie Kupfer, Messing oder Bronze geeignet. Mit diesem Werkstoff sind die höchsten Schnittgeschwindigkeiten aller Werkstoffe zu erreichen.
  • Kubisches Bornitrid (CBN): Nach dem Diamant ist das kubische Bohrnitrid die zweithärteste Substanz unter den Wendeschneidplatten. Dieser Werkstoff ist immerhin an Luft bis zu Temperaturen von 1400° Grad stabil, während Diamant bereits ab 800° C mit der Zersetzung beginnt. Auch mit diesem Werkstoff können hohe Schnittgeschwindigkeiten erreicht werden.

Damit die Wendeschneidplatten noch wärmebeständiger und verschleißfester werden, werden sie in den meisten Fällen mit Titannidrid oder Titancarbid beschichtet. Das erhöht die Standzeit der Schneidplatten.

Wo werden Wendeschneidplatten eingesetzt?

Typische Einsatzfälle von Wendeschneidplatten sind die spanabhebenden Fertigungsverfahren wie Drehen, Fräsen und Bohren. Die Werkzeuge wie beispielsweise der Fräser besitzen meistens mehrere Wendeschneidplatten, in manchen Fällen sind es sogar achtschneidige Schneidplatten. Beim Drehen wird meist eine Schneideplatte mit zwei Schneiden in den Meiselhalter eingesetzt.

lagersitzbohrungen-wendeschneidplattenEs gibt auch runde Wendeschneidplatten, die zwei entscheidende Vorteile aufweisen:

  1. Die runde Form sorgt für eine stabile Schneidkante und verhindert Kerbverschleiß, was wiederum die Standzeit verlängert.
  2. Der Vorschub und die Schnittgeschwindigkeit kann deutlich erhöht werden, weil die Schneidkante stabiler ist.

Für den Anwender ist es wichtig, dass er darauf achtet, dass die Wendeschneidplatten zu seinen Werkzeughaltern passt. Um sicher zu gehen, empfiehlt es sich beides von einem Hersteller zu besorgen.

Üblicherweise sind die Wendeschneidplatten in unterschiedliche Werkstoffgruppen bzw. Qualitätssorten eingeteilt. Um dem Anwender die Auswahl des richtigen Werkstoffes zu erleichtern, wurden in der ISO-Norm einige Festlegungen getroffen. Deshalb werden die Wendeschneidplatten in diese Klassen eingeteilt:

  • Werkstoffgruppe P: Sollte für Stahlwerkstoffe verwendet werden.
  • Werkstoffgrupe M: Sollte für rostfreien Stahl eingesetzt werden.
  • Werkstoffgruppe K: Ist für Grauguss und Kugelgraphitguß vorgesehen.
  • Werkstoffgruppe N: Bevorzugt für Aluminium und NE-Metalle.
  • Werkstoffgruppe S: Für warmfeste- und Titanlegierungen
  • Werkstoffgruppe H: Für gehärtete Werkstoffe.

Worauf beim Arbeiten mit Wendeschneidplatten zu achten ist

Da die meisten Wendeschneidplatten aus Sintermetall hergestellt sind, sie sind eher spröde und vor allem gegen Schläge empfindlich, deshalb können Sie leicht ausbrechen.  Deshalb können beispielsweise umherfliegende Späne unter Umständen die Schneide einer Wendeschneidplatte beschädigen und sie unbrauchbar machen. Es empfiehlt sich daher eine Wendeschneidplatte mit einem Spänebrecher einzusetzen, vor allem wenn beim Zerspanen lange Späne anfallen. Durch den Spänebrecher werden die Späne gebrochen und verhindern, dass sie gegen die Schneide der Schneidplatte schlagen und diese möglicherweise abbricht.

Wo liegen die klaren Vorteile von Wendeschneidplatten

Wendeschneidplatten können sehr schnell getauscht werden. Das ist in einem modernen Fertigungsprozess, wo jede Sekunde zählt, sehr wichtig. Darum muss in vielen Fällen nur eine Schraube gelöst werden und schon kann die alte durch eine neue Schneidplatte ersetzt werden. Und der Fertigungsprozess kann direkt fortgesetzt werden. Mit ihnen können höchste Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten gefahren und gleichzeitig sehr saubere Oberflächen erzielt werden.

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