Schmidt Zerspanungstechnik in Herdorf baut komplexe Sondermaschinen, ist aber auch als Lohnfertiger präziser Teile gefragt. Frästechnisch nutzt Schmidt die Expertise von Ingersoll Werkzeuge. Beim Schwerzerspanen führte sie zu einem Produktivitätsplus von 220 Prozent.

Bei einer aktuellen Lösung von Ingersoll Werkzeuge für den Kunden Schmidt Zerspanungstechnik bewährt sich der Schwerzerspan-Planfräser SMAX SN2R. Hier der erste Bearbeitungsschritt, bei dem es gilt, mit einem tiefen Schnitt eine relativ dicke, unregelmäßige Schmiedehaut abzutragen

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Fräswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Planerfüllung im Power-Modus

Minimalmengenschmierung (MMS) schont Ressourcen und verbessert Energieeffizienz sowie CO2-Bilanz.

Große Vielfalt: Der Präzisionswerkzeug-Spezialist Mapal bietet fast alle seiner Werkzeuge auch in Varianten für Minimalmengenschmierung an

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Minimalmengenschmierung

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Bohrwerkzeuge

Reibwerkzeuge

‘Grüne‘ Werkzeuge schonen Ressourcen

Homokinetische Gelenke zu fräsen erfordert viel Werkzeug-Know-how. Horn in Tübingen hat es und wendet es für seine Fräslösungen an.

Optimierter Prozess: Fräsen eines Gelenkzapfens mit dem Werkzeugsystem ‘SX‘ von Horn

Intelligent zum Gleichlaufgelenk

Mit dem digitalen MEGA-Drehmomentschlüssel von BIG Daishowa lassen sich Schaftfräser exakt spannen.

Prozesssicherheit in der Zerspanung – das ist das Ziel, dem sich Hersteller BIG Daishowa mit seinem digitalen Drehmomentschlüssel MEGA verpflichtet fühlt. Der Schlüssel hat eine benutzerfreundliche digitale Schnittstelle und austauschbare Kopfgrößen für sicheres und genaues Anziehen von Spannzangenfuttern

Elektro- und Handwerkzeuge

Betriebstechnik / Büro-Organisation

Zum schnellen Fräserspannen

Das Dreh-Bohr-Werkzeug EcoCut von Ceratizit erhielt zur Fachmesse Intec ein Update zur Bearbeitung von ISO-P-Stählen.

Das EcoCut + ISO-P-Sortenupdate für noch mehr Performance in Stahlwerkstoffen ist ein Highlight der Exponatepalette, die Ceratizit auf der Fachmesse Intec in Leipzig vom 7. bis zum 10. März 2023 präsentieren wird

Wendeschneidplatten

Drehwerkzeuge

Toolmanagement

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

EcoCut-Stahl-Update ist ein Highlight auf der Intec

Basierend auf großem Know-how unterstützt die Paul Horn GmbH Anwender bei der Auswahl der optimalen Werkzeuge zur Hartbearbeitung.

Zum Hartdrehen und Hartstechen setzt Horn auf den Schneidstoff CBN

Hartbearbeitung

Spanende Verfahren

Hartbearbeitung – den Prozess beherrschen

Iscar zeigt überarbeiteten Chamslit auf der Intec

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Wirtschaftliches Schlitzfräsen

Wiederaufbereitung von Vollhartmetallwerkzeugen: maximale Standzeit, mehr Nachhaltigkeit, weniger Kosten

Hartmetallwerkzeuge

Rekonditionierung von VHM-Werkzeugen

Sandvik-Coromant-Manager Sangram Dash erläutert, wie Hochvorschubfräser ein fehlerfreies Spanen von Bauteilen für die Aerospace-Industrie unterstützen.

Das Spanen von Aerospace-Komponenten hat seine eigenen Gesetze. Weltweit arbeiten progressive Werkzeughersteller daran, diese immer besser ‘befolgen‘ zu können. Ein erfolgreiches Ergebnis in diesem Bemühen ist der Hochvorschubfräser ‘CoroMill MH20‘ von Sandvik Coromant. Er hat eine sehr leichte Schneidwirkung, die ein Verbiegen des Werkstücks verhindert und eine wirtschaftliche Bearbeitung ermöglicht

Luftfahrt

Aerospace-Teile vibrationsarm fräsen

Als schneller, langlebiger und ruhiger laufend als bisher offeriert Horn das Multifunktions-Zirkularfrässystem in der aktuellen neunzahnigen Variante.

Horn erweitert das Zirkularfrässystem um Schneidplatten mit nun neun Zähnen

Neunzahnig noch effizienter

Kennametal Inc. stellt acht Werkzeuginnovationen vor, die bei Anwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Energie und Transport ein Plus an Vielseitigkeit und Bearbeitungsleistung bieten sollen.

