Zerspanungswerkzeuge können basierend auf den Anforderungen an die Oberflächenbearbeitung des Werkstücks in fünf Typen eingeteilt werden:
■Werkzeuge für externe Flächen: Drehwerkzeuge, Hobelwerkzeuge, Fräser, Außenräummaschinen und Feilen.
■Werkzeuge zum Bohren: Bohrer, Reibahlen, Bohrstangen, Innenräummaschinen und Gewindebohrer.
■Werkzeuge zum Einfädeln: Gewindebohrer, Matrizen, Gewindefräser, Gewindedrehwerkzeuge und Gewindeschneidköpfe.
■Verzahnungswerkzeuge: Wälzfräser, Stoßfräser, Schabfräser und Kegelradfräser.
■Trennwerkzeuge: Kreissägeblätter, Bandsägen, Bügelsägen, Trennwerkzeuge und Längsteilsägen.
Darüber hinaus gibt esModulare Werkzeugsystemefür kombinierte Operationen.
Klassifizierung nach Schnittbewegung und Kantengeometrie
- Allzweck-Werkzeuge
- Beispiele: Drehwerkzeuge, Hobelwerkzeuge, Fräser (ausgenommen Formwerkzeuge), Bohrer, Reibahlen und Sägen.
- Funktionen: Vielseitig, erfordert jedoch manuelle Anpassungen für komplexe Profile.
- Formular-Werkzeuge
- Beispiele: Formdrehwerkzeuge, Formfräser, Räummaschinen und Kegelreibahlen.
- Funktionen: Die Schneidkanten spiegeln die Werkstückkontur wider, um eine präzise Formgebung zu ermöglichen.
- Generieren von Werkzeugen
- Beispiele: Wälzfräser, Stoßfräser und Kegelradhobelmaschinen.
- Funktionen: Erstellen Sie komplexe Geometrien (z. B. Verzahnungen) durch synchronisierte Bewegung.
Werkzeug-Struktur
Jedes Tool besteht aus:
- Montage-Sektion: Lässt sich in Maschinenspindeln integrieren (über konische Schäfte, zylindrische Schäfte oder Flansche).
- Arbeitsbereich: Umfasst Schneidkanten, Spanbrecher, Kühlmittelkanäle und Kalibrierzonen.
Bauweise:
- Solide Werkzeuge: Einmaterialausführung (z. B. HSS-Bohrer).
- Gelötete Werkzeuge: Hartmetallspitzen, die mit Stahlkörpern verschmolzen sind.
- Mechanisch gespannte Werkzeuge: Wendeschneidplatten oder gelötete Spitzen, die mit Schrauben/Klemmen befestigt sind.
Schneidgeometrie und -leistung
Schlüsselwinkel (Span, Relief, Schneide) beeinflussen wesentlich:
- Chip-Kontrolle: Höhere Spanwinkel reduzieren die Wärme, schwächen aber die Kanten.
-
Oberflächengüte: Präzisionsgeschliffene Kanten minimieren den Nachbearbeitungsaufwand.
Die Optimierung hängt vom Werkstückmaterial, dem Werkzeugsubstrat und der Operation (Schruppen/Schlichten) ab.
Werkzeug-Werkstoffe
| Material | Am besten geeignet für | Begrenzungen |
|---|---|---|
| HSS | Universelle Bearbeitung | Eingeschränkte Hitzebeständigkeit |
| Karbid | Hochgeschwindigkeitsbetrieb | Spröde |
| Cermet | Schlichten von gehärteten Stählen | Geringe Zähigkeit |
| Keramik | Hochtemperatur-Legierungen | Risiko von Abplatzungen |
| PCBN/PKD | Ultraharte Werkstoffe (HRC>50) | Unerschwinglich |
Beschichtungstechnik:
- CVD/PVD-Beschichtungen(TiN, Al₂O₃, TiCN) verlängern die Standzeit um 1–3 × durch Reduzierung des Verschleißes.
- Nano-BeschichtungenVerbessern Sie die Wärmeableitung für die Trockenbearbeitung.
Branchentrends
- Materialinnovationen:
- Es dominieren ultrafeinkörnige Hartmetalle und nanoschichtige Beschichtungen.
- Die Einführung von PKD/PCBN für Verbundwerkstoffe in der Luft- und Raumfahrt nimmt zu.
- Intelligente Werkzeuge:
- Mit Sensoren ausgestattete Werkzeuge für die Echtzeit-Verschleißüberwachung.
- KI-gesteuerte Voreinstellsysteme minimieren Einrichtungsfehler.
- Nachhaltige Zerspanung:
- Trockenschnitt- und Minimalschmierwerkzeuge reduzieren den Abfall.
"Die Zukunft liegt in Werkzeugen, die Härte mit Zähigkeit verbinden – wie diamantbeschichtete Hartmetalle für Titan."—IMN Tech Bericht
Profi-Tipp: Verwenden Sie für Aluminium PKD-bestückte Schaftfräser; Entscheiden Sie sich für Inconel für Bohrer mit Keramikeinsatz. Stimmen Sie die Beschichtung immer auf die Chemie des Werkstücks ab!
