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Hochleistungsfräsen – für jede Anwendung das richtige Werkzeug

: Hoffmann


Durch den Einsatz moderner Hochleistungsfräser können industrielle Fertigungsbetriebe zusätzliche Produktivitätsgewinne erzielen. Darum hat die Hoffmann Group ihre Fräser aus der Produktserie Garant MasterSteel für die Bewältigung verschiedenster Zerspanungsaufgaben ausgelegt. Dazu zählen neben dem Besäumen und dem Fräsen von Nuten und Rampen das Helixfräsen und sogar das Bohren. Die Auswahl des richtigen Werkzeugs sollte sich deshalb nach der konkreten Anwendung richten.

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Für Besäumen und Nuten sind klassische Vierschneider besonders gut geeignet. Auch andere Fräser können diese Aufgaben übernehmen, Kordelfräser hinterlassen jedoch eine nicht so glatte Oberfläche.

Für Besäumen und Nuten sind klassische Vierschneider besonders gut geeignet....

Moderne Hochleistungsfräser verbinden hohe Schnittdaten mit langen Standzeiten und können damit zur Steigerung der Produktivität von Fertigungsprozessen sowie zu einer günstigeren Kostenstruktur beitragen. Besonders bei flexiblen Prozessen wie dem Fräsen gilt es jedoch, bei der Werkzeugauswahl bestimmte Faktoren zu berücksichtigen. Um die Potenziale der Werkzeugmaschine optimal ausschöpfen zu können, steht der Anwender zumeist vor der Wahl, ein Spezialwerkzeug oder ein Universalwerkzeug einzusetzen.

Besäumen und Nuten

Für Anwender, die in erster Linie Werkstücke besäumen und Nuten fräsen müssen und dabei Universalmaschinen mit Werkzeugwechsler einsetzen, sind klassische Schruppfräser mit vier Schneiden das Mittel der Wahl. Diese können teilweise auch Aufgaben übernehmen, für die ansonsten ein Wendeschneidplattenwerkzeug prädestiniert ist – also wenn zum Beispiel zusätzlich die Oberfläche des Werkstücks plan gefräst werden muss. Der Einsatz eines HPC-Fräsers kann hier den Werkzeugwechsel ersparen und somit die Nebenzeiten senken. Die Erfahrung hat gezeigt, dass mit dem HPC-Fräser Garant MasterSteel bei der Bearbeitung einer Schweißkonstruktion aus allgemeinem Baustahl die Prozesszeit verkürzt werden kann. Im konkreten Fall betrug die Zeitersparnis pro Bauteil 4,5 Minuten im Vergleich zu einem Wendeplattenwerkzeug.

Fräsen von Vollnuten

Für das Fräsen tiefer Vollnuten mit mehr als 1xD sowie die Bearbeitung graziler Bauteile ist ein Kordelschruppfräser das richtige Werkzeug. Aufgrund des Kordelprofils erzeugen diese HPC-Fräser weniger Schnittdruck und setzen dadurch das Bauteil
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Ein Kordelschruppfräser mit fünf Zähnen schneidet auch Vollnuten mit mehr als 1xD mühelos in das Bauteil.

Ein Kordelschruppfräser mit fünf Zähnen schneidet auch Vollnuten mit mehr...

weniger Belastungen aus. Ein weiterer Vorteil sind besonders kurze Späne, die sich deutlich einfacher abführen lassen. Diese bessere Spanabfuhr erhöht die Prozesssicherheit. Will ein Betrieb zusätzlich die Prozesseffizienz steigern, sollte er auf Werkzeuge mit einer höheren Anzahl von Zähnen zurückgreifen. Fräser mit fünf Zähnen haben sich als besonders effizient erwiesen, wenn der Vorschub pro Zahn während des Fertigungsprozesses gleich bleiben kann. Diese Werkzeuge schaffen dann im Vergleich zum Vierschneider 25 Prozent mehr Vorschub. Im Vergleich zum Sechsschneider weisen sie eine bessere Spanabfuhr auf.

