Schneidkantenwinkel optimieren für überlegene Stahlfräsleistung

In diesem Artikel besprechen wir den Einfluss verschiedener Winkel an Schneidkanten beim Fräsen von Stählen.

1. Radialer Spanwinkel:

Aus Abb. 16.33 geht hervor, dass der radiale Spanwinkel der Winkel zwischen der Schneidenfläche (Spanfläche) und einer radialen Referenzebene ist, die von der Fräserachse zur Schneide gezogen wird. Sein Wert hängt vom Werkstück- und Werkzeugmaterial ab. Ein positiver radialer Spanwinkel präsentiert den schwächsten Punkt zuerst, die Schneide bricht leicht. Negativer Spanwinkel stärkt die Schneide, erzeugt jedoch höhere Kräfte und erfordert mehr Leistung.

2. Axialer Spanwinkel:

Er stellt die Neigung der Schneide bezüglich der Fräserachse dar und bestimmt die Spänefließrichtung. Positiver axialer Spanwinkel hilft den Spänen, den Schnitt zu verlassen; negativer axialer Spanwinkel drückt die Späne zum Werkstück.

Bei positivem axialem Spanwinkel kontaktiert die Fräsernase zuerst das Werkstück, was unerwünscht ist. Negativer axialer Spanwinkel stärkt die Schneide und wird bei Hartmetallfräsern verwendet.

3. Eintrittswinkel (Approach Angle):

Er ist der Winkel zwischen einer zur Fräserachse senkrechten Ebene und einer tangentialen Ebene an die Rotationsfläche der Schneiden. Sein Wert beträgt 90° bei Schaft- und Planfräsern, und 45°, 60° oder 75° beim Planfräsen. Ein Eintrittswinkel von 45° reduziert Ausbrüche bei Gusswerkstoffen und wird auch für Feinschlichtanwendungen und das Fräsen von Edelstahl eingesetzt.

Ein Eintrittswinkel von 60° wird mit positivem axialem und negativem radialem Spanwinkel kombiniert. Ein Winkel von 75° kommt bei Wendeschneidplattenfräsern für Schruppen und unterbrochene Schnitte im allgemeinen Stahlfräsen zum Einsatz. Die Spandicke für einen gegebenen Vorschub nimmt mit zunehmendem Eintrittswinkel zu.

Die Länge der Schneide, über die die Schnittkraft wirkt, nimmt mit abnehmendem Eintrittswinkel zu, wodurch die thermische Spannung sinkt und die Standzeit leicht verbessert wird. Ein größerer Eintrittswinkel erlaubt höhere Vorschübe und damit höhere Produktivität.

4. Freiwinkel (Side Clearance Angle):

Er ist der Winkel zwischen der geschnittenen Fläche und der Freifläche am Fräser. Höherer Freiwinkel reduziert den Verschleiß, schwächt aber die Schneide. Bei Schaftfräsern ist es manchmal notwendig, primäre und sekundäre Freiwinkel vorzusehen. Der Freiwinkelwert hängt auch vom Schaftfräser-Durchmesser ab – er ist größer bei kleineren Durchmessern.