Glattwalzen

Das Glattwalzen ist die kosteneffiziente und hochqualitative Alternative zum Schleifen und Honen.  Das Glattwalzverfahren glättet metallische Oberflächen durch eine Kombination aus elastischer und plastischer Verformung der Randzone des Werkstücks.  Beim Glattwalzen werden häufig größere Flächen bearbeitet.  Der Vorteil liegt hier darin, dass die Oberflächengüte weitgehend unabhängig vom Verschleiß der Glattwalzkörper ist.

Glattwalzen drückt die mikroskopischen Erhöhungen (meist verursacht durch Drehen, Schleifen, Schälen oder Reiben) nahezu senkrecht zur Oberfläche nieder.  Diese Erhöhungen werden dabei nicht "umgebogen" oder "umgebördelt", vielmehr fließt die gesamte oberflächennahe Werkstoffschicht.

Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Vergleich erreichbarer Oberflächenrauigkeiten etablierter Glättungsverfahren
Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Vergleich erreichbarer Trag-/Materialanteile etablierter Glättungsverfahren
Bild in Lightbox öffnen (open image in lightbox). Vergleich der Bearbeitungszeiten etablierter Glättungsverfahren

Weitverbreitete Synonyme für das Glattwalzen sind "Rollieren", "Prägepolieren" und "Kaltverdichten".  Diese Begriffe repräsentieren diese Bearbeitungstechnik jedoch nur unzureichend.

Vorteile des Glattwalzens:

  • Erzeugung einer sehr geringen Rautiefe (Rz < 1 µm ist möglich)
  • Bearbeitung metallischer Werkstoffe bis zu einer Zugfestigkeit von ca. 1.400 N/mm2 und einer Härte von max. 45 HRC (bis 65 HRC z. B. bei MechSphere©)
  • Erzeugung eines hohen Trag- oder Materialanteils (Verhältnis von tragender zu nicht tragender Oberfläche)
  • Verrundung der Spitzen des Oberflächenprofils
  • Keine verbleibenden Profilspitzen -> dadurch geringer Verschleiß von Gegenlaufflächen und besonders dichtungsfreundlich
  • Zunahme der Festigkeit und Härte der Randzone und dadurch Erhöhung der Verschleißfestigkeit
  • Reduzierung der Fressneigung
  • Einbringung von oberflächennahen Druckeigenspannungen bis zur vollständigen Aufhebung der Zugeigenspannung durch die Vorbearbeitung auf der Oberfläche
  • I. d. R. nur ein Glattwalzvorgang erforderlich, dadurch kurze Hauptzeiten
  • Einsatz auf konventionellen oder CNC-Maschinen (Drehmaschinen, Bohrwerke, Bearbeitungszentren) sowie auf Transferstraßen
  • Bearbeitung in einer Aufspannung möglich, dadurch Einsparung von Nebenzeiten
  • Kein Werkstoffabtrag, daher keine Entsorgung von Metallstaub oder -schlamm
  • Kein Verschleiß von Lagern und Führungsbahnen durch abrasive Partikel
  • Geringer Schmierstoffbedarf (Minimalmengenschmierung ist möglich, häufig genügen wenige Tropfen Öl)
  • Geringe Geräuschemission
  • Lange Werkzeugstandzeiten
  • Keine Maßveränderungen durch Werkzeugverschleiß

Das Glattwalzen eignet sich besonders für alle rotationssymmetrischen Körper wie Zylinder, Kegel, Kugeln oder Kugelabschnitte und Planflächen sowie für Oberflächen entsprechender Bohrungskonturen.

Zylinderrohrbearbeitung

Zur Herstellung von Hydraulikzylindern und Zylinderrohren wird zunehmend eine innen glattgewalzte Oberfläche einer gehonten Oberfläche vorgezogen, da die beim Glattwalzen üblichen Nebeneffekte wie eine Verdichtung der Oberfläche für die erzeugten Funktionsflächen entscheidende Vorteile bieten.

Um die glattzuwalzende Oberfläche ideal vorzubearbeiten, ist ein vorgelagertes oder im Werkzeug kombiniertes Schälen ideal.  Das Schälen bietet die Möglichkeit, relativ hohe Schnitttiefen und eine ideale Vorbereitung für das Glattwalzen zu kombinieren.  2-fach-kombinierte Werkzeuge haben weiterhin den Vorteil, dass die gleichzeitige Vor- und Fertigbearbeitung geringstmögliche Prozesszeiten erlauben.

