1. Die größte Herausforderung beim Schaftfräsen ist „Rattern“ – was die Felddaten zeigen

Welche Herausforderung bereitet den meisten Betrieben beim Schaftfräsen heute die größten Probleme?

Die Antwort zeigt sich eindeutig in einer Umfrage, die Tungaloy 2023 bei einem Schulterfräsen-Seminar durchgeführt hat.

1 von 4 Befragten nannte „Rattern unterdrücken“ als größte Herausforderung. Es liegt klar auf Platz 1, vor „Standzeit/Kosten“ (Platz 2) und „Bearbeitungseffizienz“ (Platz 3).

Diese Umfrage bezog sich auf Schulterfräsen, doch beim Nutenfräsen ist die Situation noch anspruchsvoller. Beim Nutenfräsen gibt es konstruktive Faktoren, die Rattern wahrscheinlicher machen als beim Schulterfräsen.

• Hohe Anzahl eingreifender Flute – Maximale gleichzeitige Schneidkanten bedeuten, dass der Schnittwiderstand den beim Schulterfräsen deutlich übersteigt
• Schwierige Spanabfuhr – Späne sammeln sich am Nutgrund, mit Risiko von Nachschneiden, Wärmestau und Beschädigungen
• Verstärkung des Ratterns – Vollumfänglicher Eingriff + lange Auskragung erhöhen die Schwingungsneigung zusätzlich
• Bruchrisiko – In tiefen Nuten (1×D oder mehr) steigt die Werkzeugdurchbiegung und führt direkt zu Bruch

Gleichzeitig greifen viele Betriebe standardmäßig zum „üblichen universellen 4-Schneiden-Schaftfräser“. Laut Tungaloys Verkaufsdaten (2022–2025) entfallen 84 % der Schaftfräser-Nutzung nach Flute-Anzahl auf 4-Flute-Schaftfräser. Obwohl sie fast ausschließlich wegen ihrer Vielseitigkeit gewählt werden, sind 4-Flute-Schaftfräser nicht speziell zur Unterdrückung von Rattern ausgelegt.

Wie lässt sich Rattern unterdrücken und gleichzeitig Effizienz sowie Stabilität beim Nutenfräsen erreichen? Die Antwort ist die Combination Edge.

2. Der Schlüssel zur Lösung: Was ist die Combination Edge?

Aufbau der Combination Edge

Die Combination Edge in FinishMeister- und VEE-C-Köpfen ist eine proprietäre Edge-Geometry mit abwechselnd angeordneten wellenförmigen und geraden Schneidkanten.

Diese Struktur hat zwei klar getrennte Aufgaben:

• Wellenförmige Schneidkanten – Verteilen die Kontakt-Schneidenlänge, um den Schnittwiderstand zu reduzieren. Unterdrücken Rattern
• Gerade Schneidkanten – Glätten die von den Wellenkanten hinterlassene Oberfläche und beseitigen die für Schrupp-Schaftfräser typische raue Struktur. Sichert die Oberflächenqualität

Mit anderen Worten: Ein einziges Werkzeug erreicht gleichzeitig „geringeren Widerstand beim Schruppen“ und „gesicherte Oberflächenqualität“.

Unterschiede zu anderen Schneidenarten

Combination Edge – 2 Produktlinien

Tungaloy bietet die Combination Edge in 2 Produktserien an. Wählen Sie die optimale Linie je nach Bearbeitungsbedingungen, Kosten und Anwendungsanforderungen.

	Produkt	Typ	Werkzeugdurchmesser	Merkmale & Anwendungen
	VEE-C	Wechselkopf (TungMeister)	φ10–φ25	Kopfwechsel senkt die laufenden Kosten. Kompatibel mit hochsteifen Schäften für Maschinen mit geringer Steifigkeit
	FinishMeister	Vollhartmetall	φ6–φ20	Ab kleinen Durchmessern verfügbar. Bewährte Erfolgsbilanz auf Multitasking-Maschinen und bei Anwendungen mit langer Auskragung. Veröffentlichte Fallstudie bei Kondo Iron Works

Beide folgen derselben Designphilosophie der Combination Edge (abwechselnd wellenförmig + gerade Kanten). Während sich die Daten und Fallstudien in diesem Artikel hauptsächlich auf VEE-C konzentrieren, liefert die Combination Edge mit FinishMeister ebenso wirksame Ergebnisse.

3. Vergleich gemessener Daten – warum sie beim Nutenfräsen, Schulterfräsen und Schlichten überzeugt

Ab hier verifizieren wir die Performance der Combination Edge entlang dreier Achsen – Nutenfräsen, Schulterfräsen und Schlichten – anhand von Daten aus umfangreichen Schneidtests, die bei Tungaloy intern durchgeführt wurden.

