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Höheres Zeitspanvolumen per trochoiden Fräsen oder grösseren Kühlkanälen Vom «gedruckten» Bohrer bis zum trochoiden Fräsen

| Redakteur: Matthias Böhm

Trochoides Fräsen kann die Bearbeitungszeit um bis zu 65 % senken. Das zeigt ein Beispiel des Werkzeugspezialisten Mapal, der speziell für dieses Fräsverfahren eine neue Werkzeuggeneration entwickelt hat. Zudem bringt das Unternehmen erstmalig einen per Lasersintern hergestellten SP-Bohrer (SP = Schneidplatten) auf den Markt: der Vorteil: Grössere Kühlkanäle bringen höheres Zeitspanvolumen.

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«Das ist erst der Beginn eines zukünftig neuen Standards», Matthias Böhm, Chefredaktor SMM.
«Das ist erst der Beginn eines zukünftig neuen Standards», Matthias Böhm, Chefredaktor SMM.
(Bild: Thomas Entzeroth)

Zwei Themen, wie sie unterschiedlicher nicht sein können, aber beide optimieren das Zeitspanvolumen: Den Anfang macht im ersten Teil das trochoide Fräsen, im zweiten Teil wird auf den lasergesinterten Schneidplattenbohrer eingegangen.

Teil 1: trochoides Fräsen

Beim trochoiden Fräsen wird das Fräswerkzeug hochdynamisch auf einer trochoiden Bahn geführt. Der maximale Eingriffswinkel wird in Abhängigkeit des Werkstoffs definiert.

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Kurze Eingriffszeit des Fräsers reduziert thermische Belastung

Dadurch ist die Eingriffszeit des Fräsers sehr kurz und die thermische Belastung stark reduziert. Geringe Schnittbreiten und damit kleinere Schnittkräfte erlauben hohe axiale Schnitttiefen, sodass grosse Zerspanungsvolumina erzielt werden können.

Beim dynamischen trochoiden Fräsen wird entlang der trochoiden Bahn die Vorschubgeschwindigkeit moduliert, sodass die Spanmittendicke konstant ist und eine gleichmässige Belastung auf die Schneide wirkt.

Zum Patent angemeldeter Fräser

Die vielschichtigen Vorteile des trochoiden Fräsens im Hinblick auf die Werkzeugkosten, Bearbeitungszeiten und die Belastung der Maschinenkomponenten sind auch in der Luftfahrtindustrie wesentliche Innovationstreiber.

Ein aktuelles Anwendungsbeispiel zeigt den erfolgreichen Einsatz eines für das trochoide Fräsen optimierten, zum Patent angemeldeten Vollhartmetall-Fräsers der 'Optimill-Familie' bei der Schruppbearbeitung eines Luftfahrtbauteils.

Verteilergehäuse aus Edelstahl: aufwendige Schruppbearbeitung

Ein Verteilergehäuse aus Edelstahl 15-5 PH wird bisher in einem langwierigen Bearbeitungsprozess bearbeitet.

Der ursprünglich eingesetzte sechsschneidige Wendeschneidplatten-Fräser Durchmesser 63 mm benötigte 120 Minuten, um die Vorbearbeitung mit 2 mm Schnitttiefe durchzuführen. Die Schnittgeschwindigkeit betrug dabei 237 m/min, und es wurde mit einer Drehzahl von 1200 1/min gearbeitet.

Das Bauteil hatte nach dieser Vorbearbeitung noch wenig Ähnlichkeit mit dem fertigen Produkt. Die anschliessende Fertigbearbeitung erforderte daher weitere vier Stunden.

Trochoides Fräsen braucht Bruchteil der Zeit

In dem von Mapal optimierten Prozess wird für die Vorbearbeitung des Verteilergehäuses ein für das trochoide Fräsen optimierter fünfschneidiger 'Optimill-Fräser' Durchmesser 16 mm eingesetzt. Er arbeitet mit einer Schnittgeschwindigkeit von 186 m/min und einer Drehzahl von 3700 1/min.

Die maximal abgetragene Schnitttiefe beträgt 26 mm und das Zeitspanvolumen 49 cm³/min. So kann das Bauteil in nur 41 Minuten, die der trochoide Fräser für die Vorbearbeitung benötigt, sehr nahe an die Endkontur gebracht werden. Die abschliessende Fertigbearbeitung trägt nur noch eine Schnitttiefe von 0,5 mm ab. Die Gesamtbearbeitungszeit wird deutlich reduziert.

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