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Antivibrations-Bohrstange für 15D-Tiefbohrbearbeitung | Gedämpfte Bohrwerkzeuge
Erstellt 10.07
Antivibrations-Ausdrehstange für Tiefbohr- und Langüberhangbearbeitung
Das Innendrehen von Tiefbohrungen wird mit zunehmendem Überhang der Ausdrehstange immer schwieriger.
Wenn eine konventionelle Bohrstange weiter aus dem Werkzeughalter herausragt, nimmt ihre dynamische Steifigkeit erheblich ab. Schnittkräfte können dann die Eigenfrequenz des Werkzeugs anregen, was zu Rattern, schlechter Oberflächengüte, instabiler Maßgenauigkeit und vorzeitigem Verschleiß der Schneidplatte führt.
Unser Antivibrations-Bohrstangensystem ist für anspruchsvolle Tiefbohr- und Innenbearbeitungsanwendungen mit langem Überhang ausgelegt.
Durch die Kombination eines starren Werkzeugkörpers, eines konstruierten internen Dämpfungssystems und eines modularen austauschbaren Kartuschendesigns hilft das System, schnittbedingte Vibrationen zu kontrollieren, und bietet eine größere Bearbeitungsstabilität, wenn konventionelle Ausbohrstangen ihre praktischen Grenzen erreichen.
Die Standarddurchmesser reichen von Ø16 mm bis Ø160 mm, während kundenspezifische Lösungen für große Durchmesser Ø600 mm erreichen können.
Konfigurationen mit langem Überhang sind für anspruchsvolle Anwendungen erhältlich, darunter eine tatsächlich gelieferte Ø80 mm × 15D Antivibrations-Ausbohrstange, die eine nominelle Reichweite von etwa 1.200 mm darstellt.
Warum rattern Bohr-Stangen?
Eine Bohr-Stange verhält sich mechanisch wie ein Kragträger.
Ein Ende ist im Maschinenhalter eingespannt, während das Schneidende in das Werkstück hineinragt.
Mit zunehmender ungestützter Länge nimmt die Steifigkeit der Bohrspindel ab.
Wenn Schnittkräfte das Werkzeug bei oder nahe einer seiner Eigenfrequenzen anregen, kann eine selbsterregte Schwingung auftreten.
Dieses Phänomen ist allgemein als Rattern bekannt.
Typische Anzeichen sind:
- Sichtbare Schwingungsmarken auf der Bohrungsoberfläche
- Hochfrequente Geräusche während der Zerspanung
- Uneinheitlicher Bohrungsdurchmesser
- Schlechte Oberflächengüte
- Schneidkantenausbrüche
- Abnormer Wendeschneidplattenverschleiß
- Reduzierte Werkzeugstandzeit
- Schwierigkeit, Schnittparameter einzuhalten
- Erhöhtes Risiko bei der Bearbeitung tiefer Innenkonturen
Bediener reagieren oft, indem sie Spindeldrehzahl, Vorschub oder Schnitttiefe reduzieren.
Obwohl dies die Vibration vorübergehend verringern kann, kann es auch die Produktivität erheblich senken.
Bei der Bearbeitung mit großem Überhang kann es daher nicht ausreichen, nur die Schnittparameter zu verbessern.
Eine effektivere Lösung besteht darin, das dynamische Verhalten der Bohr-Stange selbst zu steuern.
Was ist eine antreibende Bohr-Stange?
Eine antischwingende Ausdrehstange, auch als gedämpfte Ausdrehstange oder schwingungsdämpfende Ausdrehstange bezeichnet, enthält einen Dämpfungsmechanismus im Werkzeugkörper.
Konventionelle Ausdrehstangen hängen hauptsächlich von der Steifigkeit des Stangenmaterials ab, um Durchbiegung und Vibration zu widerstehen.
Eine gedämpfte Bohrstange verfolgt einen anderen Ansatz.
Zusätzlich zur strukturellen Steifigkeit wird ein konstruktiv ausgelegtes internes Dämpfungssystem eingesetzt, um die während der Bearbeitung entstehenden Schwingungen zu kontrollieren.
Wenn sich in der Bohrstange Oszillationen entwickeln, reagiert das interne Dämpfungssystem dynamisch und hilft, die auf die Schneidkante übertragene Schwingungsenergie zu reduzieren.
