Die Bestimmung der richtigen Fräswendeplattensorte
Die Wahl der richtigen Wendeschneidplatte für Ihre Anwendung muss kein komplizierter Prozess sein. Trotz der Vielzahl an Sorten- und Geometriekombinationen sowie den unterschiedlichen Anwendungsszenarien können für alle Werkstoffgruppen optimierte Fräsvorgänge erreicht werden, die das Zeitspanvolumen, die Werkzeugstandzeit und die Oberflächengüte verbessern.
Gängige Fräswendeplattensorten und -typen
Die „Sorte“ einer Wendeschneidplatte bezeichnet die Kombination aus Grundmaterial (meist Wolframkarbid), Beschichtung und weiteren Vor- oder Nachbehandlungen. Zur Verbesserung der Leistung setzt Seco bei der Beschichtung seiner Fräswendeplatten auf das chemische (CVD) oder physikalische (PVD) Aufdampfverfahren.
Beim CVD-Verfahren wird eine Beschichtung durch das Einleiten von flüchtigem Gas und Metall- oder Keramikdampf in eine beheizte Vakuumkammer aufgebracht. Diese Beschichtung ist 7 µm oder dicker und bietet eine wirksame Hitzebarriere für hohe Schnittgeschwindigkeiten. Allerdings kann CVD nicht auf sehr scharfe Schneidkanten angewendet werden und ist im Vergleich zu PVD anfälliger für die Bildung von Rissen und Bruch.
Das PVD-Verfahren verdampft festes Metall durch elektrische Ladung im Vakuum. PVD-Beschichtungen sind etwa 4 bis 5 µm dick, eignen sich für alle Geometrien, besonders aber für scharfe Schneidkanten. Dank der prozessbedingten Druckspannungen sind sie härter und erzeugen weniger Reibung, was den Betrieb bei niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten erleichtert.
Unbeschichtete Fräswendeplatten sind eine gute Alternative für die Bearbeitung von Nichteisenmetallen, wie z.B. Aluminiumlegierungen. Die Werkzeugsorten lassen sich in „zähe“ und „harte“ Varianten einteilen. Zähere Sorten bieten mehr Widerstand gegen Stöße und eignen sich besonders für unterbrochene Schnitte, Vibrationen und die Bearbeitung heterogener Werkstoffe, da sie mechanischen Belastungen standhalten, ohne abzusplittern.
Härtere Sorten hingegen sind widerstandsfähiger gegen abrasiven Verschleiß und bieten in Kombination mit einer CVD-Beschichtung eine hohe Hitzebeständigkeit für ununterbrochene Hochgeschwindigkeitsschnitte. Allerdings sind harte Sorten spröder und neigen eher zu Werkzeugverschleiß, Schneidenausbrüchen oder thermischen Rissen.
Wie die Wendeplattensorte den Bearbeitungsprozess beeinflusst
Die Wahl der richtigen Wendeplattensorte ist entscheidend, um eine Balance zwischen Werkzeugstandzeit, Leistung und Produktivität zu gewährleisten. Für eine nachhaltige und kosteneffiziente Fertigung ist es wichtig, die Standzeit der Werkzeuge zu maximieren und den Bearbeitungsprozess so effizient wie möglich zu gestalten. Übermäßiger Werkzeugverschleiß, Ausschussteile, Stillstandzeiten und unnötige Bearbeitungsschritte erhöhen die Kosten und verringern die Rentabilität. Daher sollten Fertigungsbetriebe die verschleißfesteste Sorte einsetzen, die nur minimale Bruchgefahr aufweist und ein gleichmäßiges, vorhersehbares Verschleißmuster zeigt.
Wichtige Aspekte bei der Wahl der Wendeschneidplattensorte
Der Werkstoff des Werkstücks ist das entscheidende Kriterium bei der Auswahl der Wendeschneidplattensorte. Werkstoffe wie Nichteisenmetalle, Superlegierungen und Stahl beeinflussen direkt die Wahl der Sorte. Auch die Größe und Form des Werkstücks spielen eine wesentliche Rolle. Größere Werkstücke erfordern häufig größere Fräser und längere Bearbeitungszeiten, was in der Schneidzone zu höheren Temperaturen führen kann. Daher ist es ratsam, bei großen Bauteilen CVD-Sorten anstelle von PVD-Sorten zu verwenden.
Darüber hinaus sind die Bearbeitungsbedingungen wichtige Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt. Fragen wie die Stabilität der Bedingungen, die Art des Schnitts (unterbrochen oder ununterbrochen) und die Oberflächenbearbeitung sind entscheidend.
