Modernes Planfräsen und Schneidkosten-betrachtung:

Im Laufe mehrerer durchgeführter TCM Toolmanagement Analysen bei verschiedenen Produktionsfirmen, sind wir beim Punkt Planfräsen öfters auf folgende kritische Punkte getroffen:

1)    Veraltete Frässysteme im Einsatz mit zu wenig Schneiden / Wendeplatte
2)    Wendeplatten Eckfräser werden meistens auch zum Planfräsen verwendet
3)    Wendeplatten mit hoher Schneidkantenlänge werden mit zu geringer Schnitttiefe eingesetzt
4)    Vibrationen beim Planfräsen dünnwandiger Bauteile
5)    Unpassende Schnittwerte, vor allem zu geringer Vorschub/Zahn fz

1)    Veraltete Frässysteme im Einsatz mit zu wenig Schneiden / Wendeplatte:

Waren vor einigen Jahren noch Planfräser mit 4 schneidigen Wendeplatten mit positiver Schneidengeometrie (SEKN, SEKR, SEHW) das Maß aller Dinge, haben sich im Anschluss daran, bedingt durch neue Möglichkeiten in der Sintertechnik, Planfrässysteme mit doppelseitigen Wendeplatten mit bis zu 8 Schneiden / Wendeplatte am Markt etabliert.
Zwischenzeitlich wurde diese Technologie auch auf doppelseitige Wendeplatten mit 5 eckigen Wendeplatten (PENTA 10 Schneiden/Wendeplatte) , sowie mit 6 eckigen Wendeplatten  (HEXA, 12 Schneiden/Wendeplatten) ausgeweitet.
Letztstand der aktuellen Entwicklung sind Planfräser mit 8 eckigen Wendeplatten (OKTO, 16 Schneiden/Wendeplatte) und einem Anstellwinkel von 45°, der beim Planfräsen die optimale Verteilung der Schnittkräfte, sowohl in axialer als auch radialer Richtung gewährleistet.
Durch die achteckige Form der Wendeplatte ist die maximale Schnitttiefe zumeist auf 4 – 5 mm begrenzt. Die Plattensitze werden dann aber so gefertigt, dass auch quadratische Wendeplatten (mit 8 Schneiden) für höhere Schnitttiefen im selben Fräser eingebaut und verwendet werden können.
Die Seitenflächen (Freiflächen) der Wendeplatten sind beidseitig nach innen geneigt. Dieses Schwalbenschwanz – Design führt zu einer perfekten Positionierung und zu einem noch besseren Halt der Wendeplatte im Fräsergrundkörper. Durch den stark positiven Spanwinkel der mit der Spanleitstufe in den Wendeplatten eingesintert wird, ergibt sich trotz negativer Anstellung der Wendeplatte im Fräser ein weicher Schnitt und eine gute Spanbildung.

2)    Wendeplatten Eckfräser werden meistens auch zum Planfräsen verwendet:

Oft werden aus Bequemlichkeitsgründen die in der Maschine vorhandenen Wendeplatten - Eckfräser auch zum Fräsen allfälliger Planflächen verwendet.

Daraus ergeben sich bei WSP Eckfräsern aber gegenüber 45° Planfräsern ein paar wesentliche Nachteile:

•    Der 90° Anstellwinkel der Eckfräser führt zu 100% radialer Schnittkraft, dadurch entsteht
     eine extreme Belastung der Spindel- Radiallager.
•    Vibrationsneigung bei längeren Auskragungen
•    Wendeplatten für Eckfräser haben zumeist deutlich weniger Schneiden / Wendeplatte
•    Weniger Vorschub / Zahn als beim Planfräser möglich,  bei gleicher Schnitttiefe
•    Schlechtere Oberflächengüte aufgrund wesentlich kleinerer Planschneiden 

Empfehlung TCM:
Eckfräser nur dann zum Planfräsen verwenden, wenn am Rande der gefrästen Planfläche auch tatsächlich eine 90° Schulter am Bauteil hergestellt werden muss!
 

3)    Wendeplatten mit hoher Schneidkantenlänge werden mit zu geringer Schnitttiefe eingesetzt:

Sowohl bei Wendeplatten Eck- als auch Planfräsern ist derselbe Fräsertyp mit verschiedenen Wendeplattengrößen erhältlich. Viele Kunden versuchen die Wendeplattenvielfalt zu reduzieren und kaufen nur mehr die größere Plattengröße des Systems. Da Problem daran ist, dass Schlichtschnitte, Schnitte mit geringen Rohteil – Aufmaß, oder Schnitte an labilen Bauteilen dann mit definitiv zu großen Wendeplatten bearbeitet werden. In der Folge werden dann 70 – 80 % der möglichen Schneidkantenlänge nicht verwendet! TCM empfiehlt hier, die Wendeplattengrößen optimal auf die zu bewältigende Schnitttiefen abzustimmen und gegebenenfalls ein paar Fräsergrundkörper mehr zu kaufen.

4)    Vibrationen beim Planfräsen dünnwandiger Bauteile:

Für das Planfräsen dünnwandiger Bauteile (Grauguss- oder Alu Gehäuse, Stahl - Schweißkonstruktionen usw.) oder hochlegierten rostfreien Stählen, empfehlen wir Planfräser mit hochpositiven Schneidgeometrien, um die Schnittkräfte möglichst gering zu halten, um  etwaigen Vibrationen so wirksam entgegenwirken zu können. Hier kann es bei der Verwendung doppelseitig verwendbarer Fräswendeplatten zu Problemen kommen!

Die für solche Anwendungen aktuell wirtschaftlichste Lösung sind Planfräser mit einseitig verwendbaren 8-schneidigen Wendeplatten mit stark positivem Spanwinkel und großem Freiwinkel.
 

5)    Unpassende Schnittwerte, vor allem zu geringer Vorschub/Zahn fz:

Für gute Standzeiten und hohe Produktivität ist der Zahnvorschub beim Planfräsen so hoch als möglich zu wählen. Aufgrund der leichten Schneidenverrundung von marktüblichen Fräswendeplatten sollte der Vorschub / Zahn fz den Wert von  0,1 mm nie unterschreiten!!!
Übliche fz Werte beim konventionellen Planfräsen sind:
fz = 0,2 – 0,3 mm, bzw  0,4 – 0,8 mm bei Großmaschinen.

Abschließend ein Vergleich Kosten / Schneide zwischen Standard Wendeplatten Eckfräser und den o.a. Planfräsermodellen, unter Verwendung handelsüblicher Nettopreise:
 

                                                     Schneiden             einseitig /             Preis /                 Preis /
                                               pro Wendeplatte      doppelseitig      Wendeplatte       Schneidkante 

Eckfräser Wendeplatte                           
hochpositiv Typ A                            2                      einseitig                   11,50 €             5,75 € 
Fräswendeplatte SEKR                     4                      einseitig                    7,95 €             1,99 € 
Fräswendeplatte SNGU                    8                      doppelseitig             13,90 €             1,74 € 
Fräswendeplatte OWHU                   8                      einseitig                   13,57 €             1,70 €     
Fräswendeplatte PNCU                    10                     doppelseitig             13,45 €             1,35 € 
Fräswendeplatte HNGJ                    12                     doppelseitig             13,80 €             1,15 € 
Fräswendeplatte ONMU                   16                     doppelseitig             14,83 €             0,93 €