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CNC-Fr?sen verbessert die Schnitteffizienz und Standzeit erheblich

Die deutlichen Fortschritte bei der Verbesserung der Zerspanungseffizienz sind das Ergebnis gemeinsamer Anstrengungen von Werkzeugherstellern, Werkzeugmaschinenherstellern und Softwareentwicklern. Ein gutes Beispiel für die spanende Bearbeitung ist das Einbruchfr?sen (Z-Achsenfr?sen). Beim Einlegefr?sen schneidet das rotierende Werkzeug direkt entlang der Z-Achse in das Werkstück ein und zieht das Werkzeug entlang der Z-Achse nach oben zurück. Dann bewegt es sich horizontal entlang der X-Achse oder Y-Achse Richtung für einen bestimmten Abstand und führt vertikales Schneiden durch, das mit dem vorherigen Schneidteil überlappt, um mehr Werkstückmaterial zu schneiden. Das Einsteckfr?sen hat viele Vorteile. Gerade bei der Bearbeitung von langen ?berh?ngen (z.B. Fr?sen von tiefen Formh?hlen) muss das herk?mmliche Flachfr?sen (d.h. Fr?sen von einer Seite des Werkstücks auf die andere) die Schnittgeschwindigkeit reduzieren, um die Seitenkraft zu minimieren, die zu Rattern führen kann. Beim Einlegefr?sen wird die Schneidkraft direkt auf die Maschinenspindel und den Arbeitstisch übertragen und erreicht so eine deutlich h?here Abtragsrate als herk?mmliche Fr?sverfahren. Laut AMT Software Company enth?lt das von der Firma entwickelte Prospector CAM-Softwarepaket die Einfügefr?senfunktion. Im Vergleich zum herk?mmlichen Flachraufr?sen mit Knopffr?sern kann die Metallabtragsrate der Einfügefr?senbearbeitung um mindestens 50%. Aufgrund seiner F?higkeit, die seitliche Belastung von Werkzeugmaschinenbauteilen zu minimieren, kann Nutfr?sen für altmodische oder leichte Werkzeugmaschinen mit unzureichender Steifigkeit zur Steigerung der Produktivit?t eingesetzt werden. John Ross, Marketing Manager der Doushan Machine Tool Company, stimmt der Aussage zu, dass Nutfr?sen die Schneidkraft reduzieren kann, die auf Werkzeugmaschinen mit geringer Leistung wirkt, aber er fügt hinzu, dass bei neuen Werkzeugmaschinen mit struktureller Konstruktion, die der Nutfr?sbearbeitung f?rderlich ist, die Vorteile dieses Prozesses maximiert werden k?nnen. Er wies darauf hin, dass durch die direkte ?bertragung der Fr?sschneidkraft in die Werkzeugspindel und den Arbeitstisch verschiedene Probleme durch schwache Werkstückspannung weitestgehend minimiert werden k?nnen. Bill Fiorenza, Produktmanager der Mold Production Line der Ingersoll Tool Company, erkl?rte, dass das Fr?sen von Wendeschneidplatten hilft, die Schnittw?rme zu reduzieren, die in das Werkzeug und das Werkstück eindringt. Er sagte: "Beim Einsteckfr?sen kommt nicht viel W?rme in das Werkstück ein, da sich das Schneidwerkzeug mit hoher Geschwindigkeit dreht, um das Werkstück ein- und auszuschneiden. Nur ein kleiner Teil des Werkstücks kommt mit einem beweglichen Schritt in Kontakt mit dem Werkzeug." Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft, wenn schwer bearbeitbare Materialien wie Edelstahl, Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen geschnitten werden. Fiorenza erkl?rte bei der Einlege- und Fr?svorführung: "Meistens ist die Temperatur von Metallsp?nen sehr hoch und man kann sogar ein Sandwich im Sp?nehaufen backen. Nach Abschluss des Einlege- und Fr?svorgangs kann man jedoch sofort die Hand auf das Werkstück legen und sich kühler anfühlen." Durch die Reduzierung der Schnittw?rme kann nicht nur die Standzeit verl?ngert, sondern auch die Verformung des Werkstücks minimiert werden.

