Wie bearbeitet man Kupfer mit einem Flachfräser?

Kupfer ist aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ein in verschiedenen Industrien weit verbreitetes Metall. Die Bearbeitung von Kupfer mit einem Flachschaftfräser ist ein gängiger Prozess in der Fertigung, erfordert jedoch die sorgfältige Abwägung mehrerer Faktoren, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Als Lieferant von Flachschaftfräsern verfüge ich über umfassende Erfahrung in diesem Bereich und möchte einige wertvolle Erkenntnisse zur effektiven Bearbeitung von Kupfer weitergeben.

Die Eigenschaften von Kupfer verstehen

Bevor man sich mit dem Bearbeitungsprozess befasst, ist es wichtig, die Eigenschaften von Kupfer zu verstehen. Kupfer ist ein relativ weiches und duktiles Metall, was bedeutet, dass es bei der Bearbeitung dazu neigt, am Schneidwerkzeug festzukleben. Dies kann zur Bildung einer Aufbauschneide (BUE) führen, bei der Späne des Werkstückmaterials an der Schneidkante des Werkzeugs haften bleiben. BUE kann zu schlechter Oberflächengüte, Maßungenauigkeiten und vorzeitigem Werkzeugverschleiß führen. Darüber hinaus verfügt Kupfer über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Wärme schnell aus der Schneidzone abgeleitet werden kann. Dies kann zwar in mancher Hinsicht von Vorteil sein, bedeutet aber auch, dass die Schnittkräfte sorgfältig kontrolliert werden müssen, um übermäßigen Werkzeugverschleiß zu vermeiden.

Auswahl des richtigen Flachschaftfräsers

Die Wahl des Flachschaftfräsers ist bei der Bearbeitung von Kupfer von entscheidender Bedeutung. Für Kupfer werden üblicherweise Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetall verwendet. Hartmetall-Schaftfräser werden im Allgemeinen wegen ihrer überlegenen Härte, Verschleißfestigkeit und Fähigkeit, scharfe Schneidkanten bei hohen Schnittgeschwindigkeiten zu erhalten, bevorzugt.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Flachschaftfräsers die Anzahl der Spannuten. Für die Kupferbearbeitung ist ein 4-schneidiger Flachschaftfräser oft eine gute Wahl. Die vier Spannuten sorgen für ein gutes Gleichgewicht zwischen Spanabfuhr und Schneidkantenfestigkeit. A55HRC 4-schneidiger Flachschaftfräserist für die allgemeine Kupferbearbeitung geeignet. Es bietet eine gute Kombination aus Härte und Zähigkeit und ermöglicht so ein effizientes Schneiden ohne übermäßigen Werkzeugverschleiß. Wenn Sie mit anspruchsvolleren Anwendungen zu tun haben oder Kupfer mit höheren Geschwindigkeiten bearbeiten müssen, a65HRC 4-schneidiger Flachschaftfräserkönnte eine bessere Option sein. Die höhere Härte des 65HRC-Schaftfräsers sorgt für eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine längere Werkzeuglebensdauer.

Schnittparameter

Schnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit ist einer der wichtigsten Parameter bei der Kupferbearbeitung. Da Kupfer ein weiches Metall ist, können relativ hohe Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden. Die genaue Schnittgeschwindigkeit hängt jedoch von mehreren Faktoren ab, wie z. B. der Art des Flachschaftfräsers, dem Durchmesser des Schaftfräsers und der spezifischen Kupfersorte, die bearbeitet wird. Als allgemeine Richtlinie kann für einen 4-schneidigen Hartmetall-Flachschaftfräser mit einem Durchmesser von 6 mm eine Schnittgeschwindigkeit von etwa 100–200 m/min verwendet werden. Es ist wichtig zu beachten, dass höhere Schnittgeschwindigkeiten die Bildung von BUE reduzieren können, aber auch die an der Schneidkante erzeugte Wärme erhöhen. Daher sind eine ordnungsgemäße Kühlung und Schmierung bei hohen Schnittgeschwindigkeiten unerlässlich.

Vorschubgeschwindigkeit

Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell sich der Schaftfräser durch das Werkstück bewegt. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit kann die Materialabtragsleistung erhöhen, erhöht aber auch die Schnittkräfte. Bei der Bearbeitung von Kupfer wird für einen 4-schneidigen Flachfräser typischerweise eine Vorschubgeschwindigkeit von 0,05–0,2 mm/Zahn empfohlen. Dieser Vorschubgeschwindigkeitsbereich trägt dazu bei, eine effiziente Spanabfuhr zu gewährleisten und die Bildung langer, zäher Späne zu verhindern, die sich um den Schaftfräser wickeln und Probleme verursachen können.

Schnitttiefe

Die Schnitttiefe bezieht sich auf die Menge an Material, die in einem einzigen Durchgang entfernt wird. Bei der Kupferbearbeitung wird üblicherweise eine Schnitttiefe von 0,5 – 2 mm verwendet. Eine geringere Schnitttiefe kann die Schnittkräfte reduzieren und die Oberflächengüte verbessern, erfordert aber auch mehr Durchgänge, um die gewünschte Materialmenge zu entfernen. Andererseits kann eine größere Schnitttiefe die Materialabtragsrate erhöhen, kann aber auch zu höheren Schnittkräften und einem möglichen Werkzeugbruch führen, wenn sie nicht richtig gesteuert wird.

Kühlung und Schmierung

Kühlung und Schmierung spielen bei der Kupferbearbeitung eine entscheidende Rolle. Wie bereits erwähnt, weist Kupfer eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und eine ordnungsgemäße Kühlung kann dazu beitragen, die beim Schneiden entstehende Wärme abzuleiten. Ein Kühl- oder Schmiermittel kann auch die Reibung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück verringern, was dazu beiträgt, die Bildung von BUE zu verhindern und die Oberflächengüte zu verbessern.

