Bild: Paul Horn GmbH
Produktiv und hochgenau mit Durchmessern von 0,2 bis 125

Das präzise, termingerechte und wirtschaftliche Umsetzen der Kundenwünsche ist eine der primären Aufgaben im Werkzeug- und Formenbau.

Die dafür benötigte Produktivität und Prozesssicherheit verlangt unter anderem kurzfristig lieferbare Fräswerkzeuge in Standard- oder Sonderausführungen.

WOLFGANG-D. SCHENK, REUTLINGEN 

 

 

Die Kompetenz eines Werkzeug- und Formenbauers erweist sich unter anderem im Umgang mit unterschiedlichen Werkstückgrößen, Werkstoffen, Bearbeitungs- und Genauigkeitsanforderungen. Dem damit verbundenen Zeit- und Kostendruck werden individuelle Strategien entgegengesetzt, von der Konzeption des Werkzeugs über die kostenoptimierte Fertigung bis zum Service. Im Rahmen dieser Leistungsbeweise kommt den Werkzeugkosten, speziell bei der spanenden Bearbeitung, eine besondere Bedeutung zu. Deshalb entwickelte die Paul Horn GmbH verschiedene Frässysteme die nach Katalog, oder als Sonderausführung sehr kurzfristig – meist innerhalb einer Woche – lieferbar sind.

 

Standard- und Sonderwerkzeuge für individuelle Strategien


Neben den Werkzeugträgern und -haltern entscheiden die Geometrie, das Grundsubstrat und die Beschichtung des Fräsers über dessen Leistung und Wirtschaftlichkeit. Entsprechend dieser Wertigkeit konzentriert die Firma Horn die komplette Produktentstehung im eigenen Hause, von der Aufbereitung des Hartmetallpulvers bis zum Beschichten der Werkzeuge einschließlich Halterfertigung. Die durch die Inhouse-Fertigung erreichte Flexibilität im gesamten Entstehungsprozess von Standard- und Sonderausführungen bietet dem Anwender bemerkenswerte Vorteile, sowohl bei Einzelteilen als auch in der Serienfertigung.

 

Schieberbahn, Formeinsätze und Elektrode wirtschaftlich fräsen


Ein Lieferant von medizinischen Geräten beauftragte die Firma WF Fottner GmbH aus Mössingen bei Tübingen mit der Lieferung einer Spritzgussform zur Herstellung von Griffschalen. Der sieben Mitarbeiter beschäftigende Betrieb konzentriert sich seit der Gründung im Jahre 1987 auf die Herstellung von Spritzguss-, Druckguss- und Folgeverbundwerkzeugen bis 500 mm Seitenlänge und 1 000 kg Gewicht. Basierend auf diesen Erfahrungen wurde nach den Vorgaben des Kunden ein Zweiplatten-Spritzgießwerkzeug mit einem Formeinsatz für 500 000 Schuss konstruiert und für die Herstellung folgender Arbeitsablauf definiert: Schruppen der Schieberbahn in die 196 x 296 x 76 mm große Formplatte aus Werkstoff 1.2085, fräsen einer 120 x 120 x 40 mm großen Tasche, fräsen des Formeinsatzes für die Griffschale in Werkstoff 1.2083 (Stavax ESR). Für diese Aufgaben wählten die Fottner-Spezialisten aus dem Horn-Programm die Hochvorschubfräser DAH zum Vorschruppen und die Vollhartmetallfräser DS zum Hartfräsen sowie weitere DS-Werkzeuge zum Fräsen der Cu-Elektrode.

 

Vorschruppen und Schlichten


Zum Vorschruppen der Schieberbahn und der Tasche für den Formeinsatz mit einem Wendeplattenfräser DAH 25, Ø 20 mm, wählte man folgende Parameter: Schnittgeschwindigkeit vc = 250 m/min, Drehzahl n = 4 200 min-1, Vorschub fz = 1 mm/Z, Vorschubgeschwindigkeit vf = 8 500 mm/min, Schnitttiefe ap = 0,5 mm. Im zweiten Arbeitsgang schlichtete ein 4-schneidiger Torusfräser aus dem System DS, Ø 20 mm, Eckenradius r = 2 mm, die Anlageflächen für die Schieberbahnführung und die Innenseiten der Tasche. Bei beiden Teilen wurde die vorgegebene Rautiefe Rz = 1,8 – 2,2 μm mühelos erreicht.


