Profilbohrungen

werden für die unterschiedlichsten Anwendungen benötigt. Dabei sind in der Regel folgende Forderungen zu erfüllen:

 

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Der Profilverlauf der Bohrungen untereinander sollte reproduzierbar sein.
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Die Kontur der Profilbohrungen sollte exakt zur Werkstückgeometrie ausgerichtet sein.
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Bei der Arbeit in polierte Flächen sind Kantenausbrüche und Kratzer in den Oberflächen zu vermeiden.

 

Nachfolgend einige Probestücke in verschiedenen Werkstoffen.

Gefordert war die Herstellung von Ausschnitten eines Strahlenganges aus einem grösseren optischen Linsensystem. Die Bearbeitung wurde mit einem Rechteckprofil als Werkzeug durchgeführt. Die Positionierung erfolgte durch Aufkitten und Schwenken in den erforderlichen Winkel vor dem Werkzeug. Mit dieser Bearbeitung konnte das Gewicht des Systems von 350 Gramm auf 40 Gramm reduziert werden. Aus einigen Linsen, deren Ausschnitte im Randbereich lagen, konnten mehrere Linsenausschnitte durch die Wahl einer entsprechenden Teilung auf dem Umfang der einzelnen Linse gewonnen werden. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit beträgt bei vorsichtiger Bearbeitungsweise mit Absaugung der Schleifmittelsuspension durch das Werkzeugprofil etwa 0,5 mm / min. Eingesetzt wurde eine Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser.
Die Aufgabenstellung betraf die Herstellung eines Mitnehmerprofils mit scharfkantiger Darstellung der Übergänge der Radien in HPSN. Hierfür wurde ein, der Kontur entsprechendes Werkzeugprofil hergestellt, dessen Herstellung sich durch die Forderung an die Abbildungstreue als ziemlich aufwendig erwies.. Da die HPSN-Teile einen relativ hohen Materialwert darstellten und die Bearbeitung langwierig ist, wurden die Bearbeitungsversuche zum Abgleich des Werkzeugprofils in Glas durchgeführt. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit in Glas beträgt bei vorsichtiger Bearbeitungsweise mit Absaugung der Schleifmittelsuspension durch das Werkzeugprofil etwa 2,5 mm / min. Eingesetzt wurde eine Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser.

Die Bearbeitung der Teile aus HPSN war im Vergleich zu den Glasmustern wesentlich aufwendiger und erforderte wesentlich mehr Zeit. Nach den erforderlichen Korrekturen am Werkzeugprofil wurden die ersten Profilbohrungen hergestellt. Das Bild zeigt das aufgekittete Werkstück nach der Bearbeitung. Der tatsächliche Bearbeitungsquerschnitt wurde zur Absaugung der Schleifmittelsuspension durch eine Bohrung im Werkzeug reduziert, wodurch natürlich auch die Bearbeitungszeit reduziert werden konnte.

 

Die Herstellung der übrigen Teile aus Modifikationen des gleichen Werkstoffs war lediglich noch eine Frage der Bearbeitungszeit. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit in HPSN beträgt effektiv bei Bearbeitung mit Absaugung der Schleifmittelsuspension durch das Werkzeugprofil etwa 0,1 bis 0,2 mm / min. Der Werkzeugverschleiss bei Verwendung von Cr-Ni zur Werkzeugprofilherstellung beträgt, abhängig vom Verdichtungsgrad des Werkstoffs, etwa zwischen 150% und 400% . Eingesetzt wurde eine Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser.

Das Werkzeugprofil weist nach der Bearbeitung einen massiven Verschleiss auf. Dieser ist im Bereich der über den Ring überstehenden Kontur wesentlich grösser als im Bereich der Ringkontur selbst. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Schleifmittelsuspension beim Ansaugen im Bereich der überstehenden Kontur einen grösseren Weg zurücklegt und die Sättigung dadurch geringer ist als im übrigen Bereich. Folglich ist hier, durch die in dieser Zone reduzierte Abtragleistung der Werkzeugverschleiss grösser. Die Verrundung der Kanten an der Stirnfläche des Werkzeugprofils ist für die bearbeitete Werkstoffqualität normal.
Im Vergleich zur Bearbeitung von Siliziumnitrid ist die Bearbeitung von Bornitrid sehr einfach. Die Bearbeitung des hier gezeigten Teils wurde mit unterschiedlichen, vorhandenen Werkzeugen durchgeführt und ist lediglich ein Demonstrationsobjekt. Da Bornitrid sehr weich ist, muß die Bearbeitung mit einem äusserst geringen Andruck des Werkzeugs erfolgen. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit beträgt bei vorsichtiger Bearbeitungsweise, abhängig vom Bearbeitungsquerschnitt, mit Absaugung der Schleifmittelsuspension durch das Werkzeugprofil etwa 0,3 bis 0,8 mm / sec. Eingesetzt wurde eine Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser.
Bei dieser Aufgabenstellung sollten in einem Arbeitsgang eine Anzahl schrägstehender Schlitze mit einer Formsenkung in eine spröde Keramik eingearbeitet werden. Da nur wenige Labormuster der Keramik zur Verfügung standen, wurden erst Versuche in Glas unternommen um das Werkzeug geometrisch abzugleichen. Die Geometrie des Werkzeugprofils hätte mit einigem Aufwand die Herstellung von Absaugbohrungen zugelassen. Wir haben zugunsten der Kosten darauf verzichtet und die längeren Bearbeitungszeiten inkauf genommen Die Bearbeitungsgeschwindigkeit beträgt bei vorsichtiger Bearbeitungsweise ohne Einsatz der Absaugung der Schleifmittelsuspension 0,05 bis 0,15 mm / sec. Eingesetzt wurde eine Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser.
Die anschliessende Bearbeitung der Keramikteile verlief trotz der relatv hohen Porösität des Materials verhältnismässig problemlos. Das Bild zeigt die Seite des Werkstücks, auf der das Werkzeug ausgetreten ist. Die Geometrie der Kanten entspricht den Vorgaben.
Hier noch eine vergrösserte Abbildung des Schlitzmusters.

 

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