Was ist Formfräsen? Ein vollständiger Bearbeitungsleitfaden

Formfräsen ist eine Präzisionsbearbeitungstechnologie. Dabei werden spezielle Profilwerkzeuge eingesetzt, um Formen direkt auf ein Werkstück zu übertragen. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für komplexe Oberflächen und die Fertigung großer Serien. Dieser Leitfaden erläutert die Definition, die Funktionsweise, die Werkzeugtypen sowie die Vor- und Nachteile. Er behandelt außerdem Herausforderungen, Anwendungsbereiche und Vergleiche und bietet so praktische Hinweise.

Was ist Formfräsen?

Formfräsen ist ein präziser Fräsprozess. Es verwendet Spezialwerkzeuge zur Herstellung komplexer Profile und Formen. Dieses Verfahren ist in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik unerlässlich. Es ermöglicht die effiziente Fertigung präziser Bauteile. Beim Formfräsen kommen Fräser mit spezifischen Formen zum Einsatz. Diese Fräser übertragen ihre Profile direkt auf das Werkstück.

Es handelt sich um ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein Fräser mit einem spezifischen Profil zum Einsatz kommt. Dieses Werkzeug überträgt seine Form direkt auf das Werkstück, ähnlich einer Negativgravur. Das Verfahren nutzt die geometrische Form des Werkzeugs, um das endgültige Profil zu erzeugen. Es kommt nicht auf komplexe Bewegungsbahnen aus. Der Fokus liegt auf der Bearbeitung komplexer Oberflächen mithilfe spezieller Profilfräser. Im Gegensatz zu anderen allgemeinen Fräsverfahren ermöglicht das Formfräsen die Fertigung detaillierter Formen in einem einzigen Arbeitsgang. Dies gewährleistet hohe Präzision und Konsistenz.

Formfräsen ist ein Umformverfahren, bei dem die endgültige Form von der Geometrie des Werkzeugs und nicht vom Bewegungspfad zwischen Werkzeug und Werkstück abhängt. Dies unterscheidet es von anderen Bearbeitungsverfahren. Beispielsweise formt das Wälzfräsen Formen durch kontinuierliche Relativbewegung – wie etwa bei der Herstellung von Evolventenverzahnungen. Das Profilfräsen, einschließlich des CNC-Profilfräsens, verwendet programmierte Werkzeugwege und Standardfräser, um die Oberfläche Schicht für Schicht abzutasten. Formfräsen ist effizienter und präziser und eignet sich daher ideal für die Herstellung vieler identischer Profile. Im Vergleich dazu bieten Wälz- und Profilfräsverfahren mehr Flexibilität für Formen mit variablen Details, wie beispielsweise Zahnradprofile mit unterschiedlichen Parametern.

Was ist das Funktionsprinzip des Formfräsens?

Das Funktionsprinzip des Formfräsens basiert auf einer präzisen Interaktion. Werkzeug und Werkstück interagieren miteinander, wobei spezielle Fräser komplexe Formen erzeugen. Der Prozess beginnt mit der Auswahl eines Fräsers, der der gewünschten Form entspricht. Diese Auswahl wird anhand des Werkstückmaterials und der Anforderungen optimiert. Anschließend wird der Fräser auf das Werkstück ausgerichtet. Die Fräsmaschine dreht den Fräser, während das Werkstück zugeführt wird. Dadurch entsteht eine Relativbewegung. Bei Projekten mit harten Werkstoffen wie Titanlegierungen gewährleistet dieses Prinzip eine präzise Oberflächenformung.

Prozessflussanalyse

Werkzeug- und Werkstückprofil stehen in einem spiegelbildlichen Verhältnis. Das bedeutet, dass eine konvexe Werkzeugform ein konkaves Werkstück erzeugt und umgekehrt. Die Hauptbewegung beim Fräsen ist die Rotation des Fräsers. Der Werkstückvorschub erfolgt axial oder radial als Nebenbewegung. Beim Formfräsen wird die Werkzeugform direkt auf das Werkstück übertragen. In unserer Praxis bei Yonglihao achten wir auf präzise Ausrichtung. Dadurch lassen sich Fehler durch Versatz vermeiden.

