Ersuche euren Rat bzgl. einer Bearbeitungsstrategie, Frästeil

Hallo liebe Community,

stehe gerade vor einem Problem und weiß leider nicht mehr so recht weiter.
Habe hier ein Teil welches ich an einer 5-Achs CNC Fräsen muss, so wenig Spannungen wie möglich.
Doch egal welche Strategie ich mir überlege, sie scheinen alle ziemlich kontraproduktiv zu sein.
Dieses Werkstück hat eine Losgröße von ca. 400stk.

1. Bearbeitungsstrategie: Eine Spannvorrichtung fräsen, bzw eine Platte, auf der ich das Werkstück aufspanne, ca. 480x150mm. Diese Dann hochkant in den Schraubstock spannen, das Rohteil des Werkstücks dann auf diese Platte mit Spannlaschen spannen (Schräge leicht über die Platte schauen lassen), die untere Fläche des Werkstück gegen 2 Passstifte schieben (Fläche mit den 3x 21er Radien), damit es ausgerichtet ist.
In die Spannplatte würde ich vorher 2 Freimachungen (Nuten) einfräsen undzwar genau an der Stelle, an der sich die 12er Nuten im Werkstück befinden, umso die Nuten, obwohl sie sich auf der Rückseite des Werkstückes befinden, ebenfalls in einer Spannung fräsen zu können (mit Tischdrehung, da die "Aufspannplatte" hochkant im Schraubstock befindet).
Die komplette Bearbeitung würde dann mit Tischdrehung stattfinden, ebenfalls die Bearbeitung der Schräge.
Als Rohmaterial würde ich hier 90x12 kaltgezogen wählen, dann könnte die Fläche des Werkstücks blank bleiben und hätte mir dies Planbearbeitung gespart.
Kontra: Umständliche Spannung pro Teil (Spannlaschen) und ich weiß auch nicht ob ich nur mit den Spannlaschen Vibrationsarm spannen kann.
Pro: Das Teil ließe sich komplett in einer Spannung fräsen

2. Bearbeitungsstrategie:
Kaltgezogene 90x12 Rohteile vorher zum Plasma/Laserschneiden schicken um die 3x 21er Radien und evtl. die Bohrungen mit Aufmaß schneiden zu lassen. Dann auf eine Spannvorrichtung spannen um die Schräge und die Bohrungen zu fertigen. Dann zweite Spannung für die Rückseitigen Nuten (Oder auch hier die Freimachungen/Nuten in die Spannplatte vorher einbringen um alles in einer Spannung fräsen zu können).
Kontra: Zusätliche Kosten aufgrund externer Bearbeitung (Plasma-/Laserschneiden). Brauche dann trotzdem eine Spannvorrichtung und in Anbetracht zu der 1. Bearbeitungsstrategie habe ich dadurch nichts gewonnen, sondern eher, aufgrund der externen Bearbeitung, zusätzliche Kosten verursacht.
Pro: Hmmmm..... weniger Fräsarbeit aufgrund der schon, durch die externe Bearbeitung, eingebrachten Bohrungen und Radien.

3. Bearbeitungsstrategie
Das Rohteil in 130x12mm (Länge 452mm) kaltgezogen zu bestellen, dann das Werkstück horizontal hochkant in den Schraubstock spannen, so dass die noch nicht eingebrachten 3x 21er Radien an der Außenkontur nach oben (in Z+) zeigen und per Tischdrehung hier die 21er Radien, die Bohrungen, die Nuten, die Tachen einbringen und die Länge fräsen. Dann, in der zweiten Spannung, würde ich nur die Schräge bearbeiten und das Aufmaß wegfräsen (welches ja benötigt wurde um das Teil hochkant einzuspannen).
Kontra: Höhere Kosten durch zusätzlich benötigtes Material (wegen Aufmaß für Hochkantspannung) und evtl. Probleme was unureichende Verfahrwege betrifft, da ich ja auf den Schraubstock aufpassen muss). Habe hier auch 2. Spannungen
Pro: Es wird keine Spannplatte/spannvorrichtung benötigt.