Rampen, Helix-Fräsen und Bohren

Bei der Bearbeitung von Werkstücken ist oftmals das Herausarbeiten von Taschen notwendig. Das Eintauchen in das Material kann mittels Rampen, Helix-Fräsen oder Bohren erfolgen. Bei diesen Operationen stoßen klassische HPC-Fräser mit vier Schneiden allerdings oftmals an ihre Grenzen. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Insbesondere beim Rampen, Bohren und Helixfräsen müssen die Späne besonders effizient und schnell nach oben abgeführt werden. Aus diesem Grund sind möglichst große Spannuten an der Stirnschneide notwendig. Bei Vierschneidern ist die Größe der Spannuten konstruktionsbedingt stärker begrenzt, als bei Dreischeidern. Die Hoffmann Group hat deshalb eigens für diese Anwendungsfälle einen Spezialfräser mit nur drei Schneiden entwickelt. Für eine effiziente Spanabfuhr, die insbesondere beim Rampen notwendig ist, wurde zusätzlich eine, einem Bohrer ähnliche Ausspitzung
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Für Helixfräsen und Bohren bedarf es einer besonders effizienten Spanabfuhr und einer bohrerähnlichen Fräserspitze. Einige Werkzeuge von diesem Typus können als Universalwerkzeug für sämtliche Fräs-Disziplinen verwendet werden.

Für Helixfräsen und Bohren bedarf es einer besonders effizienten Spanabfuhr...

entwickelt und in Richtung Schaft zurückverlegt. Dadurch entsteht genügend Raum, um das abgetragene Material prozesssicher aus der Wirkzone abzutransportieren. Der Dreischneider ist der Alleskönner unter den HPC-Fräsern: Mit ihm ist es möglich, auf einer Maschine alle anfallenden Fräsaufgaben zu lösen, ohne das Werkzeug wechseln zu müssen.

Schruppen und Schlichten



Eine zusätzliche Zeitersparnis können Fertigungsbetriebe außerdem dann erzielen, wenn durch den Einsatz eines passenderen Werkzeugs ein kompletter Arbeitsschritt entfallen kann. Moderne HPC-Fräser hinterlassen in einigen Fällen eine so glatte Oberfläche, dass der erforderliche Schlichtschnitt nicht mehr notwendig ist. Erfahrungen mit dem neuen dreischneidigen Hochleistungsfräser aus der Produktserie Garant MasterSteel haben beispielsweise gezeigt, dass bei der Bearbeitung eines fragilen Kundenbauteils aus Stahl 16MnCr5 die sonst vorkommenden Rattermarken nicht entstehen. Nach dem Schruppvorgang mit dem neuen Hochleistungsfräser ist somit kein zusätzlicher Schlichtschnitt mehr notwendig ist.

Bei Bauteilen, die mit neuen Verfahren wie der Additiven Fertigung (3D-Druck) oder mit modernen Verfahren zur Gussteileproduktion (Near Net Shape) hergestellt werden, kann hingegen immer öfter der Schruppvorgang entfallen. Für die finale Oberflächenbearbeitung von Funktionsflächen bedarf es lediglich eines Schlichtschnitts, der sich besonders
effizient mit einem siebenschneidigen HPC-Schlichtfräser ausführen lässt. Bei gleichbleibendem Vorschub pro Zahn schafft ein Siebenschneider im Vergleich zu einem klassischen Sechsschneider rund 17 Prozent mehr Vorschub.

Fazit

Qualitätsunterschiede gibt es bei HPC-Fräsern hinsichtlich der Geometrien, der Beschichtungen, des Hartmetallsubstrats und der Kantenpräparation. Diese Merkmale wirken sich auf die Standzeiten und die allgemeine Leistungsfähigkeit aus. Die schlussendliche Werkzeugauswahl sollte sich immer an der Zerspanungsaufgabe orientieren. Dabei spielen konstruktive Merkmale wie die Anzahl der Schneiden und die Gestaltung der Stirnschneide eine wichtige Rolle.

Durch die Verbesserung der Schnittdaten und den Wegfall von Werkzeugwechseln und Arbeitsschritten lassen sich die Haupt- und Nebenzeiten verkürzen und die Produktivität steigern. Die HPC-Fräser der Serie MasterSteel stehen in verschiedenen Längen, Radien und teilweise auch als Untermaß zur Verfügung und bieten dadurch das optimale Werkzeug für jede Zerspanungsaufgabe.

Für Besäumen und Nuten sind klassische Vierschneider besonders gut geeignet. Auch andere Fräser können diese Aufgaben übernehmen, Kordelfräser hinterlassen jedoch eine nicht so glatte Oberfläche.
Ein Kordelschruppfräser mit fünf Zähnen schneidet auch Vollnuten mit mehr als 1xD mühelos in das Bauteil.
Für Helixfräsen und Bohren bedarf es einer besonders effizienten Spanabfuhr und einer bohrerähnlichen Fräserspitze. Einige Werkzeuge von diesem Typus können als Universalwerkzeug für sämtliche Fräs-Disziplinen verwendet werden.
Beim Taschenfräsen muss das Werkzeug mittels Rampen, Helix-Fräsen oder Bohren in das Material eintauchen und die Späne effizient nach oben abführen können.
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Schaftfräser, VHM-Werkzeuge, Schruppfräser

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