Bohrungsfeinbearbeitung von 0,2 mm bis 100,6 mm dank Urma und Horn

Wenn zwei Spezialisten, einer für die Bearbeitung zwischen zwei Flanken und einer für das Ausdrehen, kooperieren, kann der Markt innovative Lösungen erwarten. So geschehen bei den Firmen Horn (D-Tübingen) und Urma (Rupperswil), die ihr Know-how zur Entwicklung von Werkzeugsystemen zum Ausspindeln, Reiben und zur Axialbearbeitung gebündelt haben.

Passgenaue Bohrungen mit hoher Oberflächengüte lassen sich auf Bearbeitungszentren nicht immer herstellen. So muss zum Ausspindeln oder Reiben häufig auf eine Drehmaschine ausgewichen werden. Diesen umständlichen und teuren Weg wollten viele Kunden vermeiden und erwarteten von der Firma Horn geeignete Lösungen. Trotz der bereits erfolgreich eingesetzten Horn-Sonderaufnahmen für verstellbare Köpfe engte deren «Bohr-stangenprinzip» die Entwicklungsmöglichkeiten zu sehr ein. Es wurde deshalb ein Partner gesucht, mit dem gemeinsam ein zukunftssicheres Produktspektrum für diese Bedarfsfälle entwickelt werden sollte. Deutsch-Schweizer Kooperation Zeitgleich war auch die Firma Urma AG in Rupperswil, auf der Suche nach einem Weg, um die Anfragen ihrer Kunden nach einem Werkzeugsystem zum axialen Einstechen von Nuten auf Bearbeitungszentren zu realisieren. Da das Schweizer Unternehmen bereits seit längerem mit der Firma Horn zusammenarbeitete, war es nur nahe liegend, dass die gemeinsamen Berührungspunkte vertieft, die jeweiligen Stärken konzentriert und in neue, anforderungsgerechte Entwicklungen umgesetzt wurden.

Ausspindeln ab 0,2 mm Durchmesser in µ-Schritten
Beim Ausdrehen von Bohrungen ab 0,2 mm Durchmesser hat sich das Werkzeugsystem Supermini von Horn weltweit bestens bewährt. Die diesem Erfolg zugrunde liegenden Produktvorteile nutzt auch Urma und offeriert das System seit Jahren als Zubehör für den Feinbohrkopf 05. Ausgehend von den mittlerweile über 800 Schneidenvarianten zur Innenbearbeitung wurde die Produktkombination weiterentwickelt, so dass heute beide Fir-men die zahlreichen neuen Bedarfsfälle wirtschaftlich abdecken können.
Der Urma-Feinbohrkopf 05 lässt sich in der Standardausführung um 3 mm im Radius in Schritten von 0,001 mm verstellen. Zusammen mit den Supermini-Klemmhaltern und -Schneidplatten Typ 105 und 110 können so Bohrungen ab 0,2 mm Durchmesser ausgespindelt sowie Nuten mit einem Aussendurchmesser ab 5 mm und einer Tiefe bis 30 mm axial eingesenkt werden. Für gegossene Werkstücke, gehärtete Werkstoffe sowie Aluminium sind für Bohrungen ab 3 mm Durchmesser CBN- und für Bohrungen ab 4 mm Durchmesser PKD-bestückte Schneidplatten lieferbar.

Flexibel durch SK-, HSK- und MAS-BT-Schnittstellen
Die Präzision der Feinbohrköpfe 05 mit innerer Kühlmittelzufuhr basiert vor allem auf dem einfachen Wuchten. Beim mechanischen Auswuchten für Drehzahlen bis 20000 1/min wird jede Klemmhalter-Schneiden-Kombination nach Tabelle eingestellt. Bei Köpfen mit integriertem Ausgleichmechanismus erfolgt der Wuchtausgleich automatisch.
Besonders anwenderfreundlich ist die modulare Bauweise. Sie erlaubt den Einsatz des Feinbohrkopfes 05 in Maschinenaufnahmen wie SK, HSK und MAS-BT. Diese Aufnahmen bieten gleichzeitig die passenden Schnittstellen für das Horn-Reibsystem DR.

Hochleistungsreiben mit System DR
Bei der Feinbearbeitung von Bohrungen ab 11,9 bis 100,6 mm Durchmesser, dem oft letzten Bearbeitungsschritt nach einer langen Werkstücklaufzeit, setzt das patentierte Reibsystem DR, Lizenz Urma, neue Massstäbe. Seine extrem steifen, nur 4,3 mm breiten Reibschneiden nehmen die Radialkräfte verformungsfrei auf. Ihre Befestigung und Positionierung auf dem Grundträger erfolgt mittels einer präzisionsgeschliffenen, HSK-ähnlichen Kurzkegelaufnahme, bei welcher der nicht verformbare Teil in der Schneide sitzt und der Aussenkegel am Werkzeugschaft platziert ist.
Dadurch kann sich der Aussenkegel beim Festschrauben der Schneidenscheibe elastisch verformen. Dieser einfache und präzise Spannvorgang sichert eine auf den Rundlauf bezogene Wechselgenauigkeit kleiner als 3 µm. Da die Schneidenscheibe mit wenigen Schrauben auf dem Grundträger befestigt ist, kann das Werkzeug beim Schneidenwechsel in der Spindel des Bearbeitungszentrums bleiben.

