Wie wählt man einen Hartmetall-Schaftfräser? Konstruktion und Eigenschaften

Einführung

Die Wahl des Hartmetall-Schaftfräsers beginnt mit der Bewertung der Bearbeitungsaufgabe und der Anforderungen an das Werkzeug. Fräser unterscheiden sich nicht nur in der Geometrie, sondern auch in ihrer Bestimmung, im Material, in der Anzahl der Zähne und in weiteren Parametern. In diesem Artikel betrachten wir die konstruktiven Merkmale, die bei der Auswahl eines Fräsers wichtig sind.

Fräserserien: Auswahl nach Material

Zu bearbeitende Materialien besitzen unterschiedliche Eigenschaften: einige sind hart, andere zäh, wieder andere verursachen abrasiven Verschleiß usw. Einen universellen Fräser zu entwickeln, der mit jedem Material gleichermaßen gut zurechtkommt, ist praktisch unmöglich. Daher bieten Hersteller Fräserserien an, die für bestimmte Anwendungen optimiert sind.

Beispielsweise funktionieren manche Fräser gut bei Stahl, sind aber ungeeignet für Titan. Andere schneiden hervorragend Aluminium, verschleißen aber schnell bei Kontakt mit anderen Metallen.

Äußerlich sind die Unterschiede oft kaum sichtbar: Sie betreffen die Zusammensetzung des Hartmetalls, die Beschichtung, die Zahngeometrie und andere Parameter. Daher ist es wichtig, bei der Auswahl auf die Empfehlungen des Herstellers zu achten.

Fräserdurchmesser und seine Bedeutung

Abbildung 1 zeigt zwei Ausführungen von Fräsern.

Rechts: Der Durchmesser des Schneidteils (DC) entspricht dem Durchmesser des Schafts (DCON) – typisch für bestimmte Größen wie 8 mm, 10 mm, 12 mm usw.

Links: Der Schaftdurchmesser ist größer als der des Schneidteils – üblich bei Zwischengrößen aufgrund der Herstellungsbesonderheiten von Vollhartmetallfräsern.

Im allgemeinen Sprachgebrauch ist mit "Fräserdurchmesser" meist der Schneidendurchmesser gemeint – ein Schlüsselparameter des Werkzeugs.

Je größer der Durchmesser, desto höher die Produktivität: Pro Durchgang kann mehr Material abgetragen werden. Auch die Steifigkeit steigt, was Vibrationen bei hohen Parametern reduziert.

Jedoch ist der Durchmesser oft durch die Anforderungen der Bearbeitung begrenzt. Zum Beispiel kann man bei einer Nutbreite von 12 mm keinen Fräser mit 16 mm verwenden.

Weitere zu berücksichtigende Faktoren:

• Werkzeugkosten (steigen mit dem Durchmesser)
• Leistung und Drehmoment der Maschine (z. B. bei angetriebenen Werkzeugen auf Drehmaschinen)
• Kompatibilität des Schafts mit der verwendeten Werkzeugaufnahme

Anzahl der Zähne: Leistung und Einschränkungen

Je mehr Zähne ein Fräser hat, desto höher ist die Produktivität und desto schneller kann er Vorschub leisten. Allerdings erfordert dies mehr Leistung und Drehmoment. Zudem wird die Späneabfuhr schwieriger: Mehr Zähne bedeuten weniger Platz für Spänertaschen.

Abbildung 2: Fräser mit 2 und 6 Zähnen

Die Anzahl der Zähne beeinflusst das Einsatzgebiet. Fräser mit vier oder mehr Zähnen sollten in der Regel nicht zum Nutenfräsen verwendet werden, sondern nur für Schultern (mit Ausnahmen).

In Werkzeugkatalogen sind Empfehlungen oft durch Piktogramme dargestellt: links Schulter, rechts Nut (siehe Abbildung 3).

Beliebte Konfigurationen: 4 Zähne für Stahl und Edelstahl, 3 Zähne für Aluminium.

Profil der Schneidkante

Wir betrachten die gängigsten Profile der Schneidkanten von Fräsern:

• Rechteckige Schneidkante: für vertikale Wände, flache Taschenböden, Schultern, Nuten sowie für Kontur- und Stirnbearbeitung.
• Mit Fase an der Spitze: wie rechteckig einsetzbar, aber hinterlässt eine kleine Fase an der Übergangsstelle. Diese Fräser sind oft bruchfester.
• Mit Radius an der Spitze: für Taschen, Wände, Schultern und Profilbearbeitung. Der Radius schont die Schneide und verhindert Brüche.
• Kugelfräser (Halbkugel): für komplexe Freiformflächen.
• Fasenfräser (mit Winkel 60°, 90°, 120°): zur Fasenbearbeitung entlang der Kontur.

Fräseraufbau: Länge, Schaft, abgesetzter Hals

Innerhalb einer Serie gibt es "Standardfräser" mit optimierten Verhältnissen zwischen Schneiddurchmesser, Gesamtlänge, Schneidenlänge und Schaftlänge.

Für spezielle Anforderungen gibt es Varianten mit abweichender Geometrie.

Abbildung 4 zeigt Fräser mit kurzer, standardisierter und langer Schneidenlänge. Wenn die gesamte Schneidenlänge nicht benötigt wird, kann ein Fräser mit kurzer Schneide ausreichend und kostengünstiger sein.

Ein Fräser mit langer Schneide eignet sich für tiefe Schultern oder hohe Taschen in einem Zug.

Lange Schneiden verringern jedoch die Steifigkeit und machen das Werkzeug empfindlicher gegen Schwingungen.

Allgemein gilt: Je kürzer der Überstand, desto besser die Steifigkeit. Manchmal ist jedoch ein längerer Schaft erforderlich, etwa bei kollidierenden Spannmitteln.

Abbildung 5: links Standardlänge, rechts verlängerter Schaft.

Abbildung 6 zeigt einen Fräser mit abgesetztem Hals – hier ist der Schneiddurchmesser größer als der des Halses. So kann die Schneide in größerer Tiefe arbeiten, ohne an den Seiten der Werkstückoberfläche zu reiben.

Fazit

Die Wahl eines Hartmetall-Schaftfräsers bedeutet mehr als nur den passenden Durchmesser oder die Zahnanzahl zu finden. Entscheidend ist die Kombination aller Parameter: Serie, Geometrie, Schaftlänge und die Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffs. Die richtige Auswahl erhöht die Standzeit, steigert die Leistung und reduziert Risiken.

Wenn Sie unsicher sind, welcher Fräser für Ihre Aufgabe passt, helfen Ihnen unsere Experten gerne weiter.