Informationen zu Wolframkarbid-Schaftfräsern und ihren möglichen Ausfallsituationen

Sind Schaftfräser aus Hartmetall?

Die meisten Schaftfräser werden entweder aus Kobaltstahllegierungen – als HSS (High Speed Steel) bezeichnet – oder aus Wolframkarbid hergestellt. Die Materialauswahl Ihres ausgewählten Schaftfräsers hängt von der Härte Ihres Werkstücks und der maximalen Spindeldrehzahl Ihrer Maschine ab.

Was ist der härteste Schaftfräser?

Schaftfräser aus Hartmetall.

Hartmetall-Schaftfräser gehören zu den härtesten Schneidwerkzeugen, die es gibt. Neben Diamant gibt es nur wenige andere Werkstoffe, die härter als Hartmetall sind. Dies macht Hartmetall in der Lage, fast jedes Metall zu bearbeiten, wenn es richtig gemacht wird. Wolframcarbid liegt zwischen 8,5 und 9,0 auf der Mohs-Härteskala und ist damit fast so hart wie Diamant.

Was ist das beste Schaftfräsermaterial für Stahl?

In erster Linie eignen sich Hartmetall-Schaftfräser am besten für Stahl und seine Legierungen, da sie eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen und sich gut für Hartmetalle eignen. Hartmetall arbeitet auch mit höherer Geschwindigkeit, was bedeutet, dass Ihr Fräser höheren Temperaturen standhalten und übermäßigen Verschleiß verhindern kann. Beim Schlichten von Edelstahlteilen ist für beste Ergebnisse eine hohe Schneidenzahl und/oder eine hohe Spirale erforderlich. Schlichtfräser für rostfreien Stahl haben einen Schrägungswinkel von über 40 Grad und eine Schneidenzahl von 5 oder mehr. Für aggressivere Schlichtwerkzeugwege kann die Schneidenzahl von 7 bis zu 14 Schneiden reichen.

Was ist besser, HSS- oder Hartmetall-Schaftfräser?

Vollhartmetall bietet eine bessere Steifigkeit als Schnellarbeitsstahl (HSS). Es ist extrem hitzebeständig und wird für Hochgeschwindigkeitsanwendungen auf Gusseisen, Nichteisenmetallen, Kunststoffen und anderen schwer zu bearbeitenden Materialien verwendet. Hartmetall-Schaftfräser bieten eine bessere Steifigkeit und können 2-3x schneller betrieben werden als HSS.

Warum versagen Schaftfräser?

1. Läuft es zu schnell oder zu langsamKann die Lebensdauer des Werkzeugs beeinträchtigen.

Ein zu schneller Betrieb eines Werkzeugs kann zu einer suboptimalen Spangröße oder sogar zu einem katastrophalen Werkzeugausfall führen. Umgekehrt kann eine niedrige Drehzahl zu Durchbiegung, schlechtem Finish oder einfach zu verringerten Metallabtragsraten führen.

2. Zu wenig oder zu viel füttern.

Ein weiterer kritischer Aspekt von Geschwindigkeiten und Vorschüben, die beste Vorschubrate für einen Auftrag, variiert erheblich je nach Werkzeugtyp und Werkstückmaterial. Wenn Sie Ihr Werkzeug mit einer zu langsamen Vorschubgeschwindigkeit betreiben, laufen Sie Gefahr, Späne nachzuschneiden und den Werkzeugverschleiß zu beschleunigen. Wenn Sie Ihr Werkzeug mit einer zu schnellen Vorschubgeschwindigkeit betreiben, können Sie einen Werkzeugbruch verursachen. Dies gilt insbesondere für Miniaturwerkzeuge.

3. Herkömmliches Schruppen verwenden.

Während traditionelles Schruppen gelegentlich notwendig oder optimal ist, ist es dem High Efficiency Milling (HEM) im Allgemeinen unterlegen. HEM ist eine Schrupptechnik, die eine geringere radiale Schnitttiefe (RDOC) und eine höhere axiale Schnitttiefe (ADOC) verwendet. Dies verteilt den Verschleiß gleichmäßig über die Schneidkante, leitet Wärme ab und verringert die Wahrscheinlichkeit eines Werkzeugausfalls. HEM kann nicht nur die Werkzeuglebensdauer drastisch erhöhen, sondern auch eine bessere Oberflächengüte und eine höhere Metallabtragsrate erzielen, was es zu einem umfassenden Effizienzschub für Ihre Werkstatt macht.