Das Ergebnis ist ein stabilerer Schneidprozess, insbesondere wenn das Werkzeug mit hohen Längen-Durchmesser-Verhältnissen arbeiten muss.
Wie funktioniert das interne Dämpfungssystem?
Die vollständige interne Konstruktion ist speziell auf die Schwingungskontrolle ausgelegt und ist nicht einfach eine hohle Bohrstange oder ein gewöhnliches beschwertes Werkzeug.
Der grundlegende Dämpfungsprozess kann verstanden werden als:
Schnittkraft → Werkzeugvibration → interne Dämpfungsreaktion → Vibrationsenergie kontrolliert → stabilere Zerspanung
Wenn die Bearbeitung beginnt, wirken Schnittkräfte kontinuierlich auf die Schneidkante.
Wenn diese Kräfte die Eigenfrequenz einer langen Ausbohrstange anregen, kann die Schwingungsamplitude schnell zunehmen.
Das interne Dämpfungssystem ist darauf ausgelegt, eine entgegenwirkende dynamische Reaktion zu erzeugen und die Amplitude der Schwingung zu reduzieren.
Dadurch kann die Schneidkante einen gleichmäßigeren Kontakt mit dem Werkstück aufrechterhalten.
Die Dämpfungseigenschaften hängen von Faktoren wie den folgenden ab:
- Bohrstangendurchmesser
- Werkzeuglänge
- Erforderlicher Überhang
- Werkzeugmasse
- Kassettenkonfiguration
- Schneidplattengeometrie
- Bearbeitungsanwendung
Aus diesem Grund sollte lang auskragendes Antivibrations-Werkzeug entsprechend der vollständigen Bearbeitungssituation und nicht nur nach dem Lochdurchmesser ausgewählt werden.
Langauskragungsfähigkeit bis zu 15D
Das Längen-Durchmesser-Verhältnis, üblicherweise als L/D ausgedrückt, ist einer der wichtigsten Faktoren für die Bohrungsstabilität.
Mit steigendem L/D-Verhältnis wird die Schwingungskontrolle zunehmend schwieriger.
Unsere Standard- und anwendungsspezifischen Antivibrations-Bohrstangen sind für lang auskragende Anwendungen erhältlich, wobei die tatsächlich gelieferten Konfigurationen 15×D erreichen.
Eine repräsentative gelieferte Konfiguration ist:
Bohrstangendurchmesser: Ø80 mm
Auskragungskonfiguration: 15D
Nominale 15D-Reichweite: ca. 1.200 mm
Schneidkopf: Austauschbarer Einsatz
Wendeschneidplattengröße: DC11 kompatibel
Diese Art von Langausleger-Werkzeug ist für Anwendungen konzipiert, bei denen herkömmliche Bohrstangen aufgrund übermäßigen Überhangs starke Vibrationen aufweisen können.
Die tatsächlich erreichbare Bearbeitungstiefe und Schnittleistung hängen von der Maschinensteifigkeit, der Werkstückspannung, dem Material, dem Werkzeugaufbau, den Schnittparametern und der erforderlichen Toleranz ab.
Verfügbarer Durchmesserbereich
Das Anti-Vibrations-Bohrsystem deckt sowohl Präzisionsanwendungen mit kleinem Durchmesser als auch Schwerlastbearbeitung ab.
Kleindurchmesser-Serie
Verfügbare Durchmesser:
Ø16–Ø25 mm
Die Kleindurchmesser-Serie eignet sich für Anwendungen, bei denen die Bohrungsgröße den maximalen Werkzeugdurchmesser begrenzt, aber dennoch eine größere Reichweite erforderlich ist.
Typische Anwendungen sind:
- Kleine Innenbohrungen
- Tiefes Innen-Drehen
- Präzisionsprofilierung
- Bearbeitung mit eingeschränktem Zugang
Standard- und Schwerlast-Serie
Gängige Durchmesser sind:
Ø32 / Ø40 / Ø50 / Ø60 / Ø80 / Ø100 / Ø120 / Ø130 / Ø140 / Ø150 / Ø160 mm
Diese Durchmesser decken ein breites Spektrum an allgemeinen und schweren Innenbearbeitungsanwendungen ab.
