High Feed Cutting … von 330 auf 180 min

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Geometriekniff: der kleine Anstellwinkel (Kappa)

Nun begrenzt man für gewöhnlich beim Einsatz von Hochvorschubfräsern die axiale Zustellung. Durch den kleineren Anstellwinkel (Kappa) wird allerdings die radiale Schnittkraftbelastung auf den Fräser und auf die Maschinenspindel stark reduziert. Damit lassen sich sehr hohe Zahnvorschübe realisieren.

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Drehende Schneidplatte ist maschinenschonend

Deshalb setzte das Unternehmen Pokolm auf die Werkzeugsysteme «Spinworx» und «Trigaworx». Mit «Spinworx» lassen sich trotz der Kinematik auf einer 5-Achs-Maschine hohe Zeitspanvolumina realisieren. Ausserdem gilt das System mit der drehenden Schneidplatte als äusserst maschinenschonend.

Das Ziel war, mit Spinworx ein Werkzeug einzusetzen, mit dem wirtschaftlich gefräst werden kann. Mit einem Vorschub Vf max von 9600 mm/min bei 3200 1/min erzielte man so beim Schruppen Werte, die mit Hochvorschubwerkzeugen vergleichbar sind. Als ein echter Hochvorschubfräser dagegen gilt Trigaworx.

Erhebliche Zeiteinsparungen

Deshalb kam dieses Werkzeugsystem sowohl beim Nachschruppen mit Vf max von 15 000 mm/min als auch beim seitlichen und mittigen Vorschlichten mit ebenfalls Vf max 15 000 mm/min zum Einsatz. Im Bereich des Nachschruppens wurde damit eine Zeiteinsparung von 27 Prozent, im Bereich Vorschlichten von 30 Prozent erreicht.

Für Gerhard Maurus, Anwendungstechniker bei Pokolm, sind derart extreme Zahnvorschübe, zumindest bei Werkzeugen von Pokolm, nicht weiter verwunderlich: «Heute spricht man häufig von Hochvorschubfräsern mit echten Eckradien. Das stimmt aber nur teilweise, denn meist kann man damit diese Zahnvorschübe nicht wie mit einem echten Hochvorschubfräser fahren. Wichtig ist hier der ‹Geometriekniff›, der den Anstellwinkel (Kappa) sehr sehr klein macht.»

Gelungen Grenzbereiche zu verschieben

Wie es scheint, ist es den drei Unternehmen gelungen, Grenzbereiche weiter zu verschieben. Was bleibt, ist die Frage, wie derart konzentriertes Know-how in die Praxis übertragbar ist?

Zunächst müssen Maschine, CAM-Programmierung und Werkzeuge optimal aufeinander abgestimmt sein. So sollte das Bearbeitungszentrum die entsprechenden Drehzahlen/Vorschübe umsetzen können und thermisch stabil sein. Das CAM-System muss Schneiden nicht nur als Regel-Geometrien, sondern auch als frei definierbare Geometrien abbilden und das Restmaterial exakt berechnen können.

Zudem sollten sich fest definierbare Schablonen ablegen lassen. Bei Tebis hat man diese gesamten Einstellungen automatisiert, der Programmierer muss also nur noch die zu bearbeitenden Elemente auswählen. Für die Werkzeuge und Aufnahmesysteme gilt: Hochvorschubfräser sind nur dann enorm effektiv, schnell und rentabel, wenn sie beim komplexen Zusammenspiel von Schruppen, Schlichten und Restmaterialbearbeitung richtig eingesetzt werden. Stimmt dieses Gesamtpaket, sind bis zu 50 Prozent kürzere Bearbeitungszeiten, eine hohe Wirtschaftlichkeit und eine prozesssichere Fertigung nur noch von einem fundierten Fach- und Prozesswissen abhängig.

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