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Räumen

Die Bearbeitung der Oberflächen, bei der ein mit den Zähnen versehenen Räumwerkzeug auf einer Räummaschine an einem Werkstück durchgezogen wird, wird als Räumen bezeichnet. Bei dieser Bearbeitungsart schneidet jeder Zahn eine kleine Metallschicht ab. Das ist dadurch bedingt, dass die Zähne unterschiedliche und zunehmende Abmessungen aufweisen. Die Räumnadel, deren Tiefenstaffelung mit jedem Schritt vergrößert wird und von Zahn zu Zahn anders ist, wird als ein standardmäßiges Räumwerkzeug bezeichnet.

Wenn ein Teil von Zähnen gleich hoch ist und unterschiedlich breit, dann wird eine solche Räumnadel als „fortlaufendes“ Räumwerkzeug bezeichnet. Die Metallschicht wird nicht über die gesamte Breite, sondern in Streifen mit dicken Spänen (0,4 – 0,8 mm pro Zahn) abgetragen. Das gehört zu den Besonderheiten bei dieser spanabhebenden Bearbeitungsart. Die fortlaufenden Werkzeuge spanen das Material schichtenweise und mit jedem Zahn der Zahnungszone. So wird jedoch nur ein Teil der Oberfläche bearbeitet. Die letzten Zähne schneiden nur kleine Metallschichten im gesamten Perimeter der zu bearbeitenden Oberfläche ab. In beiden Räumwerkzeugen sind die letzten Zähne zum Kalibrieren gedacht.

Diese spanabhebenden Bearbeitungsoperationen dienen zur Fertigung von ebenen Flächen, die Innen oder Außen liegen können, zur Bearbeitung von Bohrungen mit einem Durchmesser von Ø 6 - 100 mm (der Rund- oder Langloch-Bohrungen, quadratischer Bohrungen).

Bearbeitungsarten und Werkzeuge, die beim Räumen auf den Räummaschinen eingesetzt werden.

1. Herstellung der Löcher und Bearbeitung von Bohrungen;
2. Herstellung von Nuten;
3. Fertigung von ebenen Flächen;
4. Erzeugung von Keil- oder Nabennuten.

Das Räumen weist folgen Vorteile auf:

1. hohe Leistungsstärke während des Bearbeitungsvorganges;
2. Einhalten der Maßtoleranzen und Erreichung von sauberen Innen- und Außenflächen;
3. Eine mögliche Vereinfachung eines technologischen Vorganges durch eine schrittweise Oberflächenbearbeitung mit dem Räumverfahren. Als Beispiel kann die Bearbeitung von Bohrungen mit einigen Werkzeugen, wie Senker oder Ausdrehwerkzeuge, aufgeführt werden, im Vergleich zu denen das Räumen auch deutliche Vorteile bietet.

Es gibt die Nachteile, die den Einsatz von Räumen ausschließen können:

1. Räumkraftunterbrechung und die damit verbundenen Nachteile, wie Verformung;
2. Die zu räumenden Teile mit großen Abmessungen können mit dem Räumverfahren nur begrenzt bearbeitet werden;
3. recht aufwendige und teure Fertigung der Räumwerkzeuge;
4. es ist schwierig, die Achse der zu räumenden Bohrung zu andere Ebenen des Werkstückes zu koordinieren.

Anwendung des Räumverfahrens

Zu den verbreitesten Räumverfahren gehört die Bearbeitung der hergestellten oder der gebohrten Löcher, die in Folgendem besteht:

1. der Schaft wird von einem Schafthalter einer Räummaschine gehalten, welcher das Räumwerkzeug durch ein in der Räummaschine gehaltenes Werkstück zieht;
2. der Zapfenquerschnitt (Einführung) wird so gewählt, dass bei der Überlastung des Räumwerkzeuges an der Stelle gebrochen wird, wo die Schweißarbeiten leicht durchgeführt werden können;
3. das Führungsstück richtet das Werkzeug (die Räumnadel) entgegen der Räumrichtung der zu räumenden Bohrung;
4. die Vorbereitung der mit Räumzähnen zu räumenden Fläche;
5. die Vorbereitung der Fläche, die mit Räumzähnen kalibriert werden soll;
6. die Vorbereitung der Halterelemente.

Die zum Schneiden eines Profils dienenden, entgegen der Räumrichtung hintereinander angeordneten und insoweit einander zugeordneten Räumzähne weisen eine Tiefenstaffelung von der Schaft bis zum Kalibrierbereich, d. h. eine Durchmessersteigung auf. Diese Tiefenstaffelung ist von dem zu bearbeitenden Material und dem Profil der zu räumenden Bohrung abhängig. Die Staffelung erfolgt im Bereich von 0,01 – 0,2 mm.

