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WB Werkstatt + Betrieb 10/2016

Überlang und selbstwuchtend

HSC-Fräser, tiefe Konturen, Vibrationsminderung

Überlang und selbstwuchtend

Ein neues Werkzeugkonzept eröffnet neue Möglichkeiten des HSC-Fräsens von Teilen mit tiefen, komplexen Konturen. Das Werkzeug mit integriertem Selbstwuchtsystem verdeutlicht, dass solche Teile auch im überkritischen Drehzahlbereich problemlos bearbeitbar sind.

Aufgrund der wachsenden CAE-Möglichkeiten zur Bauteiloptimierung, besonders im Hinblick auf eine Abspeckung der Geometrie zur Gewichtsreduzierung, steigt der Anteil sogenannter Freiformflächen drastisch. Die immer komplexer werdenden Geometrien erfordern den Einsatz einer leistungsfähigen Fertigungstechnologie, die einerseits moderne Fräsmaschinen und andererseits leistungsfähige Fräswerkzeuge umfasst. Moderne Fräsmaschinen sind heutzutage in der Lage, komplexe NC-Programme schnell und effizient zu verarbeiten. Der Einsatz der Werkzeuge bei der HSC-Bearbeitung von Bauteilen mit tief liegenden Konturen stößt dagegen an eine Grenze, die von den dynamischen Eigenschaften des Werkzeugs wesentlich bestimmt wird.

Der vibrationsarme Drehzahlbereich ist für die HSC-Bearbeitung zu schmal

Um tief liegende Kavitäten zu bearbeiten, zum Beispiel im Werkzeug- und Formenbau, sind lange, schlanke Fräswerkzeuge erforderlich mit einem Schlankheitsgrad, der oft über den üblichen Größen liegt (L/D > 20). Die niedrige Steifigkeit hat eine große Werkzeugauslenkung zur Folge, wie sie Bild 2 verdeutlicht. Bei dieser Konstellation von Werkzeugparametern sinkt die Schaft-Eigenfrequenz und damit die kritische Drehzahl stark. Letztlich bleibt für ein schwingungsarmes Bearbeiten nur ein schmaler Drehzahlbereich, und das genügt nicht den heutigen Anforderungen an eine HSC-Bearbeitung.

Mit handelsüblichen HSC-Schaftfräsern und Spannfutterverlängerungen sind Kavitäten durchschnittlich bis 200 mm beziehungsweise − im günstigsten geometrischen Fall − bis zu einer Tiefe von 250 mm fräsbar. Nun sollen durch die Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte für das HSC-Fräsen werkzeugseitige Restriktionen der Bearbeitung sehr tief liegender Konturbereiche mit L > 200 mm übersprungen und Wege für den Einsatz von überlangen Fräswerkzeugen mit L/D > 20 im überkritischen Drehzahlbereich aufgezeigt werden.

Der neuen Idee des Fräsens im überkritischen Drehzahlbereich liegt die Überwindung des schwingungsbehafteten Bereichs ...

Suchtreffer im Volltext:
...ür einen Betrieb im überkritischen Drehzahlbereich. Dissertation TU Bergakademie Freiberg. Shaker Verlag, Aachen 2015, 210 SeitenDie AutorenDr.-Ing. Rezo Aliyev ist Fertigungs- ingenieur bei ACTech in Freiberg ral@actech.deDr.-Ing. Rafig Huseynov ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für ...

von Rezo Aliyev und Rafig Huseynov

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