Prozesssicher zur Stufenbohrung

Downsizing, höhere Leistungen, strengere Abgasgrenzen und mehr Fahrdynamik sind grundlegende Anforderungen an den Motorenbau. Um diese Ziele zu erreichen, müssen auch die Hersteller von Pleuelstangen – trotz der hohen dynamischen Beanspruchung – das Gewicht ihrer Produkte deutlich reduzieren. Und dabei gleichzeitig die Herstellkosten weiter senken. Dies gelingt nur durch den konsequenten Einsatz hochfester Werkstoffe sowie entsprechend optimierter Zerspanungsprozesse.

Konventionell werden Schrauben- und Kernlochbohrung beim Pleuel aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser mit zwei Werkzeugen bearbeitet. Diese Vorgehensweise erfordert jedoch zusätzliche Magazinplätze und Werkzeugwechsel. Der Aalener Werkzeugspezialist Mapal Dr. Kress KG hat nun einen gewendelten Stufenbohrer aus Vollhartmetall entwickelt, der die Schraubenbohrung in nur einem Arbeitsgang herstellt.

Da Gewindedurchgangsbohrung und das Gewindekernloch vom gleichen Werkzeug gefertigt werden, ist sichergestellt, dass es zu keinem Versatz der beiden Bohrungsabschnitte kommt. Somit wird auch die Bohrungsqualität deutlich verbessert. Eine spezielle Geometrie, Beschichtung und Kantenpräparation sorgen in Verbindung mit den vier Führungsfasen für hohe Prozesssicherheit, Performance und Standzeit. Zusätzlich besitzt der Stufenbohrer eine neu entwickelte Spanformstufe. Sie erzeugt einen kurzen Wendelspan am Senkdurchmesser, der frei abgeführt wird und sich nicht um Bohrer oder Spannfutter wickeln kann.

Beim Bohren ins Volle ist die Spanbildung auch bei langspanenden Werkstoffen meist sehr gut beherrschbar. Die Späne werden kurz gebrochen und sauber abgeführt, obwohl beim Aufbohren von langspanenden Werkstoffen der Spänetransport normalerweise nicht ganz so einfach ist. Häufig entstehen aufgrund des geringeren Querschnitts des abzutragenden Materials lange Späne, die sich um den Bohrer wickeln und einen automatisierten Einsatz unmöglich machen. Um diesem Problem entgegen zu wirken, wird beim Bearbeiten häufig der Vorschub kurz unterbrochen. Dies führt zu längeren Bearbeitungszeiten und durch die wechselnde Beanspruchung der Schneiden zu erhöhtem Verschleiß.

Bei Stufenbohrern können sich zudem die einzelnen Späne der Bohr- und der Aufbohrstufe gegenseitig behindern und zu Knäueln verbinden. Als Folge kann es zu erheblichen Schäden an den Schneiden und Führungsfasen oder sogar zum Werkzeugbruch kommen.

Die Spanformstufe von Mapal sorgt für kurze Spanlocken und gewährleistet prozesssicheres Arbeiten bei langen Standzeiten. Die Spanformstufe wird durch die Spanfläche der Schneide und durch eine an die Spanfläche angrenzende Schulterfläche gebildet. Dabei ist die Spanfläche so ausgelegt, dass die Späne in Richtung Mittelachse des Stufenbohrers gelenkt werden. Dort prallen sie auf die Schulterfläche und werden in engen Wendeln aufgerollt. Ein weiterer Vorteil der Spanformstufe liegt in der Stabilisierung der Schneide durch den optimierten Spanwinkel.

Das Zusammenspiel aus Geometrie, Beschichtung, Kantenpräparation und Hartmetall sowie Spanformstufe gewährleistet laut Mapal eine hohe Prozesssicherheit und konstante Ergebnisse in der Serienproduktion. Und das ermögliche eine wirtschaftliche Bearbeitung der Schraubenbohrung in einem Arbeitsgang. (hw) •