Bei dem Formeinsatz 130 x 148 x 60 mm für die Griffschale schruppte zuerst ein Fräser DAH 25, Ø 12 mm, die Freiformflächen mit vc = 200 m/min, n = 5 400 min-1, fz = 0,8 mm/Z, vf = 8 600 mm/min, ap = 0,4 mm. Nach dem Härten auf HRC 56 ± 1, schlichtete ein Torusfräser DST, Ø 5 mm, Eckenradius r = 1 mm, die Oberfläche entsprechend der vorgegebenen Rautiefe Rz = 2,4 μm. Das Abarbeiten der Aufmaße am Formeinsatz erfolgte mit vc = 240 m/min, n = 15 000 min-1 und fz = 0,8 mm/Z.

 

Vielseitig einsetzbare Hochvorschubfräser DAH mit Wendeschneidplatten


Die DAH-Fräser beweisen sowohl beim Schruppen wie auch beim Aufbohren, Plan-, Taschen-, Tauch-, Fas-, Stirn- und Zirkularfräsen von Stahl, Gusswerkstoffen und Aluminium ihre Vielseitigkeit und Stärke. Als Schaftfräser mit Weldonaufnahme, Einschraubfräser und als Aufsteck-Messerköpfe sind sie in elf Größen für Schneidkreisdurchmesser von 12 bis 125 mm lieferbar. Die Geometrie der 6-, 3- und 2-schneidigen Wendeschneidplatten sichert einen weichen Schnitt mit gleichmäßiger Aufteilung der Zerspankräfte und ein schnelles Eintauchen bei bester Schneidenstabilität.


Bei einer maximalen Schnitttiefe von 2 mm können Vorschübe bis 3 mm/Zahn gefahren werden. Die für die kleineren Fräser entwickelten Wendeschneidplatten mit je zwei Schneiden erlauben Schnitttiefen bis 1,0 mm. Empfehlenswert sind Vorschübe/ Zahn von 0,5 bis 2,5 mm (bei Stahl 0,5 bis 1,5 mm) und Schnittgeschwindigkeiten von 180 bis 300 m/min.

 

Filigrane Elektrodenkonturen zuverlässig fräsen


Bis zu 14 mm tiefe Kavitäten, Stege ≥ 0,6 mm und zwei abgewinkelte, zylinderförmige Entlüftungen mit 0,6 mm Durchmesser forderten das Leistungsvermögen der Fräser aus dem System DS. Die als Schaft-, Torus-, Vollradius-, Doppelradius- und Schruppfräser und mit bis zu sechzehn Schneiden lieferbaren Vollhartmetallfräser sind mit Schneidkreisdurchmessern von 1 bis 16 mm zum Bearbeiten von Kupfer, Grafit, Aluminium, Kunststoffen, weichen und gehärteten Stählen sowie von Titan einsetzbar. Verschiedene Hartmetallsorten und Beschichtungen erlauben das „Weich-Hartfräsen“ bis etwa 60 HRC und das Hartfräsen von 56 bis 70 HRC. Mikrofräser mit Schneidkreisdurchmessern von 0,2 bis 3 mm und verlängertem Schaft bieten bei tiefen Kavitäten und filigranen Formen wichtige Bearbeitungsvorteile. Die Schäfte in h5-Qualität überzeugen mit einer Rundlaufgenauigkeit von 0,005 mm und sind damit bestens geeignet für die Bearbeitung der Cu-Elektrode für den Formeinsatz.


Dank dieser Eigenschaften ließ sich der Arbeitsablauf mit nur vier DS-Fräsern bewältigen: Schruppen der Elektrode mit einem 4-schneidigen Torusfräser, Ø 6 mm, danach Fertigbearbeitung mit einem weiteren Torusfräser Ø 3 mm und Eckenradius r = 0,5 mm. Für die abschließende filigrane Detailarbeit in den Kavitäten kamen nacheinander zwei DS-Mikrofräser zum Einsatz. Ein Zweischneider mit Ø 1,5 mm und ein Vollradiusfräser mit Ø 1,0 mm. Alle vier Werkzeuge erfüllten die Erwartungen, so dass die Elektrode in 3,5 Stunden gefräst werden konnte, trotz reduzierter Schnittparameter wegen der dünnwandigen Konturen.