Aufgrund der Schräge ist es auch nicht möglich, so wie ich dies eigentlich gerne vollziehe, die Außenkontur im Schraubstock (inkl. Bohrungen) in der ersten Spannung zu fertigen um dann einfach das Werkstück in der zweiten Spannung (auch im Schraubstock) herum zu drehen und "abzudeckeln" und die Nuten einzubringen. Denn, aufgrund der Schräge lässt sich die 2. Spannung ja auch nicht im Schraubstock spannen.

Bin nun etwas verzeweifelt und ersuche diesbezüglich euren Rat,
Hoffe Ihr habt hier noch einen Lösungsvorschlag, den ich bisher noch nicht bedacht habe.

Ich wäre euch wirklich sehr dankbar wenn ihr mir weiterhelfen könntet.

LG
Anbei die techn. Zeichnung

Der Beitrag wurde von hpoperator bearbeitet: 21.08.2019, 20:35 Uhr

Hallo
1.Spannung die Bohrungen und R21 im 2 Schraubstöcken ev. mit angefertigten Spannbacken aus St37K, eine Seite Anschlag
2.Spannung auf einer Spannleiste mit 3 Schrauben arretiert eine Seite als Anschlag wie in 1.Sp auf Dicke und Senkung
3.Spannung die Nuten ev. auch über Fräsen falls Fläche
4.Spannung Leiste mit Teil schräg gespannt mit Winkelunterlage für 24° Schräge
falls ich jetzt nichts über sehen habe ist es das - da nutzt kein 5 Achsen was
mfg Roland

Hallo Roland,
danke dir vielmals für deine zeitnahe Antwort.

4. Spannungen und das reine "3-Achs-fräsen" bei diesem Werkstück, haben mich, gerade im ersten Moment, etwas erschrocken.
hätte nur kurz ein paar Verständnisfragen dazu:


ok, dass habe ich soweit verstanden. Doch, wie bringe ich die R21 ein wenn ich dass Teil ja in 2 Schraubstöcken gespannt habe...oder meinst du, dass ich dann gleich Dickeres Material bestellen soll, damit ich Spannfläche habe und die Fertigfläche bzw die Fertigdicke über dem Schraubstock fräsen kann?
Oder meint du mit "angefertigten Spannbacken", dass ich Spannbacken wähle, die eine Freimachung haben (vorher eingefräst wurden) um die R21, trotz Spannung mit Solldicke, fräsen zu können?.


Spannleiste ist klar was du damit meinst. Doch wo arretiere ich das Werkstück mit den Schrauben? In den Bohrungen und auch gleichzeitig mit den Schrauben in den Bohrungen spannen? Dann könnte ich ja die Dicke, falls Aufmaß vorhanden, nicht planen und die Senkungen nicht fräsen.


Ok, das ist verständlich. Hier würde ich das Werkstück in Backen einspannen mit einem Spannabsatz von 5mm und Wolfram-Carbid Oberfläche....KSX-Schraubstock (von Schunk)..... oder aber....hier könnte ich auch auf die Spannleiste spannen und die zuvor eingerachten Bohrungen wirklich als Spannmöglichkeit nutzen.


Die Schräge als letztes gefräst würde wirklich die Problematik umgehen, dass ich nicht die rückseite (mit den Nuten) im Schraubstock einspannen könnte.
Doch, wenn ich eine Winkelunterlage nutze, müsste ich ja rein theoretisch das Werkstück über die Länge im Schraubstock einspannen, so dass ich das Werkstück auch wirklich spannen kann!? Und soweit lässt sich ja der Schraubstock nicht öffnen (ganz zu schweigen von der Vibrationsanfälligkeit bei dieser Spannweise).

Trotz der vielen Nachfragen meinerseits danke ich dir trotz allem vielmals für deine Antworten und hoffe, dass ich dich nicht komplett falsch verstanden habe.

LG

Der Beitrag wurde von hpoperator bearbeitet: 21.08.2019, 22:23 Uhr

Guten Abend,

1.)
wenn zwingend eine Spannung dann ist die erste Methode die richtige. Ich weiß nicht genau was du mit Spannlaschen meinst, aber wenn du Spanneisen meinst von der Seite der Radien kommend meinst wird das mit 4 Spanneisen locker halten.

2.)
Wenn dickeres Material und zwei Spannungen würde ich auf Schraubstöcke gehen, erst Spannung mit Schräge, zweite Spannung Höhe auf einem Magnet (sind ja auch nicht teuer) und die Nuten mit gezogen.

