Wie Sie den richtigen Planfräser auswählen: Ein Leitfaden

Das Hauptwerkzeug für die Bearbeitung flacher Werkstücke ist ein Planfräser, der an seinem Umfang und an der Stirnseite Schneiden hat. Die stirnseitige Schneide gilt als Nebenschneide. Der Planfräser hat in der Regel einen großen Durchmesser, so dass es bei der Auswahl des Fräsers üblich ist, die Zähne des Fräsers und [...]

Leitfaden für die Auswahl eines Planfräsers

Inhaltsverzeichnis

Das Hauptwerkzeug für die Bearbeitung flacher Werkstücke ist ein Planfräser, der an seinem Umfang und an der Stirnseite Schneiden hat. Die stirnseitige Schneide gilt als Nebenschneide.

Der Planfräser hat in der Regel einen großen Durchmesser. Daher ist es üblich, bei der Auswahl des Fräsers die Zähne und den Körper des Fräsers zu trennen, um eine langfristige Nutzung zu gewährleisten.

Planfräser

1. Auswahl des Planfräserdurchmessers

Bei der Wahl des Stirnfräserdurchmessers unterscheidet man im Wesentlichen zwischen drei Fällen:

(1) Bei der Bearbeitung einer kleinen ebenen Fläche ist es wichtig, ein Werkzeug oder einen Fräser mit einem Durchmesser zu wählen, der größer ist als die Breite der Ebene, um eine einzige Ebene zu fräsen. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn der Durchmesser des Planfräsers das 1,3 bis 1,6-fache der Breite der Bearbeitungsfläche beträgt.

(2) Für eine große Bearbeitungsfläche sind mehrere Durchgänge mit einem Fräser mit entsprechendem Durchmesser erforderlich. Der Durchmesser des Fräsers wird durch die Grenzen der Werkzeugmaschine, die Schnitttiefe und -breite sowie die Größe der Klinge und des Werkzeugs begrenzt.

(3) Wenn die Bearbeitungsebene klein ist und die Werkstücke verstreut sind, sollte zum Fräsen ein Schaftfräser mit kleinerem Durchmesser gewählt werden. Um die Effizienz zu maximieren, sollte der Fräser 2/3 seines Durchmessers in Kontakt mit dem Werkstück haben, was bedeutet, dass der Durchmesser des Fräsers dem 1,5-fachen der Fräsbreite entspricht.

Beim Vorwärtsfräsen sorgt das richtige Verhältnis von Werkzeugdurchmesser zu Schnittbreite für einen geeigneten Schnittwinkel des Fräsers beim Eintauchen in das Werkstück.

Besteht Unsicherheit über die Fähigkeit der Werkzeugmaschine, dieses Schnittverhältnis einzuhalten, kann die axiale Schnittdicke in mehreren Durchgängen ausgeführt werden, um das Verhältnis von Fräserdurchmesser zu Schnittbreite so weit wie möglich beizubehalten.

2. Auswahl der Zahnzahl des Fräsers

Bei der Auswahl eines Fräsers für die Bearbeitung ist es wichtig, die Anzahl der Zähne am Fräser zu berücksichtigen. Ein Fräser mit wenigen Zähnen und einem Durchmesser von 100 mm hat zum Beispiel nur 6 Zähne, während ein Fräser mit vielen Zähnen und einem Durchmesser von 100 mm 8 Zähne haben kann. Die Dichte der Fräserzähne wirkt sich sowohl auf die Produktionseffizienz als auch auf die Produktqualität aus.

Eine dichte Verzahnung führt zu einer höheren Produktionseffizienz und einer besseren Produktqualität, erschwert aber auch den Spanabfluss. Fräser lassen sich anhand des Durchmessers ihrer Zähne in grobe, feine und dichte Zähne einteilen. Dünne Zähne werden für die Grobbearbeitung von Werkstücken verwendet und haben 1 bis 1,5 Schneiden pro 25,4 mm Durchmesser, die ausreichend Platz für die Spanabfuhr bieten.

Dieser Werkzeugtyp wird zum Schneiden weicher Materialien verwendet, die kontinuierliche Späne erzeugen, und eignet sich am besten für das Schneiden mit langen Klingen und einer großen Breite.

Dichte Zähne sind ideal für stabile Bearbeitungsbedingungen und werden üblicherweise für die Schruppbearbeitung von Gusseisen verwendet. Sie eignen sich auch für flache Schnitte und schmale Schnitte in Superlegierungen und zum Schneiden ohne Spanraum. Dichte Zähne werden beim Schlichtfräsen mit einem axialen Hinterschnitt von 0,25 bis 0,64 mm verwendet, was zu einer geringen Schnittlast pro Zahn und einem reduzierten Leistungsbedarf führt. Dieser Fräsertyp ist ideal für die Bearbeitung dünnwandiger Werkstoffe.

Die Zahnteilung bestimmt die Anzahl der Fräserzähne, die beim Fräsen gleichzeitig schneiden. Es ist wichtig, dass immer mindestens ein Messer schneidet, um Frässtöße zu vermeiden, die zu Werkzeugschäden und Überlastung der Werkzeugmaschine führen können. Außerdem muss die Anzahl der Messerzähne so gewählt werden, dass sich die Späne aufrollen und den Schnittbereich leicht verlassen können. Ein unzureichender Spänespeicher kann dazu führen, dass die Späne eingeklemmt werden und die Schneide und möglicherweise auch das Werkstück beschädigen. Die Klinge muss außerdem eine ausreichende Dichte aufweisen, um sicherzustellen, dass während des Schneidens immer mindestens eine Klinge schneidet, da es sonst zu schweren Stößen kommen kann, die zum Bruch der Schneide, zur Beschädigung des Werkzeugs und zur Überlastung der Werkzeugmaschine führen.