Eine getrennte Bearbeitung (Schälen mit darauffolgendem Glattwalzen) ist auf CNC-Drehmaschinen sinnvoll, wenn keine geeignete Tiefbohrmaschine zur Verfügung steht oder es aus Gründen der Rüstzeitoptimierung sinnvoll ist.  Der für das Schälen häufig notwendige hohe Spüldruck kann durch optionale, externe Hochdruckaggregate sichergestellt werden.  Wir arbeiten mit den bekannten Werkzeugmaschinenherstellern eng zusammen, um die besonderen Anforderungen des Schälprozesses auf CNC-Drehmaschinen zu lösen.  Darüber hinaus können wir Ihnen kostengünstig Schäl-Glattwalz-Anlagen, welche aus retrofitteten Tiefbohrmaschinen entstehen oder speziell für Ihren Anwendungsfall konstruiert werden, anbieten.

Zusätzlich ist eine 3-fach-Kombinierung der Bearbeitung möglich, indem eine Aufbohrstufe vor der Schälstufe realisiert ist.

Die Zylinderrohrbearbeitung verfügt über nachfolgend aufgelistete Eigenschaften:

  • Geringe Rautiefe von Rz < 1 µm erreichbar
  • Bearbeitung metallischer Werkstoffe bis zu einer Zugfestigkeit von ca. 1.400 N/mm2 und einer Härte von max. 45 HRC
  • Hoher Trag-/Materialanteil (Verhältnis von tragender zu nicht tragender Oberfläche)
  • Weiche Rundungen des Oberflächenprofils bei Restrautiefen
  • Keine verbleibenden Profilspitzen, dadurch geringer Verschleiß von Gegenlaufflächen: besonders dichtungsfreundlich
  • Zunahme der Härte der Randzone und dadurch bedingt Erhöhung der Verschleißfestigkeit
  • Reduzierung der Fressneigung
  • Einbringung von oberflächennahen Druckeigenspannungen
  • Bei kombinierten Werkzeugen nur ein Durchgang erforderlich, dadurch kurze Hauptzeit
  • Einsatz auf Tiefbohrmaschinen und bei getrennter Bearbeitung auf geeigneten CNC-Maschinen (Drehmaschinen, Bearbeitungszentren)
  • Bearbeitung in einer Aufspannung; Einsparung von Nebenzeiten
  • Lange Werkzeugstandzeiten

Die Zylinderrohrbearbeitung eignet sich natürlich auch für Rohre mit Aufschweißungen, bedarf dann einer gezielten Wahl der Prozessparameter und Schneidplatten.

Das bieten wir

Angebot Details
Unser Know-How

Wir erläutern Ihnen die Fertigungstechnik, bieten konkrete Problemanalysen, Versuche und Werkzeugplanungen.  Wir beschaffen die entsprechend geeigneten Standardwerkzeuge entwickeln und konstruieren Sonderwerkzeuge für Ihren Anwendungsfall.

Ergebnis

Die erhalten eine Lösung zum Glätten für Ihre bestehende Maschine oder eine Gesamtlösung mit eventueller Automatisierungslösung.

Vorgehensweise
  1. Problemanalyse
    Ihr Problem mit der Bearbeitung eines oder mehrerer Bauteile wird im Kontext der Losgröße, Ausbringungsmenge, zur Verfügung stehenden Maschinen(typen), Know-How etc. analysiert.
  2. Aufgabenstellung
    Die konkrete Aufgabenstellung wird skizziert.  Welche Werkzeugaufnahme muss verwendet werden?  Welcher Platz ist im Maschinenarbeitsraum vorhanden?  Welche Rahmenbedingungen existieren in Ihrer Fertigung?
  3. Auswahl Standardwerkzeug/Skizzierung Sonderwerkzeug
    Wir wählen geeignete Standardwerkzeuge aus oder entwickeln Ihr Sonderwerkzeug vor, so dass dieses zusammen mit unseren Partnern entwickelt und gefertigt werden kann.
  4. Versuch
    Wir unterstützen Sie bei Versuchen, indem wir Partner für Versuche finden, diese beim Werkzeughersteller oder in Ihrem Hause einplanen.
  5. Beschaffung und Inbetriebnahme
    Wir beschaffen Ihre Werkzeuglösung zu attraktiven Preisen, nehmen diese mit Ihnen in Betrieb und finden die optimalen Fertigungsparameter.
  6. Service und Support
    Wir unterstützen Sie im Betrieb durch telefonischen oder persönlichen Support vor Ort.  Scheuen Sie nicht uns auch in Sonderschichten zu kontaktieren.
  7. Entsorgung/Verschrottung/Verkauf
    Wir unterstützen Sie dabei, für Ihr Werkzeug nach Gebrauch den richtigen Absatz zu finden.  Neben der Verschrottung bieten wir auch bei geeigneten Werkzeugzustanden auch einen Rückkauf an.