Schneidemodus für Fräsen. Fräsertypen, Berechnung der Schnittgeschwindigkeit

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 13:52

Eine der Möglichkeiten, Materialien zu bearbeiten, ist das Fräsen. Es dient zur Bearbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstücke. Der Arbeitsablauf wird durch Schnittdaten gesteuert.

Die Essenz des Prozesses

Fräsen wird zum Zweck des tiefen Schruppens und Schlichtens, der Bildung eines bestimmten Oberflächenprofils (Rillen, Rillen), des Schneidens von Zähnen an Zahnrädern, der Formkorrektur, des künstlerischen Drehens von Mustern und Beschriftungen durchgeführt.

Das Arbeitswerkzeug - der Fräser - macht die Hauptrotationsbewegung. Hilfskraft ist der translatorische Vorschub des Werkstücks relativ zu seinem Verlauf. Dieser Prozess ist intermittierend. Sein wichtigstes Merkmal, das es vom Drehen und Bohren unterscheidet, ist die Tatsache, dass jeder Zahn separat arbeitet. In dieser Hinsicht ist es durch das Vorhandensein von Stoßbelastungen gekennzeichnet. Es ist möglich, ihren Einfluss zu verringern, indem man eine rationale Einschätzung der Situation und die Auswahl von Regimen berücksichtigt.

Grundbegriffe von Fräsmaschinen

Abhängig davon, wie die Spindel angeordnet ist und der Fräser darin montiert ist, von der Art der durchgeführten Aktionen und von den MethodenSteuerung, unterscheiden Sie die Haupttypen von Fräsgeräten:

• horizontal;
• vertikal;
• universal;
• CNC-Fräsmaschinen.

Hauptkomponenten einer vertikalen Fräsmaschine:

1. Das Bett, in dem sich das Getriebe befindet, das die Drehung einer vertikal montierten Spindel und eines darauf montierten Fräsers regelt.
2. Ein Tisch, der eine Konsole mit Querschienen zum Aufspannen und Bewegen des Werkstücks und einen Vorschubkasten enthält, der die Vorschubbewegungen reguliert.

Bei horizontalen Fräsmaschinen wird das Werkzeug horizontal fixiert. Und universelle haben mehrere Varianten.

Es gibt eine universelle horizontale Ausrüstung, die sich durch das Vorhandensein eines Wendetisches auszeichnet und dadurch das Spektrum der möglichen Arbeiten erweitert. Darüber hinaus gibt es eine breite Universalmaschine, die beide Spindeln in ihrem Aufbau hat und alle Fräsarten zulässt.

CNC-Fräsmaschinen zeichnen sich durch die Verfügbarkeit von Software und Computersteuerung aus. Sie dienen der künstlerischen Bearbeitung von Werkstücken, auch im 3D-Format.

Klassifizierung der Fräser

Cutter sind Schneidwerkzeuge. Die wichtigsten physikalischen Parameter, nach denen sie bewertet werden, sind: Höhe, Durchmesser, Fasen- und Hinterschnittwerte, Umfangsstufe. Davon gibt es eine riesige Vielf alt, verteilt nach verschiedenen Kriterien:

• je nach Art der bearbeiteten Oberflächen (bei Holz,Kunststoff, Stahl, Buntmetalle etc.);
• in Drehrichtung - rechts- und linksschneidend;
• je nach Konstruktionsmerkmalen - massiv, gelötet, klappbar (mit Einsatzmessern), geschweißt;
• Form: konisch, zylindrisch, Scheibe;
• Je nach Arbeitsbedingungen und Anforderungen an das Schneidteil können diese aus verschiedenen Materialien bestehen. Dazu gehören: Kohlenstoffwerkzeug und Schnellarbeitsstahl (legiert, mit hohem Wolframgeh alt), Hartlegierung (langlebig - zum Schruppen, verschleißfest - zum Schlichten). Übliche Optionen sind, wenn der Körper aus Kohlenstoff- oder Schnellarbeitsstahl besteht und die Messer aus steckbarem Hartmetall sind;
• je nach Verwendungszweck: zylindrisch, Ende, Ende, geschlitzt, abgeschnitten, geformt.

Die informativsten Features: Spitzenmaterial und Zweck.

