Restmaterialbearbeitung

Restmaterialbearbeitung mit einem Mikro-Torusfräser. - Bild: Emuge-Franken

| von Walter Frick
Aktualisiert am: 13. Jan. 2020

Ihr "attraktives Mikrofräser-Sortiment" im Durchmesserbereich von 0,1 mm bis 3 mm erweiterte die Fraisa SA, Bellach/Schweiz, auf nunmehr 370 verschiedene Artikel von 1 x D bis 15 x D und eröffnet dadurch "neue Optionen für hochpräzises Mikrofräsen". Die Fräser sind verfügbar als Kugelkopf- oder Eckradiusfräser und in zylindrischer Ausführung – Zähnezahl 2 und 4. Mit den vier aufeinander abgestimmten Dimensionen "Sortiment", "Technologie", "Service" und "Applikation" bietet das Programm nach Herstellerangaben "eine clevere Lösung für größtmöglichen Kundennutzen in der Finish- und Superfinish-Bearbeitung" bei Stählen von 40 bis 60 HRC. So gibt es unter anderem Auswahlmöglichkeiten für das 1 x D - bis 6 x D-Hochpräzisionsfräsen.

Mikrofräser in Hartmetall-Ausführung
Mikrofräser in Hartmetall-Ausführung mit einer neu entwickelten, grünen ALCR-Beschichtung, die für bestmöglichen Verschleißschutz und deutliche Erhöhung der Werkzeugstandzeit sorgt. - Bild: Emuge-Franke

Der Präzisionswerkzeughersteller Emuge-Franken hat seine Hartmetall-Fräser für die Mikrozerspanung optimiert. Mit neuer Halsgeometrie und Beschichtung wird die Prozesssicherheit und Standzeit der Schaft-, Kugel- und Torusfräser erhöht. Das für die Mikrozerspanung entwickelte Fräserprogramm umfasst Schaft-, Kugel- und Torusfräser in vielfältigen Baumaßen zum Bearbeiten kleinster Gravuren, Elektroden oder Bauteile. Alle Fräsertypen sind als Hartmetall-Ausführung (HM) verfügbar, Kugel- und Torusfräser stehen für die Bearbeitung gehärteter Werkstoffe bis 66 HRC auch als CBN-Ausführung bereit.

"In der Mikrozerspanung liegt der Anspruch der Anwender schon längst unter 0,1 mm." Andreas Jenter

Neue Halsgeometrie

Andreas Jenter
Andreas Jenter, Produktmanager für Vollhartmetallfräser bei der Paul Horn GmbH in Tübingen. - Bild: Horn

Die Hartmetall-Fräser, die lagerhaltig in den Schneidendurchmessern 0,2 bis 2 mm verfügbar sind, eignen sich mit ihren Halslängen des 2,2-fachen, 5-fachen oder 10-fachen Schneidendurchmessers auch für die Bearbeitung tiefer Kavitäten. Mit zunehmender Tiefe steigt jedoch die Anforderung an die Biegebruchfestigkeit des Werkzeugs, da die radialen Wechselbelastungen auf Werkzeugschneide und freigesetzten Hals zunehmen. Die neu entwickelte Halsgeometrie wurde für diese Anforderungen optimiert und trägt damit zu bestmöglicher Biegebruchfestigkeit und Prozesssicherheit bei. Außerdem wurden die HM-Mikrofräser mit einer neu entwickelten, grünen ALCR-Beschichtung versehen, die mit besonders glatter Oberfläche bestmöglichen Verschleißschutz bietet und damit zu einer deutlichen Erhöhung der Werkzeugstandzeit führt. Höchste Präzision spiegelt sich einerseits in der Schafttoleranz h5 und andererseits in der Schneidengeometrie der HM-Mikrofräser wider. Die Kugel- und Torusfräser bieten durch die sehr genaue Formtoleranz von ± 5 µm präzise Bearbeitungsergebnisse und höchste Wiederholgenauigkeit. Geeignet sind die HM-Mikrofräser insbesondere für das HSC-Schlichten von 2D- oder 3D-Konturen in Stahl-, Guss- oder Nichteisenwerkstoffen bis 55 HRC.

Stabiler Bearbeitungsablauf ist sichergestellt

Abgestimmtes Programm
Abgestimmtes Programm für hochpräzises Mikrofräsen. - Bild: Fraisa

"In der Mikrozerspanung liegt der Anspruch der Anwender schon längst unter 0,1 mm", sagt Andreas Jenter, Produktmanager für Vollhartmetallfräser bei der Paul Horn GmbH in Tübingen. Aktuell liegt Horn bei Fräsern im Bereich der Sonderwerkzeuge bei einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 mm. Durch immer präziser werdende Schleifmaschinen ist die Prozesssicherheit bei der Herstellung von Fräsern im Kleinstmaß sichergestellt. Auf der anderen Seite sind heute die Möglichkeiten beim Schleifen und vor allem bei der Messtechnik deutlich weiterentwickelt. Das gewährleistet einen stabilen und einen wiederholgenauen Bearbeitungsablauf. Darüber hinaus besteht durch die Entwicklung neuer Beschichtungen mit sehr guter Schichthaftung die Möglichkeit, Werkzeuge mit sehr scharfer Mikrogeometrie herzustellen.

