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So wählen Sie einen Schaftfräser für Aluminium aus, der kein Spanschweißen oder Rattern verursacht

Bei den meisten CNC-Fräsarbeiten an Aluminium sollten Sie zunächst einen aluminiumspezifischen Hartmetall-Schaftfräser mit scharfen Schneiden, polierten oder reibungsarmen Schneidkanälen, ausreichend Spanraum und dem kürzestmöglichen Überstand verwenden. Die genaue Wahl hängt von der Maschine, dem Drehzahlbereich, der Steifigkeit des Halters, der Bearbeitungsart und der Spanabfuhr ab. Ein einschneidiger Fräser kann nützlich sein, wenn Spanraum und hohe Spindeldrehzahl entscheidend sind. Ein 2-schneidiger Fräser ist eine sichere Allzweckwahl für das Nutenfräsen und Taschenfräsen. Ein 3-schneidiger Fräser ist auf steifen CNC-Maschinen oft produktiv, da er den Spanraum mit der Vorschubkapazität in Einklang bringt. Ein PKD-Schaftfräser eignet sich eher für spezialisierte Arbeiten mit hohem Volumen oder für abrasive Nichteisenmetalle und ist nicht die Standardlösung für jeden Aluminiumauftrag.

Kurze Antwort: Welchen Schaftfräser sollte man für Aluminium verwenden?

Wenn Sie einen schnellen Einstieg benötigen, wählen Sie nach Arbeitsgang und Maschinentyp aus.

AnwendungEine gute Wahl für den EinstiegWarum
Allgemeine CNC-Aluminium-Taschenfräsbearbeitung2- oder 3-schneidiger Hartmetall-Schaftfräser für AluminiumGute Spanabfuhr bei ausreichender Anzahl an Schneidkanten für hohe Produktivität.
Tiefschlitzfräsen2-schneidiger Aluminium-Schaftfräser oder 1-schneidiger Schaftfräser, sofern Drehzahl und Spanraum dies zulassenMehr Freiraum ermöglicht es den Spänen, abzufließen.
Hochgeschwindigkeitsfräsen von AluminiumAluminiumfräser mit einer oder zwei SchneidenTrägt dazu bei, die Spänelast bei hohen Drehzahlen aufrechtzuerhalten und die Späne abzuführen.
Schruppen mit starrem VMC3-schneidiger Hartmetall-Schaftfräser speziell für AluminiumMehr Zuführkapazität bei gleichbleibendem Platzbedarf für Späne.
Wände/Böden verlegenScharf, 2-schneidig oder 3-schneidig, oft poliert oder beschichtetEine saubere Schneide und eine stabile Aufstellung sind wichtiger als die bloße Anzahl der Rillen.
Großserienfertigung von Nichteisenmetallen im SchleifverfahrenPCD-Werkzeuge, sofern gerechtfertigtEine lange Lebensdauer und gleichbleibende Verarbeitungsqualität können die Kosten ausgleichen.

Diese Tabelle dient als Ausgangspunkt und ersetzt nicht die tatsächliche Einstellung. Aluminium ist im Vergleich zu Stahl weich, lässt sich jedoch nicht immer problemlos sauber bearbeiten. Die Späne können groß, klebrig und sehr schnell sein. Wenn diese Späne den Schnittbereich nicht verlassen können, schweißen sie sich an die Kante, zerkratzen die Oberfläche, setzen sich in der Spanrille fest oder führen zum Bruch des Werkzeugs.

Warum für Aluminium eine andere Fräserwahl erforderlich ist

Bei der Wahl des richtigen Schaftfräsers für Aluminium kommt es weniger auf die maximale Härte als vielmehr auf die Spankontrolle an. Ein Fräser, der sich gut für Stahl eignet, hat möglicherweise zu viele Schneiden, zu wenig Spanraum oder eine Kombination aus Schneidkante und Beschichtung, die das Anhaften von Aluminium begünstigt.

