Trenn - Möglichkeiten

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1 Trenn - Möglichkeiten Martin Wyrsch, ALESA AG

2 Themen: Ist Zustand: Sägen Grundlagen: Einfluss der Werkstoffe: Werkzeugauslegung: Werkzeug - Umfeld: Anwendungsbeispiele: 5 Seitenbearbeitung Oft angewandte Abtrennverfahren DIN Sägen Eigenschaften, Zahnformen Nutex System Vorteile Eigenschaften / Herausforderung 3 Zähne im Eingriff, hm Philosophie Möglichkeiten HSS, Hartmetall & Beschichtungen Planschlag / Rundlauf / Werkzeugaufnahmen Kühlung / Schmierung Aluminium, KS-Stahl, Medizinal-Werkstück Zusammenfassung

3 5 Seitenbearbeitung: Ausgangslage Effiziente Spannsysteme ermöglichen optimale Auslastung von 5-Achs Bearbeitungszentren. Vorteile: - hohe Genauigkeit bei Formschlüssigen Spannsystemen - kleine Rüst- & Nebenzeiten - flexible Teilefertigung - Herstellung komplexer Werkstücke in einer Aufspannung möglich - Prozesssicherheit etc. Wie wird das Restmaterial, welches zum Spannen benötigt wird, meistens abgetrennt?

4 Abtrennverfahren Möglichkeiten -> 2. Aufspannung & Planfräsen! Nachteile: - Genauigkeit schlechter - Eindrücke oder Verformung -> Spannkräfte - Kaltverfestigung ev. Verformung - Zusätzliche Aufspannung = Zusatzkosten Masch.-Std., Werkzeug, Energie, Lieferzeit DIN Sägen oder Scheibenfräser - vorstehende Schraube oder Mutter - Drehmitnahme kraftschlüssig - Planschlag & Rundlauf?

5 Sägen Grundlagen DIN: Hohlschliff: Alle Sägen haben einen Hohlschliff. DIN Sägen grösser als Ø 160 mm haben eine Nabe (Ød1) Kreissägen haben seitlich in Rotations - Richtung KEINEN Freiwinkel!

6 Zahnformen & Spanteiler A Zahn für kurzspanende Werkstoffe B = Bogenzahn mit stabilem «Fuss» Bw Bogenzahn wechselseitig -> Span schmaler als Sägeschlitz BS Bogenzahn mit Spanteiler -> schmaler Span und seitliche Freiwinkel, Säge klemmt nicht -> NUTEX PLUS

7 Nutex & Nutex PLUS System: Kombination von Kreissäge und Aufnahme Ø15 Ø125mm in Hartmetall, HSS Ø200mm Breite 0.2 5mm, Beschichtet oder blank Zahnform, Zähnezahl an den Prozess angepasst Individuell verzahnt (Zähnezahl) und Geometrie für optimalen Prozess Vorteil: Sehr genauer Planschlag und Rundlauf Formschlüssige Drehmoment- Übertragung Neuer Freiheitsgrad (Stirnseitig keine überstehende Schrauben) Sehr einfacher und genauer Werkzeugwechsel Innere Kühlschmierstoffzuführung (beidseitig möglich)

8 Einfluss der Werkstoffe: Auf die Werkzeugauslegung: - Materialklasse (Stahl, Rostfrei, Nichteisen, Titan etc. - Zugfestigkeit, Vergütungszustand - Schneidengeometrie, Beschichtung Auf die Schnittdaten: - Schnittgeschwindigkeit, hm mittlere Spandicke - Schnittkräfte, Zerspanungsleistung

9 Werkzeugauslegung: Funktion der Zahnform BS Spanbildung bei 3 Zähnen im Eingriff - Späne sollten schmaler sein als der Sägeschlitz - Genügend Spanzwischenraum für Späne und Kühl-Schmierstoff

10 Einfluss der Werkstoffe: Werkstoff Oberflächengüte Empfehlung weiche Kunststoffe: Reissen leicht auf und passende Geometrie PTFE, LDPE etc. bilden grosse Gräte oft HSS unbeschichtet Nichteisen Metalle: Problem Aufbauschneide polierte HM-Sägen, DLC-H Rein Alu, Zinn, E-Cu Eisen Werkstoffe: Baustähle Gratbildung passende Geometrie REIN-Eisen Aufreissen, Späne kleben HM-Sägen mit AlCrN Schicht Guss Lunkern Emulsion mit >8% Öl Rostfrei & Duplex Kaltverfestigung, Kräfte < 3 Zähne im Eingriff Andere Elemente: meist gute Oberflächen, passende Beschichtungen Titan, Kobalt-Chrom hohe Schnittkräfte optimale Schmierung Wolfram, etc.

