Wer sagt, dass soft und hart Gegensätze sind?

Bestmögliche Standzeiten und Gewindeoberflächenqualität durch die Spannzangen-Aufnahme softtap aus dem Hause heimatec.

 

Auf vielen modernen CNC-Bearbeitungs- und Drehfräszentren kann die Drehbewegung der Spindel mit der Vorschubachse verrechnet und somit synchronisiert werden. Dies ermöglicht, Gewinde mit Werkzeug-Aufnahmen ohne Längenausgleich zu fertigen. Die Praxis zeigte jedoch, dass auch beim „Rigid Tapping“ Synchronisationsfehler auftreten können.



Ursachen dafür sind:
· Maschinendynamik, Zusammenspiel zwischen Spindel- und Linearantrieben, insbesondere beim Drehrichtungswechsel
· Zahnflankenspiel im angetriebenen Werkzeughalter
· Antriebsspiel zwischen angetriebenem Werkzeughalter und dem Maschinenantrieb
· Toleranzen am Gewindewerkzeug


Bei Verwendung starrer Werkzeug-Aufnahmen können diese Fehler zu Problemen führen. Es ent­stehen hohe Axialkräfte, welche folgende negative Auswirkungen auf den Fertigungsprozess haben:
· verringerte Standzeit durch hohe einseitige Flankenreibung am Gewindewerkzeug
· unsaubere Gewindeflanken am Werkstück
· nicht lehrenhaltige Gewindeheimatec Spannzangen-Aufnahme softtap für angetriebene Werkzeuge
· wirkt als Dämpfungsglied zwischen Synchronspindel und Gewindebohrer/Gewindefurcher und gleicht dadurch Steigungsdifferenzen zwischen Gewindewerkzeug und An­trieb aus
· weist die hohe Rundlaufgenauigkeit einer starren Werkzeugaufnahme auf
· spannt den Gewindebohrer/Gewindefurcher fest durch Spannzangen mit Vierkantaufnahme
· benötigt keine Werkzeuge mit Sonderschaft
· gewährt die Prozesssicherheit bei der synchronen Gewindeherstellung


Konstruktiver Aufbau
· zweiteilig (Futterschaft/Werkzeug-Aufnahme)
–    leicht demontierbar
–    Instandsetzung problemlos möglich

· Axialkraftkompensation und Drehmoment voneinander getrennt
–    kaum Einfluss des Drehmoments auf Axialkraftkompensation

· Dämpfungselemente aus Kunststoff
–    kein Einfluss auf die Werkzeugschneide durch axiales Aufschwingen während der Bearbeitung

· Dämpfungselemente vorgespannt
–    Axialbewegung erst nach Überschreiten der Vorspannung

· Längsbewegung geführt durch Kugeln
–    weniger Reibung (Rollreibung) und somit sehr gutes Ansprechverhalten

· bis 70 bar Innenkühlung geeignet
–    keine Axialkraftbeeinflussung durch Kühlschmierstoff-Druck, dadurch keine Längenbewegung

Praktische Anwendung
Es wurden zahlreiche Versuche zu diesem Thema mit Gewindebohrern und Gewindefurchern durchgeführt. Je nach Anwendungsfall konnten bei Kunden die Standzeiten um bis zu 150 % erhöht werden. Nachfolgend sind die auftretenden Axialkräfte beim Gewindefurchen von M10 in St37 dar­gestellt.

Es wurden die Axialkräfte bei einer Drehzahl von 2000 min-1 aufgezeichnet.

Folgende Spannzangen-Aufnahmen wurden getestet:
a) starre Synchron-Spannzangen-Aufnahme
b) Spannzangen-Aufnahme softtap der Größe 01, mit Minimallängenausgleich auf Zug und Druck
c) Synchron-Spannzangen-Aufnahme eines Wettbewerbers mit Minimallängenausgleich mit axi­aler Dämpfung

Bei allen getesteten Spannzangen-Aufnahmen wurde eine Spannzange Typ ER16-GB, also mit in­tegriertem Vierkant, verwendet.

Axialkraft [N]                                                                          Drehzahl          2000 min-1

 

Zeit      [s]


Folgende Erkenntnisse können aus dem Versuch gewonnen werden:

• die Axialkräfte nehmen mit steigender Drehzahl zu
• die auftretenden Kräfte beim Gewindefurchen mit einer starren Spannzangen-Aufnahme sind erheblich höher als beim Gewindefurchen mit der Spannzangen-Aufnahme softtap
• die Wettbewerbs-Spannzangen-Aufnahme dämpft im Vergleich zur starren Spannzangen-Auf­nahme die Kräfte nur leicht

Fazit
Mit der Spannzangen-Aufnahme softtap ist eine Nutzung der angetriebenen Werkzeug­halter bei der Gewindeherstellung optimal möglich, bei bestmöglicher Standzeit und Gewinde­oberflächen­qualität.