• Werkzeugprofilspiegelung: Ein konvexer Fräser erzeugt ein konkaves Werkstück. Dies gewährleistet eine präzise Passform.
• Hauptbewegung: Der Fräser rotiert mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch wird die Schnittkraft erzeugt.
• Vorschubbewegung: Das Werkstück bewegt sich geradlinig. Dadurch wird die Form übertragen.

Schlüsselschneidparameter

Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe beeinflussen die Formgenauigkeit und die Oberflächenrauheit. Hohe Schnittgeschwindigkeiten steigern zwar die Effizienz, erzeugen aber mehr Wärme, was zu einer höheren Rauheit führen kann. Ein moderater Vorschub bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produktivität und Qualität. Eine geringe Schnitttiefe reduziert Vibrationen und verbessert die Präzision. Die Prozessstabilität ist entscheidend. Die große Kontaktfläche stellt hohe Anforderungen an Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen. In unserer Serienfertigung hat die Erhöhung der Stabilität das Risiko von Rattern verringert.

• Einfluss der Geschwindigkeit: Zu hohe Geschwindigkeiten können leicht zu hitzebedingtem Verzug führen. Wir empfehlen, die Geschwindigkeit materialabhängig anzupassen (z. B. 200–300 m/min für Stahl).
• Vorschubgeschwindigkeit: Eine Abtragsrate von 0,1-0,3 mm pro Zahn gewährleistet eine Oberflächenrauheit von Ra < 1,6 μm.
• Schnitttiefe: Verwenden Sie dünne Schichten in mehreren Durchgängen. Dadurch wird eine Überlastung der Maschine vermieden.

Was ist ein Formfräser?

Formfräser sind die Kernwerkzeuge dieses Verfahrens. Sie sind in speziellen Profilformen gefertigt, um die Herstellung komplexer Formen zu ermöglichen. Wir bieten eine große Auswahl an Typen und fertigen auch individuelle Anpassungen. Bei Formenbauprojekten tragen kundenspezifische Werkzeuge zur präzisen Kavitätenfertigung bei.

Ein Formfräser ist ein spezielles Profilwerkzeug. Seine Form entspricht exakt dem gewünschten Werkstückprofil. Sein besonderes Merkmal ist die Freiform. Durch das Schleifen der Zahnflanke entsteht ein Freiwinkel. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Querschnittsform nach dem Nachschärfen der Spanfläche nicht verändert. Dies garantiert gleichbleibende Profilgenauigkeit. Bei der Fertigung werden üblicherweise Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetall verwendet. Der Prozess erfordert höchste Präzision, um Fehler zu vermeiden.

Gängige Arten von Formfräsern

Formfräser gibt es in vielen Ausführungen. Jede Ausführung ist für bestimmte Aufgaben konzipiert.

• Konkave Fräser: Diese werden zur Bearbeitung konvexer, halbkreisförmiger Profile verwendet. Ihre Zahnform gewährleistet einen gleichmäßigen Schnitt und hilft, Spannungsspitzen zu vermeiden.
• Konvexe Schneidwerkzeuge: Diese werden zur Bearbeitung konkaver, halbkreisförmiger Profile verwendet. Sie eignen sich gut für tiefe konkave Merkmale und liefern eine hohe Oberflächengüte.
• Eckenrundungsschneider: Diese Fräser dienen dazu, die Kanten eines Werkstücks zu einem Viertelkreis abzurunden. Sie sind in vielen Radiusvarianten erhältlich, um verschiedenen Designs gerecht zu werden.
• Zahnradfräser: Hierbei handelt es sich um scheibenförmige Modulfräser. Sie werden zur Bearbeitung von Zahnradprofilen, wie z. B. Evolventenformen, eingesetzt. Die Modulwerte reichen von M0,5 bis M20.
• Kombinations-/Sonderformfräser: Hierbei handelt es sich um kundenspezifische Werkzeuge für bestimmte Teilezeichnungen. Sie kombinieren Elemente wie V-Formen und Verrundungen.

Werkzeugmaterialien

Die Wahl des Werkzeugmaterials beeinflusst Leistung und Lebensdauer. Daher ist es entscheidend, das richtige Werkzeugmaterial auszuwählen.

• Schnellarbeitsstahl (HSS): HSS zeichnet sich durch gute Zähigkeit aus und eignet sich zur Herstellung komplexer Formen. Es ist der Hauptwerkstoff für Formfräser und lässt sich leicht nachschärfen.
• Hartmetall: Hartmetall wird zur Bearbeitung sehr harter Werkstoffe oder für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen eingesetzt. Es findet typischerweise Verwendung in Wendeschneidplatten oder als kleiner Vollhartmetall-Fräser. Es zeichnet sich durch hohe Standzeit aus.

