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Wenn Probleme beim Fräsen auftreten

Tipps zur Fehlerbehebung bei Vibrationen, Spanstau, unzureichender Oberflächengüte, Gratbildung, Maschinenleistung sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Ursache Lösung

Vibrationen

  • Schwache Aufspannung
  • Richtung der Schnittkräfte bestimmen und für ausreichende Aufspannung sorgen bzw. diese verstärken
  • Schnittkräfte durch Verringerung der Schnitttiefe ap reduzieren
  • Fräser mit weiter Differentialteilung sowie einem positiveren Schnitt wählen
  • Geometrie mit kleinem Eckenradius und kleiner Planfase verwenden
  • Feinkörnige, unbeschichtete Wendeschneidplatte oder dünnere Beschichtung wählen
  • Bearbeitungen vermeiden, bei denen das Werkstück unzureichend gegen die auftretenden Schnittkräfte abgesichert ist
  • Axial schwaches Werkstück
  • Einen Eckfräser (90°-Einstellwinkel) mit positiver Geometrie wählen
  • Wendeschneidplatte mit L-Geometrie wählen
  • Axiale Schnittkräfte vermindern – Schnitttiefe verringern, kleineren Eckenradius und kleinere Planfase wählen
  • Fräser mit Differentialteilung wählen
  • Werkzeugverschleiß überprüfen
  • Rundlaufgenauigkeit des Werkzeughalters überprüfen
  • Werkzeugspannung verbessern
  • Zu großer Werkzeugüberhang
  • Werkzeugüberhang kürzen
  • Fräser mit Differentialteilung wählen
  • Für Ausgewogenheit zwischen radialen und axialen Schnittkräfte sorgen – 45°-Einstellwinkel, großer Eckenradius oder Fräser mit runden Wendeschneidplatten wählen
  • Vorschub pro Zahn erhöhen
  • Leicht schneidende Wendeschneidplattengeometrie verwenden
  • Axiale Schnitttiefe af reduzieren
  • Gegenlauffräsen beim Schlichten anwenden
  • Fräser mit Übermaß und Coromant Capto® Aufnahmen verwenden
  • Für Vollhartmetall-Schaftfräser und Fräser mit austauschbaren Fräsköpfen ein Werkzeug mit weniger Schneiden bzw. einem größeren Spiralwinkel wählen
  • Eckfräsen mit schwacher Spindel
  • Kleinstmöglichen Fräserdurchmesser wählen​
  • ​Positive Wendeschneidplatte und leicht schneidenden Fräser wählen
  • Gegenlauffräsen anwenden
  • ​Spindelablenkung, Eignung der Maschine überprüfen
  • Ungleichmäßiger Tischvorschub
  • Gegenlauffräsen anwenden
  • ​Maschinenvorschubmechanismus festziehen: Vorschubschrauben an CNC-Maschinen einstellen
  • Bei herkömmlichen Maschinen die Spannschrauben einstellen oder bei CNC-Maschinen die Kugelumlaufspindel prüfen und ggf. ersetzen​
  • Schnittdaten
  • Schnittgeschwindigkeit vc verringern
  • Vorschub fz erhöhen
  • Schnitttiefe ap anpassen
  • Schlechte Stabilität
  • Überhang reduzieren
  • Stabilität verbessern
  • Vibrationen in Ecken
  • Eckenradius mit reduzierter Vorschubgeschwindigkeit programmieren

Spanstau
Häufiges Problem beim Vollnutfräsen–
insbesondere bei lang spanenden Werkstoffen​​
  • Eckenbeschädigung
  • Schneidkantenabplatzungen und -ausbrüche
  • Erneutes Schneiden der Späne
  • Spanabfuhr durch reichhaltig, präzise gelenkten Kühlschmierstoff oder Druckluft verbessern
  • Vorschub fz verringern
  • Tiefe Schnitte in mehrere Arbeitsgänge aufteilen
  • Gegenlauffräsen beim Fräsen tiefer Nuten ausprobieren
  • Fräser mit weiter Teilung wählen
  • Vollhartmetall-Schaftfräser oder Fräser mit austauschbaren Fräsköpfen mit zwei oder maximal drei Schneidkanten bzw. einem größeren Spiralwinkel wählen

Erneutes Schneiden der Späne
Tritt beim Vollnutfräsen und Auskammern auf –
insbesondere in Titan. Ebenfalls üblich beim Fräsen tiefer Hohlräume und Taschen auf Vertikalmaschinen.​​
  • Schneidkantenbruch
  • Gefährdet die Standzeit und Prozesssicherheit
  • Spanstau
  • Späne effektiv mit Druckluft oder reichlich Kühlschmierstoff entfernen – vorzugsweise innere Kühlschmierstoffzufuhr
  • Fräserposition und Bearbeitungsstrategie ändern
  • Vorschub fz reduzieren
  • Tiefe Schnitte in mehrere Arbeitsgänge aufteilen

