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maschine+werkzeug 05/2012

Mit Know-how zur Lösung

EXTRA - LUFT- UND RAUMFAHRT

Fräsen - Mit Werkzeugkonzepten für das tiefe Taschenfräsen mit langen Werkzeugauskragungen in Titan und einer hochproduktiven Inconel-Bearbeitung mit Keramik erhöht Sandvik Coromant die Produktivität bei Flugzeugherstellern.

Titan ist als Werkstoff immer dann besonders geeignet, wenn es auf hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und ein geringes Gewicht ankommt. Da Titan im Vergleich zu herkömmlichem Stahl aufgrund seiner anspruchsvollen Herstellung zehnmal so teuer ist, macht die Bearbeitungssicherheit einen wichtigen Schwerpunkt bei der Werkzeugentwicklung aus.

Aufgrund seines bemerkenswerten Verhältnisses von hoher Festigkeit und relativ geringer Dichte wird Titan häufig in Flugzeugen verbaut – und hier vor allem für enorm beanspruchte Teile, sodass das Erreichen hoher Qualitätsstandards innerhalb des Produktionsprozesses ein entscheidendes Kriterium bei der Werkzeugauswahl darstellt.

Titan-Rahmenbauteile

Um trotz hoher Bearbeitungskräfte bei der Titanzerspanung ruhiges und stabiles Fräsen auch mit langen Auskragungen zu gewährleisten, müssen erfolgreiche Werkzeugkonzepte zur Erhöhung der Standzeit über eine hohe Steifigkeit und eine gute Dämpfung verfügen. Zudem sollten sie viele Schneiden und große Spankammern besitzen sowie sich durch kleine Schneidenlängen für eine optimale Spanbildung auszeichnen. Auch der Einsatz von Werkzeugen mit Hochdruckkühlung kann die Bearbeitungskosten senken. Bei der Bearbeitung eines typischen Rahmenbauteils aus Ti6Al4V auf einem Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum, das bei Türrahmen oder als Spanten beim Airbus A 350 verbaut wird, konnte Sandvik Coromant unter Beweis stellen, dass die Werkzeuge und Bearbeitungsstrategien des schwedischen Unternehmens auch diesen hohen Ansprüchen gerecht werden.

Zur Schruppbearbeitung der Außenkontur über die gesamte Länge kommt der Coromill 690 mit der Wendeschneidplatte S30T zum Einsatz. Der neue Walzenstirnfräser mit i-Lock-Schneidplattenspannung wurde mit und für Kunden aus der Luft- und Raumfahrt entwickelt. Mit diesem für die Titanbearbeitung optimierten Werkzeug kann beim Vorfräsen der Bauteilecke mit einer Schnittgeschwindigkeit von 42 m/min und einem Vorschub pro Zahn von 0,12 mm gearbeitet werden. Der Werkzeugeingriff ap liegt bei 42 mm, der Werkzeugeingriff ae bei 17 mm – beim Vorfräsen der Innenecke beträgt der Werkzeugeingriff ae sogar 20 mm. Mit den gleichen Schnittdaten bewerkstelligt der Igelfräser das Vorfräsen der Außenecke mit einem 15°-Einstellwinkel.

Beim Vorfräsen der Absatz-Außenkante kommt ein anderes Werkzeug zum Einsatz: der schwingungsgedämpfte Coromill 390D mit extrem langer Auskragung. Durch den integrierten Dämpfungsmechanismus (Silent Tools) reduzieren sich Vibrationen, sodass sich die Schnittdaten selbst bei der anspruchsvollen Titanbearbeitung erhöhen lassen – und das bis zu einer Produktivitätssteigerung von 100 Prozent. Mit einer Werkzeuggesamtlänge von 165 mm kann der Eckfräser mit einer sehr guten Zugänglichkeit punkten: bei gleichbleibender Schnittgeschwindigkeit und identischem Vorschub pro Zahn beträgt der Werkzeugeingriff ap 3 mm und ae 10 bis 25 mm.

Der flexible Mehrzweck-Schaftfräser Coromill 316 bearbeitet Titan alpha/beta und beta-Legierungen überaus erfolgreich. Mit dem sogenannten Aufschraubfräser für Schrupp-, Tauchfräs- und Schlichtanwendungen wird durch trochoides Fräsen die erste Stufe der Innenecke vorgefräst (Schnittgeschwindigkeit: 60 m/min, Vorschub pro Zahn: 0,05 mm, Werkzeugeingriff ap: 8 mm, Werkzeugeingriff ae: 3 mm).

Für risikofreies und prozesssicheres Titanfräsen ist der Coromill Plura mit i-Lock-Schnittstelle bestens geeignet. Mit seiner formschlüssigen Auszugssicherung kann er vor allem bei hohen axialen Schnittkräften und langen Werkzeugen eingesetzt werden. Mit optimierten Geometrien und typischen Radien für die Titanbearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie steht er für höchste Präzision und erstklassige Oberflächengüte, verspricht Sandvik Coromant.

Der Schaftfräser wird bei der Bearbeitung der Titankomponente für die Schlichtbearbeitung der Bodenfläche bis an den Radius verwendet (Schnittgeschwindigkeit: 55 m/min, Vorschub pro Zahn: 0,1 mm). Zudem kommt er mit einer Schnittgeschwindigkeit von 100 m/min auch beim fünfachsigen Schlichten der Steilflächen zum Einsatz.

  • 1 Walzenstirnfräser Coromill 690 mit i-Lock-Schneidplattenspannung. 2 Coromill Plura-plus-Schrumpffutter mit i-Lock-Auszugssicherung. 3 Außenbearbeitung einer Titankomponente: Schlichtvorgang mit überlangem Coromill 316 mit Hartmetall-Schaft.

    1 Walzenstirnfräser Coromill 690 mit i-Lock-Schneidplattenspannung. 2 Coromill Plura-plus-Schrumpffutter mit i-Lock-Auszugssicherung. 3 Außenbearbeitung einer Titankomponente: Schlichtvorgang mit überlangem Coromill 316 mit Hartmetall-Schaft.

  • Bild 3: Mit Know-how zur Lösung

    Bild 3: Mit Know-how zur Lösung

  • Bild 4: Mit Know-how zur Lösung

    Bild 4: Mit Know-how zur Lösung

  • Bild 5: Mit Know-how zur Lösung

    Bild 5: Mit Know-how zur Lösung

  • 4 Überaus erfolgreiche Bearbeitungen von Titan alpha/beta und beta-Legierungen: der flexible Mehrzweck-Schaftfräser Coromill 316. 5 Fünf-Achs-Innenbearbeitung in Titan: Coromill-316-Monoblockwerkzeug mit Coromant Capto-6-Kupplung.

    4 Überaus erfolgreiche Bearbeitungen von Titan alpha/beta und beta-Legierungen: der flexible Mehrzweck-Schaftfräser Coromill 316. 5 Fünf-Achs-Innenbearbeitung in Titan: Coromill-316-Monoblockwerkzeug mit Coromant Capto-6-Kupplung.

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