Kombinationsvielfalt durch Schneiden- und Schaftvarianten
Die zahlreichen Varianten des Systems DR erzeugen in allen Ausführungen passgenaue Bohrungen mit feinstgeschlichteter Oberfläche, hoher Zylindrizität und Rundheit. Für Bohrungen von 11,9 bis 35,6 mm Durchmesser stehen zylindrische Reibschäfte aus Stahl oder Hartmetall zur Verfügung. Die Schäfte aus Hartmetall lassen nahezu keine Verformung zu und wirken schwingungsdämpfend auf den Reibprozess. Die Werkzeugschäfte für Bohrungen von 35,6 mm bis 100,6 mm Durchmesser verfügen über eine integrierte Ausrichtschnittstelle, welche sowohl in der Direktaufnahme als auch mit Verlängerungen eine optimale Werkzeugauslegung erlaubt. Alle Schäfte sind mit innerer Kühlmittelzufuhr ausgestattet.

Hartmetall- oder Cermetschneiden
Hartmetall- oder Cermetschneiden in beschichteter und unbeschichteter Ausführung erlauben in Verbindung mit dem steifen Klemmhalter und der speziellen Schneidengeometrie Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, die nicht nur deutlich über den bisher bekannten Werten liegen, sondern auch bis zu 50 Prozent längere Standzeiten erreichen.
Insbesondere die Mehrschneidenreibtechnik bietet gegenüber einschneidigen Reibwerkzeugen einen erheblichen Zeitvorteil und somit eine deutliche Reduzierung der gesamten Prozesszeit. Alle Reibschneiden sind mit gerader oder links schrägverzahnter Schneidengeometrie für Durchgangs- und Sacklochbohrungen und je nach dem zu reibenden Werkstoff mit verschiedenen Anschnittgeometrien lieferbar. Gepaart mit den Beschichtungsvarianten ist damit für nahezu jede Reibaufgabe die optimale Kombination von Substrat, Geometrie und Beschichtung wählbar.

Axial-Plansenken von Nuten von 5 bis 152 mm
Urma liefert das System Intramax zur Axial-Nutbearbeitung mit eigenen Schneidplatten für Durchmesser von 49 bis 88 mm und von 87 bis 207 mm. Im Horn-Programm sind die Arbeitsbereiche beider Ausführungen auf das Werkzeugsystem Supermini abgestimmt. Sie werden bei Nutaussendurchmessern von 6 bis 18 mm direkt auf die Grundaufnahme gespannt, bei grösseren Werkstücken erweitert eine Konsole den Arbeitsbereich auf 18 bis 31 mm und auf 31 bis 45 mm Durchmesser. Ihre Aufnahmen sind für alle gängigen Maschinenschnittstellen wie SK, HSK oder MAS-BT ausgelegt.
In Verbindung mit einer Supermini-Schneidplatte und einem Einbauhalter Typ BKT105 können in der Horn-Variante Axialnuten ab 5 mm Aussendurchmesser plan gesenkt werden. Je nach Axialschneidplatte sind ab 16 mm Nutaussendurchmesser zwei Schneidplatten einsetzbar. Dabei lassen sich Innen- und Aussendurchmesser unabhängig voneinander durch eine Stellschraube innerhalb 7,5 mm auf 0,05 mm genau einstellen und Passungen im Toleranzbereich von 5 µm drehen. Die grössere Ausführung des Intramax-Systems ist je nach Einbauhalter für Axialnuten ab 31 mm Nutaussendurchmesser konzipiert. Die Innen- und Aussendurchmesser werden wie bei dem kleineren System mit einem Weg von 15 mm getrennt eingestellt. Da die Einbauhalter des grös­seren Typs BKT 110 ausserdem axial um +/-0,02 mm einstellbar sind, lassen sich je nach Durchmesserkonsole Axialnuten bis 152 mm Aussendurchmesser und 30 mm Tiefe erzeugen.

Standardwerkzeuge senken Kosten
Standardmässig sind die Horn-Werkzeuge ab einem Durchmesser von 5 mm mit einer Schneidbreite von 1 mm und einer maximalen Stechtiefe von 2 mm lieferbar. Ab einem Aussendurchmesser von 20 mm und Schneidbreiten von 3 mm kommt die Schneidplatte A110 mit einer maximalen Stechtiefe von 30 mm zum Einsatz. Ausspindeln ist dabei sogar ab einem Durchmesser von 0,2 mm mit µm-genauer Einstellung möglich.
Durch die spezielle Tropfenform der Supermini-Schneidplatten sind bei der Axialbearbeitung nach oben keine Grenzen im Durchmesser gesetzt. Die Adaption der Schneidplatten erfolgt über Horn-Klemmhalter, die in Verbindung mit dem Werkzeugsystem Urma-Intramax die stufenlose Axialbearbeitung von Durchmessern mit 5 bis 150 mm ermöglichen.
Mit verschiedenen Durchmesserkonsolen kann der Arbeitsbereich kostengünstig und einfach erweitert werden ? ein besonderer Vorteil bei kleineren Losgrössen. So lassen sich beispielsweise O-Ring-Einstiche in einem grösseren Durchmesserbereich mit diesen flexiblen Standardwerkzeugen sehr einfach und kostengünstig herstellen.

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