Vorteil von 2 wäre, dass du die Toleranzen wahrscheinlich besser halten kannst, da du unabhängig vom Rohteil bist und der Magnet das 12mm Blech definitiv runter zieht. Gerade beim Anfräsen der Schräge und einbringen der Nuten wird das kaltgezogene Material ja auch gerne mal zum Flitzebogen. Also würde ich sicherheitshalber noch ein richten Einplanen, um die Form und Lage an der Schräge auf der Länge zu halten

Beste Grüße,

Nico

Hoi
Mit kaltgezogenem Material sehe ich Probleme bezgl. Verzug wie Nico. Erfahrungsgemäss geht richten am Besten mit einer Walzenrichtmaschine. Bei 12mm Material brauchts dann schon eine Wackere, welche nicht an jeder Ecke steht. Mit 3-Punkt richten kriegst die Krise bei sovielen Teilen.

Entweder warmgewalztes oder das blankgezogene Vormaterial vorher zum Normalglühen bringen - also über 720°C.

Würde die Aussenkontur komplett Laserschneiden und Walzbandentgraten lassen.
Sollte die komplette Wertschöpfung im Hause erfolgen, würde ich das Vormaterial auf eine Opferplatte auf den Tisch spannen.
Erst die die Dicke und Schräge fräsen, Löcher bohren und anschliessend mit Spannpratzen das Teil runterspannen. Dann die restliche Aussenkontur bearbeiten. Erfordert allerdings einiges an Konturaufmass, damit die gesamte Fläche in einem Rutsch überarbeiten kannst. Bei der 2. Spannung die 9er Löcher als Positionierung nehmen, mit Spannpratzen von der Schräge her fixieren und den Rest fräsen.
Ich hoffe nichts übersehen zu haben und wäre meine Vorgehensweise.

Hallo,
ich glaube ich würde mir die komplette aussenkontur Laser, evtl. sogar Wasserstrahlschneidenlassen lassen. Dann auf 2 Spannungen die Nuten und Bohrungen anbringen samt schräge. Oder deine Variante 1 mit der Spannplatte. Je nachdem was für eine Maschine du hast geht die Dreherei vom Tisch oder das schwenken von der Spindel schon auf die Laufzeit. Da kann die mehrfachspannung manchmal effektiver sein.
Was ich jetzt nicht im Kopf habe, ist kaltgezogenes Material von der dicke her eher im Minus oder im Plus. Falls das Material 12+ ist wäre auch doof dann müsstest du es ja noch auf dicke bringen. Dann hättest du wieder das Problem mit dem Verzug wenn du einseitig 0,2 mm wegnimmst, wird das kaltgezogenes Zeug krumm wie ein Säbel.
Gruß Gantner

Hi hpoperator,
du schreibst:
ok, dass habe ich soweit verstanden. Doch, wie bringe ich die R21 ein wenn ich dass Teil ja in 2 Schraubstöcken gespannt habe

Du fertigst Dir 2 überlange Backen die in beide Schraubstöcke passen auch mit den Schraubenlöchern für den Schraubstock
und dann fräst Du natürlich auch in die Backe beim ersten Teil.

Das Zeug kostet doch fast nix und Du mußt es spannen da kommst Du nicht drum herum.

Du mußt es klarer Weise immer so spannen, das Du dran kommst an die zu bearbeitenden Stellen.
Du kannst auch die 2 Backen mit Absätzen fertigen und das Teil da hineinlegen und dann einmal Rückseite und einmal
Vorderseite bearbeiten. Schräge würde ich jedenfalls definitiv zum Schluss machen.

Um das Teil Schräg zu spannen kannst Du ebenfalls ne Leiste machen, wo Du in die 3 Löcher passende Schrauben mit
Scheiben steckst und so das Teil auf der Leiste arretierst.

Damit die Leiste schräg quer im Schraubstock gespannt wird mußt die Leiste auf eine Spannunterlage befestigen.

Diese könnten z.B. 4 Teile sein die Du im Schraubstock Kontur gefräst hast.