Aluminium bildet große, klebrige Späne

Aluminium lässt in der Regel höhere Schnittgeschwindigkeiten zu als Stahl, doch fallen die Späne bei einem bestimmten Arbeitsgang größer aus und können je nach Legierung und Zustand klebrig sein. Weiches oder knetbares Aluminium kann verschmieren. Aluminiumguss kann abrasives Silizium enthalten. Dünne Wände können vibrieren. Eingeschweißte Späne können die Oberfläche schneller beschädigen, als das Werkzeug sichtbar abgenutzt aussieht.

Deshalb ist der Spanraum von entscheidender Bedeutung. Die Spannut muss dem Span Platz zum Aufrollen und Abtransportieren bieten. Bleiben Späne im Schnittkanal liegen, werden sie erneut bearbeitet. Diese nachbearbeiteten Späne erzeugen Wärme, zerkratzen die Oberfläche und verschlechtern den Lauf des Fräsers, selbst wenn der programmierte Vorschub und die Drehzahl angemessen erscheinen.

Die Spanabfuhr ist genauso wichtig wie die Härte

Ein sehr starker Fräser mit schlechter Spanabfuhr kann bei der Bearbeitung von Aluminium schnell ausfallen. Mehr Schneidkanten erhöhen die Schneidkantenanzahl und die Kernfestigkeit, verringern jedoch den Raum im Spantopf. Dieser Kompromiss ist bei härteren Werkstoffen sinnvoll, bei denen die Späne kleiner sind und mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet wird. Bei Aluminium, insbesondere beim Nutenfräsen, können die zusätzlichen Schneidkanten zum Problem werden, wenn die Späne nicht abtransportiert werden können.

Kühlmittel, Sprühnebel, Luftstrom, Fräsbahn, Schnitttiefe und Radialanschnitt beeinflussen die Spanabfuhr. Die Wahl des Fräsers ist nur ein Teil des Spanabfuhrsystems.

Durch Reiben können sich Kantenablagerungen bilden und die Oberflächenqualität beeinträchtigt werden

Es kommt zu einer Aufschichtung an der Schneide, wenn sich Aluminium an dieser festsetzt. Sobald sich dieses Material ansammelt, schneidet die Schneide nicht mehr sauber. Die Oberflächenqualität wird uneben oder verschmiert, die Maße weichen ab und die Temperatur steigt an. Durch das Reiben verschlimmert sich das Problem, da das Werkzeug Kontakt hat, ohne einen ordnungsgemäßen Span abzutragen.

Die Lösung besteht in der Regel nicht in einer einzigen „Wunderbeschichtung“. Es ist vielmehr eine Kombination aus mehreren Faktoren: präzise Geometrie, ausreichende Spanabnahme, ausreichender Spanraum, angemessene Schmierung oder Luft-/Kühlmittelzufuhr, stabile Halterung und eine Werkzeugbahn, die keine Späne einklemmen lässt.

Wählen Sie die richtige Anzahl an Flöten

Anzahl der Flöten und Steigungswinkel sind oft die ersten Entscheidungen hinsichtlich der Geometrie, da sie den Spanraum, die Vorschubkapazität, die Werkzeugfestigkeit und das Oberflächenverhalten beeinflussen. Bei Aluminium sind weniger Schneiden oft vorteilhafter als bei einem allgemein auf Stahl ausgelegten Fräser, doch die Antwort hängt immer noch vom jeweiligen Bearbeitungsvorgang ab.

Einzelschneide für maximale Spanabfuhr

Eine einschneidige Fräse bietet den größten Spanraum. Sie wird häufig beim Fräsen von Aluminium im Router-Stil, bei Maschinen mit hoher Drehzahl und in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Spanabfuhr den entscheidenden limitierenden Faktor darstellt. Da nur eine Schneide vorhanden ist, muss der programmierte Vorschub hoch genug sein, um die Spanbelastung aufrechtzuerhalten. Ist der Vorschub bei hoher Drehzahl zu gering, kommt es zu einem Schleifen des Werkzeugs.

A Einlippiger Aluminiumfräser kann eine gute Wahl sein, wenn die Maschine zwar eine hohe Spindeldrehzahl, aber nur begrenzte Steifigkeit aufweist oder wenn die Späne möglichst viel Platz zum Abtransport benötigen. Bei einer steifen Vertikalbearbeitungsmaschine ist dies jedoch nicht automatisch die bessere Wahl, da dort ein 2- oder 3-schneidiges Werkzeug das Material effizienter abtragen kann.

