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Mapal: Modulare PKD-Fräswerkzeuge Mit PKD länger prozesssicher fräsen

Redakteur: Konrad Mücke

Zum Planfräsen labiler Bauteile in grossen Serien bietet Mapal die Fräswerkzeuge FaceMill- Diamond mit PKD-Schneiden. Optimierte Varianten arbeiten deutlich produktiver und prozesssicherer bei grossen Zerspanraten und erreichen längere Standzeiten als ihre Vorgänger.

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Beste Oberflächen: Die weiterentwickelten Planfräser der Reihe FaceMill-Diamond mit optimierten Kühlmittelaustritten.
Beste Oberflächen: Die weiterentwickelten Planfräser der Reihe FaceMill-Diamond mit optimierten Kühlmittelaustritten.
(Bild: Mapal)

Fräser der Reihe FaceMill-Diamond sind mit einer aussergewöhnlich grossen Anzahl fest eingelöteter PKD-Schneiden in Relation zum Durchmesser ausgestattet. Die Schneidplatten sind für bis zu 10 mm Schnitttiefe ausgelegt. Der robuste Grundkörper aus Stahl widersteht grossen Kräften. Er dämpft Schwingungen. So entstehen gute Oberflächen am Bauteil, ein Ausbrechen der Schneiden wird minimiert. Fräser der Reihe FaceMill-Diamond können Anwender nach einem wiederholten Einsetzen von Schneiden unverzüglich auf ihren Maschinen nutzen – aufwendiges Einstellen entfällt.

Kühlmittel direkt an die Schneiden

«Speziell im Bereich des High Performance Cutting ist das erreichbare Zeitspanvolumen in Verbindung mit einer bestmöglichen Bauteiloberfläche die Kundenanforderung Nummer 1», berichtet Andreas Wittenauer, Leiter der Anwendungstechnik im Bereich PKD-Werkzeuge. Auf dieser Basis hat der Werkzeughersteller Mapal seine PKD-Planfräser in zweierlei Hinsicht weiterentwickelt. Dazu sagt Andreas Wittenauer: «Hohe Schnittwerte und das daraus resultierende Spanvolumen führen unter Umständen zu Auswaschungen am Grundkörper. Um diesem Effekt entgegenzuwirken und einen wirtschaftlichen Produktlebenszyklus zu erhalten, haben wir das Kühlkonzept optimiert und die Kühlmittelaustritte direkt an die Schneiden positioniert.» Das sorgt für eine verbesserte Spanabfuhr und schont den Grundkörper, insbesondere bei Anwendungen mit Minimalmengenschmierung oder Luftkühlung.

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Optimierte Späneabfuhr verlängert Standzeiten

Aufschluss über die konkreten Verbesserungen bringt der direkte Vergleich der weiterentwickelten Werkzeuge mit den bisherigen Ausführungen. Bearbeitet wird ein Bauteil aus Aluminiumlegierung AlSi1 auf einem Bearbeitungszentrum mit Kühlschmierstoff. Gefräst wird mit einem 63 mm im Durchmesser messenden Planfräser bei knapp 3000 m/min Schnittgeschwindigkeit, entsprechend 15 000 min-1 Spindeldrehzahl. Der Zahnvorschub beträgt 0,04 mm wegen der Forderung nach hochglänzenden Oberflächen, 0,8 bis 1,2 mm tief schneiden die PKD-Schneiden. Dabei verwirklichte der verbesserte PKD-Fräser der Reihe FaceMill-Diamond bis zu 15 Prozent längere Standzeiten. Wie Andreas Wittenauer ausführt, waren die Anwender begeistert. «Das Werkzeug realisiert eine erkennbar hochwertigere Oberfläche und führt die Späne besser ab», ergänzt er.

Flexibler mit modularer Variante

Fertigungsbetriebe mit einem diversifizierten Maschinenpark wünschen sich eine gewisse Flexibilität, was den Einsatz der Werkzeuge angeht. Diesem Wunsch entsprechend steht der FaceMill-Diamond nun auch in modularer Variante mit Fräskopf zur Verfügung. Andreas Wittenauer konkretisiert: «Speziell bei Kleinserien und einem Maschinenpark mit unterschiedlichen Schnittstellen oder auch bei Grossserien, die auf einer Maschine eingefahren sind und dann auf eine andere Maschine verlagert werden sollen, können Anwender die Fräser der Reihe FaceMill-Diamond in der modularen Variante flexibel einsetzen.» Im Rahmen eines Bearbeitungsprojekts zeigt die modulare Variante gegenüber einem zuvor eingesetzten Wettbewerbswerkzeug Verbesserungen sowohl hinsichtlich der erzeugten Oberfläche als auch mit Blick auf die Taktzeit. Die Aufsteckvariante des Planfräsers fräst bei 12 000 min-1 Drehzahl und bei 0,1 mm Zahnvorschub etwa drei Sekunden schneller als das zuvor eingesetzte Werkzeug. Durch die Vierfachbestückung in der Maschine ergibt sich also eine um zwölf Sekunden kürzere Taktzeit.

Radträger aus abrasivem Aluminium AlSi12

Planfräser der Reihe FaceMill-Diamond stehen in Standardvarianten und auch als individuelle Sonderwerkzeuge zur Verfügung. Beispielsweise fertigt ein Unternehmen auf einem Bearbeitungszentrum Radträger aus Aluminiumlegierung AlSi12(T4). Die Verantwortlichen beanstandeten die Planfräsanwendung im ursprünglichen Prozess. Mit dem ehemals eingesetzten Werkzeug eines anderen Herstellers verursachten die aus Taktzeitgründen geforderten hohen Schnittwerte in Kombination mit dem Aufmass eine prozesskritische Gratbildung. Konkret wurde der Span am Bauteilaustritt um 90° umgebogen. Er wurde nicht geschnitten und verblieb als sogenannte Gratfahne an der Bauteilkante. Mehrere Forderungen waren mit einem alternativen Werkzeug zu erfüllen. Dazu sagt Andreas Wittenauer: «Das wärmebehandelte Bauteil neigt stark zum Schwingen und die harten Späne waschen den Grundkörper des Werkzeugs aus. Darüber hinaus sind mehrere Fräsoperationen an unterschiedlichen Positionen am Bauteil durchzuführen – das Aufmass beträgt axial bis zu 7 mm und radial bis zu 3 mm.»

Sonderwerkzeug schafft‘s

Die Spezialisten des Kompetenzzentrums PKD-Werkzeuge beim Werkzeughersteller Mapal entschieden sich für eine kombinierte Sonderschneidengeometrie, um alle genannten Bearbeitungskriterien zu bewältigen. Bei unverändert 15 400 mm/min Vorschubgeschwindigkeit und 7000 min-1 Drehzahl beträgt die Standmenge des optimierten Sonderwerkzeugs nunmehr 40 000 statt der ehemals nur 3000 gefrästen Bauteile. Der Fertigungsbetrieb kann inzwischen mit nur 16 dieser Planfräser der Reihe FaceMill-Diamond einen kompletten Jahresbedarf von 600 000 Bauteilen prozesssicher bearbeiten. - kmu - SMM

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