 

Standard- und Sonderwerkzeuge für den Werkzeug- und Formenbau


Für das breite Bearbeitungsfeld im Werkzeug- und Formenbau und zur Lösung individueller Aufgaben entwickelte die Firma Horn verschiedene Frässysteme. Dazu zählt das modulare Wechselkopfsystem DG. Mit seiner patentierten Schnellwechsel-Schnittstelle kommt es beim Eck- und Nutfräsen, Fasen und Anbohren, Kopier- und Hochvorschubfräsen von Stählen zum Einsatz. Dank des modularen Aufbaus aus Hartmetall-Schneidenteil mit segmentiertem Stahlgewinde und Hartmetallschaft mit Stahl-Anschluss ist es höchst flexibel und in vielen Anwendungen wirtschaftlicher als Vollhartmetallfräser.


Die HM-Wechselköpfe sind mit 10/12/16 und 20 mm Durchmesser mit Eckenfase, Eckenradius oder mit scharfer Schneidecke lieferbar. Für alle Kopfformen eines Durchmessers wird nur ein Schaft benötigt. Das modulare Konzept erlaubt das Zusammenstellen von Fräsern in nahezu beliebiger Form, insbesondere von Nutfräsern mit großem Durchmesser und kleinem Halsquerschnitt. Für Nuten von 1 bis 3 mm Breite sind Nutfräser bis 30 mm Schneidkreisdurchmesser lieferbar. Des Weiteren lassen sich Viertelkreisfräser für Schäfte mit 10 mm Durchmesser und Eckenradien von 0,2 bis 3 mm mit einem einzigen Halter kombinieren.

 

Vollhartmetallfräser DP zum Bohrnuten-, Kopierfräsen und Entgraten


Das System DP ist besonders wirtschaftlich beim Fräsen von allgemeinen Stählen, Grauguss, Titan sowie Ni- und Co-Legierungen. Die Schrupp-, Schlicht-, Entgrat-, Kordelschrupp-, Torus-, Mehrschneider- und Kugelfräser sind mit Nenndurchmessern von 1 bis 20 mm lieferbar. Ihre gemeinsamen Merkmale sind ein die Schnittkraft reduzierender Spanwinkel, tiefe Spanräume, sowie Freiwinkel mit Facettenschliff. Alle DP-Fräser mit Schaftdurchmessern ≥ 6 mm verfügen über eine Weldon-Spannfläche. Dank der Schafttoleranz h5, der h9-Durchmessertoleranz und der Rundlaufgenauigkeit von 0,01 mm sind sie auch für Präzisionsarbeiten bestens geeignet.


Die Sorte TF2K, eine PVD-TiAlNSchicht, erhöht die Stabilität der Schneidkanten. Dank der ausgezeichneten thermischen und chemischen Beständigkeit sind HPC-Bearbeitungen, nass oder trocken, möglich.

 

System DC zum Zirkularfräsen von Gewinden ab M1, zum Nuten und Fasen


Diese Vollhartmetallfräser vereinfachen das prozesssichere Herstellen von Gewinden, von Nuten mit runden oder rechteckigen Querschnitten sowie von Fasen. Mit einem Zahn sowie 2-, 3- oder 4 Schneiden erzeugen sie Gewinde mit Voll- oder Teilprofil, konische Gewinde sowie Rechts- und Linksgewinde auch mit variabler Steigung. Ihre Wirtschaftlichkeit beweisen die Fräser speziell beim Bearbeiten von Werkstoffen für die Medizintechnik wie Kobalt-Chrom-Stähle, Titan, rostfreie Stähle und Kunststoff. Besonders vorteilhaft ist die exakte Definitionsmöglichkeit des Gewindeein- und –auslaufs sowie der Gewindetiefe beim Fräsen oder Wirbeln von Innengewinden. Da die Gewindeherstellung oft einer der letzten Bearbeitungsschritte ist, kommt der hohen Prozesssicherheit des Zirkularfräsens eine besondere Bedeutung zu. 

www.phorn.de

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Beitrag aus dima 6/2014:

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