Milling instead of drilling

The fastest way to drill a bore is using a suitable drill. A milling cutter with a smaller diameter that enters the material circularly covers a significantly longer distance during machining, which results in a higher cycle time. However, certain materials can cause non-productive times that cancel out the drill’s time advantage.

During the course of the transformation to e-mobility, welded designs or structural parts are to be machined that consist of long-chipping aluminium. Battery housings, for example, are often made from extruded profiles that contain either no silicon at all or only a very small amount. That makes chip breaking more difficult and leads to nests of chips that can get stuck in the machine or on the tool. The same problem comes up when machining chassis parts made of forged aluminium, where manufacturers also struggle with long chips. If they settle on the shank of the tool, an automatic tool change may no longer be possible. Chip clusters cause disruptions that have an adverse effect on the machining time.
 

Speziell beim Vollbohren oder bei bestimmten Aufbohroperationen kann sich auch ein Grat bilden, der herausgedrückt wird und sich als Ring um das Werkzeug wickelt. „Diese Ringe sammeln sich an der Werkzeugschneide und können Werkstück und Werkzeug beschädigen“, bestätigt Leander Bolz, Vertriebsleiter PKD-Werkzeuge.

Grundsätzlich können Bohrer zwar mit Spanbrechern versehen werden, doch beeinträchtigen diese meist die Standzeit des Werkzeugs. Zudem ist bei den verwendeten Materialien nicht immer sichergestellt, dass der Spanbrecher seine Aufgabe zuverlässig erfüllt. Aluminium mit geringem Siliziumgehalt kann je nach Lagerzustand, Guss oder Charge andere Eigenschaften zeigen, was sich auch in unterschiedlicher Spanbildung zeigt. So wird in der Praxis oft die Aufmaßsituation der Vorbearbeitung geändert. Während bei einem Bohrwerkzeug mitunter Platten oder ganze Werkzeuge ausgetauscht werden müssen, lässt sich das Aufmaß mit einem Fräser über die gefahrenen Bahnen leicht reduzieren oder erhöhen.
 

Seine Flexibilität spielt die Frässtrategie auch aus, wenn Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern verlangt sind. Dafür kann ein einziger Fräser verwendet werden. Bei größeren Bohrungen macht er das Einwechseln eines oder sogar zweier Bohrer für die Vorbearbeitung überflüssig. Weil mit dem Fräser speziell bei der Vorbearbeitung Zeitgewinne möglich sind, die anfängliche Performancenachteile gegenüber dem Bohren aufwiegen, favorisiert MAPAL dessen Einsatz bei den betreffenden Materialien. Bei bestimmten Werkstücken ist er von vornherein überlegen, etwa wenn durch das Bohren in dünnen Wandungen von Strukturbauteilen Verformungen drohen oder wenn in der Fahrwerkstechnik Bohrungen mit einer ganz bestimmten Rauheit verlangt sind.

Kombinationswerkzeuge reduzieren die Taktzeit weiter, wie Leander Bolz schildert: „Wenn vorne am Werkzeug die Fräsoperation sitzt und dahinter die Fertigbearbeitung, kann die Bohrung komplett in einem Durchgang erzeugt werden.“ Mit verschiedenen zur Auswahl stehenden Geometrien werden die Werkzeuge an die jeweilige Bearbeitung angepasst. MAPAL bietet für die Aluminiumbearbeitung SPM-Fräser (Structural Part Machining) mit PKD-Schneiden an. Diese sehr stabil ausgelegten Hochvolumenfräser wurden ursprünglich für die Luftfahrt entwickelt, um Material aus dem Vollen zu zerspanen.