2-schneidig, für allgemeine Nuten- und Taschenfräsarbeiten in Aluminium

A 2-schneidiger Aluminium-Schaftfräser ist eine gängige Allzweckwahl. Er bietet mehr Spanraum als ein 3- oder 4-schneidiger Fräser und verfügt dennoch über zwei Schneidkanten. Dadurch eignet er sich für Nuten, Taschen, leichtere Maschinen und Bearbeitungen, bei denen eine Spanansammlung ein Problem darstellt.

Für viele Werkstätten ist ein scharfes 2-schneidiges Hartmetallwerkzeug mit polierten Schneiden die sicherere erste Wahl, wenn die Anforderungen der Bearbeitung noch unbekannt sind. Es sorgt für mehr Spanraum, bevor die Produktivität gesteigert wird.

3-schneidig für produktives CNC-Schruppen und -Schlichten von Aluminium

A 3-schneidiges Werkzeug funktioniert oft gut auf starren CNC-Maschinen, da er die Vorschubleistung erhöht und gleichzeitig mehr Spanraum lässt als ein 4-schneidiger Fräser. Beim Schruppen von Aluminium kann ein 3-schneidiger Fräser produktiv sein, wenn die Maschine über eine ausreichende Drehzahl, Leistung, Kühlmittel- oder Luftzufuhr sowie eine stabile Werkstückspannung verfügt.

Der Vorteil liegt in der Ausgewogenheit. Man erhält mehr Schneidkanten als bei einem 2-schneidigen Werkzeug, jedoch nicht so viele, dass der Spanraum verloren geht. Aus diesem Grund sind viele Hartmetall-Schaftfräser für Aluminium 3-schneidige Werkzeuge mit polierten Schneidkanten und einer Geometrie mit hoher Spiralneigung.

Warum 4-schneidige Fräser bei Aluminium nicht immer besser sind

Mehr Schneidkanten bedeuten nicht automatisch eine bessere Oberflächenqualität oder eine höhere Schnittgeschwindigkeit. Ein 4-schneidiges Werkzeug mag sich bei einigen Endbearbeitungsvorgängen an Aluminium bewähren, wenn der Schnittdruck gering ist und die Späne leicht abtransportiert werden können, doch ist es oft keine gute erste Wahl für das Nuten oder für tiefe Schnitte in Aluminium. Der begrenzte Raum zwischen den Schneidkanten kann dazu führen, dass sich Späne festsetzen und das Verschweißen begünstigt wird.

Wenn ein 4-schneidiges Werkzeug bereits Quietschgeräusche, Spanstau oder eine unschöne Oberflächenbeschaffenheit verursacht, ist der Wechsel zu einem 2- oder 3-schneidigen, speziell für Aluminium entwickelten Fräser oft sinnvoller als eine bloße Anpassung der Drehzahl.

Auswahl von Werkzeugwerkstoffen und Beschichtungen

Das Werkzeugmaterial und die Beschichtung sollten das Spanverhalten von Aluminium unterstützen. Der Fräser muss über eine scharfe Schneide, geringe Reibung und eine für die Anwendung ausreichende Verschleißfestigkeit verfügen.

OptionOptimale VerwendungAchtung
Unbeschichtetes, poliertes HartmetallAllgemeine AluminiumfräsarbeitenErfordert eine gute Spanabfuhr und die richtige Spanbelastung.
Reibungsarme Beschichtungen vom Typ ZrN / TiB₂ / DLCHaftung verringern und Spanabfluss verbessernDie Wahl der Beschichtung hängt nach wie vor von der Legierung, dem Kühlmittel und der Werkzeuggeometrie ab.
HSSSonderfälle bei niedrigen Drehzahlen oder flexible SonderfälleIn den meisten Bereichen der CNC-Fertigung weniger hart und weniger verschleißfest als Hartmetall.
PCDGroßserienfertigung von Nichteisenmetallen oder abrasivem AluminiumTeuer und für die meisten allgemeinen Arbeiten nicht erforderlich.

