Was sind Wendeplatten und ihre Funktionen

Definition und Grundprinzip

Wendeplatten sind relativ robuste, meist aus hochwertigen Hartmetallen, Keramik oder Cermet gefertigte Schneidwerkzeuge, die beim Drehen eingesetzt werden. Sie bestehen aus einer stabilen Grundplatte, an der die eigentliche Schneidkante in Form einer besonderen Geometrie befestigt ist. Das Besondere an Wendeplatten ist ihre Austauschbarkeit: Sobald die Schneidkante abgenutzt ist, kann die Platte gewendet oder ausgewechselt werden, um den Produktionsprozess ohne großen Stillstand fortzusetzen.

Das Prinzip basiert darauf, eine einzige Wendeplatte mehrfach nutzen zu können, was hohe Wirtschaftlichkeit und Flexibilität bietet. Die Platten sind so gestaltet, dass sie in verschiedenen Maschinensystemen eingesetzt werden können, wobei unterschiedliche Geometrien, Beschichtungen und Größen verfügbar sind, um nahezu alle Anforderungen der metallbearbeitenden Industrie abzudecken.

Funktionen und Einsatzbereiche

Die Hauptfunktion einer Wendeplatte im Drehprozess besteht darin, Werkstoffspanen abzutrennen und Flächen zu bearbeiten. Sie übernimmt dabei folgende Aufgaben:

• Schnittkraftübertragung: Überträgt die Kraft auf das Werkstück und formt die Oberfläche.
• Spanbildung: Erzeugt kontrollierte Späne, welche die Bearbeitung effizient und ohne Beschädigungen gestalten.
• Oberflächenqualität: Bestimmt die Oberflächenbeschaffenheit des feriggestellten Bauteils.
• Temperaturmanagement: Hält die bei der Bearbeitung entstehende Hitze in Grenzen, um die Werkzeugstandzeit zu erhöhen.

Im Einsatz stehen Wendeplatten vor allem beim Präzisionsdrehen, Schruppen und Schlichten. Durch die vielfältigen Geometrien und Beschichtungen lassen sie sich genau an die jeweiligen Werkstoffe und Anforderungen anpassen.

Wesentliche Eigenschaften und Materialien

Materialien und ihre Bedeutung

Die Auswahl des Materials für Wendeplatten ist entscheidend für die Standzeit, Schnittqualität und Effizienz. Die gängigsten Werkstoffe sind:

• Hartmetall (HM): Das häufigste Material, bekannt für seine Härte und Verschleißfestigkeit. Geeignet für allgemeine Dreharbeiten und harte Werkstoffe.
• Cermet: Eine Keramik-Hartmetall-Kombination, die höhere Schnittgeschwindigkeiten erlaubt und gute Spanbildungs-Eigenschaften aufweist.
• Keramik: Extrem hitzebeständig und ideal für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, allerdings weniger bruchfest.
• CBN (Kohlenstoffnitrid): Für besonders harte Materialien wie gehärteten Stahl oder Hartmetall-Workpieces.
• Ferit und hybrid Beschichtungen: Werden auf die Oberflächen der Wendeplatten aufgebracht, um deren Leistung bei spezifischen Anwendungen zu optimieren.

Eigenschaften, die die Leistung beeinflussen

Bei der Auswahl der Wendeplatte spielen neben dem Material die Faktoren wie Härte, Bruchfestigkeit, Thermoschockbeständigkeit und die Schnittgeschwindigkeiten eine Rolle. Hochwertige Platten verfügen über spezielle Beschichtungen, die Verschleiß minimieren, Hitze besser ableiten und die Zähigkeit verbessern.

Wichtige Eigenschaften sind:

• Schneidkantenstabilität: Für präzises und ruhiges Schneiden.
• Spanbruchcharakteristik: Kontrollierte Spanbildung zur Vermeidung von Verstopfungen.
• Beschichtung: Reduziert Reibung, Verschleiß und erhöht die Standzeit.

Relevanz des Eckenradius und Beschichtung

Der Eckenradius beeinflusst die Belastbarkeit der Schneidkante. Ein größerer Radius bietet bessere Stabilität bei Schnitten mit hoher Schnittbelastung, kann aber die Oberflächengüte beeinflussen. Die Beschichtung wiederum spielt bei der Bearbeitung temperatur- und verschleißbestimmende Rollen. Moderne Beschichtungen wie TiAlN oder TiCN verbessern die Leistung signifikant, insbesondere bei hochdynamischen Prozessen.

Auswahl der richtigen Wendeplatte zum Drehen

Faktoren bei der Auswahl

Die richtige Wendeplatte hängt von mehreren Faktoren ab:

• Werkstoff des Werkstücks: Weiche Metalle benötigen andere Geometrien als harte Legierungen.
• Schnittgeschwindigkeit: Höhere Geschwindigkeiten erfordern beschichtete Platten mit hoher Hitzebeständigkeit.
• Schnittiefe und Vorschub: Geringe Schnitttiefen erfordern andere Geometrien, beispielsweise Eckenradien für bessere Spanbildung.
• Spanbildung: Kontrollierte Spanentwicklung reduziert Vibrationen, verbessert die Oberfläche und verlängert die Werkzeugstandzeit.