Testübersicht

① Nutenfräsen – Überragende Effizienz in tiefen Nuten

Beim Nutenfräsen greift die Schneide über den gesamten Umfang in das Werkstück ein, wodurch Schnittwiderstand sowie Ratter-/Bruchrisiken deutlich höher sind als beim Schulterfräsen. Genau in dieser anspruchsvollen Umgebung liefern die wellenförmigen Schneidkanten der Combination Edge den größten Effekt der Schnittwiderstandsverteilung.

Warum ist sie in tiefen Nuten so stark? – Die wellenförmigen Schneidkanten verteilen die Kontaktlänge pro Flute und mildern so den starken Anstieg des Schnittwiderstands durch den Vollumfangeingriff. Das unterdrückt Rattern und ermöglicht eine Bearbeitung ohne Bruch – selbst bei Tiefen, die eine universelle 4-Flute nicht verkraftet.

② Schulterfräsen – Weniger Rattern bedeutet: Sie können stärker an die Grenzen gehen

Wie in Abschnitt 1 gezeigt, ist die Nr.-1-Herausforderung beim Schulterfräsen „Rattern unterdrücken“ (25 %). Die Combination Edge liefert auch beim Schulterfräsen sowohl Ratternunterdrückung als auch hohe Effizienz.

Drei zentrale Erkenntnisse aus diesen Daten:

Punkt 1: Bei ap≤6mm volle Gleichwertigkeit zur Effizienz von Schrupp-Schaftfräsern

Im Bereich ap=4–6mm – der in der Praxis beim Schulterfräsen am häufigsten verwendeten Schnitttiefe – erreicht die Combination Edge eine nahezu identische Spanabtragsrate wie Schrupp-Schaftfräser. Gegenüber der universellen 4-Flute bis zu 300 % (3×). In diesem Bereich gilt: Combination = Schruppen in Bezug auf die Effizienz.

Punkt 2: Selbst bei ap=10–20mm tiefen Schnitten 2–2,5× gegenüber universeller 4-Flute

Selbst beim tiefen Schulterfräsen mit ap=20mm erreicht die Combination Edge 248 % gegenüber der universellen 4-Flute. Sie erreicht zwar nicht das Niveau von Schrupp-Schaftfräsern, hält aber die zweithöchste Effizienz. Da Schrupp-Schaftfräser zudem die unten diskutierte Oberflächenqualität nicht liefern können, gewinnt die Combination Edge oft bei der Gesamtprozesseffizienz, wenn das Schlichten mit betrachtet wird.

Punkt 3: Weniger Rattern bedeutet, dass Sie „die Bedingungen stärker ausreizen“ können

Die wellenförmigen Schneidkanten der Combination Edge verteilen auch beim Schulterfräsen die Kontakt-Schneidenlänge und reduzieren so den Schnittwiderstand. Das unterdrückt Rattern und erleichtert es, Vc und fz zu erhöhen. Über die in den Daten gezeigten Effizienzunterschiede hinaus ist dies ein großer Vorteil im Hinblick auf die Frage: „Lassen sich die Bedingungen in der Fertigung tatsächlich erhöhen?“

Tatsächlich wurden in Fallstudie 3 (SS400, BT40) beim Ersatz eines Schrupp-Schaftfräsers durch VEE-C die Bedingungen erhöht – Vc: 100→120 m/min, fz: 0,12→0,15 mm/Z – mit 1,5× Effizienz und 1,7× Standzeit. „Es rattert nicht, also kann man stärker ausreizen“ – das ist die Erfahrung der Anwender in der Fertigung.

③ Schlichten – Nachgewiesene Oberflächenqualität auf dem Niveau der universellen 4-Flute

„Ich verstehe, dass sie Rattern widersteht und beim Schruppen effizient ist. Aber kann die Combination Edge wirklich eine gute Oberfläche liefern?“ – Das ist die am häufigsten gestellte Frage.

Die kurze Antwort lautet: Die Combination Edge erreicht eine Oberflächenqualität nahezu auf dem Niveau einer universellen 4-Flute. Sehen Sie sich die in Seminartests gemessenen Daten zur Wanddurchbiegung und zur Oberflächenrauheit Ra an.

Vergleich der Wanddurchbiegung [mm]

Vergleich der Oberflächenrauheit Ra [μm]

Hier sind die wichtigsten Erkenntnisse aus den Daten:

① Durchbiegungs- und Ra-Differenzen gegenüber universeller 4-Flute sind minimal

Die maximale Durchbiegungsdifferenz beträgt 0,004mm und die maximale Ra-Differenz 0,049μm. Beides sind für die praktische Bearbeitung keine signifikanten Unterschiede. Bei 2.000 mm/min Vorschubgeschwindigkeit hat die Combination Edge die 4-Flute in beiden Werten sogar übertroffen (niedrigere Werte).