Kennametal will mit seinen jüngsten Produktinnovationen in verschiedenen Anwendungsfeldern für höhere Produktivität und Einsatzflexibilität sorgen

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Tieflochbohrer

Aller guten Dinge sind 8

Fernando Oliveira, Sandvik Coromant: Der Planfräser ‘M5F90‘ kann das Fertigen von Batteriegehäusen aus Aluminium optimieren.

Den Fräser mit der Bezeichnung ‘M5F90‘ hat Sandvik Coromant speziell für die Bearbeitung von dünnwandigen Aluminiumteilen wie Batteriegehäusen entwickelt und ihn deshalb mit einem kleineren Fräskörper von 25 bis 80 mm Durchmesser ausgestattet

Automotive

Fahrzeugbau

Wie neue Planfräser die Fertigung von Alu-Batteriegehäusen optimieren

ZCC Cutting Tools ergänzt den aktuellen Präzisionswerkzeug-Katalog mit Lösungen zum Wendeplattenfräsen und zum Drehen.

Das jetzt schon sehr breite Produktspektrum baut ZCC Cutting Tools nun mit einer Vielzahl von Zerspanlösungen zum Wendeplattenfräsen und zum Drehen aus und ergänzt mit ihnen den neuen Werkzeugkatalog, der 56-seitig nun erscheint

Produktspektrum erweitert

Ein Schlichtfräser von Ingersoll erhöht bei Manroland die Prozesssicherheit beim Fertigen von Präzisionsteilen und steigert die Standzeit.

Beim Druckmaschinenbauer Manroland sorgt ein sogenannter Spitzschlichter von Ingersoll beim Fertigen von Druckturm-Seitenflächen für Prozesssicherheit und hohe Präzision

Weicher Schnitt schafft Präzision

Leichteres, präziseres Eck- und Planfräsen kommt einer gewichtsoptimierten Gestaltung von Automotive-Teilen entgegen.

Auf hohe Produktivität bei Beachtung von Branchenspezifika getrimmt: der CoroMill MF80 von Sandvik Coromant. Er eignet sich speziell zum Fräsen von ISO-K- und ISO-P-Werkstoffen in der Automobilindustrie

Vom Span zur Niedrigemission

Beim Bemühen, die hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität und die Maßhaltigkeit eines Werkstücks mit hohem Kosten- und Zeitdruck in Einklang zu bringen, spielt die Wahl des richtigen Fräswerkzeugs eine zentrale Rolle. Aber auch der Prozess muss stimmen.

Beim Fräsen lassen sich die Zerspanungs-Ergebnisse verbessern, wenn man einige praktische Tipps beachtet.

Fräsprozesse spielen in der Metallbearbeitung eine zentrale Rolle, besonders dann, wenn es um die Herstellung von Werkstücken und Bauteilen geht, bei denen Oberflächengüte und Maße sehr präzise erreicht werden müssen. Das Verfahren umfasst sehr viele Anwendungsbereiche: vom Bearbeiten großer Freiformflächen im Werkzeug- und Formenbau und in der Fertigung von Komponenten für die Energieerzeugung bis hin zur automatisierten Massenfertigung. Was vielen dieser Anwendungen gemeinsam ist: der wachsende Kostendruck.

Zerspaner müssen hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität und die Maßhaltigkeit eines Werkstücks mit hohem Kosten- und Zeitdruck in Einklang bringen. Die Wahl des richtigen Fräswerkzeugs spielt hier eine zentrale Rolle. Aber um die Leistungsstärke eines Wendeplattenfräsers voll nutzen zu können, muss auch der Prozess stimmen. Gerade im Bereich grundlegender Prozessparameter können sich Fehler einschleichen, die Effizienz und Sicherheit des Prozesses negativ beeinflussen.

Es ist erforderlich, den Prozess ganzheitlich zu analysieren

Laufen Prozesse stabil und stimmen die Ergebnisse wirtschaftlich, schaut sich normalerweise niemand im Unternehmen die einzelnen Prozessschritte oder -parameter genauer an. Sie rücken erst ins Zentrum des Interesses, wenn zum Beispiel der Output sinkt, sich die Oberflächenqualität oder die Maßhaltigkeit verschlechtert oder wenn der Preisdruck steigt. Oft wird dann versucht, durch punktuelle Veränderungen, zum Beispiel durch Änderungen bei den Schnittwerten oder durch den Wechsel des Werkzeugs das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Das kann funktionieren oder zumindest das akute Problem im Produktionsprozess lösen. Nachhaltige Optimierungserfolge sind aber eher mit einer ganzheitlichen Prozessbetrachtung erzielbar. Die zentralen Fragen dabei sind:

