Räumen

Räumnadel zum Räumen von Passfedernuten

Hydraulikzylinder einer horizontalen Räummaschine

Datei:Raeumen 4.JPG

Alte Räummaschine von vorne

Räummaschine 1904

Das Räumen ist ein spanabhebendes Verfahren zur Herstellung von Innen- und Außenprofilen.

Die häufigste Anwendung ist das Räumen von Innenprofilen, bei denen das Werkzeug, die Räumnadel, durch einen Hydraulikzylinder durch die Bohrung des Werkstücks gezogen wird. Die nötigen Zugkräfte liegen je nach Durchmesser des Profils bei 100–200 kN oder auch noch höher.

Die Räumnadel kann auch durch das Werkstück gedrückt werden, z. B. mit einer Presse. Dabei können wegen der Knickgefahr nur kurze Räumnadeln eingesetzt werden.

Beispiele für geräumte Innenprofile

• Innenvierkante, Innensechskante
• Keilnabenprofile nach DIN 5461–5465, DIN 5471, DIN 5472, DIN ISO 14
• Zahnnabenprofile (Innenverzahnungen nach DIN 5480, DIN 5482, etc.)
• Passfedernuten
• Polygonprofile
• Sonderprofile

Normalerweise verlaufen die geräumten Profile parallel zur Achse der Werkstückbohrung. Auf modernen Maschinen ist auch ein Räumen mit Drall möglich, so dass auf solchen Maschinen Innenschrägverzahnungen geräumt werden können (Anwendung z. B. im Automobilbau).

Räummaschinen werden in horizontaler oder senkrechter Anordnung gebaut, wobei heute die senkrechte Anordnung überwiegt.

Räumverfahren

Innenräumen

Beim Innenräumen wird das Räumwerkzeug zuerst in das vorgebohrte Loch des Werkstückes durchgeführt und von der anderen Seite gegriffen, bevor die eigentliche Arbeitsbewegung einsetzt. Dabei wird die Räumnadel mit ihren vielen Schneiden durch das Werkstück hindurch gezogen oder auch hindurch gedrückt und erzeugt dabei im Durchbruch des Werkstückes die Kontur der Räumnadel.

Außenräumen

Wird das Werkzeug außen am Werkstück während des Arbeitshubes entlanggeführt, spricht man vom sogenannten Außenräumen. Hierbei wird durch das Räumwerkzeug eine vorbearbeitete Außenkontur am Werkstück, z. B. die Maulöffnung eines geschmiedeten Schraubenschlüssels fertig bearbeitet. Wegen der großen Schnitt- und Abdrängkräfte muss das zu bearbeitende Material starr eingespannt und abgestützt werden. Beim Außenräumen kann man bei einem feststehendes auch kontinuierlich Werkstücke vorbei fahren lassen. Dieses Verfahren nennt man Kettenräumen

Außenplanräumen

Das Außenplanräumen ist das einfachste Räumverfahren. Es wird häufig zum Planieren der Trennfläche zwischen Motorblock und Zylinderkopf verwendet.

Schraubräumen

Die Zähne des Räumwerkzeuges sind beim Schraubräumen (Drallräumen) schraubenförmig angeordnet. Das Werkstück wird in die drehbar gelagerte Aufnahme eingesetzt und beim Räumen durch die Flanken der Zähne so gedreht, wie es die zu erzeugende Geometrie erfordert.

Außen- und Innenräumen kann man entweder mit Druck- oder Zugräumen:

• Druckräumen: Der Räumdorn wird durch den Stößel der Räummaschine am Werkstück vorbei oder durch eine vorgefertigte Öffnung des Werkstückes gedrückt. Für Klein und Mittelserien. Nachteile: Knickbeanspruchung des relativ dünnen Räumdorns; nur Werkstücke, die kleiner sind als die maximale Hubhöhe der Räummaschine, können bearbeitet werden.

• Zugräumen: Größere Schnittgeschwindigkeiten als beim Druckräumen. Trotz geringeren Stückzahlen, lohnt es sich in der Massenfertigung bei Werkzeug und Maschine. Das Werkzeug zum Zugräumen von Innenkonturen ist die Räumnadel.

Räumwerkzeuge

Räumwerkzeuge sind meist aus HS. Es kann aber je nach Anwendungsfall auch HSS-E (mit Kobaltlegierung) oder HSS-PM (Pulvermetall) oder Werkzeuge mit Beschichtung aus Titannitrid sein.

• Außenräumen: Räumdorn
• Innenräumen: Räumnadel

Räumwerkzeuge bestehen aus Schaft, Einführung, Zahnung, Führungsstück und Endstück. Im Spanungsteil der Zahnung entsteht durch Staffelung der Schneidezähne die Spanungsdicke h. Die Schruppzähne übernehmen den größten Teil der Spanabnahme. Die Schlichtzahnung besteht aus mindestens drei Zähnen. Dabei erzeugen der letzte Schlichtzahn und der erste Zahn der Reserve das Fertigmaß. Jedes Werkzeug verfügt über mindestens drei Reservezähne, die gleiches Profil und identische Abmessungen aufweisen und die Werkstoffoberfläche glätten (kalibrieren). Sie dienen auch als Reserve beim Nachschärfen und sorgen so dafür, dass das teure Werkzeug länger verwendet werden kann. Die Schneidwinkel sowie die Spankammern richten sich nach der Länge der zu räumenden Fläche und der Spanbarkeit des Werkstoffes. Der Freiwinkel ist sehr klein, damit beim Nachschärfen der Zahnbrust das Profil erhalten bleibt. Spanbrechernuten in den Freiflächen verhindern, dass Späne zwischen die seitlichen Freiflächen und die bereits geräumten Flächen dringen und diese aufreißen. Die Zahnteilung muss so gewählt werden, dass möglichst immer zwei bis sechs Zähne gleichzeitig schneiden. Je mehr Zähne nämlich im Eingriff sind, desto ruhiger verläuft der Räumvorgang. Allerdings wächst mit der Zahnzahl auch die erforderliche Räumkraft an. Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 1–60m/min. Die Spanungsdicke beträgt beim Schruppen 0,05 mm und beim Schlichten 0,005 mm.

Kühlung

Die Kühlung ist sehr wichtig beim Räumen, da man so die Standzeit der Werkzeuge enorm verbessern kann. Heutzutage werden Öle mit wenigen Zusätzen oder Wasser-basierte Kühlmittel verwendet. Es gibt auch die Minimalmengenschmierung; diese Technik ist umweltfreundlich und wird hauptsächlich bei Werkzeugen aus HSS-PM oder mit TiAIN-Beschichtung angewendet.

Sonstiges

Räumen bietet überall dort Vorteile, wo Konturen durch drehende Werkzeuge (Fräsen) oder drehende Werkstücke (Drehen) nicht erzeugt werden können. Das Verfahren steht für sicheres Einhalten der Maßtoleranzen und eine hohe Oberflächengüte, z. B. Schraubenschlüssel, Zahnräder oder Nuten.

Es eignet sich besonders zur Bearbeitung größerer Stückzahlen, da auch komplizierte Profile in kürzester Zeit gefertigt werden können.

Die Fertigung von Räumnadeln ist recht aufwendig, daher sind die Werkzeuge entsprechend teuer und haben lange Lieferzeiten.

Weblinks

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