Ich weiß hört sich kompliziert an - aber viel anders wird das nicht gehen. Um die Teile auf Dicke zubringen kannst Du
nur Fräsen oder Schleifen.
Normal wenn Du 0,1 runter schlichtest dürfte das noch nichts machen wegen krum. Aber das mußte testen. Oder zusehen das
das Material etwas drunter liegt. Erfahrungs gemäß liegt es leicht im 100erstel Bereich drunter
mfg Roland

Ich danke euch ALLEN VIELMALS für eure zeitnahen und wirklich sinnvollen Antworten.
Find ich Klasse, dass man sich fü einen "fremden", so wie ich es nun mal bin, hinsetzt, sich die Zeichnung ansieht und sich Gedanken zu dem Teil und der damit verbundenen Bearbeitung macht.
TOP, Daumen hoch....!!!!

Nun, da heut morgen meine Tochter auf die Welt gekommen ist, ich nun deshalb ein paar Tage Urlaub habe, liegt die Arbeit jetzt erst mal eh brach..... ich ziehe eure Antworten zu rate und eruiere das mal in aller ruhe, welche Möglichkeit zum einen die kostengünstigste ist und zum anderen die schnellste Bearbeitung mit sich bringt. Gewichtend ist auch die Strategie, da eine etwas höhere Losgröße, die am wenisten am- und umspannerrei bedarf.

Nochmals....ein riesiges DANKESCHÖN an euch für eure Mühe!

Na dann erstmal Glückwunsch zum Nachwuchs. Ganz toll wäre dann noch wie du dich entschieden hast und evtl. warum das für dich die beste Lösung war. Man lernt ja nie aus.
Gruß Gantner

Hallo,
ich würde
1. Aufspannung im Schraubstock, nur Bohrungen D9 + D15 mit Senkungen, wenn nötig auch planen.

2. Aufspannung auf einer Vorrichtungen, 2x bei D9 einhängen und 3x bei D15 mit Zylinderkopfschrauben runterschrauben.
Kontur, Nuten und Schräge fräsen.

Gruß Daniel

und genau das ..."und Schräge fräsen", würde dann nochmals eine 3. Spannung benötigen. Die Schräge muss von "Oben" bearbeitet werden und die Nuten von "Unten".


Danke für die Glückwünsche!
Werde hier auf jedenfall bescheid geben, für welche Bearbeitungsstrategie ich mich entschieden habe.

LG

Hätte mir gedacht die Vorrichtung je nach Möglichkeiten der Maschine so zu machen, daß die Nuten mit Kontur von oben oder vorne und die Schräge von unten oder hinten bearbeitet werden kann. LG

Genau das hab ich mir auch gedacht und deshal auch bei der 1. Bearbeitungsstrategie im Eröffnungsthread aufgeführt

Also meiner Meinung nach gibt es hier nur eine sinnvolle Variante zwecks Laufzeit und Umspannen.

Und zwar die "1. Bearbeitungsstrategie". Alles andere, vorallem mit 4 Spannungen etc sind mist da umspannen mit abstand am meisten Zeit frisst, sofern die 5 Achs Maschine nicht extrem langsam ist und zusätzlich bei jedem Werkzeugwechsel zurückschwenken muss.

Kaltegezogenes (Blankes) Material 12x90 erspart schonmal extrem viel arbeit ist also die richtige Wahl (und sollte in der regel kleiner als 0 sein also innerhalb der Toleranz). Ich hätte aber ebenso bedenken zwecks verzug durch die große Schräge, hier wäre ein Glühen der gesägten Teile sinnvoll (kann man ja testen obs auch ohne geht).

Die Vorrichtung an sich so wie beschrieben hochkant mit Anlage. Der Clou sind die "Spannlaschen", diese würde ich je mit einer Feder unter der Spannschraube versehen sodass diese beim lösen automatisch Abstand zum Teil haben und zusätzlich sollten diese sich nicht verdrehen/verschieben können. Dadurch muss man zum wechseln nur die Schrauben lösen -> Teil raus -> abblasen -> Teil rein -> Schrauben spannen -> fertig. Einfacher geht nicht.
Wenn das ganze etwas massiver ausgelegt wird vibriert da nichts (man kann ja 4 Spanneisen anbringen und nicht nur 2).

Die Bearbeitung sollte je nach vorhandenen Werkzeugen und der Maschine ebenfalls extrem schnell gehen.