Maßgeschneiderte Lösungen für große Durchmesser
Für schwere industrielle Anwendungen können kundenspezifische schwingungsdämpfende Werkzeuge mit Durchmessern bis zu:
Ø600 mm
Sonderausführungen können entsprechend der Maschinenschnittstelle, der Bohrungsgeometrie, der erforderlichen Bearbeitungstiefe und der Zerspanungsanwendung entwickelt werden.
Individuelle Antivibrationswerkzeuge mit langer Reichweite
Nicht jede Tiefloch-Anwendung kann mit einem Standardkatalogwerkzeug gelöst werden.
Große Komponenten in der Energieerzeugung, Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasindustrie, Dornenbearbeitung und im Schwermaschinenbau können extrem lange Werkzeuge erfordern.
Für diese Anwendungen können kundenspezifische langreichende Dämpfungswerkzeuge mit Längen von mehreren Metern ausgelegt werden, abhängig von Werkzeugdurchmesser und Anwendungsanforderungen.
Mögliche Anpassungen umfassen:
- Werkzeugdurchmesser
- Gesamtlänge
- Arbeitslänge
- Maschinenschnittstelle
- Kartuschendesign
- Schneidengeometrie
- Innenkühlung
- Schnittrichtung
- Spezielle Bohrungsgeometrie
Dies ermöglicht die Anpassung des Antivibrationssystems an maschinenspezifische und werkstückspezifische Bedingungen.
Modulares austauschbares Kartuschensystem
Ein wesentlicher Vorteil des Systems ist sein modulares Kartuschendesign.
Anstatt auf eine Schneidengeometrie beschränkt zu sein, können je nach erforderlicher Operation verschiedene Kartuschen installiert werden.
Verfügbare Konfigurationen umfassen:
- 91°-Profil-Drehen
- 93°-Bohren
- 93°-Bohren und Profil-Drehen
- 93°-Rückwärtsbohren
- 93°-Rückwärtsbohren und Profil-Drehen
- 95°-Bohren
- 95°-Bohren und Profil-Drehen
- 62,5°-Bohren und Profil-Drehen
- Positive Schneidengeometrien
- Negative Schneidengeometrien
Dieses modulare Design ermöglicht es einem einzigen Antivibrations-Bohrsystem, mehrere Innenbearbeitungsoperationen abzudecken.
Mehrere ISO-Wendeschneidplatten-Optionen
Verschiedene Kassettentypen unterstützen unterschiedliche ISO-Wendeschneidplatten-Geometrien.
Je nach Kassettenauswahl und Bearbeitungsanforderungen kann das System mehrere Wendeschneidplatten-Familien aufnehmen, darunter:
- C-Typ-Wendeschneidplatten
- D-Typ-Wendeschneidplatten
- V-Typ-Wendeschneidplatten
- T-Typ-Wendeschneidplatten
- W-Typ-Wendeschneidplatten
Beispielsweise kann die gelieferte Ausdrehstange Ø80 × 15D mit langem Überhang mit einer Kassette konfiguriert werden, die für Wendeschneidplatten der Größe DC11 geeignet ist.
Diese modulare Wendeschneidplattenstrategie ermöglicht die Auswahl der Schneidengeometrie entsprechend Material, Schnittrichtung, Zugänglichkeit sowie Schrupp- oder Schlichtanforderungen.
Individuelle Patronen können auch für spezielle Bearbeitungsanwendungen entwickelt werden.
Bohren, Profilieren und Rückwärtsbohren mit einem modularen System
Die Antivibrations-Bohrstange ist nicht auf konventionelles gerades Innenbohren beschränkt.
Unterschiedliche Kartuschengeometrien ermöglichen es dem Werkzeug, mehrere Operationen durchzuführen.
Innenbohren
Geeignet für die Bearbeitung tiefer zylindrischer Innenflächen, bei denen eine lange Werkzeugverlängerung Rattern verursachen kann.
Innenprofil-Drehen
Wird verwendet, wenn die Bohrung Stufen, Kegel oder andere Innenkonturen enthält.
