Walter Wendeschneidplatten Tiger-tec

Qual der Wahl: Wendeschneidplatten gibt es in breiter Vielfalt. – Bild: Walter

| von Walter Deutschland

Wer Metall bearbeiten will, braucht eine optimal auf sein Bauteil und seinen Werkstoff abgestimmte Kombination aus Maschine und Werkzeuglösung. Eine Schlüsselrolle kommt dabei dem Bestandteil zu, der im direkten Kontakt mit dem Werkstück steht: der Schneide beziehungsweise der Wendeschneidplatte, ihrem auswechselbaren Pendant.

Auswahlkriterien: Bearbeitung und Material

Bei der Auswahl der richtigen Wendeschneidplatte, gibt es einiges zu beachten. Zunächst einmal ist es wichtig zu wissen, dass bei den verschiedenen spanabhebenden Verfahren, bei denen sie zum Einsatz kommen (also beim Drehen, Fräsen und Bohren) grundsätzlich unterschiedliche Anforderungen bestehen. Überschneidungen sind selten – insbesondere zwischen Fräsen und Drehen. Mit anderen Worten: Jeder Anwendungsbereich hat eigene, ganz spezifische Wendeschneidplatten, die darauf zugeschnitten sind.

Bei Drehbearbeitungen geht es zuallererst darum, mit dem Schneideinsatz einen guten Spanbruch zu erzielen, damit sich der Span nicht um das stehende Werkzeug oder das Werkstück wickeln kann. Bei Fräsen dagegen rotiert das Werkzeug. Und Spanbruch ist schon deshalb kein Thema, weil – anders als beim Drehen – stets mehrere Zähne im Einsatz sind, die ins Material ein- und wieder austreten. Sodass hier automatisch ein Spanbruch entsteht.

Die Art der Bearbeitung ist daher das erste Auswahlkriterium. Steht das Werkzeug (zum Beispiel ein bestimmter Fräser) bereits fest, hat dies, damit die Platte überhaupt passt, natürlich ebenfalls Prio 1. Doch dazu später mehr.

Das zweite Auswahlkriterium ist: Welcher Werkstoff soll bearbeitet werden? Und was genau soll getan werden? Eine scharfe Schneide, die zum Beispiel für Aluminium gut funktioniert, tut das nicht in sehr hartem Stahl. Soll nur geschlichtet werden, also wenig Material abgetragen werden? Oder richtig viel Material "wegschruppen"? Dann ist wiederum die Oberflächenqualität vergleichsweise egal. Für sämtliche Arten von Werkstoffen und Bearbeitungen gibt es spezielle Plattenformen, Schneiden, Geometrien und Beschichtungen. Sie gilt es im zweiten Schritt auszuwählen.

Auswahlkriterium: Geometrie

Es ist bekannt für welche Anwendung die Wendeschneidplatte gebraucht wird. Man kennt den Werkstoff und die Bearbeitung. Es gibt ein bestimmtes Bearbeitungsziel: zum Beispiel möglichst hohe Stückzahlen und/oder kurze Bearbeitungszeiten, hohe Prozesssicherheit (zum Beispiel bei teuren Bauteilen) oder höchste Präzision (zum Beispiel für die Medizintechnik oder Luft- und Raumfahrt). Die Anforderungen spiegeln sich in den Merkmalen der Wendeschneidplatte:

  • Das Substrat, aus dem die Platte besteht (zum Beispiel Hartmetall) bestimmt unter anderem deren Härte und Zähigkeit.
  • Die Grundform ist einerseits angepasst für eine spezielle Bearbeitung. Gleichzeitig gibt sie vor, in welchem Werkzeug die Platte einsetzgesetzt werden kann.
  • Die Geometrie bestimmt mechanische Schneideigenschaften sowie Spankontrolle und Spanbruch (zum Teil auch die Kühlung)
  • Die Beschichtung ist maßgeblich ist für die Verschleißfestigkeit, aber auch für die Einsetzbarkeit in einem bestimmten Material

Die Anwendung beim Drehen

Walter Geometrien beim Drehen
Die Grafik zeigt Beispiele für die Geometrien beim Drehen. (Zur Detailansicht bitte auf das Bild klicken.) - Bild: Walter

Beim Drehen unterscheidet man bei der Auswahl der Geometrie zunächst zum Beispiel zwischen Längs- und Plandrehen (das Stechen stellt – wie das Trennfräsen auch – spezielle Anforderungen an eine Geometrie. Vor allem deshalb, weil sich der Span verjüngen muss, damit er aus der entstehenden Nut austreten kann.)

Wichtig ist zu wissen: Welches Material soll bearbeitet werden? Was soll getan werden? (Schruppen, Vorschlichten, Schlichten). Nur dann lassen sich Spänewickler und Spannester verhindern und ein guter Spanbruch erzielen. Allerdings haben alle Platten einen bestimmten Spanbruchbereich. Dieser wird vor allem durch die Geometrie bestimmt (mehr dazu im Folgenden).