Was sind die Vor- und Nachteile des Formfräsens?

Das Formfräsen bietet Präzision und Vielseitigkeit. Es erfordert nur geringen Mehraufwand bei komplexen Teilen, was die Kosten senkt.

Hauptvorteile

Formfräsen ist hocheffizient. Es ermöglicht die Bearbeitung komplexer Oberflächen in einem einzigen Arbeitsgang. Dadurch entfallen Bearbeitungsschritte wie Schruppen, Vorschlichten und Schlichten. Es eignet sich ideal für die Serienfertigung und reduziert Rüstzeiten. Der Prozess zeichnet sich durch hohe Konsistenz aus, da er auf der Werkzeugform basiert. Dies minimiert Bedienungs- und Maschinenfehler. Die hohe Austauschbarkeit der Teile, insbesondere von Standardteilen, wird dadurch gewährleistet. Der Ausrüstungsbedarf ist gering. Herkömmliche Drei-Achs-Fräsmaschinen können komplexe Profile erzeugen. Somit ist keine Fünf-Achs-Bearbeitung erforderlich, was die Investitionskosten senkt.

• Hohe Effizienz: Mit einem einzigen Arbeitsgang lassen sich Oberflächen bearbeiten. Beispielsweise kann die Bearbeitungszeit pro Werkstück weniger als 5 Minuten betragen, was schneller ist als bei Verfahren mit mehreren Arbeitsgängen.
• Gute Konsistenz: Die Form ist festgelegt, und die Toleranz wird innerhalb von ±0,01 mm kontrolliert. Dies gewährleistet die Qualität über eine große Charge hinweg.
• Niedrige Geräteschwelle: Es ist mit Drei-Achs-Maschinen kompatibel. Dadurch eignet es sich für kleine und mittlere Betriebe und bietet eine hohe Skalierbarkeit.

Einschränkungen und Nachteile

Die Werkzeugkosten sind hoch. Kundenspezifische Anpassungen sind teuer, und die Entwicklungszyklen sind lang. Die Vorbereitung dauert in der Regel 2–4 Wochen. Das Verfahren ist wenig flexibel. Es ist sehr spezifisch, da nur ein Werkzeug für eine bestimmte Form verwendet wird. Dadurch eignet es sich nicht für die Fertigung kleiner Serien vieler verschiedener Artikel. Die Schnittkraft ist hoch. Eine große Kontaktfläche kann zu Vibrationen und damit zu Oberflächenrattern führen. Bei Kleinserienprojekten sind diese Nachteile besonders ausgeprägt. Unter Umständen werden Ersatzwerkzeuge benötigt, was die Lagerkosten erhöht.

• Hohe Werkzeugkosten: Individualisierung ist teuer und die Designzyklen sind lang.
• Mangelnde Flexibilität: Es ist sehr spezifisch; ein Werkzeug erzeugt nur eine Form. Das ist nicht gut für kleine Chargen.
• Große Schnittkraft: Die große Kontaktfläche ist anfällig für Vibrationen.

Häufige Herausforderungen und Bewältigungsstrategien beim Formenfräsen

Das Formfräsen ist zwar effizient, birgt aber auch Herausforderungen. Dazu gehören Vibrationen, Spanabfuhr und Oberflächenqualität.

Vibration und Rattern

Die Hauptursache für Vibrationen ist ein langer Kontakt der Schneidkante. Dies führt zu starken Änderungen der Schnittkraft. Dadurch werden Oberflächengüte und Präzision beeinträchtigt, insbesondere bei langen Kontaktflächen in der Formbearbeitung. Fehlende Systemsteifigkeit verschärft das Problem. Dies kann an einer veralteten Maschine oder lockeren Spannvorrichtungen liegen. Abhilfemaßnahmen umfassen die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit um 10–201 TP5T und die Erhöhung des Vorschubs. Auch der Einsatz von Fräsern mit ungleicher Zahnteilung und eine steifere Werkstückspannung sind hilfreich. In der Luft- und Raumfahrtindustrie reduzierte der Einsatz von Werkzeugen mit ungleicher Zahnteilung das Rattern. Dies verbesserte den Oberflächenrauheitswert (Ra). Weiterführende Analysen umfassen die Anpassung der Schnittgeschwindigkeit basierend auf der Materialresonanz. Eine Konstruktion mit ungleicher Zahnteilung bricht periodische Kraftwellen auf. Hydraulische Spannvorrichtungen können die Spannsteifigkeit verbessern und kleine Bewegungen reduzieren.