Unzureichende Oberflächengüte​​
  • Zu hoher Vorschub pro Umdrehung
  • Fräser axial einstellen oder Wendeschneidplatten klassifizieren. Höhe auf Werkzeugvoreinstellgerät prüfen
  • Spindelrundlauf und Oberflächen der Fräseraufnahme überprüfen
  • Vorschub pro Umdrehung auf max. 70% der Breite der Planfase reduzieren
  • Wenn möglich Wiper-Wendeschneidplatten verwenden (Schlichtbearbeitungen)
  • Vibrationen
Siehe Abschnitt “Vibrationen” oben
  • Aufbauschneidenbildung
  • Schnittgeschwindigkeit vc steigern, um die Bearbeitungstemperatur zu erhöhen
  • Kühlschmierstoffzufuhr ausstellen
  • Wendeschneidplatten mit scharfer Schneidkante und weich schneidende Geometrie verwenden
  • Positive Wendeschneidplattengeometrie verwenden
  • Cermet-Sorte mit höheren Schnittdaten ausprobieren
  • Nachschneiden
  • Spindelneigung prüfen (Spindel circa 0.10 mm/1000 mm (0.004 Zoll/39.370 Zoll))
  • Beim Schlichten darf der axiale Rundlauffehler der Spindel nicht mehr als 7 Mikrometer betragen
  • Radial Schnittkräfte verringern (Schnitttiefe ap reduzieren)
  • Kleineren Fräserdurchmesser wählen
  • Parallelität der Planfasen und der verwendeten Wiper-Wendeschneidplatte überprüfen (darf nicht auf "Spitze oder Ferse” stehen)
  • Sicherstellen, dass der Fräser nicht flattert – Oberflächen der Fräseraufnahme überprüfen und anpassen
  • Abplatzungen am Werkstück
  • Vorschub fz reduzieren
  • Fräser mit enger oder extra enger Teilung wählen
  • Fräser umsetzen, um einen kleineren Spanquerschnitt beim Fräseraustritt zu erzielen
  • Geeigneteren Einstellwinkel (45°) und leicht schneidende Geometrie wählen
  • Scharfe Wendeschneidplatte wählen
  • Freiflächenverschleiß überwachen, um übermäßigen Verschleiß zu vermeiden

Gratbildung
  • Werkstückstoffspezifisch – HRSA/rostfreier Stahl
  • Hauptverschleißmechanismus Kerbverschleiß
  • Großen Radius wählen, dadurch geringer Einstellwinkel der Wendeschneidplatte
  • Schnitttiefe geringer als Radius wählen
  • ap = 0.5 x Radius​

Maschinenleistung
Achten Sie auf die Leistungskurve der Maschine. Die Maschine kann bei zu geringen Drehzahlen an Leistung verlieren.
Der Leistungsbedarf beim Fräsen variiert mit:
  • Werkstoffmenge
  • Durchschnittliche Spandicke
  • Fräsergeometrie
  • Schnittgeschwindigkeit
  • Von enge auf weite Teilung gehen, d.h. weniger Schneiden
  • Ein positiver Fräser ist leistungseffizienter als ein negativer
  • Schnittgeschwindigkeit vor dem Tischvorschub reduzieren
  • Einen kleineren Fräser verwenden und in mehreren Arbeitsgängen arbeiten
  • Schnitttiefe ap reduzieren
 

Wendeplattenverschleiß

Zur Erzielung optimierter Schnittdaten, bester Werkstückqualität und Standzeit sollte stets die Schneidkante/Wendeschneidplatte überprüft werden. Die nachfolgende Auflistung unterschiedlicher Verschleißformen der Wendeschneidplatte, deren Ursachen und mögliche Abhilfen dient als Referenz für eine erfolgreiche Fräsbearbeitung.

Ursache Lösung

Freiflächenverschleiß
Schneller Freiflächenverschleiß, daher schlechte Oberflächengüte oder verminderte Maßgenauigkeit.
  • Zu hohe Schnittgeschwindigkeit
  • Ungenügende Verschleißfestigkeit
  • Vorschub fz zu hoch
  • Schnittgeschwindigkeit vc verringern
  • Verschleißfestere Sorte wählen
  • Vorschub fz erhöhen

Freiflächenverschleiß
Übermäßiger Verschleiß, daher verminderte Standzeit.
  • Vibrationen
  • Erneutes Schneiden der Späne
  • Gratbildung am Bauteil
  • Schlechte Oberflächengüte
  • Wärmeerzeugung
  • Hoher Geräuschpegel
  • Vorschub fz erhöhen
  • Gleichlauffräsen anwenden
  • Späne effektiv mit Druckluft entfernen
  • Empfohlene Schnittdaten überprüfen