Rückwärtsbohren
Rückwärtsbohrpatronen können Innenabsätze oder Oberflächen bearbeiten, die mit konventionellen vorwärtsgerichteten Werkzeugen nicht leicht erreichbar sind.
Schrupp- und Schlichtdrehen
Je nach erforderlicher Schnittlast und Oberflächengüte können unterschiedliche Schneidplattengeometrien und Patronen ausgewählt werden.
Diese Flexibilität macht das System sowohl für die dedizierte Produktion als auch für die Bearbeitung komplexer Bauteile in kleinen Stückzahlen geeignet.
Konventionelle Ausdrehstange vs. antischwingende Ausdrehstange
Merkmal | Konventionelle Stahl-Bohrstange | Hartmetall-Bohrstange | Antivibrations-Bohrstange |
Hauptprinzip | Materialsteifigkeit | Höhere Materialsteifigkeit | Steifigkeit + interne Dämpfung |
Langauskragungsfähigkeit | Begrenzt | Verbessert | Für hohes L/D-Verhältnis ausgelegt |
Ratterkontrolle | Begrenzt | Mäßig | Hoch |
Tiefbohrbearbeitung | Durch Vibration eingeschränkt | Besser | Für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt |
Kassettenflexibilität | Depends on design | Depends on design | Modulare Konfigurationen verfügbar |
Sehr lange kundenspezifische Werkzeuge | Begrenzt | Kostenintensiv / schwierig | Individuelle Dämpfungslösungen verfügbar |
Großer Durchmesser | Durch Produktpalette eingeschränkt | Eingeschränkt | Individuelle Lösungen bis Ø600 mm |
Die tatsächliche Leistung hängt von den Bearbeitungsbedingungen und der Steifigkeit der Werkzeugmaschine ab.
Vorteile eines Anti-Vibrations-Bohrstangens
Reduziertes Rattern
Das interne Dämpfungssystem hilft, die Resonanzamplitude beim Schneiden mit langem Überhang zu reduzieren.
Dies ist besonders wichtig, wenn das L/D-Verhältnis zunimmt.
Improved Surface Finish
Durch die Stabilisierung des Eingriffs der Schneidkante kann das Werkzeug dazu beitragen, Rattermarken zu reduzieren und die Konsistenz der bearbeiteten Bohrungsoberfläche zu verbessern.
Bessere Maßhaltigkeit
Reduzierte Vibrationen tragen dazu bei, die Konsistenz bei der Bearbeitung tiefer Innenmerkmale zu verbessern.
Verbesserte Standzeit der Wendeschneidplatte
Rattern belastet die Schneidkante wiederholt durch Be- und Entlastung.
Die Reduzierung dieser Stoßbelastungen kann dazu beitragen, Kantenausbrüche und abnormalen Wendeschneidplattenverschleiß zu verringern.
Breiteres Schneidfenster
Ein stabileres Werkzeugsystem ermöglicht die Auswahl von Bearbeitungsparametern basierend auf der Produktivität, anstatt Parameter einfach zu reduzieren, um Vibrationen zu vermeiden.
Erhöhte Reichweite
Gedämpfte Werkzeuge mit langem Überhang ermöglichen die Bearbeitung von Merkmalen, die mit herkömmlichen Ausdrehstangen möglicherweise unzugänglich oder instabil sind.
Typische Anwendungen
Antivibrations-Ausdrehstangen sind besonders nützlich in Branchen, die große oder tiefe Innenkomponenten herstellen.
Getriebegehäuse
Tiefe Lagerbohrungen und präzise Innendurchmesser erfordern eine stabile Bearbeitung trotz langer Werkzeugreichweite.
Automobilkomponenten
Zu den Anwendungen gehören Achsgehäuse, Getriebekomponenten und tiefe Innenbearbeitungsvorgänge.
Formen- und Werkzeugbau
Große Formhohlräume erfordern oft Werkzeuge mit großer Reichweite.
Spritzgießmaschinen
Große Maschinenstrukturen und tiefe Bohrungen können lange, starre und schwingungsgedämpfte Schneidwerkzeuge erfordern.
Schwermaschinenbau
Bergbauausrüstung, schwere Rahmen und große Industriekomponenten beinhalten häufig große Bohrungsdurchmesser und tiefe Bearbeitung.
