Was sind Grate bei der Bearbeitung: Vollständiger Leitfaden 2025

Grate entstehen durch Bearbeitungsprozesse und -methoden. Die Identifizierung der Gratart ist wichtig, um Gratbildung zu minimieren. Die Charakterisierung von Graten hilft dabei, Informationen für den besten Entgratungsprozess bereitzustellen. Der Entgratungsprozess hilft dabei, Grate zu entfernen und deren erneute Entstehung zu verhindern. Weitere Informationen zur Identifizierung, Entfernung und Vermeidung von CNC-Graten finden Sie in diesem Artikel.

Was ist ein Grat bei der spanenden Bearbeitung?

Grate in Metall sind unerwünschte Materialvorsprünge an bearbeiteten Teilen. Bei jedem Schneid- oder Materialentfernungsverfahren entstehen Nebenprodukte mit ausgefransten und unebenen Kanten. Diese scharfen Stücke haften oft am Werkstück und werden Grate genannt.

Ursachen für Grate bei der Bearbeitung

Grate in Metall entstehen durch Bearbeitungsprozesse wie Schleifen, Fräsen, Bohren oder Drehen. Thermische Spannungen während der Bearbeitung bilden ebenfalls Grate in Metall. Sie sind an der Kante eines geschärften Werkzeugs oder als erhabener Teil auf der Oberfläche vorhanden. Grate bilden sich in vielen Arten und dieser erhabene Grat entsteht durch Hammerschläge.

Definition von burr

Bild entnommen aus der internationalen Norm ISO 13715.

Gratbildungsmechanismen

Gratbildung ist ein kompliziertes Phänomen. Sie entsteht durch starke plastische Verformung des Werkstücks. Art und Charakterisierung des Grates hängen von der Art des Bearbeitungsprozesses ab. Prozessparameter, Werkzeuggeometrie und -toleranzen, Qualität der Werkzeugkante, Toleranz und Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks.

Identifizieren und Klassifizieren von Graten

Beim Entgraten und CNC-Entgraten ist die Gratidentifizierung der wichtigste Schritt.

Visuelle Inspektion

Dabei werden Grate mit bloßem Auge (ohne Mikroskop) und ohne zerstörungsfreie Methode untersucht.

Bild entnommen aus: Gillespie, LK Die Schlacht am Burr: Neue Strategien und neue Tricks. Hersteller-Ing. 1996, 116 (2), 69-78.

Gratklassifizierungssysteme

Die Klassifizierungsnorm ISO 13715 gilt für undefinierte Kantenqualität und -form. Die Gratklassifizierung kann in 5 Klassen erfolgen.

Tuofa CNC ist spezialisiert auf hochwertige Entgratungsprozesse und CNC-Entgraten zur Gratminimierung mit Hochenergiepolieren und mikropräziser Oberflächenbearbeitung. Wir haben unsere Fähigkeit unter Beweis gestellt, unseren Kunden kundenspezifisches Entgraten und Polieren für alle Arten von Materialien anzubieten, indem wir die Materialintegrität und Servicequalität aufrechterhalten.

Fortschrittliche Strategien zur Gratvermeidung

Es gibt nur wenige Strategien für Entgratprozesse und zur Gratminimierung.

Werkzeugwegoptimierung

Die Gratbildung kann durch die Auswahl geeigneter Werkzeuggeometrie und -materialien, die Gestaltung der Werkzeugwege und eine ordnungsgemäße Prozessplanung minimiert werden.

Hochdruck-Kühlmittel

Die Anwendung eines Hochdruckkühlmittels mit 1000 PSI im Bearbeitungsprozess verbessert die Werkzeuglebensdauer und trägt zur Gratminimierung beim CNC-Entgraten bei.

Minimalmengenschmierung (MMS)

Es erhöht die Standzeit des Werkzeugs und sorgt für eine bessere Oberflächengüte hinsichtlich Toleranzen und Kantenqualität des Werkstücks.

Wesentliche Überlegungen

Um Gratbildung zu minimieren, ist es wichtig, das richtige Material in Bezug auf das Werkzeugmaterial auszuwählen. Auch die Materialstärke ist wichtig. Dünnes Material neigt beispielsweise eher zur Gratbildung.

Arten von Fräsern

Grate können nach Bearbeitungsverfahren und nach Lage klassifiziert werden

Basierend auf Bearbeitungsprozessen

• Schergrate

Durch die auf das Material einwirkenden Druckkräfte kommt es zu einer plastischen Verformung der Kanten und deren Dehnung, wodurch Grate entstehen.

• Bohrfräser

Beim Bohren entstehen scharfe Kanten, die von ihrem Ursprung her hervorstehen.

• Frässtifte

Durch das thermische Schneiden entsteht ein Grat und am Werkstück bildet sich eine raue Kante.

• Drehfräser

Beim Drehen des Materials entstehen Kanten, die Grate auf der Oberfläche erzeugen.

