Der Erfolg des Schälfräsens beruht auf mehreren Vorzügen. Zum einen reduziert die geringere Schnittbreite die Wärmebelastung an der Schneidkante. Im Vergleich zu herkömmlichen Fräsmethoden kann der Anwender damit Schnittgeschwindigkeit und Vorschub deutlich erhöhen. Zum anderen verringert sich die radiale Schnittkraft, die für Biegekräfte und Vibrationen verantwortlich ist. Infolgedessen besticht die Fräsmethode mit einer hohen Prozessstabilität und großen Schnitttiefen. Das Schälfräsen kommt häufig beim Erzeugen tiefer Schultern und Kavitäten oder beim Restfräsen zum Einsatz.
Trochoidales Fräsen = geringer Verschleiß
Fortschritte in der CNC- und CAM-Technik führten zu einer weiteren Zerspaninnovation: Beim trochoidalen Fräsen ist das Werkzeug schmaler als der eigentliche Schnitt. Es bewegt sich entlang einer spiralförmigen Bahn anstelle einer linearen Vorschubbewegung und trägt aufgrund der geringen Eingriffsbreite vergleichsweise dünne Späne ab. Dadurch wirken kleinere Zerspanungskräfte auf das Werkzeug, die sich auf die gesamte Schneidenlänge verteilen. Das spart Zeit bei der Bearbeitung und minimiert den Verschleiß.
Die größten Herausforderungen beim Trochoidalfräsen sind die Steuerung der Werkzeugmaschinen und die adäquate Bahnprogrammierung. Oft übersehen wird dabei allerdings eine weitere wesentliche Komponente: Ohne das richtige Werkzeug führen alle Bemühungen, die genannten Vorzüge des trochoidalen Fräsens vollumfänglich auszuspielen, nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Tiefe Frässchnitte erfordern Werkzeuge mit hohen Auskragungen. Bei der Bearbeitung können diese vibrieren und damit das dynamische Verhalten des Fräsers beeinflussen. Dieses ist jedoch für die Anwendungsstabilität entscheidend. Bei geringer Schnittbreite greift jeweils nur ein Zahn in das Material des Werkstücks ein. Für einen stabilen Prozess ist hier eine optimierte Kontaktfläche sowie der ideale Schneidkantenwinkel gefragt.
All diese Kriterien erfüllen mehrschneidige Vollhartmetall (VHM)- oder modulare Fräser mit austauschbaren VHM-Köpfen, wie sie in der aktuellen Iscar-Produktlinie zu finden sind. Die Präzisionswerkzeuge sind mit Durchmessern von 2 bis 25mm erhältlich und zeichnen sich durch drei entscheidende Merkmale aus: Erstens sorgen unterschiedliche Spiralwinkel und die ungleiche Zahnteilung für einen vibrationsarmen sowie stabilen Lauf während der Arbeit mit langen Werkzeugauskragungen. Zweitens erlaubt die speziell geformte Spannut einen größeren Kerndurchmesser, der die Werkzeugstärke beim dynamischen Fräsen weiter erhöht. Drittens lassen die Fräser genügend Platz am Werkstück für eine reibungslose Spanabfuhr.
Leistungsfähige Fräser
Die Chatterfree EC-E7/H7-CF-VHM-Schaftfräser aus der PVD-beschichteten Feinstkornsorte IC902 bieten sieben Schneiden, unterschiedliche Eckenradien und sind in den Größen 2xD, 3xD, 4xD und 6xD erhältlich. Die siebenschneidige Schaftfräserausführung ECP-H7-CF überzeugt durch ihre Schneidengeometrie mit Spanbrecher. Diese verbessert die Spanabfuhr bei tiefen Taschen und Kavitäten. Der Spanbrecher stellt zudem eine hohe Oberflächengüte sicher.
Bei den ECK-H7/9-CFR, Ti-Turbo handelt es sich um sieben- und neunschneidige Vollhartmetallfräser, die Iscar speziell für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Titanlegierungen mit Bearbeitungslängen von circa 2xD entwickelt hat. Dank der Vibrationsdämpfung und optimierter Schneidengeometrie zeigen diese Werkzeuge beispielsweise exzellente Ergebnisse beim Fräsen von Flugzeugkomponenten wie etwa Titan-Blisks. Speziell für das trochoidale Fräsen flacher Nuten oder Ecken von Titanbauteilen gibt es die sechsschneidigen auswechselbaren Multi-Master-Fräsköpfe. Mit den robusten Fräsköpfen kann der Anwender schwer zerspanbare Titansorten wie Ti-10V-2Fe-3Al und Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr effizient bearbeiten.
Eine manchmal vernachlässigte Komponente wirkt sich wie die Werkzeugmaschine und das Werkzeug ebenfalls maßgeblich auf den Erfolg des trochoidalen Fräsens aus – der Werkzeughalter. Die Bearbeitungspraxis zeigt: Fräser, die in Hydraulik-, Kraftspann- oder Schrumpffuttern zum Einsatz kommen, liefern die besten Ergebnisse.