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Top-Oberflächengüte und reduzierte Fräszeit

Neuer Fräser erzielt Spitzenleistung in Aluminium
Top-Oberflächengüte und reduzierte Fräszeit

Ein neuer Fräser der HAM Hartmetallwerkzeugfabrik Andreas Maier GmbH setzt Maßstäbe in der Bearbeitung von Aluminium: Für einen mittelständischen Lohnfertiger hat sich der Einsatz des Vollhartmetall-Schaftfräsers bereits ausbezahlt. Er spart damit beim Hochgeschwindigkeitsfräsen 60 Prozent Zeit und erzielt 30 Prozent längere Standzeiten im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten.

Seit 1990 fertigt Hartmut Keck Werkzeug- und Vorrichtungsbau in Reutlingen hochwertige Präzisionsteile unterschiedlicher Geometrie und Materialien. Moderne Technik, flexible Produktion und zuverlässige Auftragsabwicklung sind Garanten für den Erfolg. Zum zufriedenen Kundenkreis gehört auch ein Hersteller von Trockeneisanlagen. Keck fräst dafür spezielle Handstücke mit anspruchsvoller Geometrie aus dem Vollen. Sie bestehen aus der Aluminium-Legierung AlCuMg1.

Dieser Werkstoff ist anspruchsvoll in der Bearbeitung, hochfest und eignet sich für stark beanspruchte Teile. Im Lauf der Zeit waren die Kundenbestellungen kontinuierlich angestiegen. „Die Stückzahlen haben sich mittlerweile verdoppelt. Dadurch sind wir in gewisser Weise unter Preisdruck geraten und haben uns nach Optimierungsmöglichkeiten in der Fertigung umgesehen“, beschreibt Geschäftsführer Hartmut Keck.
Einen Tipp gab es von Achim Schweikart, Leiter Vertrieb Außendienst der HAM Vertriebsgesellschaft Fritz Hartmann. Er empfahl den Einsatz des Vollhartmetall-Schaftfräsers 40-5390. Bereits am nächsten Tag war Schweikart vor Ort und fuhr gemeinsam mit den Keck-Mitarbeitern erste Versuche.
Die HAM-Innovation ermöglicht es, alle Aluminium- und Kunststoffsorten gratfrei zu bearbeiten. Der Fräser besitzt eine spezielle Geometrie mit ungleicher Drallsteigung. Dies ermöglicht ein hohes Zerspanvolumen mit maximaler Zustellung im Vollschnitt bis 1,5 x D. Der Schaftfräser punktet durch hohe Laufruhe und vibrationsarme Bearbeitung. Er eignet sich besonders zum Schruppen und Schlichten mit hohen Vorschüben. Auch bei schwierigen Materialien ist eine gratfreie Bearbeitung möglich.
Selbst bei hohen Leistungen arbeitet der Fräser übergangs- und schattierungsfrei. Bereits nach dem Schruppen sind hohe Oberflächengüten von Ra = 0,6 möglich. Dies gilt auch bei Eckradien und Umschlingungen. Störende Rattermarken oder Vibrationsmerkmale treten nicht auf. Eintauch- beziehungsweise Rampenwinkel von fünf bis zehn Grad sind problemlos möglich. HAM bietet den Fräser in Durchmessern von drei bis 20 Millimetern in momentan zwei Längen standardmäßig an. Es wurden aber schon zahlreiche Kundenwünsche mit anderen Längenbaumaßen und Eckradien realisiert.
Weiches und ruhiges Fräsen
„Uns ist bei ersten Versuchen das weiche und ruhige Fräsverhalten aufgefallen“, sagt Keck, und Sohn Julian ergänzt: „Im Vergleich dazu waren Wettbewerbsprodukte schrill und laut. Dies wirkte sich auch auf die Spindelleistung aus.“ Die Lohnfertiger setzen den Fräser in drei Durchmessern im HSC-Modus im Hochgeschwindigkeitsbereich ein. Neben dem anspruchsvollen, achsparallelen Fräsen eignet sich die Reihe 40-5390 auch für konventionelle Arbeiten wie Nuten- oder Taschenfräsen. Keck verwendet den unbeschichteten Fräser mit 16 Millimeter Durchmesser zum Schruppen und Schlichten, mit acht Millimeter zum Konturschlichten und mit sechs Millimeter ebenfalls zum Schruppen und Schlichten. „Es gehört zu den Stärken des Werkzeugs, dass es sich für beide Verfahren eignet“, sagt Schweikart.
