Werkzeugfestigkeit

Werkzeugfestigkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Werkzeugs, während der Bearbeitung mechanischen und thermischen Belastungen standzuhalten, ohne zu versagen. Sie umfasst Tragfähigkeit, Härte, Zähigkeit und Temperaturbeständigkeit und ist besonders für Schneidwerkzeuge von zentraler Bedeutung.

Wichtige Einflussgrößen sind das Werkzeugmaterial (HSS, Hartmetall WC-Co, Keramik, CBN, PCD), Gefüge und Wärmebehandlung, die geometrische Ausführung (Kantenradius, Spanwinkel) sowie Beschichtungen. Bearbeitungsparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe sowie die Kühlung beeinflussen die operativen Spannungen an der Schneidkante.

Zur Bestimmung werden mechanische Prüfungen wie Zug-, Biege- und Kerbschlagfestigkeit, Härteprüfungen (Vickers, Rockwell) genutzt. In der Praxis spielen Verschleiß- und Standzeittests im Zerspanungsversuch eine zentrale Rolle; auch Bruch- und Rissbildungen nach Belastung werden analysiert.

Eine hohe Werkzeugfestigkeit trägt zu längerer Standzeit, stabiler Maßeinhaltung und guter Oberflächenqualität bei. Die Materialauswahl richtet sich nach dem zu bearbeitenden Werkstoff, der geforderten Prozessstabilität und dem Kühlkonzept. Beschichtungen und robuste Geometrien können Festigkeit erhöhen, ohne die Schneidfähigkeit zu beeinträchtigen.

Typische Versagensformen sind Abplatzen/Bruch der Schneidkante, Verschleiß, thermische Risse und Kantenabbau infolge Überlastung oder Hitze.

Es existieren internationale Normen und Standards zur Prüfung von Werkzeugfestigkeit sowie Empfehlungen zur Werkstoff- und Beschichtungsqualität, wie ISO-Normen und Fachausschussrichtlinien.

Zusammengefasst beeinflusst die Werkzeugfestigkeit maßgeblich Performance und Wirtschaftlichkeit von Zerspanungsprozessen.