Sie kennen das Problem bestimmt: Mitten im Zerspanungsprozess bricht unvermittelt der Fr?ser ab – ohne dass es dafür einen sichtbaren Grund wie Sp?nestau oder falsche Schnittparameter gibt. So ein Werkzeugbruch kann fatale Sch?den an den nachfolgenden Werkzeugen oder der Maschine nach sich ziehen. Au?erdem führt ein gebrochener Fr?ser zum Stillstand der Maschine – Zeit, in der nicht produziert werden kann und die Wirtschaftlichkeit leidet.
Wenn der Fr?ser bricht, kann das verschiedenste Gründe haben. Voraussetzung für einen sicheren Fr?sprozess ist vor allem, dass alle Parameter stimmen: Eine überbeanspruchung, aber auch eine Unterbeanspruchung des Werkzeugs kann zum Bruch führen. Wichtig ist auch eine ausreichende Maschinenleistung, optimale Kühlung und eine m?glichst hohe Rundlaufgenauigkeit des Werkzeugs und der Maschinenspindel. Doch gerade beim Fr?sen gibt es noch ein weiteres Kriterium: die Kr?fte, die w?hrend der Bearbeitung auf Werkzeug und Werkstück wirken. Wer hier wei?, was zu beachten ist, kann unn?tigem Fr?serbruch vorbeugen.
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Diese Kr?fte führen zum Fr?serbruch
Beim Fr?sen entstehen verschiedene Kr?fte, die auf das Fr?swerkzeug wirken. Werden diese Kr?fte aber zu gro?, wird der Schneidstoff überlastet und kann brechen. In diesem Zusammenhang sind zwei Kr?fte relevant: radiale Abdr?ngkr?fte und axiale Zugkr?fte.
1. Radiale Abdr?ngkr?fte
Die radialen Abdr?ngkr?fte sind umso gr??er, je schneller gefr?st wird und je fester das Material ist. Das hei?t, sie steigen mit zunehmender Belastung. Wie genau die radialen Abdr?ngkr?fte auf das Fr?swerkzeug wirken, erkl?rt Rolf Ehrler, Gühring-Produktmanager für Fr?swerkzeuge, im Video:
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2. Axiale Zugkraft
Kritisch wird die radiale Abdr?ngung in Kombination mit einer zweiten Kraft: der axialen Zugkraft. Diese Kraft entsteht beim Fr?sen überwiegend durch den Spiralwinkel. Je gr??er dieser Spiralwinkel ist, desto weicher schneidet das Werkzeug, aber desto gr??er ist auch die axiale Zugkraft. Im Video sehen Sie, was das für die Fr?sbearbeitung bedeutet.
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So spannen Sie Bauteile und Werkzeuge richtig
Dass diese beiden Kr?fte beim Fr?sen entstehen, l?sst sich nicht verhindern. Es liegt auch nicht im Interesse des Zerspaners, diese Kr?fte zu reduzieren, denn dafür müsste er langsamer fr?sen, was wiederum unwirtschaftlich w?re. Die L?sung besteht darin, Bauteile und das Werkzeug sicher zu spannen, um Werkzeugbruch zu vermeiden.
Werkzeuge richtig spannen
Eine Werkzeugaufnahme, die labil ist, zu viel Spiel hat oder zu klein bzw. zu lang oder dünn ist, kann sich den Zerspan- und Zugkr?ften nur schwer entgegenstellen. Sie sollten eine Werkzeugaufnahme mit einer ausreichenden Gr??e nutzen, die über eine hohe Spannkraft und Rundlaufgenauigkeit verfügt. Zudem sollten Fr?ser m?glichst kurz eingespannt werden, damit sie sich nicht durchbiegen. Alle Spannbohrungen und Werkzeugsch?fte sind vor dem Einsetzen immer zu reinigen und zu kontrollieren. Auch die Spannschraube sollten Sie regelm??ig auf Verschlei? prüfen. Und nicht vergessen: Nach dem Einspannen Rund- und Planlauf der Fr?swerkzeuge überprüfen.
Bauteile richtig spannen
Auch eine instabile Aufspannung des Werkstücks kann zu Vibrationen beim Fr?sen führen, durch die das Werkzeug bricht. Werkstücke k?nnen auf verschiedene Arten gespannt werden, dabei sollte die Spannvorrichtung aber folgende Anforderungen erfüllen: Das Bauteil sollte m?glichst starr gespannt werden und sich weder beim Spannen noch sp?ter beim Fr?sen verformen. Au?erdem sollte sich die Spannvorrichtung nahe am Maschinentisch befinden. Ist keine stabile Aufspannung m?glich, sollten Sie Werkzeugweg und Vorschubrichtung in Richtung der stabilsten Stelle der Spannvorrichtung lenken, um die stabilsten Zerspanungsbedingungen zu erzielen.
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