Der Zahnungsteil und der Kalibrierbereich (die Endzone) der Räumwerkzeuge bestehen meist aus Schnellarbeitsstahl. Beim Räumen von unbearbeitenden Rohflächen können durch die Form- und Maßabweichungen Schwierigkeiten auftreten. Dazu braucht man schon die geschobenen schrägverzahnten Werkzeuge.

Schnittgeschwindigkeit und die Schnittleistung während des Räumvorganges

Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit eines Räumwerkzeuges während des Räumvorganges. Die ist in der Regel von einem zu bearbeitenden Material und der zu räumenden Oberfläche abhängig:

V = C·K / T^x·S^y, m/min.;

wobei С – ein die Arbeitsbedingungen kennzeichnender Faktor ist;
Т – Schnitthaltigkeit (Schnittdauer in min.);
S – Vorschub des Räumwerkzeuges in mm (pro Zahn);
К – der Faktor, der vom Werkstoff der Räumwerkzeuge anhängig ist.

Schnittleistung beim Räumen:

N_e = P·V/60·102, KW;

wobei V – Schnittgeschwindigkeit in m/min. ist;

P – Schnittkraft, die nach folgender Formel ermittelt wird:

P = C₁·S^0.85·d·z, kg;

wobei C₁ – der Faktor ist, der von einem zu bearbeitenden Material abhängt;
S – Vorschub des Räumwerkzeuges in mm (pro Zahn);
d – Durchmesser des Räumwerkzeuges in mm;
z – die Zahl von gleichzeitig laufenden (schneidenden) Räumzähnen.

Räummaschinen

Es gibt folgende Typen von Räummaschinen:

1. horizontale Räummaschinen mit einem oder mit 2 Räumnadelschlitten;
2. vertikale Räummaschinen, die bei der Bearbeitung von Bohrungen eingesetzt werden (mit einem oder mehreren Räumnadelschlitten);
3. vertikale Räummaschinen, die bei der Bearbeitung von Außenflächen eingesetzt werden (mit einem oder mehreren Räumnadelschlitten);
4. Topfräummaschinen mit Revolverschlitten;
5. Kontinuierlich laufende Hubtisch-Räummaschinen;
6. Kontinuierlich laufende Tunnel-Räummaschinen.

Die ersten 4 Räummaschinentypen machen geradlinige Bewegungen und sind mit den Hydraulikantrieben ausgerüstet. Horizontale Räummaschinen sind universal, finden in beliebigen Produktionsstätten breite Anwendung und dienen zur Bearbeitung von Bohrungen. Diese Räummaschinen dienen auch zur Bearbeitung von Außenflächen. Auf dem Maschinenständer ist ein Hydraulikzylinder angeordnet, mit der Zylinderstange wird der Räumnadelschlitten in Bewegung gebracht. Das Räumwerkzeug steht mit dem Schlitten in Verbindung. Der Manometer zeigt den Öldruck im Zylinder an.

Für die Bearbeitung von Außenflächen sind auch die vertikalen Räummaschinen bequem. Sie sind durch die Abstützung des Schlittens auf den Maschinenständer besonders stabil. Das Räumen auf diesen Maschinen ermöglicht die Verringerung von Zugaben bis zu 4 – 5 mm. Die meisten Außenräummaschinen arbeiten halbautomatisch (vertikale Räummaschinen). Der Bediener stellt das zu räumende Werkstück auf und nimmt das fertige Werkstück wieder ab.

Wenn es erforderlich ist, die ebenen Flächen oder flache Konturen mehrmals zu fertigen, dann können die horizontale Topfräummaschinen mit Revolverschlitten eingesetzt werden. Dabei wird mit Hilfe mehrerer Räumnadeln geschnitten, die in einem Nadelhalter oder "Topf" eingesetzt sind. Die Räumnadeln werden der Reihe nach in das zu räumende Werkstück eingestoßen und werden dabei mit dem Schlitten automatisch verbunden. Bei der Rückbewegung des Schlittens kehrt die Räumnadel in ihren Halter zurück, der Hubtisch geht damit auch in seine Ausgangsposition. Bei der Drehung des Tisches beginnt nächste Räumnadel zu arbeiten.

Bei der Massenproduktion von Kleinerzeugnissen wird das kontinuierliche Räumen bevorzugt, das auf den Hubtisch-Räummaschinen und Tunnel-Räummaschinen durchgeführt werden kann.

Stahlindustrie

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