Hartmetall-Schaftfräser als übliche CNC-Grundausstattung

Ein cHartmetall-Schaftfräser Dies ist in der Regel der Ausgangspunkt für die CNC-Bearbeitung von Aluminium, da Hartmetall bei höheren Drehzahlen Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Schnittkantenstabilität bietet. Wichtig ist dabei, dass es sich um eine speziell für Aluminium entwickelte Geometrie handelt und nicht um irgendeinen Hartmetallfräser.

Achten Sie auf scharfe Schneidkanten, polierte Spannuten, einen großzügigen Spanraum und eine für den Einsatzzweck geeignete Geometrie. Ein für Stahl konzipiertes Hartmetallwerkzeug mag zwar robust sein, kann jedoch über einen Spanraum und eine Kantenausformung verfügen, die den Abtransport von Aluminiumspänen erschweren.

Optionen: poliert, ZrN, TiB₂, DLC und unbeschichtet

Polierte Schneidkanten sorgen dafür, dass Späne abgleiten, anstatt zu haften. Für Aluminium werden häufig reibungsarme Beschichtungen wie ZrN, TiB₂ oder DLC-Beschichtungen verwendet, da diese die Adhäsion verringern können. Unbeschichtetes, poliertes Hartmetall kann ebenfalls gute Ergebnisse liefern, insbesondere wenn Kühlmittel, Luftstrom, Spanabnahme und Einstellwerte korrekt sind.

Vermeiden Sie es, eine Beschichtung als Ersatz für die Prozesssteuerung zu wählen. Wenn das Werkzeug reibt, zu tief einsinkt, zu weit herausragt oder Späne nachschneidet, kann eine Beschichtung den Ausfall lediglich hinauszögern.

Wann der Einsatz eines PCD-Schaftfräsers sinnvoll ist

pcd-Schaftfräser

A pcd-Schaftfräser ist sinnvoll, wenn die Standzeit, die Oberflächenqualität oder der Einsatz bei abrasiven Nichteisenwerkstoffen die Kosten rechtfertigen. PCD wird häufig bei der Bearbeitung von Aluminium in Großserien, Aluminiumguss, Verbundwerkstoffen und abrasiven Nichteisenwerkstoffen eingesetzt. Bei geeigneten Anwendungen behält es lange seine Schärfe und sorgt für eine gleichbleibende Oberflächenqualität.

Für allgemeine Aluminiumfräsarbeiten mit geringen Stückzahlen ist PKD oft überdimensioniert. Ein guter, speziell für Aluminium entwickelter Hartmetallfräser ist in der Regel die praktischere Wahl. PKD sollte nur dann in Betracht gezogen werden, wenn das Stückzahlvolumen, die Abrasivität des Materials, die Anforderungen an die Oberflächengüte oder die Wirtschaftlichkeit der Standzeit dies rechtfertigen.

Geometrische Details, die das Ergebnis beeinflussen

Ein und dieselbe Schneidkantenanzahl kann je nach Spiralwinkel, Schneidkantenschärfe, Eckengeometrie, Schneidkantenlänge, Überstand, Halter und Rundlaufabweichung sehr unterschiedliche Leistungen erbringen.

Hohe Spirale und scharfe Schneidkanten

Bei der Bearbeitung von Aluminium sind scharfe Schneidkanten und eine Geometrie, die für saubere Scherwirkung sorgt, von Vorteil. Werkzeuge mit starker Gewindesteigung können dabei helfen, Späne abzutragen und die Oberflächengüte zu verbessern, insbesondere beim Seitenfräsen und Taschenfräsen. Die Schneide sollte schneiden, anstatt zu schieben.

Die Schärfe ist entscheidend, da Aluminium verschmieren kann, wenn das Werkzeug stumpf oder zu stark geschliffen ist. Ein zu stumpfer Fräser mag zwar in härteren Materialien noch funktionieren, hinterlässt bei Aluminium jedoch Schleifspuren.

