Was bedeuten die Abmessungen am Schaftfräser? Die Kurzzeichen D1, D2, L1, L2, L, R und Z

Die Tabellen in Katalogen für Zerspanungswerkzeuge wirken auf den ersten Blick verschlüsselt: D1, D2, L1, L2, L, R, Z. Es handelt sich nicht um beliebige Abkürzungen, sondern um die in der Branche eingebürgerten Kurzformen der Größen, die in der Werkzeugdaten-Norm ISO 13399 definiert sind. Dieser Ratgeber erläutert jede einzelne und zeigt, worauf bei der Bestellung zu achten ist.

Kurzantwort: das Spaltenverzeichnis

D1: Schneidendurchmesser

Das ist der Durchmesser des Kreises, den die Schneidkanten beschreiben. Er entspricht der Breite der Nut, die der Fräser erzeugt, und ist zugleich der Wert D in der Berechnung der Schnittgeschwindigkeit:

n = (Vc × 1000) / (π × D1)

Steht im Katalog Ø8, fräst das Werkzeug eine 8 mm breite Nut. Die Toleranzen unterscheiden sich je nach Hersteller und Sorte; bei Präzisionsarbeiten ist die Toleranzzeile im Katalog heranzuziehen (typischerweise h10 oder enger).

D2: Schaftdurchmesser

Das ist der Durchmesser des zylindrischen Teils, der in die Werkzeugaufnahme eingespannt wird. Er ist vom Schneidendurchmesser unabhängig.

Die praktische Folge dieser Unterscheidung: bei Fräsern mit kleinem Durchmesser ist der Schaft in der Regel dicker. Ein Schaftfräser mit Ø1 mm Schneidendurchmesser wird meist mit Ø4 mm oder Ø6 mm Schaft gefertigt, denn ein Schaft von Ø1 mm lässt sich mit einer Spannzange nicht sicher spannen, und Rattern wäre unvermeidlich.

Kritischer Punkt: Wird eine Ø6-Spannzange verwendet, ist die Zeile mit D2 = Ø6 zu wählen. Die Zeile mit D1 = Ø6 kann einen Schaft mit D2 = Ø8 haben, und in diesem Fall spannt die Spannzange das Werkzeug nicht. Die beiden Spalten der Tabelle sind getrennt voneinander zu lesen.

L1: Schneidenlänge

Das ist die Länge der Schneidkanten. Sie bestimmt die maximale axiale Tiefe (ap), die in einem Schnitt erreichbar ist.

• Für eine Tasche von 18 mm Tiefe muss L1 ≥ 18 mm sein.
• Ein großes L1 ist nicht immer von Vorteil: Mit zunehmender Schneidenlänge wird das Werkzeug nachgiebiger, Abdrängung und Rattern nehmen zu. Es ist nur so viel L1 zu wählen wie nötig, mehr ist nicht zu empfehlen.

Faustregel: Übersteigt das Verhältnis L1 / D1 den Wert 3, sind die Schnittparameter zu senken.

L2: Hals- bzw. Zugangslänge

Nicht bei jedem Werkzeug vorhanden. Es ist der auf den Schneidenteil folgende, nicht schneidende, aber im Durchmesser zurückgesetzte Halsabschnitt. In tiefen Taschen und Nuten verhindert er das Streifen des Grundkörpers an der Werkstückkante.

Fehlt in der Tabelle die Spalte L2, gibt es in dieser Produktfamilie keine Halsfreistellung; das ist normal. In den Tabellen von ATH Tools werden keine leeren Spalten angezeigt; aufgeführt sind nur die Maße, die in der jeweiligen Familie tatsächlich vorkommen.

L: Gesamtlänge

Das ist die Länge des Werkzeugs von Ende zu Ende. Sie bestimmt die Zerspanleistung nicht unmittelbar, wohl aber zwei Dinge:

1. Auskraglänge (overhang): Je weiter das Werkzeug aus der Spannzange herausragt, desto größer die Ratterneigung. Die Abdrängung wächst proportional zur dritten Potenz der Auskraglänge: eine Verdopplung der Auskraglänge verachtfacht die Abdrängung.
2. Zugänglichkeit: Muss in eine tiefe Formkavität eingetaucht werden, ist ein ausreichendes L erforderlich.

Faustregel: Es wird das kürzeste Werkzeug gewählt, das die Aufgabe erfüllt.

R: Eckenradius

Das ist die Abrundung an der Ecke der Schneidkante.

Die Ecke ist die schwächste Stelle der Schneidkante: Dort konzentriert sich die Spannung. Schon ein kleiner Radius verteilt diese Konzentration und verlängert die Standzeit deutlich. Deshalb ist beim Schruppen nach Möglichkeit ein Werkzeug mit Eckenradius vorzuziehen.

Z: Schneidenzahl

Das ist die Anzahl der Schneidkanten (Zähne) des Werkzeugs. Sie geht unmittelbar in die Vorschubberechnung ein:

vf = fz × Z × n

Bei gleicher Drehzahl und gleichem Zahnvorschub verdoppelt eine Verdopplung von Z den Tischvorschub. Deshalb erscheint es so, als gelte „mehr Schneiden = schneller“. Es gibt jedoch eine Grenze: Mit steigender Schneidenzahl verringert sich das Volumen der Spannut.

Fünf Prüfungen vor der Bestellung

1. Passt D2 zur verwendeten Spannzange? (Der häufigste Fehler.)
2. Ist L1 größer als die Taschentiefe?
3. Ist L nicht länger als nötig? (Kurzes Werkzeug = wenig Rattern.)
4. Passt Z zur vorgesehenen Operation? (Beim vollen Nutfräsen 2–3.)
5. Ist R für die angestrebte Geometrie richtig? (Wo eine rechtwinklige Ecke nötig ist, R = 0.)

Von der Abmessung zum Werkzeug

In den Produkttabellen von ATH Tools ist jede Zeile eine eigene Bestellnummer; anhand der oben beschriebenen Spalten lässt sich die gewünschte Abmessung direkt in den Warenkorb legen. Durch Eingabe eines Maßes in das Suchfeld über der Tabelle (etwa 8 oder Ø8) lassen sich die Zeilen eingrenzen.

Um mit den richtigen Parametern zu arbeiten, kann nach der Festlegung der Abmessung der Schnittparameter-Rechner genutzt werden; nach Eingabe von Schneidendurchmesser und Schneidenzahl werden Drehzahl und Vorschub berechnet.