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Schneidkantenpräparation von VHM-Mikrofräsern

Vergleich unterschiedlicher Feinbearbeitungsverfahren
Cutting edge preparation of cemented carbide micro milling tools. A comparison of different fine machining processes
 
: Uhlmann, E.; Oberschmidt, D.; Löwenstein, A.; Polte, M.; Winker, I.

wt Werkstattstechnik online 105 (2015), Nr.11/12, S.805-811
http://www.technikwissen.de/wt/
ISSN: 1436-4980
ISSN: 1436-5006
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IPK ()

Abstract
Die Prozesssicherheit beim Mikrofräsen lässt sich mit einer gezielten Schneidkantenverrundung erheblich steigern. Dabei werden durch verschiedene Präparationstechnologien unterschiedliche Geometrien und Einflüsse auf den Fräsprozess erzeugt. Der Fachbeitrag behandelt den Einsatz präparierter Mikrowerkzeuge in Zerspanversuchen, in denen auf die Zerspankräfte, den Verschleiß sowie die Oberflächengüten eingegangen wird. Die mit den Feinbearbeitungsverfahren Bürstspanen und Strahlspanen präparierten Werkzeuge erzeugen im Mittel eine um 16 % geringere gemittelte Rautiefe Rz und weniger Grat als die Feinbearbeitungsverfahren Magnetfinishen und Tauchgleitläppen, jedoch sind der relative Verschleiß FZ im Mittel um 13 % sowie die Zerspankräfte Fz erhöht. Die bei Fz mit Bürstspanen präparierten Werkzeugen auftretenden Zerspankräfte Fz sind um 5 % höher als jene bei Fz mit Magnet finishen präparierten Werkzeugen beziehungsweise 13 % höher als jene bei Fz mit Tauchgleitläppen präparierten Werkzeugen. Die bei mit Strahlspanen präparierten Werkzeugen auftretenden Zerspankräfte Fz sind sogar um 20 % höher als jene bei mit Tauchgleitläppen präparierten Werkzeugen. Die Feinbearbeitungsverfahren Magnetfinishen und Tauchgleitläppen können eine Schneidkantenmikrogeometrie her stellen, deren Profilquerschnitt einem Kreissegment sehr nahe kommt und die einen quantifizierbaren Schneidkanten radius rβ aufweist. Dies vermindert den Verschleiß sowie die Prozesskräfte. Die Schneidkantenradien rβ sollten in einem Bereich von 3 µm ≤ rβ ≤ 7 µm liegen, um eine Dominanz der Ploughing-Vorgänge zu vermeiden. Der Zahnvorschub fz sollte in einem Bereich von 3 µm ≤ fz ≤ 5 µm liegen, da höhere Zahnvorschübe fz eine zu hohe Belastung der Schneide bedeuten und über mäßigen Verschleiß in Form von Kantenausbrüchen fördern. Innerhalb der genannten Bereiche für den Schneidkantenradius rβ und den Zahnvorschub fz ist nach der Gleichung hmin = 0,293 rβ die Mindestspandicke hmin auch im ungünstigsten Fall des größten Schneidkantenradius rβ = 7 µm in Kombination mit dem kleinsten Zahnvorschub fz = 3 µm gewährleistet und wird während des Zahneingriffs erreicht.

 

Process reliability in micro milling can be increased by a defined cutting edge preparation. Different cutting edge preparations cause different effects on tool behavior in the downstream micro milling process. In this paper, the process forces, the tool wear and the surface quality of prepared micro milling tools are characterized in cutting tests.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-375038.html