Eckenradius, Reichweite, Schneidlänge und Überstand

Ein Eckenradius kann bei bestimmten Bearbeitungsvorgängen die Schneidkante verstärken und die Oberflächenqualität verbessern, muss jedoch zur Geometrie des Werkstücks passen. Die Schneidlänge sollte nur so lang sein, wie es die Schnitttiefe erfordert. Eine übermäßige Schneidlänge und eine übermäßige Gesamtlänge verringern die Steifigkeit.

Ein zu großer Überstand ist oft die versteckte Ursache für Rattern. Wenn das Werkzeug zu weit aus dem Halter herausragt, wird die Schneide verbogen. Bei der Bearbeitung von Aluminium, wo hohe Vorschübe möglich sind, kann eine zu lockere Aufspannung schnell zu Vibrationen, einer schlechten Oberflächengüte und Maßabweichungen führen.

Steifigkeit und Rundlauf

Ein guter Fräser kann einen schlechten Halter nicht ausgleichen. Durch Rundlaufabweichungen wird eine Schneide stärker beansprucht als die anderen, was zu Vibrationen, ungleichmäßigem Werkzeugverschleiß und einer schlechten Oberflächenqualität führen kann. Die Werkzeugaufnahme ist besonders wichtig bei kleinen Fräsern, Werkzeugen mit großer Reichweite und bei der Bearbeitung von Aluminium mit hohen Drehzahlen.

Verwenden Sie das kürzeste praktikable Werkzeug, halten Sie es fest und prüfen Sie, ob der Halter für die jeweilige Aufgabe geeignet ist. Wenn der Fräser auch nach einer Änderung der Parameter weiterhin ruckelt, überprüfen Sie den Überstand, den Rundlauf, den Zustand des Halters und die Werkstückspannung, bevor Sie die Anzahl der Schneiden dafür verantwortlich machen.

Wählen Sie den passenden Fräser für die jeweilige Bearbeitung

Das “Beste” Aluminium-Schaftfräser Die Belastung des Werkzeugs hängt von der Art des Schnitts ab. Das Nuten, Taschenfräsen, Schlichten und Fräsen mit Oberfräsen belasten das Werkzeug jeweils auf unterschiedliche Weise.

Schlitzung

Beim Schlitzfräsen wird der Fräser zwischen zwei Materialwänden eingeklemmt. Die Späne haben weniger Auswegsmöglichkeiten. Hier kommt es besonders auf die Späneabfuhr an. Ein zweischneidiges Werkzeug ist oft ein guter Ausgangspunkt; ein einschneidiges Werkzeug kann bei Fräsmaschinen mit hoher Drehzahl oder weniger stabilen Aufspannungen hilfreich sein; ein dreischneidiges Werkzeug eignet sich, wenn die Späneabfuhr gut funktioniert.

Verwenden Sie für tiefe Nutenfräsarbeiten keinen gewöhnlichen 4-schneidigen Fräser, es sei denn, der Eingriff ist gering und die Späne werden zuverlässig abtransportiert.

Taschenbearbeitung und adaptive Schruppbearbeitung

Das Einstechen kann einfacher sein als das Einstechen mit Schlitz, wenn der Werkzeugweg den radialen Eingriff kontrolliert hält. Ein 3-schneidiger Aluminium-Schaftfräser kann hier auf einer starren CNC-Maschine produktiv eingesetzt werden. Adaptive oder hocheffiziente Werkzeugwege ermöglichen zwar einen tieferen axialen Eingriff bei geringerem radialen Eingriff, doch müssen Vorschub, Spanausdünnung und Spanabfuhr als Gesamtsystem berechnet werden.

Wenn sich Späne in der Tasche ansammeln, sollten Sie einen Luftstrom oder Kühlmittel zuführen, den Eingriff verringern, den Werkzeugweg ändern oder einen Fräser mit mehr Spanraum wählen.