• Ursache: Große Kontaktflächen und Kraftänderungen verursachen selbsterregte Schwingungen. Dazu gehört auch die Anpassung an die Resonanzfrequenz.
• Lösung: Optimieren Sie die Geschwindigkeit, verstärken Sie die Vorrichtungen, verwenden Sie Dämpfungsmaterialien und überwachen Sie die Vibrationen mit Sensoren.

Schwierigkeiten bei der Chip-Evakuierung (Chip-Evakuierung)

Probleme bei der Spanabfuhr entstehen, wenn tiefe Nuten oder geschlossene Profile Späne einschließen. Dies führt zu Wärmestau und Werkzeugschäden. Späneansammlungen erhöhen die Reibung, was zu Oberflächenverbrennungen oder Ausbrüchen an den Schneidkanten führen kann. Bei komplexen Zahnprofilen verschärfen enge Späneabfuhrwege das Problem. Lösungen sind der Einsatz von Hochdruckkühlmittel (über 50 bar) und die Optimierung der Spankammergestaltung. Dies kann die Erweiterung der Spankammeröffnungen oder das Hinzufügen von Steigungswinkeln umfassen. Bei Zahnradprojekten verbesserten Hochdruckkühlsysteme die Spanabfuhr. Dadurch wurde die Werkzeugstandzeit um den 30% verlängert. Detaillierte Lösungen beinhalten die Abstufung des Kühlmitteldrucks, von der Niederdruckspülung bis zum Hochdruck-Penetrationsdruck. Bei der Spankammergestaltung sollten die Spänearten (kontinuierlich oder gebrochen) berücksichtigt werden. Auch eine Vakuum-Späneabsaugung kann hilfreich sein.

• Ursache: Komplexe Profile behindern den Spanfluss. Auch Nutentiefe und -winkel spielen eine Rolle.
• Lösung: Verwenden Sie Hochdruckkühlung, ein breites Chip-Taschendesign und reinigen Sie die Maschine regelmäßig.

Oberflächenbeschaffenheit nicht normgerecht

Ein armer Oberflächenbeschaffenheit Die Ursache für Aufbauschneiden liegt meist in einer Aufbauschneide oder Werkzeugverschleiß. Dies beeinträchtigt die Funktion und Lebensdauer des Werkstücks. Verschleiß stumpft die Schneide ab, wodurch die Reibungswärme zunimmt. Eine Aufbauschneide haftet am Werkstück und erzeugt eine unebene Oberfläche. Zu den Gegenmaßnahmen gehören die Anpassung der Kühlmittelkonzentration auf 5-10% und das rechtzeitige Nachschärfen der Werkzeuge. Im Formenbau trug die Verschleißüberwachung dazu bei, eine stabile Oberflächenrauheit von Ra < 0,8 µm zu erzielen. Detaillierte Lösungen umfassen die Wahl des richtigen Kühlmitteltyps (ölbasierend vs. wasserbasiert). Die Optimierung der Konzentration verhindert Aufbauschneiden. Der Nachschärfzyklus kann auf der Schnittlänge basieren, mit Kontrollen alle 1000 m. Die Zugabe von Additiven gegen Aufbauschneiden kann ebenfalls hilfreich sein.

• Ursache: Verschleiß oder falsche Parameter, einschließlich Änderungen des Kantenradius.
• Lösung: Verwenden Sie konzentriertes Kühlmittel, überprüfen und schärfen Sie die Werkzeuge regelmäßig nach und verwenden Sie beschichtete Werkzeuge, um Ablagerungen an den Schneiden zu vermeiden.

Anwendungsgebiete des Formfräsens

Das Formfräsen findet breite Anwendung in Branchen, die komplexe Profile benötigen. Seine Präzision und Flexibilität machen es zu einem Schlüsselverfahren. Bei Turbinenschaufeln trägt es zur Sicherstellung der aerodynamischen Effizienz bei.