Wo liegt die Priorität? Sollen vor allem höhere Stückzahlen erzielt werden (sprich: die Produktivität steigern)? Die Prozesssicherheit erhöhen? Oder soll die bestmögliche Oberfläche erzielt werden (zum Beispiel beim Schlichten von Präzisionsteilen)?

Alles das beeinflusst die Auswahl der Platte, was Schneideigenschaften, Standzeit, Schnittdaten (vor allem ap, f und vc) sowie die Oberflächenqualität am Bauteil angeht.

Nachgelagerte, je nach Anwendungsfall aber entscheidende Kriterien für die Geometrie-Auswahl können auch eine möglichst optimale Kombination von Platte und Kühlung (zum Beispiel durch das Weiterleiten des Kühlmittelstrahls in die Schnittzone beziehungsweise auf den Span) oder die Reduzierung der mechanischen Belastung (bei Abdrängung, Vibrationsneigung und so weiter) sein.

Insgesamt gesehen ist die Geometrie beim Drehen etwas schwieriger auszuwählen als beim Fräsen. Um die Eigenschaften einer bestimmten Geometrie für den Anwender grob zusammenzufassen, hat Walter den Geometrien plakative Namen zugewiesen. Diese sind jedoch nicht identisch mit den zum Teil gleichlautenden Namen der Fräsplatten.

Die Anwendung beim Fräsen

Walter Geometrien beim Fräsen
Die Grafik zeigt Beispiele für die Geometrien beim Fräsen. (Zur Detailansicht bitte auf das Bild klicken.) - Bild: Walter

Beim Fräsen ist der Spanbruch wie gesagt kein Thema. Denn es gibt immer einen unterbrochenen Schnitt. Im Gegensatz zum Drehen gibt es hier daher auch Geometrien, die universell einsetzbar sind.
Variabler als beim Drehen ist beim Fräsen auch die Art der Bearbeitung: Welche Bauteilgeometrie soll bearbeitet werden? Muss man Eck- oder Planfräsen, Taschenfräsen, Plungen oder Rampen? Will man Schruppen, Vorschlichten oder Schlichten? Aus den Anforderungen ergibt sich die Fräsgeometrie bezüglich Spanwinkel, Schneidkantenausprägung und so weiter – und damit die Wendeschneidplatten, die eingesetzt werden kann.

Die Kriterien für die Auswahl einer Fräsplatte im Überblick

  1. Eignung für das jeweilige Material und die betreffende Bearbeitung?
    Schneideigenschaften, mögliche Schnittdaten, Oberflächenqualität ...
  2. Typ und Durchmesser des Werkzeugs sowie die Bearbeitung selbst?
    Will man Flächen, Taschen, Nuten oder spezielle Formen (wie T-Nuten oder ähnliches) herstellen?
  3. Wie sieht die Bearbeitungsstrategie aus? (zum Beispiel Dynamisches oder High-Feed-Fräsen, spiralförmiges Eintauchen ...)
  4. Wie sind die Bearbeitungsbedingungen? Werkzeug und Bauteilform (zum Beispiel auskragend – und deshalb zu Vibrationen neigend); Aufspannung (labil oder stabil?) ....
  5. Wie passen die Geometrie und Sorte zur Kühlung? (zum Beispiel was das Weiterleiten des Kühlmittelstrahls oder auch die Eignung für Nassbearbeitung und so weiter angeht)

Auswahlkriterien 4 und 5: Sorte und Schneidkante

Die Sorte der Wendeschneidplatte (die Kombination aus Substrat und Beschichtung) bestimmt deren Zähigkeit beziehungsweise Verschleißfestigkeit. Als Faustregel gilt: Je mehr Kobalt das Substrat enthält, umso zäher ist die Platte. Gleichzeitig aber auch weniger verschleißfest – und umgekehrt. Je härter (= verschleißfester) eine Sorte ist, umso spröder ist sie. Mit anderen Worten: Sie bricht leichter als das zähe Hartmetall.

Für die durchzuführende Bearbeitung bedeutet dies: Zähe Sorten (bei Walter zum Beispiel mit der Endung "P30") eignen sich eher zum Schruppen, also für hohen Materialabtrag (beispielsweise bei Stahl). Verschleißfestere Sorten (wie "P05" oder "P10") setzt man eher für Schlichtbearbeitungen mit geringem Materialabtrag ein.