Top-Oberflächengüte und reduzierte Fräszeit
Mit den Leistungen des neuen Produkts sind die Reutlinger mehr als zufrieden. „Wir erzielen heute wesentlich höhere Oberflächenqualitäten als früher. Die reine Fräszeit pro Werkstück konnten wir von vorher 12,5 auf 5,25 Minuten reduzieren. Das spart enorm Zeit“, beschreibt Keck. Bei einer Serie von 200 Teilen ergibt dies einen Zeitgewinn von 24,2 Stunden. Trotz hoher Vorschübe und Zustellungen arbeitet der Fräser ruhig und prozesssicher. Die Schneidengeometrie hat sich in der Praxis sehr gut bewährt“, weiß Keck und hat Vergleichstests angestellt. Das Präzisionswerkzeug mit acht Millimeter Durchmesser und 18 000 Umdrehungen in der Minute erreicht eine Vorschubgeschwindigkeit Vf = 4320 mm/min, einen Vorschub pro Zahn als Startwert fz = 0,08 mm und die Schnitttiefe liegt bei ap = 12 mm. Die Werte des Wettbewerbsprodukts lagen in allen Positionen deutlich darunter.
Die Geometrie der Schnittfläche bringt einen weiteren, klaren Vorteil. Die Späne werden so ausgeworfen, dass es keinerlei Einschränkungen im Bearbeitungsprozess gibt. Aus Sicht der Metall-Spezialisten punktet der Aluminiumfräser auch in Sachen Preis-Leistungsverhältnis. Das Werkzeug wird komplett in Baden-Württemberg hergestellt und liegt deutlich unter dem Preis vergleichbarer Wettbewerbsprodukte.
Der Werkzeughersteller hat die Leistungsfähigkeit auch in weiteren Anwendungen im direkten Vergleich mit anderen Fräsern getestet. Der Fräserr überzeugte auch beim Schruppen eines Werkstücks der Aluminiumlegierung AlMgSi1 für die Luftfahrt. Der Fräser war schneller, ruhiger, vibrationsärmer und erzielte bessere Oberflächenqualitäten als das Wettbewerbsprodukt. Auch beim Umfangsfräsen von Nuten und Taschen zeigte der Fräser mit 16 Millimeter Durchmesser seine Stärken. Bereits beim Schruppen mit Schnitttiefe ap = 5,0 mm bis 2xD arbeitete er mit einer Vorschubgeschwindigkeit Vf = 6000 mm/min bei einem Vorschub pro Zahn von fz = 0,11 mm.
Die Oberfläche war nach der Bearbeitung bereits sehr gut und wies keinerlei Gratbildung auf. Der anschließende Schlichtvorgang mit 3000 mm/min Vorschubgeschwindigkeit lieferte eine schattierungsfreie Oberfläche. Beim Fräsen von Nuten und Taschen in die Aluminiumlegierung AlMg4,5Mn erzielte das Werkzeug bereits nach dem Schruppen mit 16 Millimeter Schnitttiefe und Vorschub 4000 mm/min eine Top-Oberflächenqualität von Ra = 0,55 µm. Das Schlichten mit Aufmaß Wand 0,2 Millimeter und Boden 0,25 Millimeter ergab eine weitere Optimierung der Oberfläche auf Ra = 0,48 µm.
Kundenanforderungen voll erfüllt
Für die Hartmut Keck Werkzeug- und Vorrichtungsbau hat sich der Einsatz des Aluminiumfräsers schon nach kurzer Zeit ausbezahlt. „Wir sind mit diesem Werkzeug sehr zufrieden und ziehen es vergleichbaren Produkten vor. Da es sich um ein unbeschichtetes Werkzeug handelt, erhalte ich es schnell innerhalb einer Woche vom Nachschleifen zurück“, sagt der Geschäftsführer. Die Zusammenarbeit mit der HAM-Vertriebsgesellschaft Fritz Hartmann bezeichnet er als vorbildlich. Schließlich habe Achim Schweikart schnell auf sein Anliegen reagiert, vor Ort aktiv an einer Lösung mitgearbeitet und damit einen kundenorientierten Service geboten. Der neue Fräser leistet laut Keck einen wichtigen Beitrag, die gestiegenen Kundenanforderungen nach höheren Stückzahlen und kurzen Durchlaufzeiten zu erfüllen. ■
HAM HartmetallwerkzeugfabrikAndreas Maier GmbHwww.ham-tools.com
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