3. Auswahl des Werkzeugwinkels

Der Schnittwinkel des Werkzeugs kann als positiver Spanwinkel, negativer Spanwinkel oder Null-Spanwinkel relativ zur Radial- und Axialebene eingestellt werden. Der Spanwinkel Null, bei dem die gesamte Schneide gleichzeitig auf das Werkstück trifft, wird im Allgemeinen nicht verwendet.

Die Wahl des Winkels des Planfräsers wirkt sich auf die Art des ebenen Fräskontakts aus. Um die Auswirkungen auf den Fräser zu minimieren, die Beschädigung des Fräsers zu reduzieren und den Kontaktmodus mit der Stirnfläche zu vermeiden, ist es wichtig, sowohl den Schnittwinkel des Fräsers als auch den geometrischen Winkel des Planfräsers zu berücksichtigen.

Der Schnittwinkel wird durch die Kombination von radialem und axialem Spanwinkel bestimmt.

Zu den gängigen grundlegenden Kombinationsmethoden gehören:

  • Radialer negativer Spanwinkel und axialer negativer Spanwinkel.
  • Radialer positiver Spanwinkel und axialer positiver Spanwinkel.
  • Radialer negativer Spanwinkel und axialer positiver Spanwinkel.
  • Radialer positiver Spanwinkel und axialer negativer Spanwinkel.

Werkzeuge mit negativem axialem und radialem Vorschubwinkel (als "doppelt negativ" bezeichnet) werden vor allem für die Schruppbearbeitung von Gusseisen und Stahlguss verwendet, aber die Werkzeugmaschine muss eine hohe Leistung und ausreichende Steifigkeit aufweisen. Die "doppelt negative" Klinge hat eine starke Schneide und kann große Schnittlasten bewältigen, aber die Werkzeugmaschine, das Werkstück und die Vorrichtung müssen ebenfalls eine hohe Steifigkeit aufweisen.

Werkzeuge mit positiven axialen und radialen Vorwärtswinkeln (als "doppelt positiv" bezeichnet) vergrößern den Schneidwinkel, was den Schnitt leichter und die Spanabfuhr reibungsloser macht, aber die Schneidkantenfestigkeit ist schwach.

Diese Kombination ist ideal für die Bearbeitung von weichen Werkstoffen und Materialien wie Edelstahl, hitzebeständigem Stahl, Normalstahl und Gusseisen. Sie sollte verwendet werden, wenn die Werkzeugmaschine eine geringe Leistung hat, das Prozesssystem eine unzureichende Steifigkeit aufweist und Späneansammlungen auftreten.

Die Kombination aus negativem radialem Spanwinkel und positivem axialem Spanwinkel erhöht die Schneidkantenfestigkeit durch den negativen radialen Spanwinkel und erzeugt eine Scherkraft durch den positiven axialen Spanwinkel. Diese Kombination hat eine hohe Schlagzähigkeit und eine scharfe Schneidkante, wodurch sie sich für das schwere Fräsen von Stahl, Stahlguss und Gusseisen eignet.

Der positive radiale Spanwinkel und der negative axiale Spanwinkel bewirken, dass sich die gebrochenen Späne unter die Mitte bewegen, wodurch die Späne die bearbeitete Oberfläche zerkratzen und zu einer schlechten Spanabfuhr führen.

4. Auswahl des Fräseinsatzes

Beim Planfräsen kommt es auch auf die Wahl der Fräsplattenpräparation an. In manchen Fällen ist eine gepresste Klinge besser geeignet, in anderen Fällen ist eine geschliffene Klinge erforderlich.

Eine gepresste Klinge ist kostengünstiger für die Schruppbearbeitung und hat eine bessere Kantenfestigkeit, wodurch sie stoßfest ist und große Rück- und Vorschübe bewältigen kann. Außerdem verfügt sie über eine Spanleitstufe auf der Spanfläche, die die Schnittkraft, die Reibung mit dem Werkstück und den Spänen sowie den Leistungsbedarf reduziert.

Die Oberfläche der gepressten Klinge ist jedoch nicht so glatt wie die einer geschliffenen Klinge und weist eine schlechte Maßgenauigkeit auf, mit einem großen Höhenunterschied zwischen den einzelnen Werkzeugspitzen und dem Fräskörper. Trotz dieser Nachteile wird die gepresste Klinge aufgrund ihrer geringen Kosten häufig in der Produktion eingesetzt.

Für das Schlichtfräsen wird eine geschliffene Klinge bevorzugt, da sie eine gute Maßhaltigkeit aufweist, was zu einer hohen Positioniergenauigkeit der Schneide, einer verbesserten Bearbeitungsgenauigkeit und einer geringeren Oberflächenrauhigkeit Wert. Der Trend beim Schleifen von Wendeschneidplatten für die Fertigbearbeitung geht dahin, eine Spanleitstufe auszuschleifen, um eine Schneide mit großer positiver Spanfläche zu erzeugen, die es der Schneide ermöglicht, mit geringem Vorschub und Rückzug zu schneiden.

Ohne einen scharfen Spanwinkel führt eine Hartmetallklinge, die mit geringem Vorschub und Rückzug bearbeitet wird, jedoch dazu, dass die Werkzeugspitze am Werkstück reibt und die Standzeit des Werkzeugs verringert wird.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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