Leitfaden zur Auswahl und Verwendung von Hartmetalleinsätzen

Was ist ein Hartmetalleinsatz und wann wird er verwendet?

Ein Hartmetalleinsatz (allgemein als Hartmetalleinsatz bezeichnet) ist ein auswechselbares Schneidelement aus Hartmetall, das in Dreh-, Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidwerkzeugen verwendet wird. Wendeschneidplatten sind indexierbar – das heißt, Sie können sie drehen oder umdrehen, um eine neue Schneidkante zu erhalten – und sie bieten im Vergleich zu gelöteten oder Vollhartmetall-Werkzeugen eine konsistente Geometrie, kontrollierte Spanbildung und einen schnellen Wechsel. Verwenden Sie Hartmetalleinsätze, wenn Sie eine wiederholbare Maßkontrolle, höhere Materialabtragsraten oder niedrigere Werkzeugkosten pro Teil bei der Produktionsbearbeitung benötigen.

Kerntypen und Geometrie: Auswahl der richtigen Einsatzform

Die Wendeschneidplattengeometrie bestimmt das Schneidverhalten, die Festigkeit und die Eignung für bestimmte Operationen. Zu den gängigen Formen (ISO-Codes) gehören rund (R), quadratisch (S), dreieckig (T), rhombisch (C/D) und rautenförmig (V). Jede Form bietet unterschiedliche Kantenlängen, Eckenstärken und Zugänglichkeit zu Werkstückmerkmalen.

Formen und typische Verwendungen

• Rund (R): Aufgrund der vielen verwendbaren Kanten und der hohen Zähigkeit am besten für unterbrochene Schnitte und schwer zu indexierende Profile geeignet.
• Quadrat (S): Allzweckdrehen mit vier starken Ecken; Gut zum Schruppen und etwas Schlichten.
• Dreieck (T): sechs verwendbare Kanten, nützlich, wenn tiefe Schnitte und ein positiver Spanwinkel erforderlich sind.
• Rhombisch/rautenförmig (C/D/V): enge Radien und Schultern erreichen; häufig beim Gewindeschneiden und Profilieren.

Hartmetallsorten und Beschichtungen: Material und Betrieb aufeinander abstimmen

Hartmetallsorten kombinieren Wolframkarbidpartikel mit einem Kobaltbinder. Hersteller bezeichnen Güteklassen für Härte, Zähigkeit und Temperaturbeständigkeit. Beschichtungen (TiN, TiCN, TiAlN, AlTiN, CVD-Diamant usw.) verändern die Oberflächenhärte, Oxidationsbeständigkeit und Reibung. Die Auswahl der richtigen Sorte und Beschichtung ist entscheidend für die Werkzeuglebensdauer und die Teilequalität.

Schnellauswahlregeln

• Unbeschichtet/minderwertig: Verwendung für unterbrochene Schnitte, weiche oder gummiartige Materialien, bei denen die Zähigkeit überwiegt.
• TiAlN/AlTiN: gut für die Hochtemperaturstabilität – Verwendung für den Ersatz von Schnellarbeitsstahl und die Trockenbearbeitung.
• CVD-Diamant: am besten für Nichteisen- und Schleifverbundwerkstoffe geeignet; Vermeiden Sie dies bei Stählen, da Diamant bei den Schneidtemperaturen mit Eisen reagiert.

Praktische Auswahl-Checkliste

Führen Sie vor der Bestellung von Beilagen eine Schnellcheckliste durch, um Versuch und Irrtum in der Werkstatt zu reduzieren. Diese Checkliste wandelt Anwendungswissen in messbare Entscheidungen um.

• Werkstückmaterial (ISO-Gruppe: P/M/K/N/S): Wählen Sie Sorte/Beschichtung für die Gruppe.
• Vorgang: Schruppen, Schlichten, Gewindeschneiden, Einstechen oder Abstechen – wählen Sie Geometrie und Spanbrecher entsprechend aus.
• Maschinenleistung und Steifigkeit: dünne Wendeschneidplatten mit positivem Spanwinkel für hohe Geschwindigkeiten, robuste Wendeschneidplatten mit negativem Spanwinkel für schwere Schnitte.
• Klemmart und Plattensitztyp: Stellen Sie sicher, dass Werkzeughalter und Plattensitz übereinstimmen (z. B. Schraubklemme, Hebelsperre oder Keil).
• Kantenvorbereitung: geschliffene/abgeschrägte Kanten für unterbrochene oder stoßanfällige Schnitte; Scharfe Kanten für feines Finish.

Montage, Sitz und Rundlaufkontrolle

Durch die richtige Klemmung und den richtigen Sitzkontakt werden Vibrationen, Kantenabsplitterungen und Maßfehler verhindert. Eine lockere oder schiefe Wendeschneidplatte führt zu schlechter Verarbeitung und kurzer Lebensdauer. Befolgen Sie die Drehmomentangaben für Klemmschrauben und prüfen Sie den Sitz vor jedem Wechsel der Wendeschneidplatte auf Ablagerungen oder Abnutzung.