Die Gesamtstrategie der Fertigungsstätte hinsichtlich der Werkzeuge hat ebenfalls Einfluss auf die Auswahl. Einige Sorten sind vielseitig einsetzbar und eignen sich für eine Vielzahl von Werkstoffen und Anwendungen, wie sie in der High-Mix/Low-Volume-Fertigung vorkommen. Diese Vielseitigkeit kann jedoch die Leistung bei spezifischen Prozessen in der Low-Mix/High-Volume-Fertigung beeinträchtigen. Daher müssen Fertigungsstätten abwägen, ob eine universelle Sorte wie F40M ihre Anforderungen kosteneffizient erfüllt oder ob spezialisierte Sorten wie MP1501 und MP2050 benötigt werden, die in bestimmten Anwendungen eine bessere Leistung bieten.
Wendeschneidplattensorte und Werkzeuggeometrie
Die Auswahl der Wendeschneidplattensorte sollte immer in Verbindung mit ihrer Geometrie erfolgen. Die Wechselwirkung zwischen Sorte und Geometrie hat einen signifikanten Einfluss auf den Verschleiß und die Leistung des Werkzeugs. Beispielsweise kann eine harte Sorte, wenn sie mit einer scharfen, positiven oder ungeschützten Geometrie kombiniert wird, bei unterbrochenen Schnitten oder beim Kontakt mit Unebenheiten zu einem erhöhten Risiko von Abplatzungen und Brüchen führen.
Seco bietet fünf Geometriekategorien an, die von E für leichte Zerspanung über M für mittlere bis hin zu D für schwierige Bearbeitungsbedingungen reichen. Zusätzlich gibt es zwei Zwischengruppen – ME und MD – auf der leichten bzw. schwierigen Seite von M, die eine präzisere Anpassung der Bearbeitung ermöglichen, basierend auf der Analyse von Verschleißmustern und Leistungsdaten. Die optimale Werkzeugstandzeit und Leistung in Bezug auf das Bearbeitungsziel hängen von der korrekten Abstimmung zwischen der Wendeschneidplattensorte und der Geometrie ab.
Die allgemeine Tabelle der Wendeschneidplattensorten von Seco bietet Fertigungsunternehmen einen wertvollen Ausgangspunkt, um die geeignete Kombination aus Wendeschneidplattensorte und Geometrie für ihre Anwendungen zu finden. Die Sorten sind in der Tabelle nach dem Werkstoff des Werkstücks sowie nach zunehmender Zähigkeit von oben nach unten angeordnet.
Die härteren, verschleißfesteren Sorten sind oben in der Tabelle aufgeführt. Das Diagramm zeigt ebenfalls einen allgemeinen Ausgangspunkt für Geometrien an, die von links nach rechts von unbeschichteten, positiven Geometrien bis hin zu stark beschichteten Geometrien für herausfordernde Schnittbedingungen reichen. Die Analyse von Ergebnissen und Verschleißmustern ermöglicht eine Optimierung der Prozesse und eine Verfeinerung durch die Auswahl einer Sorte über oder unter der usprünglichen Wahl.
Zusammenfassung
Durch die Wahl der geeigneten Wendeplattensorte kann die Fräsbearbeitung optimiert werden, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosteneffizienz, Produktivität und Leistung sicherzustellen. Die Analyse des Werkstoffs, der Größe und Form des Werkstücks sowie der Bearbeitungs- und Oberflächenbedingungen bietet einen soliden Ausgangspunkt für die Auswahl der Sorte. Die vollständige Prozessoptimierung mit einer für die Anwendung und die gegebenen Bedingungen besser geeigneten Sorte kann durch die Beobachtung der ersten Ergebnisse und Verschleißmuster sowie anschließende Anpassungen erreicht werden.
Zusätzliche Informationen finden Sie in unserer umfassenden Übersicht zu geeigneten Fräswendeplattensorten.
Seco’s Digitale Kataloge und Seco Suggest bieten Online-Werkzeugempfehlungen für spezifische Anwendungen, die auf den festgelegten Bearbeitungsbedingungen basieren. Diese umfassenden Ressourcen helfen Fertigungsbetrieben, einen Ausgangspunkt für neue Anwendungen zu finden oder zusätzliche Werkzeugoptionen für bestehende Projekte zu erkunden. Zudem können die Betriebe ihren Ansprechpartner vor Ort kontaktieren, um eine umfassende Beratung zur Auswahl der geeigneten Fräswendeplattensorte für ihre spezifischen Anforderungen zu erhalten.
