Lösungen

Lösung Ausprägung Vorteile Nachteile/Grenzen

Einrollige Lösungen

Die Werkzeuge besitzen einen Wälzkörper, der in folgenden Formen eingesetzt wird:

  • Sphärische Form (halbkugelförmige Diamantspitzen)
  • Rollenform (zylindrisch oder kegelförmige Rollen)
  • Scheibenform (werden ebenfalls als "Rollen" bezeichnet)
  • Kugeln (vollkugelige Wälzkörper)
  • Weitgehend maßunabhängig (d. h. ein Werkzeug kann für große Durchmesser- und Längenbereiche eingesetzt werden)
  • Häufig für mehrere Bearbeitungsgeometrien einsetzbar (z. B. Freiformflächen, Zylinder, Bohrungen, Kegel, Übergangsradien, Schultern, Planflächen)
  • Im Vergleich zu mehrrolligen Werkzeugen höhere Bearbeitungszeiten

Mehrrollige Lösungen

Die Werkzeuge besitzen mehrere Wälzkörper, die in folgenden Formen eingesetzt werden:

  • Rollenform (zylindrisch oder kegelförmige Rollen)
  • Scheibenform (werden ebenfalls als "Rollen" bezeichnet)
  • Kugeln (vollkugelige Wälzkörper)
  • Im Vergleich zu einrolligen Werkzeugen kürzere bis sehr kurze Bearbeitungszeiten (Vorschubwerte gelten je Wälzkörper)
  • I. d. R. maßabhängig mit nur geringen Einstellbereichen
  • Häufig nicht gefederte/steife Auslegung
  • Mittlere bis Hohe Anforderungen an die Bauteiltoleranzen nach der Vorbearbeitung

Kombinierte Lösungen

Die Werkzeuge sind eine Kombination aus einer spanabhebenden Schälstufe und einer mehrrolligen Glattwalzstufe.  Bei 3-fach-kombinierten Werkzeugen ist der Schälstufe eine Aufbohrstufe vorgeschaltet.

Sie werden i. d. R. auf Tiefbohrmaschinen oder speziellen Schäl- und Glattwalzmaschinen eingesetzt, benötigen neben einem relativ hohen Spüldruck zusätzlich einen Hydraulikdruck zur Betätigung der Werkzeugaktivierung.

  • Sehr kurze Bearbeitungszeiten
  • Hervorragende Geometrieeigenschaften nach spanenden Stufen
  • Hervorragende Vorbearbeitung mit darauf abgestimmter nachfolgender Glättung
  • Hervorragende Glättung
  • Hoher Spüldruck notwendig
  • Schaltdruck notwendig
  • Relativ hohe Antriebskräfte notwendig
Detaillösung Ausprägung Beschreibung Einsatzgebiet

Mechanische Lagerungen

Beispiele:

  • Gleitlager
  • Nadellager
  • Rillenkugellager
  • Schrägkugellager

Der oder die Wälzkörper werden durch ein oder mehrere mechanische Lager gestützt.  Je nach Lagertyp können unterschiedlich hohe Tragkräfte übertragen werden, ist eine nahezu spielfreie Lagerung sowohl in axialer wie in radialer Richtung möglich oder ergeben sich unterschiedlich gute Anlauf- oder Freilaufeigenschaften.

Alle Verfahren

Mechanische Federungen

Beispiele:

  • Schraubenfedern
  • Blattfedern
  • Tellerfedern
  • Flexfedern
  • Der oder die Wälzkörper werden durch ein oder mehrere mechanische Federn von der Werkzeugaufnahme entkoppelt.  Diese Entkopplung hat folgende Funktionen:

    • Ausgleich von Werkstücktoleranzen

    • Ausgleich von Ungenauigkeiten der Werkstückspannung in der Bearbeitungsmaschine

    • Ausgleich von Ungenauigkeiten der Werkzeugspannung in der Bearbeitungsmaschine

    • Ausgleich der Werkstückelastizität (z. B. Durchbiegung, Verformung)

    • Ausgleich der Gesamtelastizität des Bearbeitungssystems (z. B. Werkzeug, Werkzeugaufnahme, Aufnahmesystem,
      Spindellagerung)

    • Ausgleich nicht rotationssymmetrischer Geometrien in kleinerem Umfang (z. B. „unterbrochener
      Schnitt“)

    • Unterstützung des gezielten, nicht abrupten Auf- und Abbaus der Wirkkräfte (z. B. Anfahr-/Rückzugstrategie)

    • Möglichkeit der Messung und Überwachung des Federwegs und der Federkraft während der Bearbeitung

    Alle Verfahren mit mechanischer, hydrostatischer und hydromechanischer Lagerung

    Hydrostatische Lagerung

    Lagerung des Wälzkörpers auf einem hydrostatischen Polster, wobei als Medium Emulsion oder Öl verwendet werden kann

    Das hydrostatische Medium umschließt nach Anlegen des Bearbeitungsdrucks den Wälzkörper idealerweise vollständig.  Die Kraftübertragung erfolgt damit primär durch das Medium, weniger durch den Wälzkörper.  In einer idealisierten Bearbeitung berührt der Wälzkörper daher nie die Werkstückoberfläche.

    Für das Glattwalzen und insbes. Festwalzen geeignet (sehr gut gefiltertes Medium notwendig)

    Hydrostatische Federungen

    Beispiele:

    • Gesondert eingesetzte und ausgelegte Druckspeicher
    • Druckleitungen (Schläuche, Rohre)

    Die hydrostatische Federung erfüllt die gleichen Anforderungen wie die mechanische Federung, ist insbes. beim gezielten Kraftauf- und -abbau jedoch flexibler.

    Alle Verfahren mit hydrostatischer oder hydromechanischer Lagerung

    Hydromechanische Lagerung

    • Lagerung des Wälzkörpers i. d. R. mechanisch (siehe mechanische Lagerung)
    • Lagerung des Wälzkörperhalters i. d. R. durch Flüssigkeitspolster

    Die hydromechanische Lagerung ist immer eine Kombination aus mechanischer und hydraulischer Lagerung.  Die hydraulische Lagerung ist dabei im Gegensatz zur hydrostatischen Lagerung ein geschlossenes System.

    Alle Verfahren

    Hydromechanische Federungen

    Die hydromechanische Federung kann eine Kombination auch mechanischer und hydrostatischer Federung sein.

    Beispiele:

    • Gesondert eingesetzte und ausgelegte Druckspeicher
    • Druckleitungen (Schläuche, Rohre)
    • Tellerfedern

    Die hydromechanische Federung erfüllt die gleichen Anforderungen wie die mechanische Federung.

    Alle Verfahren

    Steife Auslegung

    Werkzeuge zur mehrrolligen Bearbeitung von Zylinder- oder Kegelflächen werden häufig steif ausgelegt, verwenden also keine Federung.  Ebenso verwenden Nutformwerkzeuge i. d. R. steife Konfigurationen.

    Ein steif ausgelegtes Werkzeug kann keine der Funktionen einer mechanischen Federung übernehmen.  Werkstücktoleranzen können daher nicht ausgeglichen werden und führen beim Glätten und Verfestigen zu Toleranzabhängigen Bearbeitungsergebnissen.  Beim Nutformen ist die Steifigkeit notwendig, um kontrollierte Formtiefen zu erzeugen.

    Alle Verfahren