Die Bedeutung des Eckenradius und Beschichtung

Ein größerer Eckenradius verbessert die Stoßfestigkeit der Schneidkante, was besonders bei schweren Schnittparametern vorteilhaft ist. Andererseits kann ein kleiner Radius für feinere Oberflächen sorgen. Die Wahl der Beschichtung sollte das Drehmoment, die Schnittgeschwindigkeit und die Materialhärte berücksichtigen. Bei Hochgeschwindigkeitsdrehen sind spezielle Beschichtungen wie TiAlN vorteilhaft, während TiCN bei härteren Materialien zum Einsatz kommt.

Vergleich von Marken und Qualität

Markenqualität ist entscheidend für die Prozesssicherheit. Zu den führenden Herstellern gehören Sandvik Coromant, Seco Tools, Walter und Kennametal. Hochwertige Markenprodukte zeichnen sich durch präzise Fertigung, innovative Beschichtungen, eine umfangreiche Produktpalette und guten Kundendienst aus. Günstige Alternativen aus dem Discountbereich könnten kurzfristig Kosten sparen, auf Dauer jedoch die Werkzeugstandzeit und Bearbeitungsqualität negativ beeinflussen.

Techniken und Best Practices beim Wendeplatten drehen

Vorbereitung und Einstellung der Maschine

Ein präzise eingestellte Maschine bildet die Basis für nachhaltigen Erfolg. Dazu gehören:

• Kalibrierung der Werkzeughalter und Spannmittel.
• Verifizierung der richtigen Drehzahl und Vorschub.
• Gewährleistung einer stabilen Fixierung der Wendeplatte, um Vibrationen zu vermeiden.
• Einrichtung der richtigen Schnittparameter unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften.

Sicherheitsmaßnahmen und optimale Schnittparameter

Schutzmaßnahmen sind unerlässlich, um Arbeitsunfälle und Werkzeugschäden zu vermeiden. Dazu zählen:

• Persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Gehörschutz).
• Regelmäßige Kontrolle der Schneidwerkzeuge auf Verschleiß.
• Verwendung von Schutzabdeckungen und Not-Aus-Schaltern.
• Optimale Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe entsprechend der Material- und Werkzeugspezifikation.

Fehlervermeidung und Wartung der Wendeplatten

Häufige Fehler beim Wendeplatten drehen sind falsche Geometrienutzung, Überlastung, unzureichende Kühlung und mangelnde Wartung. Um die Standzeit zu maximieren, sollte regelmäßig überprüft werden:

• Auf Verschleiß und Beschädigungen.
• Die Befestigung auf festen, gleichmäßigen Spannmitteln.
• Die korrekte Beschichtung und saubere Schnittstellen.

Wartung umfasst auch den Austausch abgenutzter Platten und die richtige Aufbewahrung, um Beschädigungen zu vermeiden.

Optimierung der Bearbeitungsergebnisse

Analysemethoden für Prozessverbesserung

Hierzu zählen statistische Prozesskontrolle (SPC), Temperatur- und Verschleißmessungen sowie kontinuierliche Verbesserungsprozesse. Digitale Werkzeugsensorik und intelligente Steuerungssysteme ermöglichen eine Echtzeitüberwachung, um Fehler frühzeitig zu erkennen und die Parameter anzupassen.

Innovative Technologien und Trends

Der Einsatz von KI-gestützten Steuerungssystemen, präzisieren Sensoren und hochentwickelten Beschichtungen revolutionieren das Wendeplatten drehen. 3D-Druck für Prototypen, Power-Segmentierte Wendeplatten und modulare Systeme erweitern die Einsatzmöglichkeiten erheblich.

Tipps für längere Standzeiten und bessere Spanbildung

Regelmäßige Kontrolle der Wendeschneidplatten, Auswahl passender Beschichtungen, sowie die Nutzung der optimalen Geometrien erhöhen die Standzeit erheblich. Die Kontrolle der Schnittparameter, Einsatz geeigneter Spanbrecher und Kühlmittel verbessern die Spanbildung, reduzieren die Vibrationen und verlängern die Werkzeuglebenszeit.

Praktische Anwendung und Pflege der Wendeplatten

Wechsel und Aufbewahrung

Der Werkzeugwechsel sollte systematisch und sauber erfolgen. Die Wendeplatten sind in speziellen Ständern oder Kassetten aufzubewahren, um Beschädigungen zu vermeiden und eine schnelle Verfügbarkeit bei Wartungen zu gewährleisten. Lagerung in trockenem, sauberem Zustand ist Pflicht, um Korrosion zu verhindern.

Reinigung und Beschichtungsschutz

Nach jeder Anwendung empfiehlt sich eine gründliche Reinigung mit geeigneten Mitteln, um Spanreste und Kühlschmierstoffe zu entfernen. Bei Bedarf kann eine Schutzbeschichtung aufgetragen werden, um die Oberflächenintegrität zu erhalten. Die Verwendung spezieller Reinigungs- und Pflegeprodukte trägt zur Verlängerung der Werkzeuglebenszeit bei.

Schulung und Fachwissen für Werkzeugnutzer

Professionelle Schulungen und kontinuierliche Weiterbildung sind unverzichtbar, um die bestmögliche Nutzung der Wendeplatten zu gewährleisten. Bediener sollten die Geometrie, Materialeigenschaften, Herstellerangaben sowie die neuesten Techniken kennen, um Fehler zu vermeiden und die Leistung zu optimieren.