Fräsertypen für ebene Flächen

Zum Abtragen von Materialschichten auf horizontalen, vertikalen oder schiefen Ebenen werden Zylinder- und Schaftfräser verwendet.

Das Werkzeug des ersten Typs kann massiv oder mit angesetzten Messern sein. Große massive Frässpitzen sind zum Schruppen und kleine zum Schlichten bestimmt. Einsatzmesser für klappbare Schneidköpfe können aus Schnellarbeitsstahl gefertigt oder mit Wolframcarbid-Klingen bestückt werden. Hartmetallfräser sind produktiver als solche aus legiertem Stahl.

End wird für längliche Hobel verwendet, seine Zähne sind auf der Endfläche verteilt. Große f altbare werden für breite Flugzeuge verwendet. Übrigens, um Späne von schwer zu bearbeitenden Refraktärmetallen zu entfernen, ist das Vorhandensein von Hartmetallmessern obligatorisch. Um diese Gruppen von Fräsgeräten zu verwenden, ist eine erhebliche Breite und Länge des Produkts erforderlich.

Arten künstlerischer Fräswerkzeuge

Um dem Material ein bestimmtes Profil zu geben, Muster auftragen, schmale Aussparungen formen, werden Stirn- und Scheibenfräsdüsen verwendet.

Endschneider oder Nutfräser werden häufig zum Schneiden von Nuten, schmalen und gekrümmten Ebenen verwendet. Alle von ihnen sind massiv oder geschweißt, das Schneidteil besteht aus legiertem Hochgeschwindigkeitsstahl, es kann eine Panzerung aufgebracht werden, und der Körper besteht aus Kohlenstoffstahl. Es gibt Low-Start (1-3 Spiralen) und Multi-Start (4 oder mehr). Verwendet für CNC-Maschinen.

Disk ist auch ein Nutfräser. Es ist anwendbar zum Einstechen, Einstechen, Schneiden von Zähnen an Zahnrädern.

Künstlerisches Fräsen wird auf Holz, Metall, PVC durchgeführt.

Arten von Kantenschneidern

Ecken abbrechen, rationell formen, modellieren, Werkstücke in Teile zerlegen lassen sich mit Spline-, Winkel- und Formfräsdüsen realisieren:

1. Abgeschnitten und geschlitzt hat den gleichen Zweck wie die Scheibe, wird aber häufiger zum Einschneiden und Trennen verwendetzusätzliche Teile des Materials.
2. Ecke für Teilkanten und -ecken erforderlich. Es gibt Einwinkel (nur ein Schneidteil) und Zweiwinkel (beide Kegelflächen schneiden).
3. Curved wird für komplexe Designs verwendet. Kann halbkreisförmig oder konkav sein. Häufig verwendet für Profilgewindebohrer, Senker, Spiralbohrer.

Für fast alle Typen ist eine einteilige Stahlkonstruktion oder Klappung, bei Vorhandensein von steckbaren Hartmetallmessern, möglich. Hartmetallfräser haben eine qualitativ höhere Leistung und Lebensdauer für das Gesamtwerkzeug.

Klassifizierung der Fräsarten

Es gibt mehrere Ordnungsmerkmale, nach denen die Fräsarten eingeteilt werden:

• je nach horizontaler und vertikaler Positionierung von Spindel und Fräser;
• in Fahrtrichtung entgegenkommend und überholend;
• je nach verwendetem Werkzeug, für zylindrisch, Ende, geformt, Ende.

Zylindrische Bearbeitung ist für horizontale Ebenen anwendbar, ausgeführt mit geeigneten Fräsern auf horizontalen Maschinen.

Planfräsen kann als universell betrachtet werden. Es ist auf alle Arten von horizontalen, vertikalen und geneigten Ebenen anwendbar.

Schlichten liefert das notwendige Profil für gebogene Nuten, Bohrer und Werkzeuge.

Shaping wird für Flächen mit komplexer Konfiguration durchgeführt: Ecken, Kanten,Einstechen, Verzahnen für Zahnräder.