Geeignete Teilemerkmale für die Bearbeitung

Formfräsen eignet sich hervorragend für regelmäßige Oberflächennuten. Beispiele hierfür sind halbkreisförmige Nuten zur Abdichtung, V-Nuten zur Führung, Schwalbenschwanznuten für stabilere Verbindungen und T-Nuten für eine einfachere Montage. Auch für Kantenbearbeitungen wie Verrundungen zur Spannungsreduzierung und Fasen zur optischen Aufwertung ist das Verfahren bestens geeignet. Es bearbeitet Getriebeteile wie Zahnradprofile für einen reibungslosen Eingriff, Keilwellen zur Drehmomentübertragung und Kettenräder. Selbst komplexe Profile wie Turbinenschaufelfüße für eine optimierte Strömung und Bohrspäneaufnahmen für eine bessere Zerspanung lassen sich damit bearbeiten. In der Praxis ermöglicht es die effiziente Bearbeitung von Schwalbenschwanznuten, was die Montagegenauigkeit erhöht. Zu den detaillierten Funktionen gehört die präzise Radiussteuerung für halbkreisförmige Nuten zur Vermeidung von Lufteinschlüssen. Standardisierte R-Werte für Verrundungen verhindern Ermüdungsrisse. Passende Zahnprofilmodule reduzieren die Geräuschentwicklung.

• Oberflächenrillen: Halbkreisförmige oder V-förmige Nuten gewährleisten Abdichtung und Stabilität. Eine gleichmäßige Tiefe ist dabei ein entscheidendes Detail.
• Kanten: Abrundungen reduzieren die Spannungskonzentration. Fasen entfernen Grate.
• Übertragung: Die Zahnprofile gewährleisten einen optimalen Eingriff. Zu den Details gehört ein Druckwinkel von 20°.
• Komplex: Die Schaufelwurzeln optimieren die Strömungsdynamik. Spänebehälter verhindern Verstopfungen.

Hauptanwendungsbranchen

In der Werkzeugherstellung werden Standard-Schneidwerkzeuge durch Formfräsen bearbeitet. Dazu gehören das Fräsen von Spankammern für eine bessere Zerspanung und das Einfräsen von Reibahlennuten für höchste Präzision. Auch Spiralnuten für Spiralbohrer zur besseren Spanabfuhr werden hergestellt. In der Energie- und Stromindustrie werden Schaufelfüße für Dampfturbinen (Tannenbaumprofile) für hohe Temperaturbeständigkeit bearbeitet. Zudem werden Rotornuten für Generatoren zur Stromübertragung gefertigt. In der Automobil- und Maschinenbauindustrie werden Getriebe für eine effiziente Kraftübertragung hergestellt. Darüber hinaus werden Lenkgetriebe für präzise Steuerung, Keilwellen für hohe Drehmomente und andere Serienteile gefertigt. In der Automobilgetriebeproduktion wird eine hohe Produktionsleistung erzielt. Für bestimmte Branchen ist die Schneidkantenschärfe entscheidend. Die Energiebranche benötigt hitzebeständige Materialien. Die Automobilindustrie legt Wert auf gleichbleibende Qualität.

• Werkzeugherstellung: Spankammern verbessern die Schneidleistung. Dies beinhaltet die Optimierung der Nutbreite.
• Energie: Die Blattwurzeln sind hitzebeständig. Die tannenbaumartige Form verhindert ein Ablösen.
• Automobilindustrie: Zahnräder gewährleisten einen effizienten Kraftantrieb. Lenkgetriebe reduzieren Vibrationen.

Anwendbare Werkstückmaterialien

Das Verfahren eignet sich für viele Materialien. Diese reichen von leicht zerspanbaren Aluminiumlegierungen und Messing bis hin zu mittelharten Kohlenstoff- und legierten Stählen. Aluminiumlegierungen ermöglichen hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten und geringe Schnittkräfte. Messing ist korrosionsbeständig und gut zu bearbeiten. Kohlenstoffstähle bieten ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Zerspanbarkeit. Legierte Stähle sind verschleißfest, erfordern jedoch niedrige Schnittgeschwindigkeiten. Bei sehr harten Werkstoffen (über HRC 50) ist die Effizienz geringer. In diesem Fall kann Formschleifen erforderlich sein. In Projekten können Bearbeitungsgeschwindigkeiten von Aluminiumlegierungen bis zu 500 m/min erreichen. Die Geschwindigkeiten von Stahl müssen auf 200 m/min reduziert werden. Leicht zerspanbare Werkstoffe ermöglichen große Schnitttiefen und erzeugen weniger Wärme. Mittelharte Werkstoffe benötigen Kühlmittel, um Oxidation zu verhindern. Harte Werkstoffe können vorgewärmt oder durch Schleifen bearbeitet werden.

