Herstellung von Hartmetallwerkzeugen durch kontinuierliches Wälzschleifen

Hartmetallwerkzeuge sind in der industriellen Fertigung unverzichtbar, jedoch stellt ihre Bearbeitung aufgrund der schwierigen Materialeigenschaften hohe Anforderungen an die genutzten Fertigungsprozesse. Das kontinuierliche Wälzschleifen bietet die Möglichkeit, mehrere Werkzeugflächen simultan in einem Arbeitsschritt herzustellen und dadurch die  Prozesszeiten zu reduzieren. Während dieses Verfahren für Schnellarbeitsstahl bereits erprobt wurde, fehlt bislang eine Übertragung auf Hartmetall. Hier besteht erhebliches Potenzial, Fertigungskosten zu senken, Standzeiten zu erhöhen und die Qualität von Zerspanwerkzeugen zu verbessern. Darüber hinaus

Zielsetzung

Das kontinuierliche Wälzschleifen ermöglicht die simultane Bearbeitung mehrerer Werkzeugflächen und bietet damit ein hohes Potenzial zur Effizienzsteigerung in der Werkzeugfertigung. Aufbauend auf vorangegangenen Arbeiten zur Bearbeitung von Schnellarbeitsstahl sollen im Projekt grundlegende Weiterentwicklungen des Verfahrens erfolgen. Dazu gehören die Herstellung ungleichgeteilter Zerspanwerkzeuge mit individuellen Schneidkeilgeometrien und Strategien zur Verschleißkompensation durch gezielte Shiftbewegungen. Zusätzlich wird die Übertragbarkeit des Prozesses auf Hartmetall untersucht, um die Eignung der Kinematik, der Prozessstellgrößen und der verwendeten Schleifwerkzeuge unter den erhöhten thermomechanischen Belastungen zu bewerten. Durch die Kombination dieser Themenfelder soll das Wälzschleifen zu einem flexiblen und prozesssicheren Fertigungsverfahren weiterentwickelt werden.

Vorteile

• Fertigung alle industrieüblichen Werkzeuggeometrien
• Reduzierter Werkzeugverschleiß und verbesserte Maßhaltigkeit
• Verkürzte Fertigungszeiten durch simultane Bearbeitung
• Höhere Standzeiten und Werkzeugqualität

Vorgehen

Im Projekt werden zunächst Methoden zur Herstellung ungleichgeteilter Zerspanwerkzeuge und zur individuellen Schneidkeilauslegung entwickelt. Darauf aufbauend erfolgt die empirische Modellierung der Zusammenhänge zwischen Abricht- und Schleifprozess sowie der resultierenden Werkzeuggeometrie. Anschließend werden Schleifversuche mit unterschiedlichen Prozessstellgrößen und Shiftstrategien durchgeführt, um den Einfluss auf Werkzeugverschleiß und Maßhaltigkeit zu untersuchen. Abschließend wird das Verfahren auf die Bearbeitung von Hartmetall übertragen und die Leistungsfähigkeit der so gefertigten Fräswerkzeuge experimentell validiert.

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