Freiflächenverschleiß
Ungleichmäßiger Verschleiß, Eckenbeschädigung.
  • Rundlaufgenauigkeit des Werkzeugs
  • Vibrationen
  • Kurze Standzeit
  • Schlechte Oberflächengüte
  • Hoher Geräuschpegel
  • Radiale Schnittkräfte zu hoch
  • Rundlauffehler auf unter 0,02 mm (0.0008 Zoll) reduzieren
  • Spannfutter und Spannzange kontrollieren
  • Werkzeugauskragung minimieren
  • Weniger Schneiden im Eingriff
  • Größeren Werkzeugdurchmesser wählen
  • Für Vollhartmetall-Schaftfräser und Fräser mit austauschbaren Schneidköpfen eine höhere Spiralgeometrie (ap ≥45°) wählen
  • Axiale Schnitttiefe, ap, in mehr als einen Durchgang aufteilen
  • Vorschub fz verringern
  • Schnittgeschwindigkeit vc verringern
  • Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert flache Arbeitsgänge
  • Spannung von Werkzeug und Bauteil verbessern​

Kolkverschleiß
Übermäßiger Kolkverschleiß, daher instabile Schneidkante. Schlechte Oberflächengüte bei Durchbruch an der Nebenschneide.
  • Diffusionsverschleiß durch zu hohe Arbeitstemperaturen im Bereich des Spanwinkels
  • Al203 beschichtete Sorte wählen
  • Eine positive Plattengeometrie wählen
  • Zunächst Schnittgeschwindigkeit verringern, um niedrigere Arbeitstemperaturen zu bekommen, danach auch den Vorschub​​

Plastische Deformation
Plastische Verformung der Schneidkante, Depression oder Impression der Freifläche,
die zu schlechter Spankontrolle, einer schlechten Oberflächengüte
und Wendeschneidplattenbruch führen.
  • Schneidtemperatur und -druck zu hoch
  • Verschleißfestere (härtere) Sorte wählen
  • Schnittgeschwindigkeit vc verringern
  • Vorschub fz verringern

Ausbrüche
Der nicht im Eingriff befindliche Teil der Schneidkante wird durch abgehende Späne beschädigt, wodurch in der Folge Spanfläche und Plattensitz beschädigt werden können.
  • Die Späne sind zu lang und werden gegen die Schneidkante abgelenkt
  • Zähere Sorte wählen
  • Wendeschneidplatte mit stabilerer Schneidkante wählen
  • Schnittgeschwindigkeit vc erhöhen
  • Positivere Geometrie wählen
  • Vorschub zu Beginn der Bearbeitung reduzieren
  • Stabilität verbessern

Schneidkantenausbrüche​
Kleine Schneidkantenausbrüche (Abplatzungen), daher
schlechte Oberflächengüte und starker Freiflächenverschleiß.
  • Zu verschleißfeste Sorte
  • Wendeschneidplattengeometrie zu schwach
  • Aufbauschneidenbildung
  • Zähere Sorte wählen
  • Wendeschneidplatte mit stabilerer Geometrie wählen
  • Schnittgeschwindigkeit vc erhöhen oder eine positivere Geometrie wählen
  • Vorschub zu Beginn der Bearbeitung reduzieren

Kerbverschleiß​
Kerbverschleiß, daher schlechte Oberflächengüte und Gefahr von Schneidkantenbruch.
  • Kaltverfestigende Werkstoffe
  • Guss- und Schmiedehaut
  • Schnittgeschwindigkeit vc reduzieren
  • Zähere Sorte wählen
  • Verschleißfestere Sorte wählen
  • Schnittwinkel von möglichst 45° verwenden
  • Runde Wendeschneidplatten für beste Ergebnisse verwenden
  • Variable ap Werte wählen, um den Verschleiß zu verzögern

​​Kammrisse
Kleine Risse senkrecht zur Schneidkante und infolge dessen
Schneidkantenabplatzungen und schlechte Oberflächengüte. Kammrissbildung durch Wärmewechselspannungen aufgrund von:
  • Schnittunterbrechungen
  • Ungleichmäßige Kühlschmierstoffzufuhr
  • Zähere Sorte mit höherer Widerstandsfähigkeit gegen Wärmewechselspannungen wählen
  • Kühlschmierstoff reichlich oder überhaupt nicht zuführen​

Aufbauschneidenbildung
Aufbauschneidenbildung, daher schlechte Oberflächengüte und Schneidkantenabplatzungen beim Abreißen der Aufbauschneide.
  • Temperatur im Schneidkantenbereich ist zu niedrig
  • Sehr adhäsiver Werkstoff, wie Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, rostfreier Stahl und Aluminium
  • Schnittgeschwindigkeit vc erhöhen
  • Geeignetere Wendeschneidplattengeometrie wählen

Aufbauschneidenbildung​
Werkstoff verschweißt sich mit der Schneidkante.
  • Schnittgeschwindigkeit vc zu gering
  • Vorschub fz zu gering
  • Negative Schneidengeometrie
  • Schlechte Oberflächengüte
  • Schnittgeschwindigkeit vc erhöhen
  • Vorschub fz erhöhen
  • Positivere Geometrie wählen
  • Ölnebel oder Kühlschmierstoff verwenden
 

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