WXS-CRE OSG Fräser: Vorschub in Produktivität und Prozesssicherheit

Das Fräsen gilt durch die Vielfalt an Bearbeitungen als eines der komplexesten Fertigungsverfahren. Hohe geometrische Flexibilität, kontinuierliche Leistungssteigerungen oder auch unterschiedlichste Werkstoffe bis hin zur Hartbearbeitung erfordern zielgerichtete Strategien für optimale Produktivität und damit entsprechende Fräswerkzeuge. Bei der Entwicklung von Fräswerkzeugen und Beschich-tungen stehen deshalb bei OSG die idealen Kompromisse zwischen Präzision, Zerspanleistung und Standzeit an erster Stelle.

Aufgrund der extremen Belastung an der Schneidkante Fräsers wählte OSG den Vollhartmetallfräser AE-VMS.

Aufgrund der extremen Belastung an der Schneidkante Fräsers wählte OSG den Vollhartmetallfräser AE-VMS.

Tatsache ist, dass man in der Praxis häufig nicht unbedingt nach neuen Lösungen sucht, wenn es um das Fräsen geht. Das gilt vor allem dann, wenn man mit den Ergebnissen eigentlich zufrieden ist. Wirken sich allerdings zu geringe Schnittgeschwindigkeiten und Standzeiten der Fräswerkzeuge spürbar negativ auf die Wirtschaftlichkeit oder Prozesssicherheit in der Fertigung aus, beginnt die Suche nach Alternativen. Nicht so bei den Unternehmen Wisoma und HSM. Sowohl in Windhausen wie in Witten ging es um sensible Bearbeitungsprozesse, die aus wirtschaftlicher Sicht effizienter und gleichzeitig flexibler gestaltet werden mussten. Bei Wisoma in Windhausen waren es die kurzen Standzeiten der Fräser in der Hartbearbeitung ab 60 HRC. Eingesetzt wurden zwei- und vierschneidige Fräswerkzeuge, deren Verschleiß sehr schnell sichtbar war. Obwohl man an eine Steigerung mit dem Fräser von OSG nicht glaubte, wurde der fünfschneidige Torus-Fräser WXS-CRE getestet und brachte den Verantwortlichen sofort überraschende Ergebnisse. OSG empfahl den WXS-CRE zunächst bei Bauteilen in der Weichbearbeitung. Solch ein Einsatz ist aufgrund der negativen Schneiden-Geometrie eigentlich unüblich. Durch die Beschichtung des Fräsers und den Einsatz sehr dynamischer Maschinen bei Wisoma, mit entsprechenden Vorschubwerten allerdings durchaus angemessen. Zumal man mit dem fünfschneidigen Werkzeug wesentlich schneller ist, als mit den herkömmlichen Fräswerkzeugen. Zudem führen der starke Drallwinkel und eine ballige Schneide zu einem weichen Schnitt und ermöglichen unter anderem auch eine Hartbearbeitung bis 70 HRC sowie ein helicales Eintauchen. Das bestätigte sich auch nach 15 Stunden Weichbearbeitung im Anschluss beim Semischlichten eines 1.2379 mit 60 HRC. Es konnten bei diesem Arbeitsgang ein Werkzeug eingespart, die Standzeit verlängert sowie die Prozesssicherheit und Flexibilität deutlich erhöht werden.

Ähnliche Ergebnisse, wenngleich mit einem völlig anderen Werkzeug, ergaben sich auch beim Unternehmen HSM in Witten. Es ging um ein Werkstück aus X6CrNiMoTi17, bei dem über eine Linearbewegung bei einer gleichzeitigen Drehbewegung des Werkstücks eine 6,0 mm tiefe Nut gefräst werden musste. Ein Werkstoff, der nicht unbedingt für das Zerspanen geeignet ist und so zu geringen Schnittgeschwindigkeiten und Standzeiten führte. Speziell in der Lohnfertigung wie bei HSM hat aber die Wirtschaftlichkeit in der Fertigung einen enormen Stellenwert. Aufgrund der extremen Belastung an der Schneidkante des Fräsers, die schnell zum Verschleiß führte, wählte OSG den Vollhartmetallfräser AE-VMS mit besonderen Stärken in der Spanabfuhr, vor allem bei Vollnuten oder dem Umsäumen. Die Kombination aus ungleichem Drall, ungleicher Schneidenteilung und Rundschlifffase führt zu wesentlich mehr Laufruhe, einer stabilen Fräsleistung und hohen Effizienz. Um es kurz zu machen: Der Einsatz des AE-VMS führte in Witten zu höheren Schnittgeschwindigkeiten und der Vorschub konnte Schritt für Schritt ebenfalls erhöht werden. Das heißt, man bewegt sich mittlerweile in einem Fenster, in dem Schnittdruck, Laufzeiten und Prozesssicherheit optimal sind.

Die Kombination aus ungleichem Drall, ungleicher Schneidenteilung und Rundschlifffase führt zu wesentlich mehr Laufruhe, einer stabilen Fräsleistung und hohen Effizienz.

Die Kombination aus ungleichem Drall, ungleicher Schneidenteilung und Rundschlifffase führt zu wesentlich mehr Laufruhe, einer stabilen Fräsleistung und hohen Effizienz.