Unabhängig von der Art der durchgeführten Arbeiten und der zu verarbeitenden Materialien sollte sich das Ergebnis durch eine hohe Glätte der Deckschicht, das Fehlen von Kerben und die Genauigkeit des Finishs auszeichnen. Um eine saubere bearbeitete Oberfläche zu erh alten, ist es wichtig, die Vorschübe des Werkstücks im Verhältnis zum Werkzeug zu kontrollieren.

Auf- und Abwärtsfräsen

Beim Gegenfräsen wird das Werkstück gegen die Rotationsbewegungen der Düse vorgeschoben. Dabei schneiden sich die Zähne allmählich in das zu bearbeitende Metall ein, die Belastung steigt direkt proportional und gleichmäßig an. Bevor der Zahn jedoch in das Teil schneidet, gleitet er einige Zeit und bildet eine Verhärtung. Dieses Phänomen beschleunigt das Verlassen des Schneidwerkzeugs aus dem Arbeitszustand. Wird beim Schruppen verwendet.

Bei der Durchführung eines Durchgangstyps - das Werkstück wird entlang der Rotationsbewegungen des Werkzeugs zugeführt. Die Verzahnung schlägt bei starker Belastung. Die Leistung ist 10 % geringer als beim Up-and-Down-Fräsen. Es wird beim Fertigstellen von Teilen durchgeführt.

Grundkonzept der Fräsbearbeitung auf CNC-Maschinen

Sie zeichnen sich durch einen hohen Automatisierungsgrad, Arbeitsablaufgenauigkeit, hohe Produktivität aus. Das Fräsen auf einer CNC-Maschine erfolgt meistens mit Schaftfräsern oder Schaftfräsern.

Letztere sind die am weitesten verbreiteten. Dabei werden je nach zu bearbeitendem Material, der entsprechenden Spanformungsart, den vorgegebenen Softwareparametern,Es werden verschiedene Schaftfräser verwendet. Sie werden nach der Anzahl der Wendelstarts klassifiziert, die Schnittkanten und Graben bieten.

Werkstoffe mit breiten Spänen lassen sich am besten mit Werkzeugen mit geringer Gangzahl fräsen. Bei Hartmetallen mit charakteristischen Bruchspänen ist es notwendig, Fräsaufnahmen mit einer großen Anzahl von Spiralen zu wählen.

CNC-Fräser verwenden

CNC-Fräser mit langsamer Führung können eine bis drei Schneidkanten haben. Sie werden für Holz, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und weiche duktile Metalle verwendet, die eine schnelle breite Spanabfuhr erfordern. Sie werden zum Schruppen von Werkstücken verwendet, an die keine hohen Anforderungen gestellt werden. Dieses Werkzeug zeichnet sich durch geringe Produktivität und geringe Steifigkeit aus.

Kunstvolles Fräsen von Aluminium erfolgt mit Hilfe des Eingangfräsens.

Zwei- und Dreiwege-Enden sind weit verbreitet. Sie bieten höhere Härtewerte, eine hochwertige Spankontrolle und ermöglichen die Bearbeitung von Metallen mittlerer Härte (z. B. Stahl).

Mehrgängige CNC-Fräser haben mehr als 4 Schneiden. Sie werden für Metalle mittlerer und hoher Härte verwendet, die sich durch kleine Späne und hohe Widerstandsfähigkeit auszeichnen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Produktivität aus, sind für das Schlichten und Vorschlichten relevant und nicht für die Arbeit mit weichen Materialien ausgelegt.

Um das richtige Werkzeug für CNC-Maschinen auszuwählen, ist es wichtigBerücksichtigen Sie beim Fräsen den Schnittmodus sowie alle Eigenschaften der zu bearbeitenden Oberfläche.

Schnittbedingungen

Um die gewünschte Qualität der Frässchicht sicherzustellen, ist es wichtig, die notwendigen technischen Parameter richtig zu ermitteln und einzuh alten. Die Hauptindikatoren, die den Mahlprozess beschreiben und regeln, sind Betriebsarten.