4. Unsachgemäße Werkzeughaltung und deren Auswirkung auf die Standzeit.

Korrekte Laufparameter haben weniger Einfluss auf suboptimale Werkzeughaltesituationen. Eine schlechte Verbindung zwischen Maschine und Werkzeug kann zu Rundlauffehlern, Ausrissen und Ausschuss von Teilen führen. Generell gilt: Je mehr Berührungspunkte ein Werkzeughalter mit dem Schaft des Werkzeugs hat, desto sicherer ist die Verbindung. Hydraulische und Schrumpfsitz-Werkzeughalter bieten gegenüber mechanischen Anziehmethoden eine höhere Leistung, ebenso wie bestimmte Schaftmodifikationen.

5. Keine variable Helix-/Steigungsgeometrie verwenden.

Ein Merkmal einer Vielzahl von Hochleistungs-Schaftfräsern mit variabler Wendel oder variabler Steigung, Geometrie ist eine subtile Änderung der Standard-Schaftfräsergeometrie. Dieses geometrische Merkmal stellt sicher, dass die Zeitintervalle zwischen Schneidkantenkontakten mit dem Werkstück variiert werden, anstatt gleichzeitig mit jeder Werkzeugdrehung.Diese Variation minimiert Rattern durch Reduzierung von Oberschwingungen, was die Werkzeuglebensdauer verlängert und hervorragende Ergebnisse liefert.

6. Die Wahl der falschen Beschichtung kann die Lebensdauer des Werkzeugs beeinträchtigen.

Auch wenn es etwas teurer ist, kann ein Werkzeug mit einer auf Ihren Werkstückstoff optimierten Beschichtung den Unterschied ausmachen. Viele Beschichtungen erhöhen die Schmierfähigkeit und verlangsamen den natürlichen Werkzeugverschleiß, während andere die Härte und Abriebfestigkeit erhöhen. Allerdings sind nicht alle Beschichtungen für alle Materialien geeignet, und der Unterschied ist am deutlichsten bei Eisen- und Nichteisenmaterialien. Beispielsweise erhöht eine Aluminium-Titan-Nitrid (AlTiN)-Beschichtung die Härte und Temperaturbeständigkeit in Eisenwerkstoffen, hat aber eine hohe Affinität zu Aluminium, wodurch das Werkstück am Schneidwerkzeug haftet. Eine Titandiborid (TiB2)-Beschichtung hingegen hat eine extrem geringe Affinität zu Aluminium, verhindert die Bildung von Schneidkanten und Spänen und verlängert die Standzeit des Werkzeugs.

7. Verwendung einer langen Schnittlänge.

Während eine lange Schnittlänge (LOC) für einige Arbeiten, insbesondere in der Endbearbeitung, unbedingt erforderlich ist, verringert sie die Steifigkeit und Festigkeit des Schneidwerkzeugs. Als allgemeine Regel sollte die LOC eines Werkzeugs nur so lang wie nötig sein, um sicherzustellen, dass das Werkzeug so viel wie möglich von seinem ursprünglichen Substrat behält. Je länger der LOC eines Werkzeugs ist, desto anfälliger wird es für Durchbiegung, was wiederum seine effektive Werkzeuglebensdauer verringert und die Bruchgefahr erhöht.

8. Auswahl der falschen Flötenanzahl.

So einfach es scheint, die Schneidenzahl eines Werkzeugs hat einen direkten und spürbaren Einfluss auf seine Leistung und seine Laufparameter. Ein Werkzeug mit geringer Spannutenzahl (2 bis 3) hat größere Spannuten und einen kleineren Kern. Wie bei LOC gilt: Je weniger Substrat auf einem Schneidwerkzeug verbleibt, desto schwächer und weniger steif ist es. Ein Werkzeug mit einer hohen Schneidenzahl (5 oder höher) hat natürlich einen größeren Kern. Hohe Flötenzahlen sind jedoch nicht immer besser. Niedrigere Schneidenzahlen werden typischerweise in Aluminium und NE-Materialien verwendet, teilweise weil die Weichheit dieser Materialien mehr Flexibilität für höhere Metallabtragsraten ermöglicht, aber auch wegen der Eigenschaften ihrer Späne. Nichteisenmetalle erzeugen normalerweise längere, strähnigere Späne, und eine geringere Spannutenzahl trägt dazu bei, das Nachschneiden von Spänen zu reduzieren. Werkzeuge mit höherer Schneidenzahl sind normalerweise für härtere Eisenmaterialien erforderlich, sowohl wegen ihrer höheren Festigkeit als auch, weil das Nachschneiden von Spänen weniger von Bedeutung ist, da diese Materialien oft viel kleinere Späne erzeugen.

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