Die Anzahl der Schneidkanten – und damit die Kosten pro Schneide – haben direkte Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit: Doppelseitig nutzbare Platten bieten dem Anwender den Vorteil von mehr Schneidkanten. (Einfach, indem er die Platte umdrehen kann.) Doch eine höhere Anzahl an indexierbaren Schneidkanten bedeutet nicht automatisch doppelte Wirtschaftlichkeit. Denn doppelseitige Wendeschneidplatten haben häufig eine geringere nutzbare Schnitttiefe und sind in der Anwendungsvielfalt eingeschränkt. Je nach geforderter Bauteilform oder Anwendung (zum Beispiel Taschenfräsen) sowie zur Verfügung stehender Maschinenleistung können ein- oder doppelseitige Wendeschneidplatten eingesetzt werden.

Weitere Auswahlkriterien: Werkzeug & Bearbeitungsziel

In welches Werkzeug soll die Wendeschneidplatte passen? Ist das Werkstück vorbearbeitet, zum Beispiel gewalzt oder ein Schmiedeteil? Gibt es Schnittunterbrechungen? Ist das zu bearbeitende Bauteil (oder das Werkzeug) labil, weil zum Beispiel langauskragend? Welches Ziel soll erreicht werden: Hoher Materialabtrag? Große Stückzahlen? Gute Oberflächen? Maximale Prozesssicherheit? Alle Parameter, von der Plattenform und Geometrieauswahl (inklusive passender Sorte) bis zur Kühlung sind relevant.

Sind alle Parameter definiert, werden die Schnittdaten, allen voran Schnittgeschwindigkeit und Vorschub abhängig von den Einsatzbedingungen (Schnittbreite, Schnitttiefe, und so weiter) festgelegt. Die optimalen Schnittdaten zu finden, ist ein komplexer Prozess, der heute jedoch schnell und einfach durch Software-Applikationen wie Walter GPS abgebildet und umgekehrt vom Anwender genutzt werden kann. Dies gilt auch für die beste Kombination aus Werkzeug, Wendeschneidplatten und Wirtschaftlichkeit.

Hilfe im Auswahl-Dschungel – analog und digital

Anbieter wie Walter haben im Laufe der Jahre sehr viele neue Platten, Geometrien und Beschichtungen entwickelt. Um die Prozesssicherheit, Schnittdaten und Standzeiten zu verbessern – aber auch um die Kosten zu minimieren. Selbst erfahrene Anwender tun sich deshalb zuweilen schwer, die richtige Kombination aus Substrat, Geometrie und Beschichtung für ihren Anwendungsfall auszuwählen. Um ihnen dies zu erleichtern, haben die Hersteller verschiedenste Systeme ersonnen, um Wendeschneidplatten schnell und übersichtlich zu kategorisieren: Bezeichnungsschlüssel, welche die wichtigsten Informationen (Plattenform, Materialeignung und so weiter) enthalten, sind eines davon. Darüber hinaus gibt es Farbsysteme für die ISO-Werkstoffe, in denen sie einsetzbar sind, und vieles mehr.

Walter Bezeichnugsschlüssel für Wendeschneidplatten
Bezeichnungsschlüssel enthalten wichtige Informationen zu: Plattenform, Freiwinkel, Toleranzen, Befestigungsart, Schneidkantenlänge, Plattendicke, Eckenrundung, Schneidenausbildung, Schneidrichtung, gegebenenfalls Fasenbreite und -winkel (hier nicht vorhanden) und Geometrie. (1 bis 12 – von links nach rechts). – Bild: Walter

Die optimal geeignete Wendeschneidplatte kann neben gedruckten "Systemen" (eines der bekanntesten ist Walter Select) auch mit Hilfe digitaler Tools ermittelt werden. Bei Walter zum Beispiel über die kostenfreie App "Walter GPS". Sie wählt die passende Lösung anhand von Werkstoff und Werkzeug, beabsichtigter Bearbeitung und Bearbeitungsbedingungen aus.

Tatsächlich fangen die wenigsten Anwender bei null an, wenn sie eine Wendeschneidplatte auswählen. Entweder sie haben dieselbe oder eine ähnliche Bearbeitung schon einmal durchgeführt. Dann orientieren sie sich dann an der Platte, die sie dabei eingesetzt haben – und ihren Erfahrungen damit. Hat sie gut funktioniert? Dann nehme ich sie wieder. War sie schnell verschlissen? Dann analysiere ich die Art des Verschleißes und versuche diesen gezielt zu minimieren. Digitale Walter Tools wie die folgenden können dabei sehr hilfreich sein.

  • Die Verschleißoptimierungs-App nennt Ursachen für und Maßnahmen gegen bestimmte Verschleißarten.
  • Die Insert-Konverter-App zeigt für Wendeschneidplatten des Wettbewerbers, mit der Anwender eventuell nicht zufrieden waren, äquivalente Alternativen von Walter auf.
  • Die Feeds-and-Speeds-App stellt Schnittdaten für definierte Anwendungsfälle bereit.