Bohren und Fräsen

Mikrokugelfräser
Mikrokugelfräser beim Schlichten einer 3D-Kontur. - Bild: Emuge-Franken

Ein Werkzeug zum Bohren und Fräsen auf kleinstem Raum: senkrecht ins Material eintauchen (Bohren), eine Nut ins Volle fräsen und abschließend in einem Schlichtdurchgang die Fräsoperation fertigstellen. Mit dem neuen Schneidwerkzeug des Schweizer Werkzeugherstellers Mikron Tool SA Agno ist all dies möglich. Eine typische Anwendung findet sich beim Fräsen von Keilnuten, wie sie zum Beispiel bei Antriebswellen von Motoren anzutreffen sind. Bohrer und Fräser zeichnen sich durch sehr unterschiedliche Charakteristiken aus. Die Stärken von beiden in einem einzigen Werkzeug zu vereinen, ist anspruchsvoll. Vor allem, wenn es um kleine Durchmesser geht und das Resultat auch noch effizient, prozesssicher und präzise erreicht werden soll. So zeichnet sich der neue dreizahnige Hartmetall-Tauchfräser durch verschiedene Merkmale aus.

Norbert Reiche
Norbert Reiche, Leiter Vorführ- und Anwendungszentrum der ZCC Cutting Tools Europe GmbH, Düsseldorf. - Bild: ZCC

Dank einer speziellen Schneidengeometrie ist ein prozesssicheres und vibrationsfreies Eintauchen (Bohren) möglich. Eine Korrektur im Zentrum stabilisiert die Mittenschneide und reduziert die Eindringkraft. Der extraweite Spanraum in der Kopfpartie erlaubt es, die Späne während des Bohrprozesses aufzunehmen und seitlich in die ebenfalls erweiterten Spannuten abzuführen. Angepasste Span- und Freiwinkel sowie stabile Schneidecken verhindern das seitliche Einhaken und somit das Ausbrechen der Schneiden durch Vibrationen, was eine der zentralen Schwierigkeiten beim "Bohren" mit einem Fräser ist.

"Die Produktion von qualitativ hochwertigen Werkzeugen mit kleinen Durchmessern erfordert ein ganz spezifisches Know-how." Norbert Reiche

Integrierte Kühlkanäle

Wie auch bei den anderen Fräsern dieser Produkt-Familie (zwei- und vierschneidig) führen auch bei diesem Werkzeug im Schaft integrierte Kühlkanäle das Kühlmittel direkt an die Schneiden und sorgen in jeder Position für eine konstante und gezielte Kühlung. Dies verhindert das Überhitzen und Ausbrechen der Schneiden auch bei hohen Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten. Außerdem werden so die Späne kontinuierlich aus der Fräszone gespült, was bei einer äußeren Kühlmittelzufuhr besonders bei engen oder verwinkelten Räumen ein Problem darstellt.

Integrierte Kühlung für hohe Oberflächenqualität

integrierte Kühlkanäle
Die im Schaft integrierten Kühlkanäle vermeiden ein Überhitzen der Schneiden und sichern ein Wegspülen der Späne aus der Fräszone. - Bild: Mikron

Diese Faktoren (Geometrie und Kühlung), kombiniert mit einer wärme- und verschleißresistenten Beschichtung und der Verwendung eines Ultrafeinkorn-Hartmetalls, gewährleisten die Leistungen des neuen Werkzeugs. Hervorzuheben seien nach Herstellerangaben vor allem die großen Abtragsraten, die dank hohen Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten und einer Zustellung von jeweils 1 x D möglich sind. Gleichzeitig seien die Standzeiten deutlich höher, generell erreichen diese mindestens das Doppelte und mehr gegenüber anderen marktüblichen Werkzeugen. Besonders ausgeprägt sei dies bei den kleineren Durchmessern und bei rostfreien Stählen oder bei Titan. Wichtig für eine hohe Oberflächenqualität sei vor allem die integrierte Kühlung, welche die Späne fortlaufend aus der Fräszone spült, so dass sie nicht mehrfach zerstückelt werden und dadurch die Oberfläche des Werkstücks verletzen.

Hochwertige Werkzeuge

Einreihige Gewindefräser
Einreihige Gewindefräser für verschiedene Steigungen. - Bild: Horn

Bei der Wahl des richtigen Fräsers sind einige Kriterien zu beachten, um das gewünschte Resultat zu erreichen. Bei der Ausführung einer Keilnut ist abschließend zum Beispiel ein seitliches Fräsen (Schlichten) notwendig, so dass der Werkzeugdurchmesser entsprechend auszuwählen ist. "Die Produktion von qualitativ hochwertigen Werkzeugen mit kleinen Durchmessern", erläutert Norbert Reiche, Leiter Vorführ- und Anwendungszentrum der ZCC Cutting Tools Europe GmbH, "erfordert ein ganz spezifisches Know-how".

Mikrofräser mit neuer Beschichtung
Sehr scharfe Mikrogeometrien bieten Mikrofräser mit neuen Beschichtungen. - Bild: Horn

Ob für die Einhaltung engster Fertigungstoleranzen, die Prozesssicherheit beim Beschichten mit reduzierten Schichtdicken oder die auf eine sichere Werkstückspannung und minimale Schaftdurchbiegung im Herstellprozess optimierten Schleifstrategien – entscheidend für den Erfolg ist die Beherrschung aller Parameter. Erfolgsfaktoren eines Mikrofräser-Produktprogramms für eine Materialbandbreite von hochlegierten Stählen über CFK, GFK und PMMA bis zu Graphit und Keramik seien darüber hinaus, neben modernsten Produktionsabläufen mit einer anschließenden 100 Prozent-Prüfung aller Werkzeuge durch Bildüberwachung, die für die jeweiligen Materialien optimierten Beschichtungen und speziellen Geometrien. nh