Die Berechnung der Schnittbedingungen beim Fräsen erfolgt unter Berücksichtigung der Hauptelemente:

1. Tiefe (t, mm) - die Dicke der Metallkugel, die in einem Arbeitsgang entfernt wird. Wählen Sie es unter Berücksichtigung der Verarbeitungszulage aus. Entwurfsarbeiten werden in einem Durchgang durchgeführt. Wenn das Aufmaß mehr als 5 mm beträgt, wird in mehreren Durchgängen gefräst, wobei für den letzten etwa 1 mm übrig bleibt.
2. Breite (B, mm) – Breite der bearbeiteten Fläche senkrecht zur Vorschubbewegung.
3. Vorschub (S) - die Länge der Werkstückbewegung relativ zur Werkzeugachse.

Es gibt mehrere zusammenhängende Konzepte:

• Vorschub pro Zahn (S_{z, mm/Zahn) - verändert die Position des Teils beim Drehen des Fräsers im Abstand von einem Arbeitszahn zum nächsten.}
• Vorschub pro Umdrehung (S_{rev, mm/U) – Bewegung der Struktur bei einer vollen Umdrehung des Fräskopfes.}
• Vorschub pro Minute (S_{min, mm/min) ist ein wichtiger Schnittmodus beim Fräsen.}

Ihre Beziehung wird mathematisch hergestellt:

S_min=S_revn=S_{zzn, woz – Zähnezahl;}

n – Spindeldrehzahl, min-1.

Die Futtermenge wird auch von den physikalischen und technologischen Eigenschaften der behandelten Fläche, der Stärke des Werkzeugs und der Leistung des Vorschubmechanismus beeinflusst.

Schnittgeschwindigkeitsberechnung

Nehmen Sie als nominalen Konstruktionsparameter den Grad der schnellen Drehung der Spindel. Die tatsächliche Geschwindigkeit V, m/min hängt vom Durchmesser des Fräsers und der Frequenz seiner Drehbewegungen ab:

V=(πDn)/1000

Die Rotationsfrequenz des Fräswerkzeugs wird bestimmt durch:

n=(1000V)/(πD)

Mit Informationen über den Minutenvorschub können Sie die benötigte Zeit für ein Werkstück der Länge L ermitteln:

T₀=L/S_min

Die Berechnung der Schnittbedingungen beim Fräsen und deren Installation ist wichtig, bevor Sie die Maschine einrichten. Die Festlegung rationaler voreingestellter Parameter unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Werkzeugs und des Materials des Teils gewährleistet eine hohe Produktivität.

Tipps zur Bestimmung der Modi

Es ist unmöglich, beim Fräsen den idealen Schnittmodus zu wählen, aber Sie können sich an den Grundprinzipien orientieren:

1. Es ist wünschenswert, dass der Durchmesser des Fräsers der Bearbeitungstiefe entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Oberfläche in einem Durchgang gereinigt wird. Hier ist der Hauptfaktor das Material. Denn zu weich funktioniert dieses Prinzip nicht – es besteht Abplatzgefahr, deren Dicke größer als nötig ist.
2. Stoßvorgänge und Vibrationen sind unvermeidlich. In diesem Zusammenhang eine Erhöhung der Futterwerteführt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit. Beginnen Sie am besten mit einem Zahnvorschub von 0,15 mm/Zahn und passen Sie nach und nach an.
3. Die Geschwindigkeit des Werkzeugs sollte nicht so hoch wie möglich sein. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Schnittgeschwindigkeit reduziert wird. Seine Vergrößerung ist mit einer Vergrößerung des Fräserdurchmessers möglich.
4. Erhöhung der Länge des Arbeitsteils des Fräsers, die Bevorzugung einer großen Anzahl von Zähnen verringert die Produktivität und Qualität der Bearbeitung.
5. Richtwerte für Geschwindigkeiten verschiedener Materialien:

• Aluminium - 200-400 m/min;
• bronze – 90-150 m/min;
• Edelstahl - 50-100 m/min;
• Kunststoffe – 100-200 m/min.

Am besten beginnst du mit mittlerer Geschwindigkeit und steigerst oder verringerst sie im Laufe der Zeit.

Der Schnittmodus beim Fräsen ist wichtig, nicht nur rechnerisch oder mit speziellen Tabellen zu bestimmen. Um die optimalen Parameter für die Maschine und das gewünschte Werkzeug richtig auszuwählen und einzustellen, ist es notwendig, mit einigen Features und persönlicher Erfahrung zu arbeiten.