Vergleichstests zur Zerspankraftmessung

Bessere Leistung als die Konkurrenz - längere Werkzeugstandzeit, höhere Abtragsraten und Gesamtkosteneinsparungen.

BIG KAISER, führender Anbieter von hochpräzisen Werkzeugsystemen für die metallverarbeitende Industrie, gibt die Ergebnisse objektiver Vergleichstests zur Zerspankraftmessung bekannt, bei denen Werkzeughalter von BIG KAISER mit Konkurrenzprodukten verglichen wurden. Da die Zerspankraft über einen bestimmten Zeitraum gemessen wird, liefert sie reale Informationen über die Stabilität der Bearbeitungsvorgänge, so dass sich Produktionsprozesse damit sehr genau beurteilen und verbessern lassen.
Um die Vergleichstests durchführen zu können, setzte BIG KAISER eine Messkette von Kistler – bestehend aus Dynamometer, Labor-Ladungsverstärker und Analysesoftware – zur Zerspankraftmessung ein. Gemessen und verglichen wurden sowohl Kenndaten der jeweiligen Werkzeugaufnahme wie Unwucht und Rundlaufgenauigkeit als auch beim Bearbeiten auftretende Merkmale wie die Spanqualität und die Geräuschentwicklung.
Zuerst stellte BIG KAISER den MEGA New Baby Chuck auf den Prüfstand und verglich die Ergebnisse beim Umfangsfräsen mit denen von drei Werkzeughaltern von Wettbewerbern. Das Spannfutter lief mit einem ø12 mm Hartmetall-Schaftfräser, der Stahl (C45E) mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min und einer Bohrtiefe von 12 mm fräste. Für einen aussagekräftigen Vergleich begann die gemessene radiale Schnitttiefe (Ae-Wert) bei einer Feinschlichttiefe von 0,5 mm und wurde schrittweise bis auf 6 mm erhöht.
Die Testergebnisse belegen, dass der MEGA New Baby Chuck die höchsten Ae-Werte zulässt und gleichzeitig die Vibrationswerte auf einem akzeptablen Niveau hält. Die Werkzeughalter der Wettbewerber erreichten in den Tests 50 – 70 % der Leistung der BIG KAISER-Werkzeughalter. Die Tests zeigten eindeutig, dass der MEGA New Baby Chuck höhere Abtragsraten, einen höheren Durchsatz und eine bessere Kosteneffizienz bei längerer Werkzeugstandzeit ermöglicht.

Vorteil der Zerspankraftmessung zur Evaluierung der Performance
Die Zerspankraft steht für viele Kombinationen aus Werkzeug und Werkstoff in direktem Verhältnis mit der Standzeit eines Werkzeugs. Durch die Auswertung der Kraftverläufe und Trends kann in Standzeitversuchen auf die für die Werkzeugbelastung verantwortlichen Verschleißmechanismen geschlossen werden, um daraus geeignete Verbesserungsmaßnahmen abzuleiten.
Die Stabilität steht ebenfalls in direktem Zusammenhang mit der Zerspankraft. Aus der Dynamik der Kräfte kann ein Einfluss auf die Stabilität abgeleitet werden, noch bevor es zu sichtbaren Effekten kommt. Zudem werden interessante Einblicke in den Prozess möglich: Die Zerspankraftmessung zeigt beispielsweise, ob das Anschneiden – der Zeitpunkt, bei welchem das Werkzeug ins Material eintaucht – für hohe Kraftausschläge sorgt.
„Durch den Einsatz von Piezo-Sensoren zur genauen Messung der Schnittkraft erhalten wir einen vergleichsweise größeren Datenbereich als mit Standard-Dehnungsmessstreifen und vor allem sind diese Messungen unabhängig von der Werkzeuglänge und geben somit objektiv Aufschluss über die tatsächliche Leistung eines Werkzeughalters“, so David Stucki, Divisional Marketing Manager bei Kistler.
„Derzeit wird immer mehr Sensorik direkt in die Werkzeuge integriert. Neben der Zustandsüberwachung geht es dabei ganz klar in Richtung Vernetzung aller Systeme und Komponenten einer Fertigungsumgebung. Im Zuge dessen werden auch zunehmend Werkzeugdaten von Kunden angefragt, die wir ihnen in verschiedenen Formaten zur Verfügung stellen“, sagt Marco Siragna, Produktmanager bei BIG KAISER.
BIG KAISER hat die Vergleichstests zur Zerspankraftmessung an mehreren Produkten seines Werkzeughalterprogramms durchgeführt, darunter an seinen Hydrodehnspannfuttern (Standard und Jet-Through), Hi-Power Milling Chuck und MEGA E Spannzangenfutter. In allen Fällen waren die Ergebnisse mit denen des MEGA New Baby Chuck vergleichbar.