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Horn Blog

Mehrkantschlagen - Wirtschaftliche Alternative zum Fräsen

Juni 2016
09
Autor: paulhorn
Firma: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Mehrkantschlagen - Wirtschaftliche Alternative zum Fräsen

Mehrkantschlagen ist die wirtschaftliche Alternative zum Fräsen, um in Serie schmale ebene Flächen am Umfang von runden Werkstücken zu erzeugen. Dabei spielt es keine Rolle, ob nur eine, vier, fünf oder zwölf Flächen geschlagen werden. Standardwerkzeuge dafür bietet das Programm von HORN schon seit Jahrzehnten. Sie wurden bisher fast ausschließlich zur Bearbeitung von NE-Metallen und Kunststoffen eingesetzt – und nur selten zur Stahlbearbeitung. Die Werkzeuge selbst hatten mit dem Werkstoff Stahl nie ein Problem, nur die Maschinen stießen dabei meist schnell an ihre Grenzen.“

 

Der ständig steigende Druck zur Kostenreduzierung in der Industrie, vor allem bei der Herstellung von Serien und Massenteilen zwingt zur permanenten Überprüfung von eingefahrenen Verfahren – zum Beispiel dem Fräsen mehrerer ebener Flächen an der Mantelfläche von runden Werkstücken aus Stahl. Schon kleine Zeiteinsparungen bei der Fertigung eines Teiles multiplizieren sich bei größeren Serien zu einem beträchtlichen Potenzial an eingesparten Kosten und gewonnener Maschinenkapazität. Mehrkantschlagen statt Fräsen eröffnet zum Beispiel solche Einsparpotenziale.

 

Beim Mehrkantschlagen auf Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen im Revolver erzeugt ein Schlagmesser wie zum Beispiel Typ 381 von HORN ebene Flächen auf der runden Mantelfläche des Drehteils. Das Werkstück in der Hauptspindel und das rotierende Schlagwerkzeug im Revolver laufen dabei in einem synchronen Übersetzungsverhältnis. Die Anzahl der erzeugten Flächen am Werkstück ist abhängig vom Übersetzungsverhältnis von Werkstück zu Werkzeug sowie der Anzahl der Schneiden am Werkzeug. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 wird eine leicht konvexe Oberfläche erzeugt. Diese geringe Formabweichung ist für Flächen zweiter Ordnung wie zum Beispiel Schlüsselflächen völlig ausreichend. Andere Übersetzungsverhältnisse erzeugen stärker konkave oder konvexe Flächen. Demzufolge wird in den meisten Fällen das gängige Übersetzungsverhältnis 2:1 angewendet. Dabei erzeugt ein Schlagmesser mit 2 Schneiden 4 Flächen und ein Schlagmesser mit 3 Schneiden 6 Flächen. Die Anzahl der möglichen Flächen reicht dabei von 1 bis unbegrenzt.

 

Mehrkantschlagen deutlich schneller als fräsen

Zur Berechnung der Konvexität der erzeugten Flächen sind folgende Parameter wichtig: Schneidkreisdurchmesser des Schlagmessers, die zum Beispiel zu erzeugende Schlüsselweite, der vorgedrehte Werkstückdurchmesser, die Anzahl der Flächen sowie das Übersetzungsverhältnis von Werkstück zu Werkzeug. Die Flächen werden im Längsdrehverfahren (auch Längsfräsverfahren) oder Stechdrehverfahren (auch Einstechfräsverfahren) erzeugt. Auch Fasen können kopiert werden. Mehrkantschlagen erfolgt grundsätzlich im Gegenlauf.

 

Man könnte auf der gleichen Maschine ebene Flächen auf der Mantelfläche auch fräsend erzeugen, das würde aber deutlich länger dauern als das Mehrkantschlagen mit Standardwerkzeugen wie zum Beispiel dem Typ 381 von HORN. Und bei größeren Stückzahlen spielt ein deutlicher Zeitvorteil, multipliziert mit der Losgröße, auch eine große wirtschaftliche Rolle. Dadurch gewonnene höhere Produktivität bei hoher Prozesssicherheit schafft neue freie Maschinenkapazität. Bei der Kostenbetrachtung der Werkzeuge zum Mehrkantschlagen punkten diese Werkzeuge mit einem weiteren Vorteil: Mit dem gleichen Schlagwerkzeug und nur unterschiedlichen Parametereinstellungen können zum Beispiel auch andere Schlüsselweiten geschlagen werden.

 

Maschinelle Grenzbereiche

Mehrkantschlagen ist ein Verfahren, das seit Jahrzehnten bei der Fertigung von Mehrkantflächen bei Werkstoffen wie Alu, Messing oder Kunststoffen angewendet wird. Auch HORN hat seit Jahrzehnten die dafür nötigen Werkzeuge im Programm. Aber: Das Verfahren überforderte bei der Bearbeitung von Stahl in vielen Fällen die Stabilität und die Antriebsleistung der Antriebe für die Schlagwerkzeuge im Revolver. Wichtig für das Mehrkantschlagen von Stahlwerkstoffen sind eine steife und robuste Maschinenbasis mit erhöhter Antriebsleistung und großem Antriebsdrehmoment für die speziellen Werkzeuge zum Mehrkantschlagen. Wer also solch eine robuste Drehmaschine mit diesen Kriterien besitzt, der sollte bei der Bearbeitung von Stahlwerkstoffen über das vorteilhafte Mehrkantschlagen mit seinen kostensparenden Vorteilen nachdenken.

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