Hochpräzisions-Hartdrehen als kostengünstige Alternative zum Rundschleifen

Lange Jahre galt das Rundschleifen als typisches Verfahren für die Feinbearbeitung gehärteter, rotationssymmetrischer Bauteile. Als flexible und kostengünstige Möglichkeit, um aufwendige Schleifprozesse ohne Qualitätseinbußen zu ersetzen, rückt das Hochpräzisions-Hartdrehen mittlerweile verstärkt in den Vordergrund. Mit der hydrostatischen Ultrapräzisions-Hartdrehmaschine Hembrug Mikroturn 100 setzen wir bei KWS im Werkzeug- und Formenbau ebenfalls auf die Vorteile der effizienten, umweltschonenden Fertigungstechnologie.

Neue Materialien ermöglichen hochproduktive und hochpräzise Hartdrehmaschinen

Bedingt durch das Aufkommen neuer Schneidstoffe für das Zerspanen von gehärtetem Stahl und anderer Materialien mit hohem Härtewert sowie der technischen Weiterentwicklung von Drehmaschinen begann in den 1990er-Jahren die weltweite Ablösung von Schleifprozessen durch das Hartdrehen. War die Bearbeitung harter und gehärteter Bauteile vorher Techniken wie dem Schleifen, Fräsen oder Erodieren vorbehalten, konnte das Drehverfahren nun auch bei höheren Werkstoffhärten sinnvoll angewandt werden.

Insbesondere an die Schneidstoffe stellt das Hartdrehen besondere Anforderungen. So kommen beispielsweise Schneiddiamanten aufgrund ihrer Kohlenstoffreaktion mit Eisen für die Stahlbearbeitung nicht infrage. Stattdessen werden beim Hartdrehen alternative Stoffe wie Schneidkeramik oder kubisches Bornitrid (CBN) eingesetzt, die eine höhere chemische Beständigkeit gegenüber Eisen aufweisen. Bei Letzterem handelt es sich nach Diamant um das zweithärteste bekannte Material. Während Schneidkeramik bei Werkstoffen bis zu einer Härte von 64 HRC (Härte nach Rockwell) sehr gute Ergebnisse liefert, werden CBN-Schneidstoffe bei Härten bis zu 70 HRC bevorzugt.

Gegenüber dem Rundschleifen bietet das Hartdrehen zahlreiche Vorteile

Insbesondere bei harten und gehärteten Werkstücken mit vielschichtigen geometrischen Strukturen kann die Technik des Hartdrehens ihre Vorteile gegenüber dem Rundschleifen voll ausspielen. So lassen sich im Hartdreh-Prozess mithilfe von Standardwerkzeugen maßgenaue Innen- und Außenkonturen mit einer hohen Oberflächengüte herstellen. Beim Schleifprozess werden für die einzelnen Konturen hingegen jeweils passende Formschleifscheiben benötigt, die mit Blick auf ihren Verschleiß regelmäßig konditioniert, also neu profiliert und geschärft sowie gereinigt werden müssen. Im Gegensatz dazu eröffnet das Hartdrehen die Möglichkeit, mehrere Bearbeitungsschritte in ein und derselben Einspannung des Werkstücks durchzuführen. Mit Blick auf die höhere Flexibilität des Hartdrehens und bedingt durch die unterschiedlichen Verfahren ergeben sich weitere zentrale Vorteile:

• geringerer Investitionsbedarf durch niedrigere Maschinen- und Werkzeugkosten (u. a. werden keine teuren Formschleifscheiben benötigt)
• wesentlich kürzere Einricht- und Umrüstzeiten sowie Einsparung von Arbeitsgängen
• erhebliche Reduzierung der Bearbeitungsdauer und Stückkosten gegenüber vergleichbaren Schleifarbeiten
• umweltschonendes Verfahren durch Trockenbearbeitung, bei der keine Kühlschmiermittel zum Einsatz kommen und auch die Entsorgung von Schleifschlamm entfällt

Gut zu wissen: Bei KWS fertigen wir für Sie maßgeschneiderte Lösungen auf modernsten Werkzeugmaschinen. Durch die Erweiterung unseres Maschinenparks um die Ultrapräzisions-Hartdrehmaschine Hembrug Mikroturn 100 zur Substitution von Schleifprozessen profitieren Sie als Kunde von deutlich kürzeren Lieferzeiten.

Hartdrehen mit einem Höchstmaß an Präzision ohne Einbußen in der Werkstückqualität

Gerade in der Anfangszeit des Hartdrehens galt das Thema Präzision als Hauptargument für den weiteren Einsatz von Schleifverfahren. Heute gelten moderne Ultrapräzisions-Hartdrehmaschinen nicht nur als besonders produktiv und flexibel, sondern zeichnen sich auch durch eine hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Oberflächengüte in der Bearbeitung von harten und gehärteten Werkstücken aus. Als kostengünstige Alternative sind sie in den meisten Fällen in der Lage, in wesentlich kürzerer Zeit und mit deutlich weniger Aufwand die gleichen Ergebnisse wie das Rundschleifen zu liefern.

Hembrug Mikroturn 100: Professionelles Hartdrehen im Submikrometer-Toleranzbereich

So erreicht beispielsweise die Hembrug Mikroturn 100 mit einer Wiederhol- und Rundlaufgenauigkeit von 0,1 µm (Mikrometer) in der Serienproduktion Oberflächenqualitäten von RA (Mittenrauwert) 0,1 bis 0,4 µm und Formtoleranzen von 0,1 bis 2,0 µm (also 0,0001 bis 0,002 mm).

Auf der Grundlage immer präziser arbeitender Maschinen eignet sich das Hochpräzisions-Hartdrehen nicht nur für die Massenproduktion, sondern eröffnet den Anwendern gerade in der Einzel- und Kleinserienfertigung interessante Optionen.