② Ein völlig anderes Schlichtniveau im Vergleich zu Schrupp-Schaftfräsern

Schrupp-Schaftfräser bestehen vollständig aus wellenförmigen Schneidkanten und hinterlassen Oberflächenunregelmäßigkeiten, die eine separate Schlichtbearbeitung erfordern. Die geraden Schneidkanten der Combination Edge glätten die Oberfläche und erreichen eine Oberflächenqualität, die sich grundlegend von Schrupp-Schaftfräsern unterscheidet. Das ist der direkte Grund, warum „Schruppen und Schlichten mit einem Werkzeug“ möglich ist.

③ Kann ein dediziertes 7-Flute-Schlichtwerkzeug nicht erreichen, aber die Anwendung ist eine andere

Für hochpräzises Schlichten mit Ra im Bereich von 0,2μm ist ein mehrschneidiges 7-Flute-Werkzeug optimal. Jedoch ist die Combination Edge für typische Schlichttoleranzen (etwa Ra 0,5μm) voll geeignet. Da die Combination Edge zudem direkt vom Schruppen ins Schlichten übergehen kann, entfallen Werkzeugwechsel und Rüstaufwand.

Zusammenfassung Abschnitt 3 – Vielseitigkeit für Nutenfräsen, Schulterfräsen und Schlichten

Die Combination Edge ist nicht „nur ein Werkzeug fürs Nutenfräsen“. Überragende Effizienz beim Nutenfräsen, hohe Effizienz mit Ratternunterdrückung beim Schulterfräsen und eine Oberflächenqualität auf dem Niveau der universellen 4-Flute – sie ist die einzige Edge-Geometry, die über alle drei Achsen hinweg hohe Performance liefert.

4. Praxisleistung: Anwender-Fallstudien zur Zerspanung (5 Erfolgsgeschichten + veröffentlichter Fall)

Über die internen Testdaten hinaus ergaben alle 5 Anwender-Feldbewertungen „Win“-Bewertungen. Wir präsentieren Fallstudien sowohl zu VEE-C (Wechselkopf) als auch zu FinishMeister (Vollhartmetall).

Übersicht der Fallstudien

FinishMeister-Fallstudien

VEE-C-Fallstudien

Veröffentlichte Fallstudie: Kondo Iron Works × FinishMeister Combination Edge

Die 5 Fälle oben basieren auf internen Testberichten, aber es gibt auch eine offiziell veröffentlichte Erfolgsgeschichte.

Kondo Iron Works Co., Ltd. (Inuyama City, Präfektur Aichi) ist auf die Bearbeitung von Komponenten für Werkzeugmaschinen und Baumaschinen spezialisiert. Das Unternehmen führte den Combination Edge Vollhartmetall-Schaftfräser FinishMeister φ12 auf einer Multitasking-Maschine ein und erzielte signifikante Ergebnisse.

Ergebnisse:

• Bearbeitungszeit reduziert – Die Ratternunterdrückung der Combination Edge ermöglichte Bearbeitung mit hoher Schnitttiefe. Weniger Zustellungen reduzierten die Zykluszeit
• Werkzeugkonsolidierung – Schruppleistung plus Schlichtqualität in einem Werkzeug. Schruppen und Schlichten in einem Werkzeug konsolidiert

VEE-C ist ein Produkt, das dieselbe bei Kondo Iron Works bewährte Combination Edge in einem Wechselkopf-Format übernimmt. Vollhartmetall-FinishMeister und Wechselkopf-VEE-C – wählen Sie aus 2 Linien je nach Anwendung und Wirtschaftlichkeit.

Zusammenfassung – Rattern unterdrücken und zum nächsten Schnitt übergehen

Dieser Artikel hat die Leistungsfähigkeit von Tungaloys Combination Edge anhand von Aufbau, Daten und Fallstudien aufgezeigt. Hier sind die wichtigsten Punkte:

1. Die größte Herausforderung beim Schaftfräsen ist „Rattern“ – 25 % der Befragten aus der Fertigung stuften es in einer Praxisumfrage auf Platz 1 ein
2. Die Combination Edge ist eine einzigartige Geometry – Wellenkanten unterdrücken Rattern, gerade Kanten glätten die Oberfläche
3. Nachgewiesen über 874 Testbedingungen – Bis zu 5,5× Effizienz beim Nutenfräsen, bis zu 3× beim Schulterfräsen. Oberflächenqualität auf dem Niveau der universellen 4-Flute
4. Alle 5 Anwender-Fallstudien wurden mit „Win“ bewertet – Bis zu 3× Effizienz, bis zu 15× Standzeit
5. Bewährt auf BT30-, BT40- und Multitasking-Maschinen – Stabile Bearbeitung selbst auf Maschinen mit geringer Steifigkeit und langer Auskragung
6. Schruppen und Schlichten mit einem Werkzeug – Werkzeugkonsolidierung reduziert Rüstzeit und Kosten
7. 2-Linien-Produktsortiment deckt jede Anwendung ab – VEE-C (Wechselkopf) und FinishMeister (Vollhartmetall)

Wenn Sie die Effizienz beim Nutenfräsen steigern, Rattern bekämpfen oder Werkzeuge konsolidieren möchten, probieren Sie die Combination Edge aus.