KBH10 - Die Herausforderungen des Hartdrehens meistern

Die KBH10 ist eine Wendeschneidplatte aus unbeschichtetem PcBN, die eine außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und sehr geringe Schnittkräfte aufweist. Dadurch profitieren viele Unternehmen von der doppelt so langen Standzeit sowie der verbesserten Teilequalität. 

Seit Jahrzehnten wird das Hartdrehen eingesetzt, um Produktivitätssteigerungen zu erreichen und einzelne Bearbeitungsvorgänge wie das Rundschleifen einzusparen. Beim Hartdrehen handelt es sich um ein schnelles und präzises Verfahren. Und Werkzeughersteller wie Kennametal bieten eine große Auswahl an effizienten Schneidwerkzeugen, mit denen sich selbst die anspruchsvollsten gehärteten Stähle, Hochtemperaturlegierungen und Hartguss zuverlässig bearbeiten lassen. Aber da in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, dem Energiesektor und anderen Industriebranchen immer wieder neue und immer noch härtere Metallsorten zum Einsatz kommen, müssen die Werkzeughersteller entsprechend weiter entwickeln um den besonderen Anforderungen dieser neuen Werkstoffe gerecht zu werden. 

 

Das Beste vom Besten

Und genau das hat Kennametal Inc. kürzlich mit der Entwicklung der neuen KBH10 Hartdrehsorte getan. Diese besteht aus einem neuartigen polykristallinen, kubischen Bornitrid-Werkstoff (PcBN), der speziell auf die heutigen Anforderungen zugeschnitten ist. Helmut Gremer, Senior Engineer bei Kennametal und zuständig für die Entwicklung der Zerspanungstechnologie, erklärt, die neue Wendeschneidplatte stelle eine ideale Ergänzung zu Kennametals Wendeschneidplatten aus den PcBN-Sorten KBH20 und KB5630 dar. Dank der extrem hohen Verschleißfestigkeit könnten mit den KBH10-Wendeschneidplatten auch Stähle mit einer Härte von bis zu 65RC bearbeitet werden. Dies spiele vor allem dann eine Rolle, wenn eine sehr hohe Oberflächengüte gefordert sei. 

 

„Uns ist aufgefallen, dass viele Hersteller für Lagerzapfen, Lagerringe, Kolben, Getriebenaben andere Bauteile immer engere Toleranzen fordern“, führt er weiter aus. „So sind Maßtoleranzen von maximal 4 μm heute gang und gäbe. Auch Oberflächengüten mit einem Mittenrauwert von mindestens Ra=0,4 μm sind häufig anzutreffen. Die neue Schneidstoffsorte erfüllt diese Anforderungen in optimaler Weise und wird damit für Kunden interessant, die die Standzeit der Werkzeuge bei der Schlichtbearbeitung verlängern möchten.“ 

 

Durch den Einsatz der neuen Wendeschneidplatte konnte ein namhafter Automobilhersteller die Standzeit seiner Werkzeuge mehr als verdoppeln. Bei der Oberflächenbearbeitung einer 140mm-Lagernabe aus einem Einsatzstahl, der zuvor durch eine Wärmebehandlung auf 62 HRC gehärtet worden war, ließ sich die Standmenge von bisher 150 Teilen auf bis zu 350 Teile pro Schneide erhöhen. Ähnliche Ergebnisse wurden bei einem Hersteller von Antriebswellen erzielt. Beim Drehen eines gehärteten Stahlwerkstoff  mit 58 HRC auf der vertikalen Revolverdrehmaschine des Unternehmens stieg die Standmenge durch die Verwendung der neuen Wendeschneidplatte von vormals 250 auf nun 450 Teile Stück pro Schneide. Dabei wurde an jedem Werkstück eine Oberflächengüte von Rz=6 erreicht.

 

Ein harter Werkstoff für echte Härtefälle

Bei beiden oben genannten Unternehmen ließen sich die Werkstücke mit Schnittgeschwindigkeiten von 180 m/min, Schnitttiefen von 0,15 mm und Vorschüben von 0,22 bis 0,32 mm pro Umdrehung  bearbeiten. Und in beiden Fällen konnten durch den Einsatz der neuen Wendeschneidplatten im Vergleich zur herkömmlichen Lösung Tausende Euros pro Jahr gespart werden. Gleichzeitig verkürzten sich die durch Werkzeugwechsel bedingten Stillstandszeiten erheblich. 

 

Bei den KBH10-Wendeschneidplatten kommt ein völlig neues Substrat zum Einsatz. Die chemische Zusammensetzung des PcBN-Schneidstoffs wurde so gewählt, dass bis zu 20 % höhere Schnittgeschwindigkeiten bei gleichbleibenden oder in einigen Fällen sogar deutlich längeren Standzeiten gewährleistet werden können. Häufig konnte ein Mittenrauwert von Ra=0,2 μm und eine gemittelte Rautiefe von Rz=1 erreichen, ohne dabei Einschränkungen hinsichtlich der Profil- und Maßtoleranzen hinnehmen zu müssen. Da die KBH10-Wendeschneidplatten in vielen unterschiedlichen Geometrien und Kantenausführungen erhältlich sind, eignen sie sich für viele Hersteller und die unterschiedlichsten Drehanwendungen. 

 

„Die KBH10-Wendeschneidplatten sind für die Schlichtbearbeitung bestens geeignet. Dennoch sind sie so robust, dass sie auch im unterbrochenen Schnitt oder mit unterschiedlichen Schnitttiefen umgehen könnten“, erläutert Gremer. „Da der Schneiddruck und die Wärmeentwicklung gering gehalten werden, kommt es nur in geringerem Maße zu Kolk- und Freiflächenverschleiß, die Standzeit der Werkzeuge verlängert sich. Zudem bildet sich nur selten eine weiße Schicht, die bei der Hartbearbeitung oft ein Problem darstellt.“

 

Ein Grund für die Leistungsfähigkeit der KBH10 liegt in der besonderen Kantenpräparation. Fast alle PcBN-Schneidwerkzeuge von Kennametal weisen eine verrundete Geometrie auf. Für die neue Wendeschneidplatte hat Kennametal nun eine besondere Form entwickelt, die im Vergleich zu den herkömmlichen Wendeschneidplatten schärfere Kanten aufweist und einen größeren Freiwinkel erlaubt. Dennoch ist die neue Wendeschneidplatte so robust, dass sie den besonderen Anforderungen des Hartdrehens gerecht wird. 

 

„Vor einigen Jahren ließen sich Wendeschneidplatten mit solchen Kantengeometrien weder herstellen noch messen“, erklärt Gremer. „Aber dank der neusten Entwicklungen im Bereich der Messtechnik und der Schleifmaschinen verfügen wir nun über ein äußerst zuverlässiges Verfahren zu Erzeugung einer Schneidkantengeometrie, mit der sich die passiven Schnittkräfte um bis zu 40 Prozent reduzieren lassen. Bedenkt man die Vorzüge des neuen und sehr robusten KBH10-Substrats, so zeigt sich, dass die Größen Verschleißfestigkeit, Härte und Schärfe bei der neuen Wendeschneidplatte in einem sehr ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen.“

                                        

Kennametals neueste Lösung für das Hartdrehen, die KBH10, verfügt über eine einzigartige Schneidkantengeometrie, die selbst bei unterbrochenem Schnitt einen guten Schutz gegen Kolk- und Freiflächenverschleiß gewährleistet und Vibrationen reduziert. 

                            

Für die typischen Hartdrehanwendungen steht ein großes Angebot an Wendeschneidplatten in den unterschiedlichsten Formen, Größen und Geometrien zur Wahl.