<ul><li>Welcher Werkstoff wird bearbeitet, und welche Werkstoffeigenschaften haben einen wichtigen Einfluss?</li><li>Wie hoch ist die Zugfestigkeit des Werkstoffs?</li><li>Wie sind die Bearbeitungsbedingungen zu beurteilen? Ausschlaggebend sind hier vor allem die Bauteilspannung und die Auskraglänge des Werkzeugs. Sie beeinflussen, ob und wie stark der Fräser bei der Bearbeitung vibriert, was wiederum die Oberflächenqualität der zu bearbeitenden Fläche oder die Standzeit des Fräsers beeinflusst.</li><li>Welches Ziel hat die Prozessoptimierung? Soll die Bearbeitungszeit pro Werkstück reduziert oder der Standweg gesteigert werden? Oder soll die Prozesssicherheit verbessert werden?</li></ul>

Der Zahnvorschub hängt von den Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffs und denen des Fräswerkzeugs ab. Üblicherweise geben Hersteller hier jeweils den optimalen Bereich an. Viele Anwender ‘fahren‘ mit einem relativ niedrigen Zahnvorschub. Meistens besteht aber ein gewisser Spielraum, den Zahnvorschub zu erhöhen, wodurch sich die Zahl der je Werkzeug gefertigten Werkstücke erhöhen kann, da der Fräser effektiv einen kürzeren Weg auf der gefrästen Fläche zurücklegt. Ob und wie der Zahnvorschub erhöht werden kann, hängt von Bedingungen wie dem Einstellwinkel, dem Eingriffsverhältnis des Werkzeugs, der Auskraglänge des Werkzeugs, der Bauteilspannung und dem Werkstoff ab.

Wichtig ist Folgendes: Passt die erzeugte Spanungsdicke (h) zur Werkzeuggeometrie und zum Werkstoff? Eine zu geringe Spanungsdicke beeinflusst den Verschleiß und die Standzeit der Wendeschneidplatten negativ. Eine zu hohe Spanungsdicke führt dagegen zum Schneidenbruch.

Schnittgeschwindigkeit korreliert mit dem Verschleißverhalten

Wohl der wichtigste verschleißfördernde Faktor beim Fräsen ist die ständige thermische Wechselbelastung der Wendeschneidplatten, wenn der Fräser in den Eingriff geht und wieder austritt. Der Wechsel von Wärmebildung zu Abkühlung führt zu Rissen entlang der Schneidkante. In der Folge entstehen Ausbrüche an der Schneidkante, deren Ursache in der Rissbildung liegt. Die Ausbrüche können aber auch falsch interpretiert werden, da sie zum Beispiel auf einen zu verschleißfesten Schneidstoff geschoben werden.

Vor allem bei kleinen Eingriffsverhältnissen spielt deswegen die Wahl der Schnittgeschwindigkeit (vc) eine große Rolle. Ist das Eingriffsverhältnis beim Fräsen klein, das heißt es wird nur mit einem sehr kleinen radialen Eingriff (ae) gearbeitet, dann ist vc zu erhöhen, um die thermische Wechselwirkung zu reduzieren. Das wiederum reduziert die Rissbildung an der Schneidkante und verhindert einen zu frühen Werkzeugverschleiß. Als Richtschnur lässt sich in der Praxis folgende Grundregel anwenden: vc erhöhen bei kleinem Verhältnis ae zum Fräserdurchmesser Dc.

Die richtige Wahl der Fräserposition hängt ab vom Eintrittskontakt der Schneidkante mit dem Werkstück. Dieser lässt sich beeinflussen, indem der Werker eine bestimmte Fräsbreite (ae) zum Fräserdurchmesser (Dc) festlegt. Sollte die Fräsbreite die Hälfte von Dc betragen, trifft die Schneidkante auf das Werkstück mit der maximal möglichen Spanungsdicke. Der Eintrittskontakt kommt einem Aufprall gleich. Die Schneidkante wird dadurch stark belastet, was dann schnell zum Schneidbruch führen kann. Von Vorteil ist ein Verhältnis ae > 2/3 Dc oder ae &lt; 1/3 Dc.

Ist die zu bearbeitende Fläche beim Planfräsen größer als der verwendete Dc, ist die beste Strategie zum Flächenfräsen das Spanen in mehreren Bahnen mit spiralförmiger Bewegung von außen nach innen. Diese Strategie ergibt nur einen Eintritt des Fräsers in das Werkstück. Dabei ist der Fräser immer unter Druck, wenn sich die Schnittrichtung in einer Radiusbewegung ändert. Es gibt dann nur einen Austritt.