Energieerzeugung
Große Turbinen-, Generator- und Energieindustrie-Komponenten können speziell entwickelte Bohrungslösungen mit großer Reichweite erfordern.
Luft- und Raumfahrt
Große Präzisionskomponenten können eingeschränkten Zugang, große Reichweite und anspruchsvolle Toleranzanforderungen mit sich bringen.
Öl und Gas
Große Wellen, Dorne und Komponenten der Energieindustrie erfordern häufig maßgeschneiderte Lösungen für die Bearbeitung mit großer Reichweite.
So wählen Sie die richtige schwingungsdämpfende Bohrstange aus
Die Auswahl einer Bohrstange nur anhand des Bohrungsdurchmessers kann zu einer schlechten Bearbeitungsstabilität führen.
Die folgenden Informationen sollten gemeinsam bewertet werden.
1. Bohrungsdurchmesser
Verwenden Sie den größtmöglichen Bohrstangendurchmesser, während eine ausreichende Spanabfuhr und Bearbeitungsfreiheit erhalten bleibt.
2. Bearbeitungstiefe
Die erforderliche Tiefe bestimmt die minimale Werkzeugauskragung.
3. L/D-Verhältnis
Mit steigendem L/D-Verhältnis wird die dynamische Stabilität zunehmend wichtiger.
4. Werkstückmaterial
Stahl, Edelstahl, Gusseisen, Superlegierungen und andere Materialien erzeugen unterschiedliche Schnittkräfte.
5. Bearbeitungsvorgang
Die richtige Kassette hängt davon ab, ob der Prozess Folgendes umfasst:
- Gerades Ausbohren
- Konturieren
- Rückwärtsausbohren
- Schruppen
- Schlichten
6. Erforderliche Toleranz und Oberflächengüte
Höhere Genauigkeitsanforderungen können konservativere Einrichtungs- und Parameterauswahl erfordern.
7. Maschinensteifigkeit
Maschinenstruktur, Spindelzustand, Revolversteifigkeit und Spannung beeinflussen alle das gesamte Schwingungssystem.
8. Kühlmittelbedingungen
Bei Tiefbohranwendungen sollten auch Spanabfuhr und Kühlmittelzufuhr berücksichtigt werden.
Für die Werkzeugempfehlung erforderliche Informationen
Für eine schnellere technische Bewertung können Kunden Folgendes angeben:
Bohrungsdurchmesser:
Beispiel: Ø120 mm
Bearbeitungstiefe:
Beispiel: 800 mm
Werkstückmaterial:
Beispiel: 42CrMo / 4140 / 316L / Gusseisen
Maschinentyp:
CNC-Drehmaschine / Vertikaldrehmaschine / Bohrwerk / Bearbeitungszentrum
Operation:
Bohren / Profildrehen / Rückwärtsbohren / Schruppen / Schlichten
Erforderliche Toleranz:
Beispiel: ±0,02 mm
Erforderliche Oberflächengüte:
Beispiel: Ra 1,6
Maschinenschnittstelle:
Bitte geben Sie Informationen zur Halter- oder Spindelschnittstelle an.
Basierend auf diesen Bearbeitungsbedingungen können der geeignete Bohrstangendurchmesser, das L/D-Verhältnis, die Patrone und die Schneidplattengeometrie bewertet werden.
Individuelle Antivibrations-Bohrlösungen
Standardwerkzeuge können nicht jedes Tiefbohrbearbeitungsproblem lösen.
Für nicht standardisierte Anwendungen können kundenspezifische Werkzeuge entwickelt werden nach:
- Bohrungsdurchmesser
- Bearbeitungstiefe
- Erforderliches L/D
- Maschinenschnittstelle
- Schnittrichtung
- Schneidplattenauswahl
- Spezielle Patronengeometrie
- Kühlmittelanforderungen
- Werkstückkollision
- Platzbeschränkungen der Maschine
Kundenspezifische Patronendesigns sind ebenfalls erhältlich, wenn Standardpatronen die erforderliche Geometrie nicht erfüllen können.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das maximal verfügbare L/D-Verhältnis?
Langauskragende Konfigurationen sind je nach Werkzeugdurchmesser und Anwendung verfügbar.
Tatsächlich gelieferte Lösungen umfassen eine Ø80 mm × 15D Antivibrations-Ausbohrstange.