Wände und Böden verlegen

Für die Endbearbeitung sind eine saubere Kante, ein stabiler Halter, ein kontrollierter Materialabtrag und ein Werkzeugweg erforderlich, der den Fräser nicht in eine scharfe Ecke drängt. Sowohl ein 2-schneidiger als auch ein 3-schneidiger, speziell für Aluminium entwickeltes Werkzeug sind geeignet. Vermeiden Sie bei der Wandbearbeitung einen übermäßigen Überstand und achten Sie darauf, dass sich das Werkzeug während des Durchgangs nicht seitlich auslenkt.

Bei der Bodenbearbeitung kann das Nachschneiden von Spänen Kratzer auf der Oberfläche verursachen. Ein guter Abtransport der Späne und ein scharfes Werkzeug sind wichtiger als das bloße Hinzufügen von Spannuten.

Aluminiumzuschnitt im Router-Stil

Fräsmaschinen haben oft eine hohe Drehzahl, sind aber weniger steif als eine Vertikalfräsmaschine. Das hat Auswirkungen auf die Wahl des Fräsers. Ein ein- oder zweischneidiger Aluminiumfräser kann dabei helfen, die Spanabnahme aufrechtzuerhalten und die Späne bei hoher Spindeldrehzahl abzutransportieren. Die Herausforderung besteht darin, schnell genug vorzurücken, um echte Späne zu erzeugen, ohne die Maschine zu überlasten.

Bei Oberfräsen sind Luftstrom, Werkstückspannung, Werkzeugüberstand und konservative Abtrennung besonders wichtig. Ein Werkzeug, das auf einer Vertikal-Bearbeitungsmaschine funktioniert, verhält sich auf einer Oberfräse möglicherweise anders.

Vorschübe, Drehzahlen, Kühlmittel und Spansteuerung

Die Vorschubwerte und Schnittgeschwindigkeiten für Aluminium sollten sich nach dem Werkzeugdurchmesser, der Anzahl der Schneiden, der Schneidengeometrie, der Legierung, der Maschinendrehzahl, der Steifigkeit des Halters und der Eingriffsfläche richten. Übernehmen Sie keine Vorschubwerte, ohne diese Parameter zu kennen.

Der entscheidende Faktor ist die Spanbelastung. Ist die Spanbelastung zu gering, reibt das Werkzeug und es entsteht Wärme. Ist sie zu hoch, wird die Schneide überlastet. Aluminium verträgt oft hohe Spindeldrehzahlen, doch hohe Drehzahlen ohne ausreichenden Vorschub führen zu Reibung. Ein einschneidiges Werkzeug bei hohen Drehzahlen benötigt unter Umständen einen überraschend hohen Vorschub, um die Spandicke aufrechtzuerhalten.

Kühlmittel und Druckluft sollten Späne entfernen und das Werkstück nicht nur benetzen. Eine reichliche Kühlmittelzufuhr kann die Kühlung und Spülung unterstützen. Druckluft kann sich besonders bei Fräsmaschinen und Trockenbearbeitung als wirksam für die Späneabfuhr erweisen. Sprühnebel oder Minimalmengenschmierung können dazu beitragen, das Festkleben zu verringern, sofern dies für die Werkstatt und das Material geeignet ist.

Achten Sie auf die Späne und die Geräusche. Bei einer ordnungsgemäßen Aluminiumfräsbearbeitung entstehen in der Regel geformte Späne, die die Schnittstelle verlassen. Staub, Verschmierungen, quietschende Geräusche, am Rand festgeschweißtes Aluminium oder eine heiße, klebrige Oberfläche sind Warnzeichen.

Fehlerbehebung bei Chip-Schweißungen, Rattern und schlechter Oberflächenqualität

Wenn beim Fräsen von Aluminium Probleme auftreten, deutet dies in der Regel eher auf ein Systemproblem als auf eine einzelne Einstellung hin.