Wenn es besonders hart wird

Nun ist es im Formenbau, aber auch in der Uhrenindustrie, nicht ungewöhnlich, dass Stähle über 60 HRC bearbeitet werden müssen. Dennoch fordert man hier von der Fertigung aber eine effiziente, wirtschaftliche Produktion bei gleichzeitig besten Oberflächengüten. Speziell für diese Hartbearbeitung hat OSG die zweischneidigen Kugelfräser AE-LNBD-H entwickelt. Eine Fräser-Serie, die vor allem durch die neue DUROREY-Beschichtung überzeugt. Dabei geht es um eine extrem hitzebeständige Schicht inklusive einem ultrafeinen Nano-Multilayer mit hoher Adhäsionskraft, die einerseits eine optimale Zähigkeit bei gleichzeitig hoher Hitzebeständigkeit und Resistenz gegen Aufschweißungen schafft und andererseits die Gefahr von Abplatzungen der Schicht auch beim Fräsen hoher Härten verhindert und so zu einer sehr hohen Standzeit führt. Durch die starke Verjüngung der zwei Schneiden (Long-Neck) hat das Werkzeug nur einen Punktkontakt. Dadurch werden Vibrationen und Ausbrüche vermieden, was eine deutlich bessere Maßhaltigkeit, vor allem bei präziser Schlichtbearbeitung, zur Folge hat. Ein wesentliches Konstruktionsmerkmal ist aber auch ein stärkerer Kerndurchmesser, um die seitliche Abdrängung zu minimieren und die Spanbildung/Spanabfuhr zu optimieren. Die Fertigungstoleranzen bei dieser Fräser-Serie gibt OSG mit einer Radiustoleranz von ±0,003 bis ±0,005 mm (abhängig vom Werkzeugdurchmesser) sowie beim Schaftdurchmesser mit h4 (0/-0.004) an. Diese Fräser-Serie wird von OSG mit 261 Abmessungen (R0.05 bis R3) angeboten.

Nach 15 Stunden Weichbearbeitung wurde der fünfschneidige Torus-Fräser WXS-CRE beim Semischlichten eines 1.2379 mit 60 HRC eingesetzt.

Nach 15 Stunden Weichbearbeitung wurde der fünfschneidige Torus-Fräser WXS-CRE beim Semischlichten eines 1.2379 mit 60 HRC eingesetzt.

Bei diesem Arbeitsgang konnte ein Werkzeug eingespart, die Standzeit ver-längert sowie die Prozesssicherheit und Flexibilität deutlich erhöht werden.

Bei diesem Arbeitsgang konnte ein Werkzeug eingespart, die Standzeit ver-längert sowie die Prozesssicherheit und Flexibilität deutlich erhöht werden.

Die AERO-Serie erfüllt alle Anforderungen an hohe Zeitspanvolumen mit großen Spanräumen und einer scharfen, stabilen Schneide.

Die AERO-Serie erfüllt alle Anforderungen an hohe Zeitspanvolumen mit großen Spanräumen und einer scharfen, stabilen Schneide.

In der Uhrenindustrie ist es nicht ungewöhnlich, dass Stähle mit 60 HRC be-arbeitet werden müssen. Hier war neben der Härte die große Herausforde-rung, ein Pulverstahl ELMAX SuperClean.

In der Uhrenindustrie ist es nicht ungewöhnlich, dass Stähle mit 60 HRC be-arbeitet werden müssen. Hier war neben der Härte die große Herausforde-rung, ein Pulverstahl ELMAX SuperClean.

Fräswerkzeuge erweitern Horizonte in der Aluminiumbearbeitung

Ein völlig anders Thema dagegen ist das Fräsen von Aluminium. Aluminiumlegierungen spielen beispielsweise bei Strukturbauteilen in der Flugzeugindustrie eine zentrale Rolle. In dieser Branche werden aber aufgrund des zunehmenden Wettbewerbs durch Billiglohnländer in Europa jedes Jahr enorme Fortschritte in der Zerspanleistung gefordert. Fräswerkzeuge müssen deshalb neben den komplexen Geometrien auch einem hohen Zerspanvolumen gerecht werden. Anforderungen, die häufig zu einem Spagat zwingen, denn trotz des hohen Zeitspanvolumens benötigt der „weiche“ Werkstoff eine scharfe Schneide. Gleichzeitig setzt ein hohes Zeitspanvolumen entsprechend große Spanräume voraus, die hohen Schnittgeschwindigkeiten eine stabile Schneide. Diese Anforderungen erfüllt OSG mit den Fräswerkzeugen der AERO-Serie. Das Besondere ist hier unter anderem die DLC-Beschichtung, die aufgrund einer Schichtdicke < 1 µm und einer scharfen Schneide hohe Oberflächenqualitäten ermöglicht. Außerdem verhindert die sehr glatte Oberfläche (Reibungskoeffizient 0,1) Aufbauschneiden. Eine Härte von 6000 HV führt zu hohen Standzeiten. Dass OSG mit der AERO-Serie in der Praxis neue Maßstäbe setzt, zeigen Tests an konkreten Bauteilen. So ist es gelungen, mit einer Spindelleistung von 120 kW und Drehzahlen von 33.000 min-1, ein Zeitspanvolumen von 9000 cm3/min zu erzielen.

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