Die endgültig empfohlene Auskragung hängt vom gesamten Bearbeitungssystem und den Schnittbedingungen ab.
Welche Durchmesser sind verfügbar?
Die Standardproduktdurchmesser reichen von Ø16 mm bis Ø160 mm.
Maßgeschneiderte Schwerlastlösungen können bis zu Ø600 mm geliefert werden.
Kann die Bohrstange eine Länge von einem Meter überschreiten?
Ja.
Beispielsweise entspricht eine Konfiguration von Ø80 mm × 15D einer nominalen Reichweite von etwa 1.200 mm.
Maßgeschneiderte Werkzeuge für Schwerbauanwendungen können je nach Durchmesser und Anwendungsanforderungen mehrere Meter überschreiten.
Welche Schneidplatten können verwendet werden?
Für ISO-Wendeschneidplatten der Typen C, D, V, T und W sind mehrere modulare Kassettensysteme erhältlich.
Die Kassettenauswahl hängt vom Bearbeitungsvorgang und der Schneidengeometrie ab.
Kann die Kassette kundenspezifisch angepasst werden?
Ja.
Kundenspezifische Kassetten können für spezielle Bohrungsgeometrien, Wendeschneidplattenauswahl, Schnittrichtung und andere Anwendungsanforderungen ausgelegt werden.
Was ist der Unterschied zwischen einer Hartmetall-Bohrstange und einer gedämpften Bohrstange?
Eine Hartmetall-Bohrstange erhöht die Bearbeitungsstabilität hauptsächlich durch höhere Materialsteifigkeit.
Eine Antivibrations-Bohrstange kombiniert strukturelle Steifigkeit mit einem konstruktiv ausgelegten internen Dämpfungssystem zur Kontrolle dynamischer Schwingungen.
Bei sehr langen Auskragungen wird die dynamische Dämpfung zunehmend wichtiger.
Kann eine Antivibrations-Bohrstange Rattern vollständig eliminieren?
Kein Schneidwerkzeug kann unter allen Bearbeitungsbedingungen Nullvibration garantieren.
Maschinensteifigkeit, Spannung, Schneidplattengeometrie, Schnittparameter, Werkstückmaterial und Werkzeugeinrichtung beeinflussen alle die Stabilität.
Eine richtig ausgewählte gedämpfte Ausbohrstange ist darauf ausgelegt, den stabilen Bearbeitungsbereich im Vergleich zu konventionellen Werkzeugen mit langem Überhang deutlich zu vergrößern.
Eine praktische Lösung für die tiefe Innenbearbeitung
Die Bearbeitung mit langem Überhang sollte nicht immer durch einfaches Reduzieren von Schnittgeschwindigkeit, Vorschub oder Schnitttiefe gelöst werden.
Wenn die Hauptbeschränkung in dynamischer Vibration liegt, wird die Verbesserung des Schwingungsverhaltens des Werkzeug systems entscheidend.
Unsere Antivibrations-Ausbohrlösungen kombinieren:
Ø16–Ø160 mm Standard-Durchmesserbereich
Kundenspezifische Durchmesser bis Ø600 mm
Lang überstehende Konfigurationen einschließlich tatsächlich gelieferter 15D-Lösungen
Konstruiertes internes Dämpfungssystem
Modulare austauschbare Patronen
Mehrere ISO-Wendeschneidplatten-Geometrien
Maßgeschneiderte Langreichweiten- und Spezialpatronenlösungen
Für Tiefbohrungen, Innenprofilbearbeitung, Rückwärtsbohren oder andere anspruchsvolle Anwendungen mit langem Überhang senden Sie uns Ihre Bearbeitungsinformationen.
Bitte geben Sie Folgendes an:
Bohrungsdurchmesser + Bearbeitungstiefe + Werkstückmaterial + Maschinentyp + erforderliche Operation + Toleranz
Unser technisches Team kann helfen, eine geeignete schwingungsdämpfende Ausbohrlösung zu bewerten.
Dongguan Big Dipper Star Molded Cutting Tool Co., Ltd.
Website: www.bdstarnctools.com
OEM / ODM und kundenspezifische Werkzeuglösungen sind verfügbar.
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