SymptomMögliche UrsachenPraktische Lösungen
Am Rand angeschweißtes AluminiumReibung, mangelhafte Beschichtung/Oberfläche, unzureichende Spanabfuhr, mangelhafte SchmierungErhöhen Sie die tatsächliche Spanabfuhr, sofern dies sicher ist, verwenden Sie eine schärfere Aluminiumgeometrie, verbessern Sie die Luft-/Kühlmittelzufuhr und setzen Sie polierte oder reibungsarme Spannuten ein.
GeplauderZu großer Überstand, schwacher Halter, zu starker Eingriff, dünne Wand, falscher WerkzeugwegWerkzeug kürzen, Halterung verbessern, radiale Belastung verringern, Vorschub/Drehzahl anpassen, stabileren Werkzeugweg verwenden.
Chips im SteckplatzZu viele Nuten, tiefer Schlitz, unzureichender SpanabtransportVerwenden Sie weniger Schneiden, fügen Sie Luft/Kühlmittel hinzu, verringern Sie die Schnitttiefe oder den Schnittbereich, ändern Sie den Werkzeugweg.
Mangelhafte WandverkleidungDurchbiegung, Rundlaufabweichung, stumpfe Schneide, zu viel Material im SchlichtdurchgangÜberprüfen Sie den Halter/Rundlauf, verringern Sie den Überstand, lassen Sie ein gleichmäßiges Material auf, verwenden Sie ein scharfes Schlichtwerkzeug.
Das Werkzeug bricht plötzlichSpäneansammlung, Überlastung, zu langer Überstand, falsche Vorschubgeschwindigkeit/DrehzahlSpäne entfernen, Schnitttiefe verringern, Spanlast prüfen, kürzeres Werkzeug verwenden.
verschmierte OberflächeReibung, stumpfes Werkzeug, AufbauschneideVerwenden Sie ein schärferes Werkzeug, erhöhen Sie die Spanabnahme, sofern dies sicher ist, und verbessern Sie die Schmierung und den Spanabtransport.

Versuchen Sie nicht, jedes Problem allein mit der Drehzahl zu lösen. Bei Aluminium kann ein quietschendes Geräusch auf eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit, eine zu geringe Spanabnahme, einen zu großen Überstand oder einen zu starken Eingriff hindeuten. Überprüfen Sie die Einstellung und die Spanbildung, bevor Sie größere Änderungen vornehmen.

Einkaufsliste für einen Aluminium-Schaftfräser

Beantworten Sie vor dem Kauf folgende Fragen:

  • Welche Aluminiumlegierung oder welcher Werkstoffzustand soll geschnitten werden?
  • Handelt es sich um das Fräsen von Nuten, Taschen, adaptives Schruppen, Schlichten oder Fräsen im Router-Stil?
  • In welchem Drehzahlbereich und mit welcher Leistung ist die Spindel erhältlich?
  • Wie steif sind die Maschine, der Halter und die Werkstückspannung?
  • Wie viel Flötenlänge und wie viel Überstand sind tatsächlich erforderlich?
  • Werden die Späne durch Flutkühlmittel, Sprühnebel, Luftstrahl oder ein anderes Verfahren entfernt?
  • Ist das Ziel niedrige Kosten, eine hohe Zerspanungsleistung, eine gute Oberflächengüte, eine lange Standzeit oder eine gleichbleibende Qualität bei hohen Stückzahlen?

Als allgemeinen Ausgangspunkt für die CNC-Bearbeitung sollten Sie ein für Aluminium geeignetes Hartmetallwerkzeug mit zwei oder drei Schneiden wählen, das über polierte Schneiden und eine scharfe Kante verfügt. Für Fräsarbeiten mit hohen Drehzahlen sollten Sie ein einschneidiges Werkzeug in Betracht ziehen. Bei der Bearbeitung von abrasiven Nichteisenmetallen in großen Stückzahlen sollten Sie prüfen, ob der Einsatz von PCD-Werkzeugen wirtschaftlich sinnvoll ist.

Die falsche Entscheidung liegt in der Regel nicht allein in der Wahl zwischen “Hartmetall und PCD”. Vielmehr liegt sie darin, ein Werkzeug ohne ausreichenden Spanraum zu wählen, einen zu großen Überstand zu verwenden, zu gering zu vorschieben oder die Späne nicht aus dem Schnitt zu entfernen.

