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Multifunktionale „Allrounder“ überzeugen auch als Spezialisten

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Multifunktionale „Allrounder“ überzeugen auch als Spezialisten

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Mit den gerade neu in den Markt eingeführten Vollhartmetallfräsern DHC INOX und DHC SLOT erweitert Fette (LMT) seine sehr erfolgreiche Fräswerkzeugfamilie DHC (= Different Helix Cutter) in Richtung optimaler Bearbeitung von Edelstahl, Titan- und Nickelbasislegierungen sowie kurzspanendem Aluminium.

Autor: Diethard Thomas, Fette GmbH, Schwarzenbek

Die DHC-Fräswerkzeuge von Fette (LMT) haben sich schon seit längerem mit ihrer ungleichen Drallsteigung als Multifunktionstalent einen Namen gemacht: Der extrem schwingungsarme und kräfteschonende Einsatz ermöglicht Schlichtqualität unter Schruppbedingungen – also die Einsparung eines Arbeitsganges – und das bei deutlich gesteigertem Zeitspanvolumen im Vergleich zu monogedrallten Ausführungen. Außerdem ist sowohl Kanten- als auch Nutenfräsen bis sage und schreibe 2 x D problemlos und bei hohen Standzeiten möglich. Auch wegen seiner breiten Werkstoff-Anwendungsmöglichkeiten – vom normalen Stahl über Werkzeugstahl mit hoher Festigkeit sowie Edelstahl bis hin zu Gussmaterialien – verdient der DHC Fräser das Prädikat „Multifunktionaler Allrounder“.
Ungleiche Drallsteigung der aufeinander folgenden Schneiden (Bild 1) führen beim Fräsen zu unterschiedlichen Querschnitten der erzeugten Späne. Die Schneiden teilen sich die Zerspanarbeit untereinander auf. Dadurch wird zum einen die harmonische Schwingungserregung gestört. Das riskante „Marschieren im Gleichschritt“ einer Personengruppe über eine Hängebrücke findet also nicht statt und wird stattdessen ersetzt durch ein „Fräsen im Ungleichschnitt“. Hervorragende Schlichtoberflächen mit geringsten Rauhtiefen sind das Resultat.
Zum anderen bewirken unterschiedliche und große Drallwinkel auch einen geringeren Kraftverbrauch. Dadurch wird nicht nur Maschinenleistung gespart, was wiederum für höhere Fräsvorschübe und höhere Zeitspanvolumen genutzt werden kann: Für gesteigerte Produktivität also. Darüber hinaus macht diese Lösung auch die Herstellung extrem dünner Wandungen bzw. Stegbreiten möglich, wie sie zum Beispiel im Flugzeugbau bei den Integralbauteilen gefordert werden, oder auch im Formen- und Gesenkbau, und das bei großer Maß- und Formgenauigkeit.
Erfolgskonzepte optimieren für VA, Titan, Nickelbasislegierungen
Die Entwicklungsingenieure von Fette waren recht zufrieden mit dem bisherigen Markterfolg ihrer DHC-Fräser. Sie gaben aber keine Ruhe und wollten den „Allrounder“ weiter optimieren für spezielle und besonders schwierige Bearbeitungsaufgaben, ihn also zum Spezialisten machen. Und besonders schwierig ist z.B. die Bearbeitung von VA-Stählen sowie Titan- und Nickelbasislegierungen.
Dabei wurde das Wirkprinzip der ungleichen Drallsteigung als Voraussetzung für die multifunktionale Schrupp-Schlicht-Anwendung beibehalten, allerdings sind die Beträge der Drallsteigungen an die Werkstoffanforderungen angepasst worden, ebenso die Spanwinkel.
Zur Anwendungsoptimierung wurden auch die Funktionen „Kantenfräsen“ und „Nutenfräsen“ getrennt; denn gerade beim Nutenfräsen von schwierigen Werkstoffen kommt es besonders auf den problemlosen Abtransport der Späne durch möglichst große Spanräume an. Zum Erreichen dieses Zieles wurde die Zähnezahl reduziert.