• Leicht zu schneiden: Aluminium und Messing ermöglichen hohe Geschwindigkeiten bei geringem Kraftaufwand. Wichtig ist dabei die Vermeidung von Graten.
• Mittelschwer: Kohlenstoffstähle benötigen ausgewogene Parameter, um Verformungen zu vermeiden.
• Notiz: Harte Werkstoffe werden geschliffen. Dies kann mit EDM-Unterstützung kombiniert werden.

Vergleich des Formfräsens mit anderen Fräsverfahren

Das Formfräsen unterscheidet sich grundlegend von anderen Technologien. Es verwendet Spezialfräser zur Profilerstellung. Bei Yonglihao wählen wir die Verfahren projektbezogen aus. Für bestimmte Oberflächen ist das Formfräsen dem Stirnfräsen überlegen. Ein detaillierter Vergleich umfasst die Analyse der Bearbeitungsobjekte, der Effizienz und der Flexibilität.

Formfräsen vs. Stirnfräsen/Planfräsen

Der Unterschied liegt darin, was sie bearbeiten. Stirnfräsen und Planfräsen sind für ebene Flächen oder Stufen geeignet. Zum Beispiel:, Schaftfräsen erstellt Slots und Planfräsen Das Formfräsen entfernt große Materialmengen. Es eignet sich für komplexe Oberflächen oder unregelmäßige Profile, wie Zahnprofile oder Kreisbögen. Für die Serienfertigung von Oberflächen ist das Formfräsen effizienter. Es ist jedoch weniger geeignet für das Abtragen großer, ebener Flächen. Im Detail nutzt das Stirnfräsen die Mehrzahntechnik für eine gleichmäßige Kraftverteilung. Das Formfräsen hingegen erzeugt eine lange Kontaktfläche mit konzentrierter Kraft, was eine hohe Steifigkeit erfordert. Das Planfräsen dient der schnellen Schruppbearbeitung, während das Formfräsen eine gleichmäßige, feine Oberflächengüte gewährleistet.

Formfräsen vs. CNC-Profilfräsen

Das Formfräsen ist von der Werkzeuggeometrie abhängig und daher ein spezialisiertes und effizientes Verfahren. CNC-Profilfräsen Das Verfahren basiert auf numerisch gesteuerten Programmbahnen, beispielsweise einem Kugelkopffräser, der zeilenweise abtastet. Es ist flexibel, erfordert aber eine komplexe Programmierung. In der Serienfertigung ist das Formfräsen deutlich effizienter als das CNC-Profilfräsen, da es den Bedarf an Bahnberechnungen reduziert. Bei Formenbauprojekten verringert das Formfräsverfahren den Nachbearbeitungsaufwand. Im Detail zeichnet sich das Formfräsen durch kurze Bearbeitungszeiten in einem Durchgang aus, während die CNC-Bearbeitung längere Scanzeiten in mehreren Schichten benötigt. Die Fehler beim Formfräsen werden durch das Werkzeug bestimmt. CNC-Fehler können aufgrund von Bahnungenauigkeiten größer sein. Allerdings kann die CNC-Bearbeitung auch Sonderformen bearbeiten, während das Formfräsen eine individuelle Anpassung erfordert.

Wie wählt man aus, pflegt die Produkte und führt Qualitätskontrollen durch?

Auswahl, Wartung und Qualitätskontrolle sind entscheidend für den Erfolg beim Formfräsen. Unser Team führt eine umfassende Analyse durch, um Leistung und Kosten optimal abzuwägen. Ein detaillierter Leitfaden enthält eine Aufschlüsselung der Einflussfaktoren, detaillierte Regeln und Verfahrensschritte.

