Umfangreiche Schneidkanten-Analyse

VHM Gewindebohrer

An einem VHM Gewindebohrer wird die Kantenverrundung am ersten Zahn vermessen. In der Nut wird die Oberflächenstruktur gemessen und die Rauheitskenngrößen gemäß DIN EN ISO 4287/88 und DIN EN ISO 13565 sowie die funktionsorientierte Flächenparameternach DIN ISO 25178 ermittelt.

Messgerät und Messverfahren

Die Messungen erfolgen mit dem Messsystem TOOLinspect, welches in verschiedenen Gerätegrößen zur Verfügung steht. Das Messsystem hat zwei Messverfahren in einem System: Die Kantenverrundung wird aufgrund der hohen Flankenwinkel im Messmodus „Fokusvariation“ aufgenommen. Die Rauheitsmessungen werden mit dem patentierten konfokalen Verfahren durchgeführt. Die Auswertung erfolgt mit der Analysesoftware MountainsMap. Zusätzlich lassen sich die Daten in eine Punktewolke fusionieren. So können die Vorteile der konfokalen Messung mit den Vorteilen der Fokusvariationsmessung kombiniert werden.

Messung der Schneidkante (1. Zahn)

Bild links:
Detailansicht des Gewindebohrers

Bild rechts:
2D-Darstellung der reellen Oberfläche mit Ausschnitt zur Bildung einer Profilserie (weiß gestreift)

Es wurde eine Profilserie (grau) aus 500 Einzelprofilen inkl. Durchschnittsprofil (grün) erstellt, um die relevanten Kantenparameter zu ermitteln. Anhand der Profilserie ist zu erkennen, dass die Spanfläche tiefe Schleif-Riefen enthält. Es zeigen sich Erhebungen und Vertiefungen mit Höhenunterschieden von bis zu 3,8 µm (peak-to-valley).

Auswertung der Schneidkanten-Parameter

Ermittlung der Schneidkantenparameter am Durchschnittsprofil

R = 8,01 µm  Radius der Schneidkante

β = 95,0° Keilwinkel

K-Faktor = 0,6 
Dies zeigt, dass die Schneidkante stärker zur Spanfläche gezogen ist.

Δr = 5,01 µm  Fehlhöhe
Distanz vom oberen Kantenpunkt zum Geradenschnittpunkt

sγ= 13,3 µm  Distanz vom Ablösepunkt der Spanfläche zum Geradenschnittpunkt

sα = 22,2 µm  Distanz vom Ablösepunkt der Freifläche zum Geradenschnittpunkt

Auswertung gemäß DIN EN ISO 4287/88 und DIN EN ISO 13565

Da die Oberfläche eine Vorzugsrichtung hat, wie sie beim Schleifen entsteht, wird 90° zur Bearbeitungsrichtung gemessen. Die aus einem Profilschnitt gewonnenen Amplituden-Parameter nach ISO 4287/88 und DIN EN ISO 13565 ermöglichen die Bewertung der Oberfläche nur in eingeschränktem Maße, da sie jeweils nur entlang einer Linie ermittelt werden. Strukturbestandteile, die außerhalb dieser Linie liegen, bleiben dabei unberücksichtigt. Dies kann zu Fehlbewertungen führen. Deshalb wird mit der Analyse-Software MountainsMap® eine Profilserie über den gesamten gemessenen Oberflächenabschnitt erzeugt. (Bild oben rechts: Intensitätsdarstellung der Oberflächenstruktur in der Nut. Die Form wurde entfernt und ein S-Filter von 2,5 µm angewendet.)

Primärprofil-Serie, dass  aus einer Serie von 1000 horizontalen Profilschnitten erzeugt wurde.
(grün: Durchschnittsprofil; grau: Hüllprofil sämtlicher gemessener Profile)

Anhand dieser Profilserie werden die Minimal-, Maximal- und Mittelwerte sowie die Standardabweichung berechnet. Somit lässt sich ablesen, wie stark die ermittelten Werte über die gemessene Fläche hinweg variieren.