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18.05.2020

Höhere Standzeiten beim Planfräsen

Mit einer umfassenden Weiterentwicklung hat der Werkzeughersteller Mapal die Produktivität des PKD-Planfrässystems Face-Mill-Diamond noch einmal gesteigert. Der PKD-Planfräser ermöglicht nun höhere Standzeiten und eine verbesserte Spanabfuhr durch Kühlmittelaustritte direkt an den Schneiden.

„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“, erläutert Andreas Wittenauer, Leiter der Anwendungstechnik im Bereich PKD-Werkzeuge. „Das sorgt für eine verbesserte Spanabfuhr und schont den Grundkörper, insbesondere bei Anwendungen mit Minimalmengenschmierung oder Luftkühlung.“

  • Noch wirtschaftlicher und flexibler einsetzbar – Mapal hat den Face-Mill-Diamond weiterentwickelt. Bild. Mapal

    Noch wirtschaftlicher und flexibler einsetzbar – Mapal hat den Face-Mill-Diamond weiterentwickelt. Bild. Mapal

  • Kunden erreichen mit dem weiterentwickelten Face-Mill-Diamond beste Oberflächengüten. Bild: Mapal

    Kunden erreichen mit dem weiterentwickelten Face-Mill-Diamond beste Oberflächengüten. Bild: Mapal

  • Andreas Wittenauer, Leiter Anwendungstechnik im Bereich PKD-Werkzeuge bei Mapal. Bild: Mapal

    Andreas Wittenauer, Leiter Anwendungstechnik im Bereich PKD-Werkzeuge bei Mapal. Bild: Mapal

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Aufschluss über die konkreten Verbesserungen bringt der direkte Vergleich der neuen Generation des Face-Mill-Diamond mit dem Vorgängermodell. Ein Kunde bearbeitet ein Bauteil aus AlSi1 auf dem Bearbeitungszentrum mit Kühlschmierstoff. Die Einsatzparameter des Fräsers mit Durchmesser 63 Millimeter sind in dem Vergleich bewusst gleich belassen worden: bei einer Schnittgeschwindigkeit von fast 3.000 Meter pro Minute und einer Drehzahl von 15.000 Umdrehungen pro Minute. Der Zahnvorschub beträgt wegen der Hochglanzoberflächenanforderung 0,04 Millimeter und die Schnitttiefe 0,8 bis 1,2 Millimeter. „Der Kunde war vom neuen Werkzeug sofort begeistert“, sagt Andreas Wittenauer. „Es realisiert eine erkennbar hochwertigere Oberfläche und führt die Späne besser ab. Wir freuen uns, dass wir die Standzeit mit dem neuen Face-Mill-Diamond um 15 Prozent steigern konnten, und der Kunde nun sukzessive seinen kompletten Bestand umstellt.“

Modulare Variante bringt mehr Flexibilität

Kunden mit einem diversifizierten Maschinenpark wünschen sich eine gewisse Flexibilität, was den Einsatz der Werkzeuge angeht. Diesem Wunsch entsprechend steht der Face-Mill-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 unsere Kunden auf einer Maschine eingefahren und dann auf eine andere Maschine verlagern, können Kunden den Face-Mill-Diamond in der modularen Variante flexibel einsetzen.“

Im Rahmen eines Kundenprojekts 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 Face-Mill-Diamond fräst mit einer Drehzahl von 12.000 Umdrehungen pro Minute und einem Zahnvorschub von 0,1 Millimetern etwa drei Sekunden schneller als das zuvor eingesetzte Werkzeug. Durch die Vierfachbestückung in der Maschine ergeben sich also zwölf Sekunden Ersparnis in der Taktzeit.

Optimierte Radträgerbearbeitung: Standzeit exponentiell von 3.000 auf 40.000 gesteigert

Der Face-Mill-Diamond kommt neben den ausgeführten Standardvarianten auch als individuelle Sonderlösung zum Einsatz, wie die Bearbeitung eines Radträgers aus AlSi12(T4) auf einem Bearbeitungszentrum zeigt. Die Verantwortlichen beanstandeten die Planfräsanwendung im ursprünglichen Prozess. Mit dem ursprünglich eingesetzten Wettbewerbswerkzeug haben die aus Taktzeitgründen geforderten hohen Schnittwerte in Kombination mit dem Aufmaß zu einer prozesskritischen Gratbildung geführt. Konkret wurde der Span am Bauteilaustritt um 90° umgebogen, nicht geschnitten, und ist als sogenannte Gratfahne an der Bauteilkante verblieben. Im ersten Gespräch mit Mapal haben sich mehrere Herausforderungen abgezeichnet. Andreas Wittenauer: „Das wärmebehandelte Bauteil neigt stark zum Schwingen und die harten Späne waschen den Grundkörper aus. Darüber hinaus sind mehrere Fräsoperationen an verschiedenen Positionen am Bauteil durchzuführen – das Aufmaß beträgt axial bis zu 7 Millimeter und radial bis zu 3 Millimeter.“

Die Spezialisten des Kompetenzzentrums PKD-Werkzeuge entschieden sich für eine kombinierte Sonderschneidengeometrie, um alle genannten Anforderungen zu erfüllen. Bei unveränderten Schnittwerten von 15.400 Millimetern pro Minute Vorschubgeschwindigkeit und einer Drehzahl von 7.000 Umdrehungen pro Minute ist die Standzeit des neuen Werkzeugs exponentiell höher: Statt bisher 3.000 Bauteile fräst der Face-Mill-Diamond prozesssicher 40.000 Radträger. Heute hat der Kunde 16 Face-Mill-Diamond im Umlauf, um seine Jahresproduktionsmenge von 600.000 Bauteilen zu bearbeiten.

Unternehmensinformation

MAPAL Dr. Kress KG Präzisionswerkzeuge

Obere Bahnstraße 13
DE 73430 Aalen
Tel.: 07361-585-0
Fax: 07361-585-1029

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