Walter GPS – das "Zerspanungs-Navi"

Walter GPS Zerspanungsnavi
Der Startbildschirm von Walter GPS. – Bild: Walter

Ein Tool, dass so kein anderer Hersteller anbietet, ist Walter GPS – das "Zerspanungs-Navi". Es ermittelt die bestmögliche Werkzeug-Wendeschneidplatten-Schnittdaten-Kombination für eine individuelle Anwendung – aber auch die passende Wendeschneidplatte für ein bestehendes Werkzeug. Nach Eingabe der Parameter spuckt Walter GPS einen oder mehrere Vorschläge aus, wie die optimale Lösung für die Bearbeitung aussieht – und führt bei Bedarf sogar eine Wirtschaftlichkeitsberechnung aus.

Am konkreten Beispiel kann das so aussehen
Der Anwender hat ein neues Fräswerkzeug (zum Beispiel den Walter Fräser Xtra‧tec XT M5009). Er kennt seinen Werkstoff (zum Beispiel rostfreier Stahl) und die Bearbeitung, die er an seinem Bauteil durchführen will (zum Beispiel eine Fläche planfräsen). In sechs einfachen Schritten findet er seine Wendeschneidplatte inklusive zugehöriger Schnittdaten heraus:

1. Schritt: Der Anwender geht auf die Walter GPS Startseite und klickt "Werkzeugbezogene Suche – Classic Walter GPS" an

2. Schritt: Im Filter beziehungsweise Such-Feld gibt er die Bestellbezeichnung seines Werkzeuges ein.
Je detaillierte dies geschieht, umso schneller gelangt er ans Ziel. Bei ungenaueren Angaben wird die Lösung sukzessive (zum Beispiel über "Fräswerkzeuge mit Wendeschneidplatten / Produktfamilie ...") eingegrenzt.

Walter GPS Werkzeugliste
Die Werkzeugliste. - Bild: Walter

3. Schritt: In der Werkzeugliste, die erscheint, klickt er zunächst sein vorhandenes Werkzeug und dann den Button "Werkzeuganwendung" an.

Walter GPS Werkstoffliste
Werkstoff auswählen. - Bild: Walter

4. Schritt: Er wählt seinen Werkstoff (zum Beispiel nach DIN-Nr., hier: 1.4571) und dann die Bearbeitung über den Button "Aufgabe wählen" aus.

Walter GPS Bearbeitung
Parameter der Bearbeitung. - Bild: Walter

5. Schritt: Es erscheint eine Eingabemaske mit dem Symbol für Planfräsen, in die er Parameter und Optionen seiner Bearbeitung eingeben kann. Sprich: Tiefe, Breite, aber auch: Ist das Bauteil vorbearbeitet? Wie stabil sind die Bearbeitungsbedingungen?

6. Schritt: Er klickt auf "Ergebnisse abrufen" – und erhält eine Auswahl an Wendeschneidplatten, die exakt auf sein Werkzeug, sein Material und seine Anwendung abgestimmt sind. Die Platte mit den geringsten Kosten pro Anwendung erscheint standardmäßig zuoberst – variiert aber, je nachdem welche Parameter (zum Beispiel Prozesssicherheit, beste Oberfläche und so weiter) der Anwender in den Mittelpunkt stellt.

Walter GPS macht genau das, was jeder bei der Auswahl seiner Wendeschneidplatte auch tut. Mit dem Unterschied, dass es tausende von Möglichkeiten in Sekunden durchrechnen kann. Mehr noch: Auch die Frässtrategie, zum Beispiel die Aufteilung einer bestimmten Schnitttiefe in mehrere sinnvolle Schritte, wird gleich mit eruiert. Ebenso die Wirtschaftlichkeit der jeweiligen Platte pro Anwendung – immer bei den höchstmöglichen Schnittparametern, die ebenfalls Teils des Ergebnisses sind. Last-but-not-least lässt sich sogar die spezifische Maschine, auf welcher der Anwender sein Werkzeug einsetzen will, ins System integrieren.

Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit Walter AG

Die Walter AG, gegründet 1919, zählt zu den weltweit führenden Unternehmen in der Metallbearbeitung. Der Zerspanungsspezialist bietet ein umfassendes Spektrum an Präzisionswerkzeugen zum Fräsen, Drehen, Bohren und Gewinden. Gemeinsam mit seinen Kunden entwickelt Walter maßgeschneiderte Lösungen für die Komplettbearbeitung von Bauteilen in den Branchen Allgemeiner Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Automobil- und Energieindustrie. Durch seine Engineering Kompetenz im gesamten Zerspanungsprozess ist Walter ein innovativer Partner, der in der Lage ist, digitale Prozesslösungen für optimale Effizienz zu schaffen. Die Walter AG beschäftigt rund 3.500 Mitarbeiter und betreut mit zahlreichen Tochtergesellschaften und Vertriebspartnern Kunden in über 80 Ländern der Welt.

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