Fräsen oder Schleifen? Antworten zum richtigen Bearbeitungsverfahren

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Dabei sind die kompletten Einflüsse auf das Bearbeitungssystem, wie exemplarisch in Bild 2 dargestellt, zu berücksichtigen. Wichtig sind die optimale Einstellung der Bearbeitungsparameter und die Auswahl des richtigen Werkzeugs. Dies gilt sowohl für das Drehen oder Fräsen als auch für das Schleifen. Darüber hinaus muss noch die Frage des Kühlschmierstoffs für alle Verfahren geklärt werden, wobei teilweise Fräsen und Drehen auch als Trockenbearbeitung möglich sind. Beim Schleifen sind allerdings noch weitere Parameter zu beachten, zum Beispiel die genaue Einstellung der Kühlmitteldüse und der gesamte Abrichtprozess.

Durch das Abrichten wird immer wieder ein optimales Werkzeug erzeugt

Daraus ergeben sich Chancen und Risiken. Mithilfe des Abrichtprozesses kann die Werkzeuggeometrie immer absolut genau erzeugt werden. Beim Drehen und Fräsen verschleißt das Werkzeug und beeinflusst somit das Bearbeitungsergebnis negativ. Durch das Abrichten beim Schleifen wird immer wieder ein optimales Werkzeug erzeugt, das scharf ist. Das führt dazu, dass die Gradbildung, die mit einem stumpfen Werkzeug einhergeht, reduziert werden kann. Das Abrichten führt auch dazu, dass neue Geometrien einfach erzeugt werden können. Wenn Geometrien mit Formfräsern erzeugt werden müssen, führen kleine Geometrieänderungen schon dazu, dass ein neuer Fräser hergestellt werden muss. Beim Schleifen kann mithilfe des NC-Abrichtens nahezu jede beliebige Geometrie in das Schleifwerkzeug eingebracht werden. Somit lassen sich in kürzester Zeit neue Geometrien und Features ohne den Aufwand erzeugen, neue Werkzeuge herstellen zu müssen.

Das entscheidende Auswahlkriterium sollte allerdings immer die Wirtschaftlichkeit des Prozesses sein. Kann ein Verfahren die Herstellkosten dramatisch verringern, ist es natürlich zu bevorzugen. Dazu müssen allerdings alle Kosten in Betracht gezogen werden. Meist reicht eine einfache Analyse der Bearbeitungszeit nicht aus, weil die Verfahren sehr unterschiedliche Kosten bei den Werkzeugen (meist sind die Schleifwerkzeuge günstiger als die Fräs- oder Drehwerkzeuge) oder Kühlschmiermitteln (die Entsorgungskosten der unterschiedlichen Schmiermittel sind zu vergleichen) haben. Weiterhin unterscheiden sich die Maschinen meist auch in der Aufstellfläche, im Energiebedarf und den Wartungskosten.

Bearbeitungsbeispiel Turbinenschaufel

Am besten können die Vorteile der Verfahren an bauteilbezogenen Beispielen erläutert werden. Im Folgenden werden einige Bearbeitungsbeispiele dargestellt. Ein sehr komplexes Bauteil ist die Turbinenschaufel für Flugzeug- oder Kraftwerksturbinen. Gerade bei diesen Werkstücken gibt es sehr unterschiedliche Bearbeitungsstrategien. In den vergangenen Jahren hat die Entwicklung des Fünf-Achs-Hochgeschwindigkeitsfräsens dazu beigetragen, dass inzwischen mithilfe des Fräsens sehr genaue Werkstücke mit guter Oberflächenqualität erzeugt werden können. Bild 1 zeigt die Bearbeitung einer Turbinenschaufel auf einer HSTM-Maschine von Hamuel. Durch technische Weiterentwicklungen sind die erreichten Oberflächen und Abtragsleistungen sehr gut. Mithilfe neuer Spanntechnik kann die Turbinenschaufel fast komplett in einer Aufspannung gefertigt werden.

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