EPHJ: Fräswerkzeuge für 5-Achs-Bearbeitung Formfräsen im Grenzbereich

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Vor allem der Werkzeug- und Formenbau profitiert vom 5-Achs-Fräsen und vom 5-Achs-Simultanfräsen. Dafür stehen vom Werkzeughersteller Paul Horn GmbH zahlreiche speziell abgestimmte Fräswerkzeuge und ein umfassendes Know-how zur Fräsbearbeitung zur Verfügung.

Fünfachsige Bearbeitungszentren sind mit drei linearen Achsen (X, Y, Z) und zusätzlich zwei rotatorischen Achsen (A,B oder C) ausgestattet. Beim üblichen 5-Achs-Fräsen kann man das Bauteil unter jedem Raumwinkel anstellen und an fünf Seiten unter beliebigen Winkeln bearbeiten. Beim Simultanfräsen werden zusätzlich zwei oder mehr Achsen interpolierend bewegt.

Formen für Scheinwerfer

Eine Vielzahl an unterschiedlichen Fräswerkzeugen sorgt bei der Bearbeitung einer Scheinwerferform für ein präzises Ergebnis. Das Bauteil aus der Auto­motive-Industrie ist aufgrund der unterschiedlichen Flächen, Absätze und Radien eine hohe Herausforderung. Zum Schruppen der Form kommen unterschiedliche Hochvorschubfräser der Werk­zeug­reihe DAH 8 von Horn zum Einsatz. Beim Schlichten der Form setzen die Fertigungstechniker mehrere Werkzeugvarianten der Fräswerkzeuge DS ein. Dazu gehören Kugelfräser unterschiedlicher Durchmesser sowie Kreissegmentfräser. Letztere haben den Vorteil, dass beim Abzeilen von Freiformflächen weniger Zustellungen nötig sind. Dennoch verwirklichen diese Werkzeuge gleiche Oberflächengüte wie Kugel- und Torusfräser. Sie verkürzen zudem die Bearbeitungszeit.

Spritzgiessformen

Eine Spritzgussform wird an Freiformflächen zunächst mit einem Hochvorschubfräser (12 mm Durchmesser) geschruppt. Die Fräser haben eine doppelte Radiusgeometrie. Dies begünstigt den Kraftfluss in axialer Richtung der Spindel und verursacht niedrige radiale Kräfte. Durch diese Geometrie können die Werkzeuge auch bei langem Auskragen bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten ohne Vibrationen arbeiten. Beim Schlichten einer Form mit unterschiedlichen Kugelfräsern mit 4 und 6 mm Durchmesser entscheiden drei Kriterien über die Oberflächenqualität. Das betrifft die Präzision des Werkzeugs, die Fähigkeiten der CAM-Software sowie die Rundlaufgenauigkeit des Spannmittels. Die Fräswerkzeuge werden beim Hersteller auf +/– 5 µm Formgenauigkeit geschliffen.

Medizintechnik

Auch in der Medizintechnik werden Bauteile auf 5-Achs-Bearbeitungszentren mit Werkzeugen von Horn gefertigt. Beispielsweise ein Implantat aus Titan bearbeitet ein Fertigungsbetrieb mit Werkzeugen der Reihe DS. Am Implantat sind zahlreiche Freiformflächen zu bearbeiten. Zudem sind etwa 20 unterschiedliche Radien und unter Winkeln angeordnete Hohlkehlen zu bearbeiten. Geschruppt wird mit einem Fräser mit 10 mm Durchmesser und 0,2 mm Eckenradius und mit einem Fräser mit 6 mm Durchmesser und 0,5 mm Eckenradius. Beim Schlichten arbeitet der Medizintechniker mit einem Schaftfräser mit 1 mm Durchmesser. Mit einem Gewindefräser DCG mit drei Schneiden wird ein unter 35° geneigt angeordnetes, 8 mm tiefes Durchgangsgewinde M 3,5 x 0,5 in einem Durchgang gefräst. Als höchst anspruchsvoll erweist sich das Fräsen zweier kegelförmiger Absätze mit einem Mikrofräser. Der Kegel mit 43°-Winkel ist etwa 2 mm hoch und muss in einer geometrisch perfekten Kegelspitze enden. - kmu - SMM

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