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maschine+werkzeug 10/2011

Fräsen mit nur einer Schneide

EXTRA

Fräsen - Am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der TU Darmstadt haben Professor Eberhard Abele, Ricardo Santin und Sören Dietz einschneidige Fräswerkzeuge von Datron untersucht.

Die Anwendung von Leichtmetallen als Konstruktionswerkstoffe gewinnt zunehmend an Bedeutung. Neben dem Einsatz von Aluminium in der Automotive-Industrie wird in der Luftfahrtbranche auf den Einsatz von Titan und Magnesium zur Gewichtsreduzierung und der damit verbundenen Verringerung des Kraftstoffverbrauches gesetzt. Im Maschinen- und Anlagenbau, der Elektrotechnik sowie der Verpackungsindustrie ist ebenfalls ein kontinuierlich steigender Anteil von Leichtmetallen als auch eine Miniaturisierung der Geräte und Vorrichtungen zu erkennen.

Mit über drei Millionen Tonnen Gesamtbedarf ist die aluminiumverarbeitende Industrie in Deutschland zu einem wichtigen Impulsgeber vieler Wirtschaftssektoren geworden. Im Jahr 2010 verzeichnete diese in den Sektoren Metallerzeugung, Halbzeugproduktion und Endproduktherstellung circa 75.000 Beschäftigte und einen Umsatz von 12,5 Milliarden Euro.

Zur bestmöglichen Bearbeitung ist ein breites Werkzeugprogramm eine grundlegende Voraussetzung. Verbundmaterialien sowie Miniaturwerkstücke, wie Massenteile der Automobilindustrie oder Erzeugnisse der Weiße-Ware- und Consumer-Products-Branchen, müssen gratfrei, mit hohem Zerspanvolumen und damit verbundenen kurzen Hauptzeiten zerspant werden. Dieser Anwendungsbereich, wie auch die Bearbeitung von nichtmetallischen Werkstoffen wie Messing oder Kupfer, wird mit den in Bild 2 dargestellten Werkzeuggruppen von einschneidigen Werkzeugen optimal abgedeckt. Bei einem Werkzeugangebot bis zu einem minimalen Durchmesser von 0,3 mm werden hohe Hauptspindeldrehzahlen zu einer Grundvoraussetzung für den produktiven Einsatz von zwei- und einschneidigen Werkzeugen.

Schon bei einem Werkzeugdurchmesser von d = 6 mm sind Drehzahlen von n >25000 1/min notwendig, um die für die HSC-Bearbeitung von Aluminium und anderen Leichtbau- oder Hightech-Werkstoffen optimalen Schnittgeschwindigkeiten zu erreichen. Zur Vermeidung von Schwingungen bei hohen Drehzahlen werden spezielle konstruktiv gewuchtete einschneidige Werkzeuge angeboten (zum Patent angemeldet durch die Datron AG).

Die Einschneider-Fräser haben ihre Stärke im Bereich der gratfreien HSC-Bearbeitung von Kunststoff, Aluminium und Verbundwerkstoffen mit hohen Vorschüben. Durch den bauartbedingt nicht vorhandenen Radialschlag und den konstruktiven Unwuchtausgleich können hervorragende Oberflächenqualitäten erzeugt werden. Es werden verschiedene Varianten dieses Grundtyps für unterschiedliche Einsatzzwecke angeboten: Mittels eines freigeschliffenen Schafts kann das L/D-Verhältnis bei der Bearbeitung von tiefen Kavitäten weiter gesteigert werden. Für gratfreie Hochglanzbearbeitung von Acrylglas stehen dagegen Varianten mit speziell polierter Spannut zur Verfügung.

Aus diesen Anwendungsbeispielen lässt sich das Ziel vieler Prozessoptimierungen erkennen. Dies sind die Erhöhung des Zerspanvolumens, bei gleichzeitiger Verbesserung von dynamischen Prozesseigenschaften sowie die damit verbundene Steigerung der Oberflächengüte des Werkstücks. Bild 1 zeigt die flexible Einsatzgebiete und Vorteile von einschneidigen Fräswerkzeugen. Speziell bei Werkzeugdurchmessern <10 mm lassen sich hohe Zeitspanvolumen und sehr gute Oberflächen mit einem Werkzeug perfekt vereinen.

  • Flexible Einsatzgebiete und Vorteile von einschneidigen Fräswerkzeugen

    Flexible Einsatzgebiete und Vorteile von einschneidigen Fräswerkzeugen

  • Einschneidige VHM-Fräswerkzeuge von Datron

    Einschneidige VHM-Fräswerkzeuge von Datron

  • Oberflächentextur und Rauheitswerte.

    Oberflächentextur und Rauheitswerte.

  • Stabilitätskarte von gewuchteten und ungewuchteten einschneidigen Werkzeugen.

    Stabilitätskarte von gewuchteten und ungewuchteten einschneidigen Werkzeugen.

  • Qualitativer Vergleich zwischen ein- und zweischneidigen Werkzeugen.

    Qualitativer Vergleich zwischen ein- und zweischneidigen Werkzeugen.

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Unternehmensinformation

Technische Universität Darmstadt Institut für Produktionsmanagement, Technologie und WZM (PTW)

Otto-Berndt-Straße 2
DE 64287 Darmstadt
Tel.: 06151-16-0

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