• Grate schleifen

Beim Schleifen von Material bilden sich am Werkstück raue Kanten.

Arten von Bearbeitungsgraten

Merkmale und Beispiele

Rollover-Fräser:

Dies geschieht, wenn das Werkstück durchbohrt, geschert oder gestanzt wird. Die Maschine zieht das Teil und lässt es biegen oder umbiegen.

Poisson-Bohrer:

Dies tritt auf, wenn sich das Material nach außen oder zur Seite wölbt. Die Werkzeugmaschine übt eine nach unten gerichtete Kraft aus.

Ausbruchfräser:

Dies tritt auf, wenn das Werkstückteil vor der Endbearbeitung des Schnitts vom Material getrennt wird.

Typen basierend auf dem Standort

Je nach Lage gibt es zwei Arten von Graten.

Primärfräser

Dies ist der große Schnitt, der durch die Art und Richtung des Werkzeugs erfolgt.

Sekundärfräser

Dabei handelt es sich um das Restmaterial an der Kante nach Entgratungsprozessen. Dies entsteht nach dem Brechen der Primärgrate.

Auswirkungen von Graten auf bearbeitete Teile

Grate im Metall beeinträchtigen die bearbeiteten Teile auf vielfältige Weise.

Auswirkungen auf die Funktionalität

Grate im Metall beeinträchtigen die Verarbeitungsbedingungen wie Vorschubgeschwindigkeit und Toleranz. Sie wirken sich auch auf die Oberflächenbeschaffenheit und Qualitätskontrolle der bearbeiteten Teile aus.

Bedenken hinsichtlich der Oberflächenqualität

Die Qualitätskontrolle der Oberflächenbeschaffenheit ist eines der Hauptanliegen in der Fertigung. Grate beeinträchtigen diese und die Ästhetik bearbeiteter Teile.

Auswirkungen auf den Produktlebenszyklus

Die Verschleißfestigkeit bearbeiteter Teile wird durch die Gratbildung stark beeinträchtigt. Auch die Lebensdauer und Haltbarkeit des Produkts hängen von der Gratbildung ab.

Methoden zur Gratentfernung

Manuelles Entgraten

Es handelt sich um einen der Entgratungsprozesse, bei denen die Gratbildung durch manuelles Abschaben oder Polieren des Grates aus dem Metallblech minimiert wird. Bei manuellen Entgratungsprozessen werden Handwerkzeuge wie Feilen oder Schaber verwendet und die Technik besteht aus manuellem Feilen oder Abschaben.

Mechanisches Entgraten

Bei diesen Entgratungsverfahren wird das Entgraten durch Schneiden, Schleifen, Fräsen oder Richten verwendet, um Grate zu entfernen. Dies geschieht durch direkten Kontakt mit Graten. Es wird verwendet, wenn Grate schwer oder stark sind,

Thermisches Entgraten

Bei thermischen Entgratungsprozessen wird Metall für einen kurzen Zeitraum verbrannt. Dies geschieht in einer Druckkammer und Grate werden durch thermische Energie entfernt.

Elektrochemisches Entgraten

Bei diesem CNC-Entgraten ist das Werkstück die Anode und das Entgratwerkzeug die Kathode. Bei Stromzufuhr erzeugt der Elektrolyt eine anodische Reaktion, die den Grat von der Metalloberfläche entfernt.

Tuofas Entgratungskompetenz

Tuofa ist Experte für CNC-Entgraten, das mechanische, thermische und elektrochemische Entgratungsprozesse umfasst. Unsere Fachkräfte und unser Fachpersonal haben ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, manuelles Entgraten mithilfe hochwertiger Handwerkzeuge und fortschrittlicher Techniken durchzuführen.

Die Wahl der richtigen Entgratungsmethode

Der wichtigste Teil beim CNC-Entgraten ist die Auswahl des richtigen Entgratungsverfahrens.

Faktoren zu berücksichtigen

1. Materialtyp: Wenn Sie effiziente Entgratungsprozesse durchführen möchten, sind Materialinformationen äußerst wichtig. Dazu gehören Härte, Oberflächenbeschaffenheit, Toleranzen, Vorschubgeschwindigkeiten, Geschwindigkeit usw.
2. Gratposition: Die Position des Grates (Primär- oder Sekundärgrat) ist wichtig für die Beurteilung der Kantenqualität und des Zustands
3. Präzisionsanforderungen: Toleranzen und Kantenqualität sind in der Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung. Sie tragen zur ordnungsgemäßen Funktion der bearbeiteten Teile bei.

Hochdruck-Wasserstrahl-CNC-Entgraten

Vergleichende Analyse von Entgrattechniken

Kostenüberlegungen

Die Entgratungskosten betragen laut IQS-Verzeichnis 30 % der Produktionskosten für Teile mit engen Toleranzen. In anderen Branchen sind es 15–20 % der Produktionskosten.