02Werkzeuge Smarte Technologien für die Werkzeugbeschaffung Vom digitalen Zwilling direkt auf die Maschine Hochvorschubfräser kommen zum Einsatz, wenn schwer zerspanbare Materialien hohe Anforderungen an die Bearbeitung stellen. Geringe Schnitttiefen und hohe Zahnvorschübe maximieren die Qualität des Werkstücks. Ein Beispiel aus dem Haus OSG zeigt, wie smarte Funktionen auf tool-arena.com die Kompatibilität zwischen Fräser und Maschine prüfen und so die Beschaffung vereinfachen. ■■■■■■ Rostfreier Edelstahl, Titan oder gehärteter Stahl: Schwer zerspanbare Materialien erlauben keine großen Schnitttiefen und können daher beim HPC-Fräsen (High Performance Cutting) zu Komplikationen führen. Die große Umschlingung hat nicht nur Vibrationen zur Folge, es entwickeln sich auch Hitze und hohe Schnittkräfte. Wäre das Bearbeitungsverfahren unter niedrigen Schnittgeschwindigkeiten umsetzbar, stünde es anderen Produktionsverfahren in puncto Wirtschaftlichkeit deutlich nach. Um Titan und Co. dennoch mit einem großen Zeitspanvolumen bearbeiten zu können, bietet das HSC- Fräsen (High Speed Cutting) eine sinnvolle Alternative. Das HSC-Fräsen zeichnet sich durch geringe Schnitttiefen und hohe Vorschübe aus. Die Schnittkräfte sind dadurch deutlich geringer und auch die Hitzeentwicklung ist auf einem sehr moderaten Niveau. Das Grundprinzip des HSC-Fräsens beruht auf dem Erzeugen dünner Späne, um dadurch die Zahnvorschübe zu erhöhen. Abbildung 1: Beim Fräsen mit einem Torusfräser (Fräser mit Eckenradius) stehen die Größe des Eckenradius und die möglichen Schnitttiefen in direkten Zusammenhang. Bild: Tool Arena Relevante Kenngrößen beim HSC-Fräsen Beim Fräsen mit einem Torusfräser (Fräser mit Eckenradius) stehen die Größe des Eckenradius und die möglichen Schnitttiefen in direkten Zusammenhang. Sie beeinflussen die Spandicke und damit die umsetzbaren Zahnvorschübe. Abbildung 1 macht das deutlich. Bei gleicher Schnitttiefe und gleichem Zahnvorschub entsteht bei größerem Eckenradius ein dünnerer Span. Folglich ist es also sinnvoll, einen möglichst großen Eckenradius zu nutzen, um den Span möglichst dünn zu bekommen. Dadurch kann der Zahnvorschub wieder erhöht werden, was zu entsprechenden Zeitspanvolumen führt. Ein positiver Nebeneffekt der großen Eckenradien ist, dass bei gleicher Schnitttiefe die Radialkräfte geringer sind als bei kleinen Eckenradien. Abbildung 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Schnitttiefe und Radialkraft. Man kann deutlich erkennen, dass sich die resultierende Kraft mit zunehmender Tiefe mehr und mehr in radialer Richtung ändert. Das hat zur Folge, dass die seitliche Abdrängung des Werkzeugs zunimmt, was Vibrationen und daraus resultierend schlechte Oberflächen und Werkzeugstandzeiten zur Folge hat. HSC-Fräser: Planschneide statt großer Eckenradien Hochvorschubfräser bringen einen entscheidenden Vorteil mit sich: Sie verfügen über keinen großen Eckenradius, sondern eine Planschneide, die im Winkel von circa zehn Grad angeordnet ist. Solange die Schnitttiefe die Höhe der Planschneide nicht überschreitet, bleibt die Richtung der Schnittkraft immer gleich: senkrecht zur Schneide, Richtung Werkzeugspindel zeigend. Es entstehen nur geringe Radialkräfte, weshalb der Produktionsprozess durch Vibration nicht negativ beeinflusst wird. Dadurch kann das Werkzeug auch bei großen Auskraglängen eingesetzt werden. Der flache Winkel der Stirnschneide schafft eine Spanverdünnung. In der Folge können die Zahnvorschübe stark angehoben werden. Die vermeintlich geringe Schnitttiefe gleicht sich durch erhöhte Vorschübe aus. 70 September 2021
