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Produktionsprozess - Fräsen

HSC-Fräsen (High Speed Cutting)

Beim HSC-Fräsen (High Speed Cutting) oder zu deutsch der Hochgeschwindigkeitszerspanung (HGZ) ist die Schnittgeschwindigkeit durch extrem hohe Werkzeugdrehzahlen sowie die Vorschubgeschwindigkeit um ein vielfaches höher als bei normalen Zerspanungen. Im Werkzeug- und Formenbau wird es vorrangig zum Vorschlichten und Schlichten eingesetzt.

Zecha-Fräser der Qualitätslinie sind u.a. für die HSC-Bearbeitung von Kupfer geeignet. © Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH

Egal ob Spritzgießform oder Stanzwerkzeug: Die hergestellten Werkzeuge und Formen bestehen in der Regel aus hochfesten Stählen, die erhöhte Anforderungen an die Bearbeitung stellen. Das nach wie vor wichtigste Verfahren, um Platten und Blöcke ‚zu formen‘ ist das Fräsen. Beim Fräsen der Werkzeugstähle geht es zunächst darum, möglichst schnell viel Material zu entfernen (= Schruppen). Im Anschluss wird die formgebende Oberfläche in der geforderten Qualität und Maßhaltigkeit gefertigt (= Schlichten).

Wo kommt das Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsfräsen zum Einsatz?

Dafür werden folgende Frässtrategien angewandt:

Grundvoraussetzung für das HSC-Fräsen sind eine Maschine, die hohe Umdrehungsfrequenzen bietet, und ein entsprechendes Werkzeug, das für diese Belastung ausgelegt ist. Das Problem, vor dem der Werkzeugmacher oft steht: Die Fertigung von präzisen Freiformen ist in der Regel etwas ‚komplizierter‘ als beispielsweise das Planfräsen, dauert durch längere Fräsbahnen und die Anstellung des Werkzeugs länger, weil die Flächen entweder 3-achsig mit Kugelfräsern (3+2-Achsfräsen) oder 5-achsig mit Torusfräsern hergestellt werden. Beim 5-Achs-Fräsen wird der Fräser dabei rechtwinklig an die Flächenkrümmung angepasst. .

Um ein Ergebnis zu erhalten, das möglichst wenig Nacharbeit fordert, muss der Zeilenvorschub möglichst klein und der Fräserradius möglichst groß sein. Kleine Zeilenvorschübe bedingen lange Fräswege und damit auch Fertigungszeiten, wenn nicht gleichzeitig die Vorschubgeschwindigkeit erheblich gesteigert wird. Das ist mit dem HSC-Fräsen möglich.

Vorteile des HSC-Fräsens

  • Wirtschaftliche Bearbeitung mit hoher Oberflächenqualität
  • 5 bis 10 mal höhere Vorschubgeschwindigkeiten (bis 30 m/min)
  • Schnittgeschwindigkeiten je nach Werkstoff zwischen 1000 und 7000 m/min
  • Spindelumdrehungsfrequenzen bis 100.000 U/min
  • Verringerung der Zerspankräfte durch kleine Vorschübe pro Zahn
  • Keine oder sehr geringe Nacharbeit
  • Bearbeitung dünnwandiger Werkstücke möglich
  • Bearbeitung von gehärteten Materialien bis 69 HRC

(Stand der angegeben Werte: Januar 2017)

Autorin: Susanne Schröder

Weiterführende Information
  • Präzisionswerkzeuge

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