TECHNIK FR GEWINDE

DIE FCHERNUT fr eine saubere Bearbeitung THE MULTI-GROOVE for a clean machining

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EINE SAUBERE SACHE - GEWINDEFURCHEN MIT DER FCHERNUT

Das Gewindefurchen besticht als eine saubere, weil spanlose Bearbeitungs-methode. Gegenber Gewindeboh-rern bieten die Umformwerkzeuge jedoch noch weitere Vorteile: dazu gehren lngere Standzeiten und auch bei groen Gewindetiefen eine hohe Prozesssicherheit.

Doch insbesondere beim Gewinde-furchen unter Minimalmengenschmie-rung tritt ein negativer Effekt auf: Bau-teil wie auch Werkzeug verschmutzen whrend der Bearbeitung. In Folge sinkt die Standzeit des Gewindewerk-zeugs und eine nachtrgliche Bauteil-reinigung wird notwendig.

Ursache der Verschmutzung sind klei-ne Materialpartikel, welche sich bei der Bearbeitung aus den Fliekrallen des gefurchten Gewindes lsen. Die-se Partikel sammeln sich in den Nuten des Gewindefurchers und verschmut-zen von dort aus Werkzeug wie auch Bauteil.

Dies ist besonders bei der MMS-Bear-beitung ausgeprgt, whrend bei der Nassbearbeitung ein Groteil der Ver-schmutzung vom Khlschmiermittel weggesplt wird.

Zustzlich zum erhhten Aufwand bei der Bauteilreinigung fhrt der Schmutz im Bearbeitungsprozess zu abrasivem Verschlei des Werkzeugs und redu-ziert dadurch dessen Lebensdauer.

Um die Verschmutzung zu verringern, hat BASS umfangreiche Testreihen unternommen. Nach mehreren Jah-ren Entwicklungsarbeit mndeten die Erkenntnisse in der inzwischen patentierten Fchernut. Durch ihre spezielle Geometrie lsst sich eine Verschmutzung von Gewindefurchern unter MMS fast vollstndig beseitigen.

Die besondere Form der Fchernut nimmt die ausgebrochenen Werk-stoffpartikel aus den Fliekrallen auf. Gleichzeitig wird die Splwirkung des Khlmediums unabhngig, ob MMS oder KSS verbessert und damit die Reinigungsleistung erhht. Die Werk-zeuge kommen sauber aus der Be-arbeitung.

Damit sinkt nicht nur der Reinigungs-aufwand drastisch, die Fchernut kommt auch der Standzeit zugute. Gegenber der herkmmlichen Nut-

form werden bis zu 30 Prozent mehr Gewinde mit dem sonst identischen Werkzeug gefurcht. Und dieses Reini-gungsprinzip ist auf eine Vielzahl von Werkstoffen bertragbar, inklusive Standzeitverlngerung.

Ein bedeutender Baustein bei der MMS-Bearbeitung ist die schnelle Evakuierung der in den Sacklchern befindlichen Luft. Whrend das Werk-zeug in die Bohrung eindringt und das Gewinde furcht, wird die in der Bohrung enthaltene Luft gegen den Bohrungs-grund verdrngt und verdichtet. Das durch den Gewindefurcher zugefhrte MMS-Aerosol wird bei der herkmm-lichen Nutform durch die eingesperr-te Luftmasse direkt in Schaftrichtung

zurckgefhrt und kann seine Khlwirkung an der Bearbeitungsstelle nicht wahrnehmen.

Wegen des vergrerten Volumens der Fchernut kann die eingeschlossene Luft schneller entweichen und die Bohrungsoberfl-che wird besser benetzt. Das Ergebnis: steigen-de Standzeiten und eine deutlich erhhte Prozess-sicherheit. Hierbei gilt: Je tiefer die Sacklochboh-rung (ber 2D), desto grer der Nutzen der Fchernut.

Ein weiterer Einflussfak-tor auf die Wirkung der Fchernut ist der Druck, mit dem das Aerosol an die Umformstelle gefhrt wird. Der normale Um-gebungsluftdruck betrgt 1 bar. Durch die Verdich-tung im Sackloch drckt das Aerosol somit gegen eine Wand aus Luft mit mehr als 1 bar Druck.

