1. Die größte Herausforderung beim Schaftfräsen sind Vibrationen – was die Praxisdaten 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 das Unterdrücken von Vibrationen 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 Vibrationen 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 von Vibrationen – Vollumfänglicher Eingriff + lange Auskragung erhöhen die Schwingungsneigung zusätzlich
• Bruchrisiko – In tiefen Nuten (1×D oder mehr) steigt die Werkzeugabdrängung erheblich und kann direkt zum Werkzeugbruch führen

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-Schneiden-Schaftfräser. Obwohl sie fast ausschließlich wegen ihrer Vielseitigkeit gewählt werden, sind 4-Schneiden-Schaftfräser nicht speziell zur Unterdrückung von Vibrationen ausgelegt.

Wie lässt sich Vibrationen unterdrücken und gleichzeitig Effizienz sowie Stabilität beim Nutenfräsen erreichen? Die Antwort lautet: „Combination Edge“.

2. Der Schlüssel zur Lösung: Was verbirgt sich hinter der „Combination Edge“?

Aufbau der „Combination Edge“

Die „Combination Edge“ bei den FinishMeister-Werkzeugen und VEE-C-Wechselköpfen ist eine proprietäre Edge-Geometry mit abwechselnd angeordneten wellenförmigen und geraden Schneidkanten.

Diese Struktur erfüllt zwei klar getrennte Aufgaben:

• Wellenförmige Schneidkanten – Sie unterteilen die im Eingriff befindliche Schneidenlänge, um den Schnittwiderstand spürbar zu reduzieren und Vibrationen effektiv zu unterdrücken.
• Gerade Schneidkanten – Sie glätten die von den Wellenkanten hinterlassene Oberfläche und beseitigen die für Schrupp-Schaftfräser typische raue Struktur. Dies sichert eine hervorragende Oberflächenqualität.

Mit anderen Worten: Ein einziges Werkzeug vereint „geringeren Schnittwiderstand beim Schruppen“ und „höchste Oberflächengüte beim Schlichten“.

Unterschiede zu anderen Schneidenarten

Combination Edge – 2 Produktlinien

Tungaloy bietet die „Combination Edge“ in zwei verschiedenen Produktlinien an. Wählen Sie die optimale Variante 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 Kriterien – 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 das Werkzeug über den gesamten Umfang in das Werkstück ein, wodurch der Schnittwiderstand sowie das Risiko von Vibrationen und Werkzeugbruch deutlich höher sind als beim Eckfräsen. Genau in dieser anspruchsvollen Umgebung entfalten die wellenförmigen Schneidkanten der „Combination Edge“ die größte Wirkung bei der Verteilung des Schnittwiderstands.

Warum ist sie in tiefen Nuten so stark? – Die wellenförmigen Schneidkanten unterteilen die Kontaktlänge pro Schneide und mildern so den starken Anstieg des Schnittwiderstands durch den vollen Umschlingungswinkel (Vollumfangeingriff) effektiv ab. Das unterdrückt Vibrationen und ermöglicht eine absolut bruchsichere Bearbeitung – selbst bei Tiefen, die ein universeller vierschneidiger Schaftfräser nicht mehr bewältigen kann.

② Schulterfräsen – Weniger Vibrationen bedeutet: Sie können näher an die Grenzen gehen

Wie in Abschnitt 1 gezeigt, ist das Unterdrücken von Vibrationen mit 25 % die größte Herausforderung beim Schulterfräsen. Die „Combination Edge“ liefert auch beim Schulterfräsen sowohl eine hervorragende Vibrationsunterdrückung als auch maximale Effizienz.

Drei zentrale Erkenntnisse aus diesen Daten:

Punkt 1: Bei ap≤6mm absolute 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 Zeitspanvolumen wie Schrupp-Schaftfräser. Gegenüber einem universellen vierschneidigen Schaftfräser erzielt sie eine Steigerung von bis zu 300 % (3-fache Leistung). In diesem Bereich gilt: Combination = Schruppen in Bezug auf die Effizienz.

Punkt 2: Selbst bei tiefen Schnitten von ap = 10 – 20 mm eine 2- bis 2,5-fache Leistung gegenüber einem universellen vierschneidigen Schaftfräser

Selbst beim tiefen Schulterfräsen mit ap=20mm erreicht die Combination Edge 248 % im Vergleich zum universellen vierschneidigen Schaftfräser. Sie reicht zwar nicht ganz an das Niveau reiner Schrupp-Schaftfräser heran, behauptet jedoch stabil 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 Vibrationen 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 Vibrationen 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 Oberflächengüte auf dem Niveau eines universellen vierschneidigen Schaftfräsers

„Ich verstehe, dass das Werkzeug Vibrationen effektiv unterdrückt und beim Schruppen extrem effizient ist. Aber kann die ‚Combination Edge‘ wirklich eine hervorragende Oberfläche liefern?“ – Das ist die am häufigsten gestellte Frage.

Die kurze Antwort lautet: Die „Combination Edge“ erreicht eine Oberflächengüte, die nahezu auf dem Niveau eines universellen vierschneidigen Schaftfräsers liegt. Überzeugen Sie sich selbst von den in Seminartests gemessenen Daten zur Wandabdrängung und zur Oberflächenrauheit Ra.

Vergleich der Wanddurchbiegung [mm]

Vergleich der Oberflächenrauheit Ra [μm]

Hier sind die wichtigsten Erkenntnisse aus den Daten:

① Differenzen bei Abdrängung und Ra gegenüber einem universellen vierschneidigen Schaftfräser sind minimal

Die maximale Differenz bei der Abdrängung beträgt lediglich 0,004 mm und bei der Oberflächenrauheit Ra nur 0,049 µm. Beides sind für die praktische Bearbeitung keine signifikanten Unterschiede. Bei einer Vorschubgeschwindigkeit von $2.000\text{ mm/min}$ hat die „Combination Edge“ das universelle vierschneidige Werkzeug in beiden Werten sogar übertroffen (niedrigere und somit bessere 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“ hingegen glätten die Oberfläche kontinuierlich und erzielen eine Oberflächengüte, die sich fundamental von der eines Schrupp-Schaftfräsers unterscheidet. Dies ist der direkte Grund, warum „Schruppen und Schlichten mit nur einem Werkzeug“ prozesssicher möglich ist.

③ Kein Ersatz für ein dediziertes siebenschneidiges Schlichtwerkzeug – aber das Anwendungsziel ist ein anderes

Für hochpräzises Schlichten mit Ra im Bereich von 0,2μm ist ein mehrschneidiges Werkzeug (z. B. 7 Schneiden) nach wie vor 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 keineswegs „nur ein Werkzeug fürs Nutenfräsen“. Überragende Effizienz beim Nutenfräsen, hohe Produktivität mit exzellenter Vibrationsunterdrückung beim Schulterfräsen und eine Oberflächengüte auf dem Niveau eines universellen vierschneidigen Schaftfräsers – sie ist die marktweit einzige Schneidkanten-Geometrie, die über alle drei Kernbereiche hinweg eine derart kompromisslose Performance liefert.

4. Praxisleistung: Anwender-Fallstudien aus der Zerspanung (5 Erfolgsgeschichten + ein veröffentlichter Anwenderbericht)

Über die internen Testdaten hinaus ergaben alle 5 Anwender-Feldtests sogenannte „Win“-Bewertungen. Wir präsentieren Ihnen im Folgenden konkrete Fallstudien sowohl zum Typ VEE-C (Wechselkopf) als auch zum 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.