Gleichlauffräsen trägt wesentlich zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit und -qualität eines Produkts bei. Es sorgt für eine bessere Spanabfuhr sowie minimalen Werkzeugverschleiß. Daher behandeln wir in diesem Blogbeitrag das Gleichlauffräsverfahren, seine Vorteile, Anwendung und bewährten Verfahren, damit Sie Ihre Fräsvorgänge verbessern können.
Was ist Gleichlauffräsen?
Gleichlauffräsen ist eine hochpräzise Bearbeitungstechnik, bei der die Rotation des Schneidwerkzeugs parallel zur Vorschubrichtung des Werkstücks verläuft. Diese Methode wird auch als Gleichlauffräsen bezeichnet. Sie eignet sich besonders für moderne CNC-Bearbeitungsanlagen mit präziser Spielkompensation und Maschinensteifigkeitskontrolle.
Gleichlauffräsprozess
Der Prozess beginnt, wenn der Fräser bei maximaler Dicke in das Material eingreift und der Schnittverlauf die Spandicke langsam auf Null reduziert. Und die Schneidzähne „klettern“ auf die Werkstückoberfläche, sodass sie die Späne hinter der Spindel auswerfen können.
Dadurch entsteht während der Bearbeitung eine Abwärtskraft, die das Werkstück in Richtung des Arbeitstisches drückt und so die Bearbeitung verbessert. Vorschubrichtung und Drehung des Werkzeugs wirken zusammen, um die Spanverformung durch Scherwirkung zu verringern.
Vorteile des Gleichlauffräsens
- Der besondere Spanbildungsprozess beim Gleichlauffräsen erzeugt eine hervorragende Oberflächenqualität. Die nach unten gerichtete Schnittkraft stabilisiert das Werkstück, was wiederum saubere, präzise Oberflächen und weniger Geplapper.
- Beim Gleichlauffräsen wird der Werkzeugverschleiß aufgrund geringerer Schnittkräfte verringert. Daher hält das Werkzeug länger und muss nicht so oft ausgetauscht werden. Dies führt zu niedrigeren Gesamtbearbeitungskosten und einer höheren Produktivität.
- Beim Gleichlauffräsen werden durch die Bildung von dicken und dünnen Spänen Rückstände an der Rückseite des Fräsers abtransportiert, um ein erneutes Spanschneiden zu vermeiden. Dieser natürliche Abtransportprozess während des Bearbeitungsvorgangs sorgt für optimale Schnittbedingungen und verringert die Wärmeentwicklung in der Schnittzone.
- Beim Gleichlauffräsen wird direkt geschnitten und die Gleitreibung minimiert, um die Kaltverfestigung zu verringern. Außerdem wird die unnötige Belastung von Material und Werkzeug verringert, sodass die Werkstückeigenschaften so ursprünglich wie möglich bleiben.
- Durch die nach unten gerichtete Schnittbewegung werden beim Gleichlauffräsen die Schnittkräfte erheblich minimiert. Dies wiederum vereinfacht die Werkstückspannung und reduziert die Werkstückdurchbiegung sowie den Stromverbrauch.
Anwendungen des Gleichlauffräsens
Produktion von Automobilteilen
Beim Gleichlauffräsen werden Zylinderköpfe, Getriebegehäuse, Bremskomponenten, Aufhängungsteile und Motorblöcke hergestellt. Alle diese Komponenten erfordern eine hervorragende Oberflächengüte. Außerdem ist das Risiko einer Verformung der Teile beim Gleichlauffräsen aufgrund der geringeren Schnittkräfte minimal.
Präzise Herstellung medizinischer Geräte
In der Medizintechnik wird das Gleichlauffräsen zur Herstellung komplexer Bauteile mit mikrometergenauer Präzision eingesetzt. Zu diesen Bauteilen zählen Implantate , Diagnosegeräte, zahnärztliche Instrumente, Prothesen sowie chirurgische Instrumente.
Formen- und Formenbau
Gleichlauffräsen spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Druckgussformen, Schmiedegesenken, Stanzformen und Spritzgussformen. Bei der Bearbeitung komplizierter 3D-Konturen verringert dieser Prozess die Werkzeugdurchbiegung und gewährleistet eine hervorragende Maßgenauigkeit. Darüber hinaus verbessert es auch die Spanabfuhr, wodurch Formschäden während der Produktion vermieden werden.
Luft-und Raumfahrtindustrie
Turbinenschaufeln, Motorkomponenten, Strukturrahmen, Flügelholme und Fahrwerksteile werden alle mithilfe des Gleichlauffräsens hergestellt. Außerdem werden präzise Schnitte für Komponenten und Strukturen von Flugzeugtriebwerken mit sehr engen Toleranzen durchgeführt.
Hochwertige Möbelproduktion
Schranktüren, Möbelfüße, Zierleisten, individuelle Möbelteile sowie filigrane Holzdetails werden alle im Steigprofilverfahren hergestellt. Dieses Verfahren eignet sich gut, um glatte Holzoberflächen zu erzielen und das Risiko von Ausrissen und Splittern zu verringern.
