Maschinen zum Fräsen

Bisher wurden Maschinen in vier Kategorien unterteilt – horizontale und vertikale Maschinen und Maschinen zum Drehen oder Fräsen.

Heute geht die Entwicklung in unterschiedlichste Richtungen. Drehzentren
haben die Fähigkeit zum Fräsen durch angetriebene Werkzeuge, ebenso lassen sich auf Bearbeitungszentren Drehbearbeitungen durchführen. Mit den CAMEntwicklungen geht die Zunahme des Einsatzes von fünfachsigen Maschinen einher. Ergebnisse dieses Trends sind neue Anforderungen an die Werkzeuge, ebenso wie an die Bearbeitung:

• Höhere Flexibilität
• Geringere Anzahl an Maschinen/Aufspannungen zur Fertigstellung eines Werkstücks
• Verminderte Stabilität
• Größere Werkzeuglänge
• Geringere Schnitttiefen.

 

 

 

Horizontal:

• Günstig für Fräsbearbeitungen größerer Werkstücke.
• Vereinfachen die Spanabfuhr beim Auskammern und verhindern ein erneutes Schneiden der Späne.
• Weniger Masse zu beschleunigen/abbremsen.
• Häufig bieten vier Achsen dreiseitigen Zugang.
• Ergonomische und ökonomische Palettentechnologie.
• Gängigster Maschinentyp beim Einsatz von Scheibenfräsern.
  

Kleine vertikale Bearbeitungszentren:

• Relativ klein, nehmen in der Werkstatt daher wenig Platz in Anspruch.
• Gut geeignet für hohe Schnittgeschwindigkeiten/Vorschübe – leicht und
  schnell.
  

Große vertikale Bearbeitungszentren:

• Bieten eine hohe Stabilität Stabilität, das Werkstück liegt sicher auf dem Maschinentisch liegt.
• Geeignet für größere, schwerere Werkstücke.
• Säulenausführung für extrem große Werkstücke.
• Meistert längere, anspruchsvollere Werkzeugspannungen.​

 

 

 

​Der Zustand und die Stabilität der Maschine können sich negativ auf die Qualität der Oberfläche auswirken und auch die Standzeit beeinträchtigen.
Übermäßiger Verschleiß an den Spindellagern oder dem Vorschubmechanismus kann zu einer minderwertigen Oberfläche führen.

Die Stabilität der gesamten Werkzeugspannung ist von größter Wichtigkeit.
Faktoren wie Werkzeugüberhang, Coromant Capto Kupplung, schwingungsgedämpfte Aufnahmen, usw. sollten ebenfalls in die Betrachtung einfließen.

 

 

 

Grundsätzlich variiert der Leistungsbedarf beim Fräsen mit:

• der Zerspanungsrate
• der durchschnittlichen Spandicke
• der Fräsergeometrie
• der Schnittgeschwindigkeit.
  

Je größer die Zerspanungsrate (Q cm³/min), desto höher der Leistungsbedarf.
Geringere Spindeldrehzahlen zum Schruppen ungewöhnlicher Werkstückstoffe verlangen, dass Leistung und Drehmoment ausreichend sind.

Eine Maschine mit unzureichendem Drehmoment und unzureichender Leistung verursacht ungleichmäßige Spandicken, was wiederum in instabiler Leistung resultiert.

Die meisten modernen Bearbeitungszentren verfügen über Spindeln mit
Direktantrieb. Immer höhere Spindeldrehzahlen bzw. Spindeldrehzahlkapazitäten führen zu:

• einem niedrigeren Drehmoment bei höheren Drehzahlen
• einem niedrigeren Leistungsbereich bei geringerer Drehzahl
  

Daher sind Maschinen mit hohen Drehzahlkapazitäten zum Schruppfräsen mit
größeren Werkzeugdurchmessern nur beschränkt einsatzfähig, denn diese Fräser erfordern hohe Leistung bei geringen Drehzahlen.

Entsprechend müssen die Bearbeitungsstrategien angepasst werden, was den Trend zur ‘leichten und schnellen’ Zerspanung erklärt – mit kleineren Fräserdurchmessern, geringeren Schnitttiefen/Eingriffsbreiten a_p/a_e, und hohen Vorschüben pro Zahn f_z.

Maschinen für Werkstücke, die hohe Leistung bei niedriger Drehzahl erfordern, können darauf ausgelegt werden, optimale Leistungen sowohl beim Schruppen wie auch beim Schlichten zu liefern.

 

 

 

​ISO 30, 40, 50 und 60 Spindeln verfügen über ureigene Vorund Nachteile.

Schwere Schruppbearbeitungen erfordern eine größere Spindel, Hochgeschwindigkeits-Fräsen mit geringeren Drehmomenten hingegen kleinere.

Die Spindelgröße bestimmt, welche maximalen Fräserdurchmesser und Schnitttiefen die Maschine bewältigen kann.

Trotz Ausnahmen aufgrund variierender Werkzeugmaschinen gilt als Faustregel zur Wahl der Fräsergröße:

ISO 60 – “größere Fräser”.
ISO 50/Coromant Capto Größe C8 – D_c 160 mm.
ISO 40/Coromant Capto Größe C6 – D_c 100 mm.
ISO 30/Coromant Capto Größe C4 – D_c 50 mm.

Für Werkstücke, die mit einem Walzenstirnfräser bearbeitet werden müssen, ist eine ISO-50 Maschine oder Coromant Capto C8 Spindel Mindestvoraussetzung.

Eine direkt in die Spindel integrierte Kupplung bietet die beste Stabilität.

Bei Portalfräsmaschinen und anderen größeren Werkzeugmaschinen, können Fräser direkt an der Spindel angebracht werden, was für extreme Stabilität und minimale Auskragung sorgt.