Schlussfolgerung

Der beste Schaftfräser für Aluminium ist derjenige, der in Bezug auf Spanabfuhr, Anzahl der Schneiden, Geometrie, Beschichtung, Steifigkeit und Einsatzzweck optimal abgestimmt ist. Beginnen Sie bei den meisten CNC-Bearbeitungen mit einem aluminiumspezifischen Hartmetall-Schaftfräser, wählen Sie die Anzahl der Schneiden entsprechend der Spanabfuhr und der Produktivität und setzen Sie PCD nur bei Aufträgen ein, bei denen das Bearbeitungsvolumen, die Abrasivität oder die Oberflächenqualität dies rechtfertigen. Wenn Sie die Spanbelastung und den Spanabtransport kontrollieren, lässt sich Aluminium sauber zerspanen. Wenn Sie diese Faktoren ignorieren, kann selbst ein teurer Fräser Späne verschweißen, Rattern verursachen oder eine schlechte Oberflächenqualität hinterlassen.

FAQ

Ist ein 2-schneidiger oder ein 3-schneidiger Schaftfräser besser für Aluminium geeignet?

Ein Zweischneidwerkzeug ist oft die sicherere Wahl für das Einstechen und den allgemeinen Spanabtransport. Ein Dreischneidwerkzeug kann auf einer stabilen CNC-Maschine mit guter Spanabfuhr produktiver sein. Die jeweilige Bearbeitung und die Einrichtungsbedingungen entscheiden darüber, welche Variante besser geeignet ist.

Kann ich einen 4-schneidigen Schaftfräser für Aluminium verwenden?

Manchmal, insbesondere für leichte Zerspanungsarbeiten mit guter Spanabfuhr. Für das Fräsen tiefer Nuten oder das grobe Zerspanen von Aluminium ist es in der Regel nicht die beste erste Wahl, da der Spanraum begrenzt ist.

Warum kleben Späne an meinem Aluminium-Schaftfräser fest?

Häufige Ursachen sind Reibung, geringe Spanabnahme, schlechte Spanabfuhr, stumpfe oder ungeeignete Geometrie, mangelnde Schmierung und übermäßige Wärmeentwicklung. Ein schärferes, speziell für Aluminium entwickeltes Werkzeug und eine bessere Spanabfuhr helfen in der Regel.

Eignet sich ein Hartmetall-Schaftfräser für Aluminium?

Ja. Ein Hartmetall-Schaftfräser ist die übliche Standardauswahl für das CNC-Fräsen von Aluminium, sollte jedoch über eine für Aluminium geeignete Geometrie, scharfe Schneiden und ausreichend Spankammervolumen verfügen.

Wann sollte ich einen PCD-Schaftfräser für Aluminium verwenden?

Verwenden Sie PCD, wenn eine lange Standzeit, abrasive Nichteisenwerkstoffe, die Großserienfertigung oder eine gleichbleibende Oberflächenqualität die höheren Werkzeugkosten rechtfertigen. Für die meisten allgemeinen Aluminiumfräsarbeiten ist dies nicht erforderlich.

Ist ein einflügeliger Schaftfräser nur für Oberfräsen gedacht?

Nein, aber es ist besonders bei Hochdrehzahl-Fräsmaschinen üblich, da es für einen maximalen Spanabfluss sorgt und dabei hilft, die Spanbelastung aufrechtzuerhalten. Bei starren CNC-Fräsmaschinen sind 2- und 3-schneidige Werkzeuge oft produktiver.

Welche Beschichtung eignet sich am besten für Aluminium-Schaftfräser?

Poliertes, unbeschichtetes Hartmetall sowie reibungsarme Beschichtungen wie ZrN, TiB₂ und DLC sind alle geeignet. Die richtige Wahl hängt von der Legierung, dem Kühlmittel, der Bearbeitungsart und der Werkzeuggeometrie ab. Eine Beschichtung ersetzt nicht die richtige Spanbelastung und Spanabfuhr.

Wie kurz sollte der Schaftfräser sein?

Verwenden Sie die kürzeste Spiralflöte und den kürzesten Überstand, mit denen das Werkstück erreicht werden kann. Eine zu große Länge verringert die Steifigkeit und kann zu Rattern, Durchbiegung und einer schlechten Oberflächenqualität führen.

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