Fräsen Schwingungsarme Bearbeitung mit Rundplattenfräser bei doppelter Standzeit

Autor / Redakteur: Manfred Lunz / Rüdiger Kroh

Angesichts der großen Bauteile, die Kinkele fertigt, ist die Standzeit ein zentrales Entscheidungskriterium bei der Werkzeugbeschaffung. Neue Fräser mit PVD-Tigertec-Wendeplatten und der zähen Schneidstoffsorte WSP45 erreichten in Tests bei gleichen Schnittdaten doppelt so hohe Standzeiten wie die Vorgänger. Das Werkzeug wird vor allem für das Planfräsen von Schweißkonstruktionen verwendet.

Anbieter zum Thema

Geliefert wird so gut wie alles: Der Lohnfertiger Kinkele ist vielseitiger Partner für den Maschinen-, Apparate- und Stahlbau. Das Gros der Produkte sind Einzelteile, es verlassen aber auch Komponenten und komplette Anlagen per Schwertransport das Unternehmen. Die Auftraggeber kommen aus sämtlichen Sparten: Energietechnik, Verfahrenstechnik, Fördertechnik, Luft- und Raumfahrttechnik oder Lebensmitteltechnik.

Entsprechend umfangreich ist der Maschinenpark. Dieser erlaubt die Bearbeitung von Teilen bis zu 50 t und über 10 m Länge. Häufig handelt es sich um Schweißkonstruktionen, die dann auf großen Bohr- und Fräswerken weiterbearbeitet werden.

Lohnfertiger arbeitet vor allem mit Edelstahl

Bei vielen Auftraggebern geht die Tendenz immer mehr in Richtung Edelstähle. Mittlerweile hat der Anteil dieser Stähle bei Kinkele rund 30% erreicht, das entspricht einer Jahresmenge von über 1 000 t. Gängige Sorten sind X5CrNi18 10 (1.4301), X6 CrNiTi18 10 (1.4541) und X6 CrNiMoTi17 12 2 (1.4571).

Beispiele für Werkstücke aus diesen Materialien sind Vakuumkammern für Anlagen zur Pulverbeschichtung von Flachbildschirm-Displays. Die Nachfrage nach Großdisplays ist im Ansteigen begriffen, daher werden auch verstärkt größere Produktionsanlagen gebaut. Die Kammern werden zunächst geschweißt und dann auf einem Portalfräswerk gefräst. Die Grundfläche der Teile beträgt etwa 2 m × 3 m, das Gewicht liegt bei 15 t.

Für das Fräsen der Außenabmessungen, für Montageflächen und Durchbrüche kommen seit kurzem Fräser von Walter zum Einsatz, bestückt mit einer neuen Wendeplattensorte aus der Tigertec-Schneidstofffamilie. Bei diesen Wendeplatten wird die Al2O3-Hartschicht im PVD-Verfahren aufgebracht, ein Novum in der Beschichtungstechnik. Der Schneidstoff ist in den Sorten WSP45 und WSM35 erhältlich.

Zähe Schneidstoffsorte WSP45 ist universell einsetzbar

Die Ochsenfurter Zerspanungsspezialisten entschieden sich für die Sorte WSP45. Diese Schneidstoffsorte ist besonders zäh und universell einsetzbar, die Bearbeitungsbandbreite reicht von unlegierten Baustählen bis zu hochlegierten, nichtrostenden Stählen und das auch bei ungünstigen Bearbeitungsbedingungen.

Der Wunsch nach Universalität der Werkzeuge steht bei den Fertigungsverantwortlichen im Hause Kinkele ganz oben, denn es gibt viele Einzelstücke aus unterschiedlichen Werkstoffen. Wenn sich möglichst viele mit einem Schneidstoff bearbeiten lassen, so reduzieren sich die Werkzeugkosten, die Werkzeuglagerkosten und, aufgrund weniger Werkzeugwechsel, auch die Nebenzeiten.

Fräser mit WSP45 mit doppelt so langen Standzeiten

Bevor bei Kinkele die Entscheidung für den neuen Schneidstoff fiel, wurden umfangreiche Tests durchgeführt und ausgewertet. Die Ergebnisse sprachen für sich, denn die neuen Fräser mit WSP45-Wendeplatten ließen die Vorgänger weit hinter sich. Bei gleichen Schnittdaten wurden doppelt so hohe Standzeiten erreicht.

Angesichts der großen Bauteile, die Kinkele fertigt, ist die Standzeit ein zentrales Entscheidungskriterium bei der Werkzeugbeschaffung. Bei Bauteillängen von mehreren Metern ist eine widerstandsfähige Schneide besonders wichtig, denn müsste auf halbem Wege der Prozess unterbrochen werden, um die Wendeplatten zu drehen oder zu wechseln, würde dies die Kosten nach oben treiben.

Runde Schneidplatten für gleichmäßige Kraftverteilung

Insofern kamen die neuen Fräser gerade recht. Die Fertigungsverantwortlichen orderten mehrere Typen, alle mit Schneidstoff WSP45 bestückt. Einer ist der Rundplattenfräser F2334 (Wendeplattenform ROMX 1605MO-D57), der im Durchmesserbereich von 52 bis 125 mm verwendet wird (Bild 1). Das Werkzeug lässt sich vielseitig einsetzen, wird aber vor allem für das Planfräsen von Schweißkonstruktionen wie die Edelstahl-Vakuumkammern verwendet (Bild 2).

Schweißkonstruktionen neigen zu Schwingungen, der Rundplattenfräser bringt Ruhe in die Bearbeitung. Runde Schneidplatten erzeugen einen Span, der sich kontinuierlich verdünnt, außerdem werden die Schnittkräfte gleichmäßig in viele Richtungen verteilt. Gefahren wird dabei mit Vorschüben, die fünfmal höher liegen als beispielsweise bei einem 90°-Eckfräser, wobei die Spantiefe entsprechend angepasst wird. Mit dieser Bearbeitungsstrategie hat Kinkele das Schwingungsproblem gut im Griff.

Vielzahn-Planfräser für die Gussbearbeitung

Die typischerweise verwendeten Schnittdaten beim Planen der Edelstahl-Vakuumkammern sind Schnittgeschwindigkeit 150 m/min, Zahnvorschub 1 mm und Spantiefe 1,5 mm. Damit ergeben sich Standzeiten um 70 min. Bei Massivteilen aus Guss sieht die Strategie wieder ganz anders aus: Dort wird meistens ein Vielzahn-Planfräser verwendet. Eine weitere Voraussetzung für eine möglichst schwingungsarme Bearbeitung ist die hochpositive Geometrie der PVD-Tigertec-Wendeplatten. Maschinen mit universellen Einsatzmöglichkeiten verfügen beispielsweise über Winkelköpfe.

Solche Maschinenkonzepte benötigen passende, weichschneidende Werkzeuge, damit die Schnittkräfte in Grenzen bleiben. Aufgrund der doppelt so hohen Standzeiten sowie der universellen Verwendbarkeit plant man bei Kinkele mit einem Wendeplattenbedarf für Rundplattenfräser von etwa 5000 Stück pro Jahr. MM

Manfred Lunz ist technischer Berater bei der Walter AG, 72072 Tübingen

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Artikelfiles und Artikellinks

(ID:211459)