Überlegungen zur Werkzeugauswahl

Berücksichtigen Sie die erforderliche Profilgenauigkeit, die Losgröße (die den ROI bestimmt) und das Werkstückmaterial. Harte Werkstoffe erfordern beispielsweise Hartmetallwerkzeuge. Bei hohen Losgrößen ist die kundenspezifische Anpassung von großer Bedeutung. Präzisionen unter 0,01 mm erfordern hochwertige HSS-Werkzeuge. Yonglihao wählt Hartmetall für Projekte mit hohem Durchsatz, um den ROI zu maximieren. Zu den detaillierten Faktoren gehört die Bewertung der Toleranzkette für die Präzision. Berechnen Sie für die Losgröße die Werkzeugstandzeit und die Kosten. Passen Sie die Werkstoffhärte an, um Ausbrüche zu vermeiden.

Verschleiß und Wartung

Beachten Sie diese Nachschärfregeln: Schärfen Sie nur die Spanfläche. Schärfen Sie niemals die Rückseite, da dies das Zahnprofil verändert. Achten Sie auf den Winkel, um innerhalb der ursprünglichen Konstruktion zu bleiben. Eine Neubeschichtung des Werkzeugs, beispielsweise mit einer TiAlN-Beschichtung, kann seine Lebensdauer durch Oxidationsbeständigkeit verlängern. Wir beschichten unsere Werkzeuge regelmäßig neu und verlängern so ihre Lebensdauer um 501 TP5T. Zur sorgfältigen Wartung gehört die Verschleißkontrolle mit einem Mikroskop, um die Schneidkanten zu prüfen. Ein Auswuchttest nach dem Nachschärfen verhindert Vibrationen. Lagern Sie die Werkzeuge zum Schutz mit Rostschutzöl.

Qualitätskontrolle

Nutzen Sie diese Prüfmethoden: Verwenden Sie eine Profillehre für eine schnelle Gut/Ausschuss-Prüfung. Ein optischer Komparator vergrößert das Profil für eine präzise Inspektion und kann Fehler unter 0,005 mm messen. Bei Yonglihao gewährleisten wir Toleranzen unter 0,01 mm. Die detaillierte Qualitätskontrolle umfasst kundenspezifische Profillehren, die den Zeichnungen entsprechen. Der Komparator liefert digitale Ausgabeberichte. Das Toleranzmanagement beinhaltet die statistische Prozesskontrolle (SPC) zur Überwachung von Abweichungen innerhalb einer Charge.

Abschluss

Formfräsen ist die erste Wahl für die Massenproduktion und die Bearbeitung spezifischer Profile, einschließlich CNC-Fräsbearbeitungsservice. Die Fertigungstechnologie entwickelt sich mit den Fortschritten in der CNC-Technik und bei den Werkstoffen stetig weiter. Wir bei Yonglihao investieren in modernste Anlagen, um präzise Bauteile herzustellen. Die zukünftige Integration additiver Fertigung eröffnet uns noch mehr Gestaltungsmöglichkeiten. So entstehen Hybridverfahren, die Präzision und geometrische Freiheit vereinen. Wir freuen uns darauf, unseren Kunden durch diese Innovationen effizientere Lösungen anbieten zu können. Die Investitionsrendite ist hoch. Obwohl die anfänglichen Werkzeugkosten hoch sind, sind die langfristigen Stückkosten niedrig. Dies gilt insbesondere für Jahresproduktionen von über 10.000 Stück.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptzweck des Formfräsens?

Um komplexe Profile effizient zu erstellen, wird die Form des Werkzeugs kopiert, um Präzision und Konsistenz zu gewährleisten.

Worin besteht der Unterschied zwischen Formfräsen und CNC-Bearbeitung?

Das Formfräsen nutzt die Geometrie des Werkzeugs und ist daher präzise und effizient. Die CNC-Bearbeitung hingegen basiert auf vorgegebenen Bahnen, was sie flexibel, aber langsamer macht.

Warum können Formfräser nur an der Spanfläche geschärft werden?

Durch das Schärfen der Rückseite verändert sich die radiale Form. Dies beeinträchtigt die Gleichmäßigkeit und Präzision des Profils.

Ist Formfräsen für die Kleinserienfertigung geeignet?

Nein, das ist nicht geeignet. Die Werkzeuge sind sehr speziell und teuer. Kleinserien lassen sich mit CNC-Profilfräsen kostengünstiger realisieren.

Welche Werkstoffe werden üblicherweise für Formfräser verwendet?

Hauptmaterial ist HSS, das eine gute Zähigkeit aufweist und sich leicht nachschärfen lässt. Hartmetall wird aufgrund seiner hohen Langlebigkeit für Materialien mit hoher Härte oder hohe Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt.