Das Video behandelt die präzise Drehbearbeitung von vier Rohrflanschen aus C-Stahl für einen Kunden aus dem Bereich Industriepumpen. Die Ausgangswerkstücke wurden lokal per Wasserstrahl aus 1,5 Zoll dickem Plattenmaterial geschnitten (Ausgangsmaße: Außendurchmesser 7,25 Zoll, Innendurchmesser 2,5 Zoll).
Im ersten Fertigungsschritt werden die Flansche auf einer American Pacemaker Drehmaschine unter Verwendung eines 21-Zoll-Vierbackenfutters eingerichtet und bearbeitet. Die Vorgaben umfassen das Überdrehen des Außendurchmessers (OD) auf 7,0 Zoll, das Ausdrehen der Innenbohrung (ID) auf 2,910 Zoll, das Anfasen der Kanten sowie das spätere Plandrehen auf eine Endstärke von 1,25 Zoll. Im Fokus der Prozessanalyse stehen die Zentrierung unebener Wasserstrahlkanten mittels Messuhr, der Vergleich von CNMG-Wendeschneidplatten bezüglich Spanbruch sowie die Evaluierung einer schwingungsgedämpften Maq-Bohrstange zur ratterfreien Innenbearbeitung.
Wichtigste Punkte & Zeitstempel
0:17 Projekt- und Materialspezifikationen: Fertigung von vier Rohrflanschen aus C-Stahl. Soll-Maße: 7,0 Zoll Außendurchmesser, 2,910 Zoll Innenbohrung, 1,25 Zoll Fertigungshöhe und vier 20-mm-Durchgangsbohrungen.
1:18 Maschinen- und Prozessstrategie: Wahl der American Pacemaker Drehmaschine mit 21-Zoll-Vierbackenfutter zur sicheren Einspannung bei geringer Einspanntiefe (~1/8 Zoll). Zweite Planbearbeitung erfolgt auf Precision Matthews Drehmaschine; Bohrungen entstehen auf VMC VM 318 mit Innenkühlung.
5:08 Ausrichten unregelmäßiger Kanten: Zentrierung der rau geschneiderten Wasserstrahlkanten auf eine Rundlaufabweichung (TIR) von unter 0,003 Zoll unter Verwendung einer Starrett-Messuhr mit Breitradius-Tasteinsatz.
13:05 Auswahl der Schneidgeometrie: Wechsel von CNMG 432 auf Walter WPP 20G CNMG 431 Wendeschneidplatte zur Optimierung der Span-Kontrolle bei geringen Schnitttiefen.
17:05 Überdrehen des Außendurchmessers: Schlichten des Außendurchmessers auf genau 7,0 Zoll bei 388 U/min (~700 SFM), 0,005 ipr Vorschub und 0,020 Zoll Schnitttiefe.
23:38 Einsatz einer schwingungsgedämpften Bohrstange: Erstmaliger Einsatz einer Maq-Anti-Vibrations-Bohrstange mit CNMG 431 Platte in einer geschlitzten Reduzierbuchse zur Schwingungsdämpfung bei großer Auskragung.
25:35 Ausdrehen der Bohrung: Schruppbearbeitung des Innendurchmessers von 2,500 Zoll auf 2,910 Zoll in Zustellungen von 0,100 Zoll bei 388 U/min und 0,010 ipr Vorschub; Erreichen von 2,911 Zoll beim ersten Teil.
31:15 Spanbruchkontrolle bei Schlichtdurchgängen: Entstehung langer Fließspäne beim Feinschlichten erfordert den Einsatz von Schneidöl, um Oberflächenriefen und Fressen zu verhindern.
34:36 Entgraten und Anfasen: Anbringen einer Kantenbrechung von 0,010 bis 0,015 Zoll an Innen- und Außenkanten mittels eines hartgelöteten Hartmetall-Drehmeißels.
38:27 Wirtschaftlichkeit der Futterwahl: Begründung für die Nutzung des Vierbackenfutters bei Kleinserien zur Vermeidung zeitintensiver Futterwechsel bei höherer Genauigkeit im Vergleich zum Dreibackenfutter.
Glossar
C-Stahl (Carbon Steel): Unlegierter Stahl mit definiertem Kohlenstoffgehalt, zeichnet sich durch gute Zerspanbarkeit und hohe Festigkeit im Maschinen- und Anlagenbau aus.
Vierbackenfutter (4-jaw chuck): Drehbankfutter mit vier unabhängig voneinander verstellbaren Backen. Ermöglicht das hochpräzise Zentrieren unregelmäßiger oder asymmetrischer Werkstücke.
TIR (Total Indicated Readout / Rundlaufabweichung): Die an einer Messuhr abgelesene Gesamtabweichung einer kreisförmigen Werkstückoberfläche bei einer vollen Umdrehung (360°).
Messuhr mit Breitradius-Tasteinsatz: Spezialtasteinsatz mit abgeflachter bzw. breiter Kontaktfläche, der Schmutz oder Unebenheiten (wie Wasserstrahlschnittspuren) überbrückt, um eine stabile Messung zu ermöglichen.
CNMG 431 / 432: ISO-Standardbezeichnung für rhombische Wendeschneidplatten (80° Eckenwinkel). Die Ziffern spezifizieren Abmessungen und Eckenradius (431 = 1/64 Zoll / ~0,4 mm Radius; 432 = 1/32 Zoll / ~0,8 mm Radius).
SFM (Surface Feet per Minute): Schnittgeschwindigkeit in Oberflächen-Fuß pro Minute. Beschreibt die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeugschneide und Werkstückoberfläche.
ipr (Inches per Revolution / Zoll pro Umdrehung): Einheit für den Vorschub des Drehwerkzeugs pro Spindelumdrehung.
Schwingungsgedämpfte Bohrstange (Anti-vibration boring bar): Bohrstange mit internem Masse-Dämpfer-System (Tilger), das Eigenfrequenzen eliminiert und ratterfreie Innenbearbeitungen bei großen Längen-Durchmesser-Verhältnissen ermöglicht.
Fließspan (Stringer chip): Ununterbrochener, wirrenförmiger Span, der entsteht, wenn der Werkstoff nicht bricht. Kann die Oberfläche schädigen und stellt ein Sicherheitsrisiko dar.
Anfasen (Chamfering): Abschrägen von Werkstückkanten zur Vermeidung von Gratbildung, Verletzungsgefahren und zur Erleichterung nachfolgender Montageprozesse.