11 Werkzeugauslegung: HSS Vorteile / Nachteile: Sehr scharfe Schneide, kleiner 5µm Verrundung möglich Verschleiss-, Warm- Beständigkeit & Produktivität 3 Zähne im Eingriff: Jeder Zahn im Eingriff erzeugt Kräfte Je enger die Zahnteilung je kleiner wird der Spanraum hm Philosophie: Hartmetallwerkzeuge & Beschichtungen: Die Wärme muss an den Span abgeben werden können Ein hm < 0.01mm hat eine sehr kleine Wärmekapazität Der hm ändert sich mit der Zustellung Geschliffene & beschichtet HM Werkzeuge sind enorm leistungsfähig und prozesssicher modernste AlCrN und DLC-H Schichten sind am effektivsten und am günstigsten (Stückkosten)

12 Werkzeug Umfeld & Säge-Strategie: Werkzeugaufnahme: - So lange wie nötig & - So kurz als möglich! - Planschlag & Rundlauf - KEINE Kombiaufnahmen! Kühlung / Schmierung: - Innere Kühlmittelzuführung - > 8% Emulsion oder Öl Strategie: - In 95% der Anwendungen im Gleichlauf - Kleineres Werkzeug einsetzen und von beiden Seiten bis zur Mitte trennen. -> Schnittkräfte und Auslenkung kleiner - In der Mitte am Anfang und Ende partiell einen Steg von <0.1mm stehen lassen.

13 Anwendungsbeispiel 1: Aluminium «L» L Aussenkontur mit VHM Schaftfräser Planfläche, U-Form inklusive Abtrennen mit ALESA HM Nutex PLUS Säge - Bearbeitungszeit ca. 1 Min. Material: Alu 7075, Grösse: ca. 65mm x 50mm x 35mm Wandstärken: 1 3 mm Herausforderung: Herstellung in einer Aufspannung, mit hohen Anforderungen an die Winkligkeit und Parallelität Werkzeug: HM Nutex PLUS Ø80 x 4 Z=16 BS AlCrN Schnittdaten: Vc = 1257m/min, n =5000U/min fz = 0.04, Vf = 3200mm/min hm = Ra 0.6µm 0.8µm

14 Anwendungsbeispiel 2: HDPE & CK45 Material: HDPE Ring aufgeklebt auf CK45 Rad Herausforderung: Trennen von beiden Materialien ohne Ablösen vom HDPE Lösung: HM Nutex PLUS Ø80 x 2, Z=16 BS AlCrN Schnittdaten: Vc=140m/min Vf=280mm/min Vorteile: keine Delamination, wenig Gratbildung, Ebenheit hm=0.015mm

15 Anwendungsbeispiel 3: Rostfrei Material: (X5 CrNiCuNb 17 4) Werkstück für die Medizinaltechnik Grösse: ca. 15mm x 5mm Löcher Ø0.9mm Stk. Vorserie Werkzeug: HM Nutex Mini Ø25 x 0.3 Z=16 B AlCrN Schnittdaten: Vc = 235m/min, n =3000U/min fz = 0.003, Vf = 130mm/min hm = Standzeit: 200 Stk. = ca. 1 Std. Oberflächenrauhigkeit: Ra 0.8µm Nachbearbeitung: kl. Grat wird von Hand /Schleifpapier abgezogen

16 Zusammenfassung: ist möglich. EIN Universalwerkzeug, optimal für ALLE Materialien gibt es nicht! Passende Rahmenbedingungen und Säge - Strategie haben einen entscheidende Einfluss auf das Ergebnis. - Auf richtige Werkzeugauslegung und passende Beschichtung ist zu achten - Werkzeug mit einem gutem Planschlag und seitlich freischneidend sind am Besten - Optimale Kühl- & Schmiermittelzuführung - Das ALESA Nutex & Nutex Plus System ist ab Lager lieferbar und deckt einen sehr breites Anwendungsgebiet ab. Wir freuen uns auf Ihre detaillierte Anfrage. ALESA liefert nicht nur das passende Werkzeug sondern auch angepasste Prozessparameter. Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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