Der Radius in den Ecken und beim Eintritt sollte etwa ¼ bis ½ von Dc betragen. Erreicht wird so eine gleichmäßige Belastung des Fräsers durch die Vermeidung ständiger Ein- und Austritte, die zum Beispiel beim monodirektionalen Zeilenfräsen entstehen. Im Vergleich zu Letzterem wird mit dieser Spiralstrategie in der Regel auch eine Bearbeitungszeit-Ersparnis von mindestens 30 Prozent erreicht, ohne dass die Parameter geändert werden müssen.

Dabei bestimmt die Fräserposition beim Eintritt in das Werkstück sowohl die Spanbildung als auch die Standzeit des Werkzeugs. Die Eintritte und die Austritte sind am empfindlichsten und reduzieren die Fräserstandzeit unter Umständen deutlich. Um die Standzeit so weit wie möglich zu verlängern, sollte stets die Eintrittsoperation in einer Viertelkreis-Bewegung erfolgen.

Durch einen ‘Roll-in‘-Eintritt mit Viertelkreis-Radius im Gleichlauffräsen kann der negative Effekt des Eintritts reduziert werden. Dabei ist der Roll-in-Eintritt abhängig von der Oberfläche des Werkstücks. Ist diese Oberfläche weich, so sollte der Roll-in im Gleichlauf erfolgen. Ist die Oberfläche des Werkstücks hart, so ist der Roll-in im Gegenlauf die bessere Wahl und günstiger für die Standzeit des Werkzeugs.

Ist das Spiralisieren nicht möglich, weil die zu bearbeitende Fläche kleiner als Dc ist, sollte die Fräserposition mittig versetzt gewählt werden. Mit diesem Vorgehen kann man einen überwiegenden Gleichlauf im Prozess sicherstellen.

Gleichlauf- oder Gegenlauffräsen – das ist oft die Frage

Das Gleichlauffräsen stellt bei vielen Anwendungen die beste Frässtrategie dar. Beim Eintritt des Fräsers ist der Spanungsquerschnitt maximal. Dieser nimmt vom Beginn des Schneideneintritts ab. Dadurch wird vermieden, dass die Schneidkante beim Eintritt in die Werkstückoberfläche reibt. Beim Gleichlauffräsen wirken die Schnittkräfte in Richtung der Spanvorrichtung und damit auf den Maschinentisch.

Beim Gegenlauffräsen gleitet die Schneidkante anfangs auf der Oberfläche. Die Schneide tritt mit der Spanungsdicke h = 0 in das Werkstück ein. Damit kann die Schneide noch nicht schneiden. Sie gleitet solange über den Werkstoff, bis sich ein genügend großer Druck aufgebaut hat. Dann dringt die Schneide ruckartig ein. Weil das Werkzeug weggedrückt wird, wirken an ihm höhere radiale Kräfte, und die Schnittbewegung startet in einer Art Wellenlinie. Resultat ist eine schlechtere Oberflächengüte. Die durch das Gleiten auf der Oberfläche erzeugte Reibungswärme erhöht zusätzlich den Schneidkantenverschleiß. Beim Gegenlauffräsen versuchen die Schnittkräfte, das Teil aus der Spannvorrichtung zu heben.

Es gibt aber auch Anwendungsfälle, in denen Gegenlauffräsen das bessere Verfahren ist. Dazu gehört die Bearbeitung von Teilen mit hartem Rand, das Bearbeiten von dünnen, stark vibrierenden Teilen oder wenn das Werkzeug selbst lang auskragt. Im Endeffekt entscheidet dann doch der Zerspaner mit seinem Wissen und seiner Erfahrung.

Walter AG  

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Ausgabenartikel

In puncto rundlaufende Wendeplattenwerkzeuge zum Fräsen kann die Walter Deutschland GmbH eine umfangreiche Expertise vorweisen. Doch erst in einem optimierten Prozess spielen die Fräser ihre Stärken voll aus

Möglicher Schnittgeschwindigkeitsfaktor in Bezug auf das Verhältnis von Eingriff zu Werkzeugdurchmesser beim Fräsen am Beispiel ISO P (Stahlwerkstoffe)

Die Wahl der richtigen Fräserposition ist abhängig vom Eintrittskontakt der Schneidkante mit dem Werkstück

Die Festlegung der richtigen Frässtrategie beeinflusst sowohl die Lebensdauer der Schneidkante als auch die Bearbeitungszeit

Das Gleichlauffräsen sollte beim Fräsen mit Wendeschneidplatten-Werkzeugen mit nur wenigen Ausnahmen immer die erste Wahl sein

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Peter Kalenbach ist Produktmanager Rundlaufende Wendeplattenwerkzeuge bei der Walter Deutschland GmbH in Tübingen. <a href="mailto:peter.kalenbach@walter-tools.com">peter.kalenbach@walter-tools.com</a>