Als Entwicklungsergebnis stehen nun zwei neue DHC Spezialisten zur Verfügung: Der Kantenfräser „DHC INOX“ und der Nutenfräser „DHC SLOT“. Die DHC-Familie hat also Zuwachs bekommen, und wie sich nach den ersten Gehversuchen herausstellt, handelt es sich wieder um Multifunktionstalente.
Kantenfräser mit 30% mehr Standweg in VA- Material
Der DHC INOX besitzt 4 Schneiden und wurde speziell entwickelt für die Zerspanung von Edelstahl, Titan- und Nickelbasislegierungen sowie kurzspanendem Aluminium. Durch seine große Zähnezahl eignet er sich optimal für hohe Zahnvorschübe beim Kantenfräsen. Erhöhte Drallwinkel von 41 bzw. 44° der aufeinanderfolgenden Schneiden (Bild 2) kombiniert mit vergrößerten Spanwinkeln reduzieren außerdem Kräfte und Schwingungen und lassen das Zeitspanvolumen ansteigen.
Die Werkzeuge sind im Durchmesserbereich von 4 – 20 mm verfügbar sowie in langer und kurzer Ausführung. Mit der Fräserausführung „kurz“ kann der Vorschub nochmals um bis zu 40 % erhöht werden, und das bei Schlichtqualität!
Bild 3 zeigt den Standwegvergleich verschiedener DHC-Fräser bei der Bearbeitung von austenitischem VA-Stahl 1.4571 unter folgenden Bedingungen: Werkzeugdurchmesser D = 12 mm, Eingriffgrößen ae = 6 mm, ap = 15 mm, Schnittgeschwindigkeit vc = 90 m/min, Zahnvorschub fz = 0,045 mm, Vorschubgeschwindigkeit vf = 430 mm/min, Kühlung: Emulsion.
In der Abbildung wurde der Standweg des seit längerem im Programm enthaltenen DHC-Fräser (Allrounder) zu 100 % gesetzt. Der neue Spezialist „DHC INOX“ schaffte bei identischer Verschleißmarkenbreite problemlos 30 % mehr Standweg.
Das entspricht einem Gesamtweg von ca. 60 m für diesen Anwendungsfall.
Nutenfräser brauchen große Spanräume
Der neue DHC SLOT besitzt 3 Schneiden und ist durch seine großen Spanräume und die sehr gute Spanabfuhr optimal für das Nutenfräsen geeignet. Jede Schneide hat einen anderen Drallwinkel (Bild 2) bei zusätzlich vergrößerten Spanwinkeln. Damit erfüllen auch diese Werkzeuge die hohen Leistungsanforderungen an die DHC- Fräser. Und das nicht nur bei Edelstahl, sondern bei dem gesamten Anwendungsspektrum zu bearbeitender Werkstoffe.
Bild 4 zeigt als konkretes Produktionsbeispiel die Herstellung eines Flügelrades aus dem VA-Material 1.4571.
Im ersten Arbeitsgang wurden Nuten mit dem neuen DHC SLOT unter folgenden Bedingungen gefräst: Werkzeugdurchmesser D = 12 mm, Eingriffsgrößen ae = 12 mm, ap = 14 mm, Schnittgeschwindigkeit vc = 80 m/min, Zahnvorschub fz = 0,042 mm, Vorschubgeschwindigkeit vf = 270 mm/min, Kühlung: Emulsion.
Im zweiten Arbeitsgang folgte das Kantenfräsen mit einem DHC INOX: Werkzeugdurchmesser D = 12 mm, ae = 0,5 mm, ap = 14 mm, vc = 150 m/min, fz = 0,09 mm, vf = 1 440 mm/min, Emulsionskühlung.
Zusammenfassend lassen sich die Anwendungsvorteile der neuen DHC-Frässpezialisten wie folgt beschreiben:
  • Wirtschaftliche Bearbeitung von Edelstahl, Titan- und Nickelbasislegierungen, kurzspanendem Aluminium,
  • Schlichtqualität bereits beim Schruppen,
  • Multifunktionalität: Sparen eines Arbeitsganges,
  • Prozesssicherheit bei deutlich erhöhten Standzeiten,
  • Erhöhtes Zeitspanvolumen,
  • Verkürzung der Fertigungszeiten,
  • Reduzierung der Fertigungskosten.
Fette GmbH Tel. 04151/120, Fax 04151/3797 www.fette.de
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