Schritt-für-Schritt-Montagevorgang

• Reinigen Sie die Tasche und den Sitzbereich mit einem fusselfreien Tuch. Späne und Kühlmittelreste entfernen.
• Überprüfen Sie die Wendeschneidplatte auf Risse, Brüche und die korrekte Ausrichtung (Spanbrecherrichtung, Freiwinkel).
• Setzen Sie den Einsatz in die Tasche ein, ziehen Sie die Klemme oder Schraube mit dem empfohlenen Drehmoment fest und prüfen Sie dann erneut, ob er bündig und ohne Lücken sitzt.
• Überprüfen Sie den Rundlauf des Werkzeugträgers/Spindelstocks mit einem Indikator beim Drehen oder überprüfen Sie die Konzentrizität des Halters beim Fräsen – korrigieren Sie ihn, wenn der Rundlauf den spezifizierten Wert überschreitet.

Geschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe: Praktische Parameter

Die optimalen Schnittparameter variieren je nach Einsatzsorte, Geometrie, Maschinensteifigkeit und Werkstückmaterial. Nutzen Sie die Datenblätter der Hersteller als Ausgangspunkt und passen Sie sie dann entsprechend Ihrem Setup an. Die folgende Tabelle enthält ungefähre Ausgangspunkte für gängige ISO-Materialgruppen und einen allgemeinen Leitfaden für Anpassungen.

Spankontrolle und -brecher: Warum sie wichtig sind

Eine ordnungsgemäße Spankontrolle verhindert Nachschneiden, verbessert die Oberflächengüte und schützt Werkstück und Bediener. Spanbrecher sind Rillenmuster auf der Wendeschneidplatte, die die Späne zusammenrollen und in sichere Stücke brechen. Wählen Sie einen Spanbrecher für die Schnitttiefe und den Vorschub – schwere Spanbrecher für das Schruppen mit hohem DOC, Brecher mit flachem Profil für die Schlichtbearbeitung.

Häufige Probleme und Fehlerbehebung

Wenn die Leistung der Wendeschneidplatte schlecht ist, führen Sie eine systematische Diagnose durch: Überprüfen Sie die Kante, überprüfen Sie die Montage, bestätigen Sie die Parameter und überprüfen Sie Materialinkonsistenzen. Nachfolgend sind häufige Probleme und Korrekturmaßnahmen aufgeführt.

• Kantensplitterung unmittelbar nach dem Start: Sauberkeit des Sitzes überprüfen, Vorschub reduzieren oder eine härtere Sorte verwenden; Betrachten Sie eine geschliffene Kante.
• Schlechtes Finish oder Rattern: Steifigkeit erhöhen, Überhang verringern, DOC verringern oder Geschwindigkeit verringern; Überprüfen Sie den Halterverschleiß.
• Schneller Freiflächenverschleiß: Schnittgeschwindigkeit verringern, verschleißfeste beschichtete Sorte wählen, Kühlung oder Schmierung verbessern.
• Aufbauschneide (BUE) auf duktilen Metallen: Geschwindigkeit erhöhen, Vorschub anpassen, geeignetes Kühlmittel auftragen oder eine TiN/TiCN-Beschichtung verwenden.

Bestands- und Kostenstrategien für die Produktion

Gleichen Sie den Lagerbestand zwischen gängigen Allzwecksorten und Spezialeinsätzen aus. Halten Sie einen Kernbestand gängiger Geometrien und ein oder zwei beschichtete Sorten für jede Materialgruppe bereit. Verfolgen Sie die Lebensdauer der Einsätze nach Vorgang und wechseln Sie zu einem lebensdauerbasierten Nachbestellungspunkt (z. B. Neubestellung, wenn der Wert von zwei Schichten übrig bleibt), um Ausfallzeiten zu vermeiden.

Empfohlene Inventarstufen

• Stufe A (täglich): Gängige Dreh- und Fräsgeometrien – quadratische, dreieckige, CNMG-ähnliche und runde Wendeschneidplatten.
• Stufe B (wöchentlich): Spezialbeschichtungen und Nischenspanbrecher für Materialien wie Edelstahl und Luftfahrtlegierungen.
• Stufe C (monatlich): ungewöhnliche Größen und Spezialqualitäten, die für bestimmte Kundenaufträge verwendet werden.

Abschließende Checkliste vor Beginn der Produktion

Verwenden Sie diese kurze Vorab-Checkliste, um kostspielige Fehler bei der Montage und Programmierung von Werkzeugen auf Wendeschneidplattenbasis zu vermeiden.

• Bestätigen Sie, dass die Geometrie und Ausrichtung des Einsatzes mit den Definitionen des CAM-Werkzeugs übereinstimmen.
• Ziehen Sie die Klemmteile mit Drehmoment an, um den Sitz zu spezifizieren und zu überprüfen.
• Führen Sie einen kurzen Trockendurchgang oder einen Testschnitt mit geringer Leistung durch und messen Sie den Rundlauf und die Endbearbeitung.
• Protokollieren Sie die Einsatzcharge, die Werkzeughalter-ID und die Anfangsparameter für zukünftige Optimierungen.