Für die Kupferbearbeitung stehen verschiedene Arten von Kühl- und Schmiermitteln zur Verfügung. Wasserlösliche Kühlmittel werden üblicherweise verwendet, da sie gute Kühl- und Schmiereigenschaften bieten. Sie können auch dabei helfen, Späne aus der Schneidzone wegzuspülen. In einigen Fällen kann für kleine oder präzise Bearbeitungsvorgänge ein leichtes Schmiermittel wie Mineralöl verwendet werden.

Spanabfuhr

Bei der Bearbeitung von Kupfer ist eine effiziente Spanabfuhr unerlässlich. Da Kupfer ein duktiles Metall ist, neigt es dazu, lange, faserige Späne zu erzeugen. Diese Späne können sich um den Schaftfräser wickeln und Probleme wie eine schlechte Oberflächengüte, erhöhte Schnittkräfte und vorzeitigen Werkzeugverschleiß verursachen. Um eine ordnungsgemäße Spanabfuhr zu gewährleisten, verwenden Sie einen Flachfräser mit geeigneter Nutengeometrie. Ein 4-schneidiger Flachfräser mit spiralförmiger Nutkonstruktion kann dabei helfen, die Späne aufzubrechen und aus der Schneidzone abzuleiten.

Darüber hinaus sollten die Schnittparameter wie Vorschub und Schnitttiefe angepasst werden, um den Spanbruch zu fördern. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit kann dazu beitragen, die Späne in kleinere Stücke zu zerkleinern, sodass sie leichter abtransportiert werden können.

Werkzeugwegstrategien

Die Werkzeugwegstrategie kann sich auch auf die Qualität der bearbeiteten Oberfläche und die Werkzeugstandzeit auswirken. Bei der Bearbeitung von Kupfer mit einem Flachschaftfräser wird häufig eine Gleichlauffrässtrategie bevorzugt. Beim Gleichlauffräsen dreht sich das Schneidwerkzeug in die gleiche Richtung wie die Vorschubrichtung. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Schnittkraft und einer besseren Oberflächengüte im Vergleich zum herkömmlichen Fräsen.

Bei komplexen Geometrien kann eine Schrupp- und Schlichtstrategie eingesetzt werden. Während des Schruppprozesses können eine größere Schnitttiefe und eine höhere Vorschubgeschwindigkeit verwendet werden, um den größten Teil des Materials schnell zu entfernen. Anschließend kann ein Schlichtdurchgang mit geringerer Schnitttiefe und geringerer Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt werden, um die gewünschte Oberflächengüte und Maßgenauigkeit zu erreichen.

Besondere Überlegungen für verschiedene Kupferlegierungen

Es stehen verschiedene Kupferlegierungen zur Verfügung, jede mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften. Messing ist beispielsweise eine Kupfer-Zink-Legierung, die härter ist als reines Kupfer. Bei der Bearbeitung von Messing müssen die Schnittparameter ggf. leicht angepasst werden. Möglicherweise sind eine etwas geringere Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit erforderlich, um der erhöhten Härte von Messing Rechnung zu tragen.

Auch Bronze, eine Kupfer-Zinn-Legierung, weist unterschiedliche Bearbeitungseigenschaften auf. Bronze ist im Allgemeinen spröder als reines Kupfer. Daher sollte darauf geachtet werden, übermäßige Schnittkräfte zu vermeiden, die zu Rissen oder Absplitterungen am Werkstück führen könnten.

Anwendungen von Flachschaftfräsern in der Kupferbearbeitung

Flache Schaftfräser werden in einer Vielzahl von Kupferbearbeitungsanwendungen eingesetzt. In der Elektroindustrie werden sie zur Bearbeitung von Kupferkomponenten wie Stromschienen, Steckverbindern und Leiterplattenrahmen (PCB) eingesetzt. In der Sanitärindustrie werden Flachschaftfräser zur Bearbeitung von Kupferrohren und -formstücken eingesetzt. Sie werden auch bei der Herstellung von Dekorationsartikeln verwendet, bei denen eine präzise Bearbeitung von Kupfer erforderlich ist, um die gewünschten ästhetischen Effekte zu erzielen. Für speziellere Anwendungen ist einOgee Türrahmen-Bit-Setkann verwendet werden, um einzigartige und komplizierte Türrahmendesigns aus Kupfer zu erstellen.

Abschluss

Die Bearbeitung von Kupfer mit einem Flachschaftfräser erfordert eine Kombination aus der richtigen Werkzeugauswahl, geeigneten Schnittparametern, effektiver Kühlung und Schmierung sowie einer ordnungsgemäßen Spanabfuhr. Wenn Sie die Eigenschaften von Kupfer verstehen und die in diesem Blog dargelegten Richtlinien befolgen, können Sie qualitativ hochwertige Bearbeitungsergebnisse erzielen und die Werkzeuglebensdauer verlängern.

Als Lieferant von Flachschaftfräsern sind wir bestrebt, unseren Kunden qualitativ hochwertige Produkte und technischen Support zu bieten. Wenn Sie Interesse am Kauf von Flachschaftfräsern für die Kupferbearbeitung haben oder Fragen zum Bearbeitungsprozess haben, können Sie sich gerne für weitere Gespräche und Beschaffungsverhandlungen an uns wenden.

Referenzen

• „Machining of Metals: An Introduction“ von John A. Schey
• „Tool and Manufacturing Engineers Handbook, Band 3: Machining“ von der Society of Manufacturing Engineers