Drehfräsen

Was ist erfolgreiches Drehfräsen?

Drehfräsen ist, vereinfacht ausgedrückt, das Fräsen einer gekrümmten Oberfläche, wobei das Werkstück um einen zentralen Punkt rotiert.

Die Fertigung von exzentrischen Formen unterscheiden sich erheblich von denen, die mittels konventioneller Fräs- oder Drehbearbeitung erfolgen. Diese Methode erlaubt hohe Zerspanungsraten bei exzellenter Spankontrolle.

• Eine zylindrische Oberfläche kann nur bei radialer Zustellung des Fräsers während der Rotation hergestellt werden
• Durch gleichzeitiges Bewegen des Fräsers in zwei Richtungen ist es möglich, exzentrische Flächen wie z. B. Nocken an Nockenwellen herzustellen
• Eine Bewegung in mehr als zwei Richtungen erfordert ein Werkzeug, das zum Schrägeintauchen ausgelegt ist
• Zur Bearbeitung einer konischen Form sind 5 Achsen erforderlich
• Das Drehfräsen komplexer Profile, z. B. Turbinenblätter, erfordert die gleichzeitige Bewegung in 5 (oder 4) Richtungen, 2 oder 3 für das Werkstück und 1 oder 2 für das Werkzeug
• Es ist möglich, Werkstücke wie Turbinenschaufeln durch Zustellen des Fräsers in mehr als zwei Richtungen bei gleichzeitiger Rotation des Werkstücks herzustellen

Wahl des Drehfräsprozesses

Stirninnendrehfräsen – 4/5 Achsen

Hauptmethode bei der Außenbearbeitung.

+ Kurzer Überhang

+ Kleinere Werkzeugdurchmesser/niedriges Drehmoment

+ Außenbearbeitung/schlanke Werkstücke

+ Profilbearbeitung

− Keine zylindrischen Flächen

− Innenbearbeitung

Peripheriedrehfräsen – 3/4 Achsen

Ähnlich dem Zirkularfräsen/Schrägeintauchen (Innen-/Außenbearbeitung), aber mit rotierendem Werkstück und Fräser.

Insbesondere für innen liegende Werkstückmerkmale.

+ Innenbearbeitung

+ Zylindrische Fläche

+ Schmale Nuten

+ Gewindefräsen

+ Rundheit

− Profilbearbeitung

− Größere Durchmesser/hohe Drehmomente

− Große Überhänge

Drehfräsen - Korrekte Anwendung

Fräserposition - quadratische Wendeschneidplatten/Wiper-Wendeschneidplatten

Fräserposition

Schnittbreite

1 = Erster Schnitt

2 = Zweiter Schnitt

Beim orthogonalen Drehfräsen wird eine Wiper-Wendeschneidplatte zur Erzeugung des linearen Kontakts zwischen Fräser und der zu bearbeitenden Oberfläche eingesetzt. Dadurch wird ein zylindrisches Profil erzeugt.

Da die zu bearbeitende Fläche konvex ist, muss die Wiper-Schneidkante flach und nicht ballig sein. Zur Abdeckung des vollen Fräserdurchmessers muss das Werkzeug in mindestens zwei exzentrischen Positionen je Werkstückrotation verbleiben, für den ersten Umlauf in der Position E_w1 und für den zweiten Umlauf in Position E_w2.

Fräserposition - runde Wendeschneidplatten/keine Wiper-Wendeschneidplatten

Zur Herstellung einer möglichst flachen Oberfläche ist ein Fräser mit kleinem Durchmesser und einer Schnittbreite a_e von weniger als 40% des effektiven Fräserdurchmessers DC optimal.

Die Schnittbreite a_e muss jedoch erhöht werden, um eine möglichst hohe Produktivität zu erzielen. Dies kann erreicht werden durch:

• einen größeren Fräserdurchmesser
• ein größeres radiales Eingriffsverhältnis – a_e/DC

Um eine akzeptable Rautiefe zu erhalten, muss der Fräser außermittig positioniert werden. Die Größe des Versatzes ist abhängig von der Schnitttiefe a_e und kann aus dem Schaubild für das jeweilige a_e/DC-Verhältnis entnommen werden.

Versatz und Schnittbreite

Breite der Wiperplatte

Schnittbreite

Ist die zu erzeugende zylindrische Kontur breiter als der Fräserdurchmesser, sollte der Fräser in der anfänglichen Position Ew1 bleiben und der axiale Vorschub des Werkstücks zugeschaltet werden. Dieser sollte jedoch nicht den Wert von 80% des Maßes a_ez1 pro Werkstückumdrehung überschreiten. Ist jedoch am Ende eine 90°-Schulter zu erzeugen, muss der Fräser für die letzte Werkstückumdrehung in die zweite Position Ew2 E_w2 gebracht werden.

Zustellungsprinzip

Während des Drehfräsprozesses ist der Fräser dem Werkstück radial zuzustellen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks sollte dem für die Wendeschneidplatte empfohlenen Vorschub/Zahn entsprechen. Fahren Sie den Fräser axial heraus.