Ist der Druck des Aero-sols selbst nur gering-fgig hher, kann keine ausreichende Benetzung der Bohrungswand mit Aerosol sichergestellt werden, wodurch die Standzeit des Werkzeugs dramatisch verringert

wird und die Verschmutzung ansteigt. Somit zeigt die Fchernut gerade bei schlechten Einsatzbedingungen ihr groes Potenzial.

Wirkprinzip der Fchernut

Whrend bei der herkmmlichen Nut-form (oben) die in der Bohrung ent-haltene Luft (blau) gegen den Grund verdichtet wird, kann diese bei der Fchernut (unten) entweichen und das MMS-Aerosol (gelb) die Bohrungs-wand ausreichend benetzen.

Durch die erhhte Splwirkung der Fchernut werden anfallende Materi-alpartikel bereits bei der Bearbeitung mit der abgefhrten Luft vom Bauteil wegbefrdert.

Fliekralle

Roll tapping stands out as a chipless and therefore clean machining meth-od. As opposed to cutting taps, thread forming tools offer even further advan-tages including longer tool life as well as high process reliability even for large thread depths.

However, especially when using MQL during roll tapping, a negative effect occurs: both part and tool are contam-inated during machining. As a result, tool life decreases, making necessary a subsequent component cleaning.

The cause for this contamination are small material particles moving out of the ridges of the furrow of the tapped thread during processing. These par-ticles accumulate in the grooves of the roll tap and start contaminating both the tool and the part.

This can be noticed for MQL-pro-cessing in particular, whereas for wet processing most contaminants are re-moved by the cooling lubricant.

In addition to the higher effort for cleaning the part, the contaminants promote the abrasive wear of the tool and therefore reduce its durability.

To reduce this contamination, BASS has taken extensive series of tests. Several years of development work

The multi-grooves functional principle

Whereas for the traditional groove form (upper part of the picture), the air within the bore hole (blue) is compressed to the bottom, the multiple groove (lower part of the picture) allows for the air to escape and for the MQL-aerosol (yel-low) to sufficiently wet the bore hole wall.

Through the improved washing effect of the multiple groove, the outgoing air removes the occurring material particles from the part already during processing.

The larger volume of the multi-groove allows for the locked up air to escape more quickly and for the bore hole sur-face to be better wetted. The result: increasing tool life and a drastically en-hanced process reliability. The general rule is: the deeper the tapped blind hole (>2xd), the greater the benefit of the multi-groove.

Another factor influencing the effective-ness of the multi-groove is the pres-sure with which the aerosol is blown to the processing point. The usual ambi-ent air pressure is 1 bar. Through the compression within the blind hole, the aerosol thus pushes against the wall of air with more than 1 bar.

If the pressure of the aerosol is at least slightly higher, a sufficient wetting of the bore hole wall by the aerosol can-not be ensured. Thus, the tool life dras-tically decreases and contamination increases. Particular for this reason, the multi-groove offers a large poten-tial especially under poor processing conditions.

furrow

have resulted in the recently patented multi-groove. Through its special ge-ometry, a contamination of the thread-ing tool used under MQL conditions can be eliminated almost completely.

The special form of the multi-groove absorbs broken out material particles from the ridges of the furrow. At the same time, the washing effect of the cooling medium whether it is MQL or cooling lubricant, is improved leading to better cleaning results. The tools come out of the roll tapping process clean.

The multi-groove does not only help to reduce the cleaning effort drasti-cally but also increases tool life. The tool that is constructed identically to a traditional roll tap apart from the groove enables up to 30 percent more threads. What is even more, the form-ing tools cleaning principle and its benefit of extended tool life can be ap-plied for a large variety of materials.

An important factor during MQL-machining is to evacuate the air from the blind holes. In this case, however, traditional roll taps have a crucial dis-advantage. While the tool is entering the hole and forming the thread, the air within the bore hole is displaced and compressed to the bottom. The MQL-aerosol that is fed through the roll tap is blown in shank direction backwards through the locked up air and there-fore cannot take its cooling effect to the processing point. This is where the multi-groove comes in.

A CLEAN SOLUTION THREAD FORMING WITH THE MULTI-GROOVE