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„Werkzeugaufnahme“
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Werkzeugaufnahme beim Bohren, Fräsen und Gewindeschneiden

Eine Vorrichtung zur Werkzeugaufnahme stellt das Verbindungsglied zwischen Maschine und auswechselbarem Werkzeug dar. Bei Bohr- oder Fräsmaschinen rotieren Bohrer beziehungsweise Fräser, während das Werkstück stillsteht. Zum Vergleich: Bei einer Drehmaschine rotiert das Drehfutter und mit ihm das Werkstück; der Drehmeißel wird im Werkzeugschlitten befestigt und vollzieht eine Translationsbewegung entlang der und quer zur Drehachse. Gemeinsam ist den Vorrichtungen zur Werkstückaufnahme und zur Werkzeugaufnahme, dass das Werkstück oder Werkzeug festgeklemmt oder magnetisch festgehalten wird, damit das zur Formveränderung nötige Drehmoment übertragen werden kann.

Welche Formveränderung?

Da das Werkstück beim Bohren oder Fräsen feststeht, kann es jede beliebige Form haben; beim Drehen ist das Werkstück klassischerweise ein Rotationskörper. Welche Vorrichtung zur Werkzeugaufnahme zu verwenden ist, hängt einerseits davon ab, welche Formveränderung (Bohren, Fräsen, Gewindeschneiden etc.) man ausführen möchte, und andererseits davon, wie die Maschinen und die Werkzeuge beschaffen sind: Ein SDS-Bohrer sollte keinesfalls mit einem herkömmlichen Dreibackenfutter verwendet werden, weil dadurch sowohl der Bohrer als auch das Bohrfutter Schaden nehmen könnten.

Werkzeugaufnahme beim Bohren und Fräsen

Im einfachsten Fall wird das Werkzeug - ein Bohrer oder das Fräswerkzeug - zwischen drei Backen des Futters gespannt, ein Spanndurchmesser von 1 bis 16 Millimeter ist üblich. Die Vorteile sind die einfache Bedienung, die gute Zentrierung und der vergleichsweise feste Halt. Bei Handbohrmaschinen sowie bei kleineren Werkzeugmaschinen werden die Backen von Hand oder mit Hilfe eines Bohrfutterschlüssels festgezogen. Bei größeren Werkzeugmaschinen oder CNC-Maschinen, das sind computergesteuerte Maschinen, erfolgt die Feststellung der Vorrichtungen zur Werkzeugaufnahme meist hydraulisch, wodurch mehr Kraft aufgebracht werden kann. Einige der NC-/CNC-Bohrfutter und Hydro-Drehspannfutter für professionelle Maschinen sind für einen automatischen Werkzeugwechsel ausgelegt. Das Bohrfutter selbst sitzt auf einer Bohrfutteraufnahme.

Exaktes Fräsen mit Schrumpffutter

Optimalen Halt bietet ein Schrumpffutter. Diese Technik der Werkzeugaufnahme kommt bei Fräsmaschinen zum Einsatz. Das Schrumpffutter wird induktiv erwärmt, wodurch sich die Bohrung für die Werkzeugaufnahme ausdehnt. Der Schaft des Fräsers passt nur in das erwärmte Schrumpffutter und bei dessen Erhalten wird der Fräser exakt zentriert und fest umspannt. Dafür nimmt man gerne in Kauf, dass für jeden Schaftdurchmesser ein passendes Schrumpffutter erforderlich ist. Dieses relativ aufwendige Verfahren der Werkzeugaufnahme wird nur dann verwendet, wenn beim Fräsen eine hohe Rundlaufgenauigkeit erreicht werden soll.

Gewindeschneiden und mehr

Durch spanende Verfahren ist es möglich, Innen- und Außengewinde herzustellen. Üblich sind metrische Rechtsgewinde mit einem Durchmesser von ungefähr 8 bis 20 Millimeter; Linksgewinde sind unüblicher, doch ihre Herstellung erfolgt in gleicher Weise. Dabei ist eine exakte Zentrierung des Gewindeschneidfutters besonders wichtig, um zu verhindern, dass die Gewindebohrer abbrechen, und um ein gut gängiges Gewinde zu schneiden.
Das Futter für die Werkzeugaufnahme der Gewindeschneideisen und Gewindebohrer wird deshalb oft selbstzentrierend ausgeführt. Bei SDS-Bohrmaschinen erfolgt die Kraftübertragung auf den Bohrer nicht, indem dieser eingespannt wird, sondern in dem er genau in die Nuten des Bohrfutters passt und so bei der Rotationsbewegung mitgenommen wird. Diese Vorrichtung zur Werkzeugaufnahme zeigt Vorteile bei einer axialen Bewegung des Bohr-Einsatzes, zum Beispiel beim Schlagbohren und Meißeln. Ein weiterer Vorteil dieses Systems der Werkzeugaufnahme ist, dass Bohrer und Meißel ohne zusätzliches Werkzeug gewechselt werden können.
Bei höchsten Drehzahlen sind Spannzangen eine Möglichkeit, um das Werkzeug zu befestigen; sie sind bei Bohr- und Fräsmaschinen zu finden. Spannzangenfutter, Spannzange und Überwurfmutter bilden eine Einheit und ermöglichen einen schnellen Werkzeugwechsel und eine genaue Zentrierung.
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