Produktion komplexer Teile und Rapid Prototyping
Gleichlauffräsen wird häufig zur Herstellung von Prototypen, komplexen Teilen, aufwendigen Werkzeugen, Flugzeugmodellen und Präzisionsteilen in kleinen Stückzahlen (z. B. kundenspezifische Halterungen) verwendet. Diese Technik ermöglicht eine schnelle, hochpräzise Bearbeitung. Daher ist sie bei der Prototypenentwicklung wichtig, wo schnelle Iterationen und detaillierte Funktionen erforderlich sind.
Bewährte Verfahren für die Implementierung des Gleichlauffräsens
Chip-Management
Beim Gleichlauffräsen ist eine effektive Spanabfuhr wichtig, um die Schneidleistung aufrechtzuerhalten. Sie können Späne aus der Schneidzone entfernen, indem Sie Hochdruckkühlmittel verwenden. Darüber hinaus sollten Sie Spanbrecher installieren und Werkzeugwege programmieren, um die Spanabfuhr zu verbessern. Und Sie können Vakuumsysteme verwenden, um ein erneutes Spanschneiden bei Trockenbearbeitungsanwendungen zu verhindern.
Richtiges Werkzeug
Sie sollten Werkzeuge mit hervorragender Verschleißfestigkeit und scharfen Schneidkanten wählen, die speziell für das Gleichlauffräsen verwendet werden. Sie müssen sicherstellen, dass Ihr Werkzeugmaterial zum Werkstück passt. Verwenden Sie bei schweren Operationen Hartmetallwerkzeuge für Langlebigkeit und Präzision. Es garantiert eine bessere Schneidleistung und reduziert zudem den Verschleiß der Werkzeuge.
Maschinensteifigkeit und Spiel
Stellen Sie sicher, dass Ihre Maschine vibrationsfrei und stabil ist. Dadurch vermeiden Sie nicht nur eine Werkzeugablenkung, sondern erhöhen auch die Schnittgenauigkeit. Darüber hinaus können Linearführungen und Kugelumlaufspindeln verwendet werden, um das Spiel zu reduzieren. Und dies hilft Ihnen auch, Positionierungsfehler bei schnellen Bewegungen zu vermeiden.
Schnittparameter
Sie müssen den richtigen Vorschub, die richtige Schnitttiefe und die richtige Schnittgeschwindigkeit für das zu bearbeitende Material verwenden. Diese Parameter sollten anhand von Echtzeit-Feedback zur Leistung von Maschine und Werkzeug angepasst werden. Sie können auch höhere Vorschubgeschwindigkeiten verwenden, achten Sie jedoch darauf, dass diese die Kapazität Ihrer Maschine nicht überschreiten.
Sichere Werkstückspannung
Sie können die Aufwärtskräfte beim Gleichlauffräsen durch eine robuste Werkstückbefestigung bewältigen. Und vermeiden Sie Werkstückbewegungen durch Vakuumtische, Sondervorrichtungen oder Präzisionsschraubstöcke. Bei großen Teilen sollten Sie bei Hochgeschwindigkeitsvorgängen mehrere Klemmpunkte und Spannzangen einsetzen, um zusätzliche Stabilität zu erzielen.
Fazit
Kurz gesagt bietet das Gleichlauffräsen viele Vorteile in Bezug auf die Präzisionsbearbeitung, wie eine bessere Spanabfuhr und eine längere Werkzeuglebensdauer. Und Hersteller sollten bewährte Verfahren und optimierte Schnittparameter verwenden, um die Produktivität und Qualität in verschiedenen Branchen zu steigern.
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Häufige Fragen
Klettern Sie Mühle mit einer Schlitzsäge?
Kreissägen sind für das Gleichlauffräsen nicht zu empfehlen. Sie können für das Trennen konventionelle Fräsen verwenden. Dadurch wird verhindert, dass die Säge das Werkstück erfasst und möglicherweise Verletzungen oder Schäden verursacht.
Ist Gleichlauffräsen im Uhrzeigersinn?
Von oben betrachtet erfolgt das Gleichlauffräsen bei äußeren Merkmalen im Uhrzeigersinn. Bei inneren Merkmalen erfolgt es gegen den Uhrzeigersinn. Wichtig ist, dass zwischen Vorschub und Fräserrotation die gleiche Richtungsbeziehung besteht.
Kann Gleichlauffräsen effektiv in Mikrofräsanwendungen eingesetzt werden??
Ja, Gleichlauffräsen kann durchaus beim Mikrofräsen eingesetzt werden. Es verbessert die Oberflächengüte und verringert die Gratbildung. Beides ist wichtig für Miniaturkomponenten in Branchen wie der Elektronik und der Medizintechnik.
Was ist der Unterschied zwischen Gleichlauffräsen und konventionellem Fräsen??
Beim Gleichlauffräsen erfolgt die Drehung in Vorschubrichtung und beim konventionellen Fräsen dagegen. Und beim Gleichlauffräsen erhält man normalerweise eine bessere Standzeit und Oberflächengüte, aber dafür ist eine stabilere Maschinenkonfiguration erforderlich.
Was sind die häufigsten Missverständnisse über Gleichlauffräsen??
Es wird allgemein angenommen, dass Gleichlauffräsen immer bessere Ergebnisse liefert. Tatsächlich ist jedoch für einige Vorgänge, wie z. B. bei Maschinen mit erheblichem Spiel oder bei der Bearbeitung harter Materialien, das Gegenlauffräsen die bessere Option.