【 Einen Versuch wert 】 Das Einfügefr?sen kann den Produktionsrhythmus von hochwertigen und komplexen Bauteilen erheblich beschleunigen. Gary Meyers, Produktmanager Fr?sen bei Seco Tool Company, sagte: "Die am h?ufigsten verwendeten Bereiche der Wendeplattenfr?stechnik sind der Formenbau und die Luftfahrtindustrie, da die Arten von Teilen in diesen Branchen sehr gut für das Wendeplattenfr?sen geeignet sind." Formenhersteller müssen verschiedene komplexe Formen auf dem Gesamtwerkstück fr?sen, um Formhohlr?ume zu bilden, und viele Luftfahrtteile werden auch aus ganzen Rohlingen bearbeitet. Kenyon Whetsell, Produktmanager DP Technology, Entwickler der ESPRIT CAM-Software, wies darauf hin, dass neben Herstellern komplexer Teile auch Universalbearbeitungswerkst?tten von der Anwendung der Wendeplattenfr?stechnik profitieren k?nnen. Metallverarbeitung WeChat, der Inhalt ist gut und es lohnt sich zu folgen. Er sagte: "Einige Werkst?tten verwenden immer noch die 2,5-Achs-Bearbeitungstechnologie, die veraltete Werkzeugmaschinentypen, schlechte Steifigkeit und unzureichende Spannkraft der Vorrichtungen aufweist. Dennoch hoffen sie, die Produktivit?t zu verbessern. Diese Werkst?tten k?nnen die 2,5-Achs-Fr?stechnologie nutzen, um dieses Ziel zu erreichen." Juan Seculi, Global Product Manager von Kenner's Indexable Fr?ser, ist der Ansicht, dass "die Fr?stechnologie für komplexe Formen und Hohlr?ume gro?er und mittlerer Teile weit anwendbar ist. Bei dieser Art der Bearbeitung ist das L?ngen-Durchmesser-Verh?ltnis des Fr?sers entscheidend, und traditionelle Strategien k?nnen Rattern, Vibrationen und Lebensdauer des Werkzeugs generieren." Kenn-Z-Fr?ser-Fr?ser in jüngster Zeit die steigende Nachfrage der Anwender erfüllen. "Die Zeit hat bewiesen, dass das Verkaufsvolumen von Z-Achsenfr?sern stetig steigt, mit einer j?hrlichen Wachstumsrate von 40%."

Die Konstruktionsmerkmale von Fr?sern: Werkzeughersteller haben verschiedene Fr?ser entwickelt, die die Vorteile der Fr?stechnik voll aussch?pfen k?nnen. Meyers von Shangao Tools sagte, dass die Schnittkraft solcher Werkzeuge grunds?tzlich direkt zurück auf die Z-Achse übertragen wird. Die geometrische Form des Wendeplattenfr?sers ?hnelt der des 90-Vierkantfr?sers sehr. Der Unterschied liegt in der Abweichung des Vorwinkels des Fr?sblattes von der vertikalen Ebene um wenige Grad, die 87 statt 90 betragen kann. Wenn ein 90°-Fr?ser zum Einlegen und Fr?sen der Seitenwand nach unten verwendet wird, reibt die gesamte Schneide des Messers gegen die Seitenwand. Wenn der Vorwinkel des Werkzeugs 87 ist, gibt es einen Spalt zwischen der Schneide und der Werkstückseitenwand. Der Fr?ser sollte die Schneide an der Unterseite des Messers verwenden, um Schneiden von der Klingenseite zu vermeiden, da der ?bergang von unten zur Seite der schw?chste Punkt der Klinge ist, und die Bearbeitung von der Klingenseite kann radiale Schnittkr?fte verursachen, die Vibrationen verursachen k?nnen. Meyers fügte hinzu, dass, obwohl das Schneiden mit der Seite der Klinge nicht üblich ist, in einigen Bearbeitungsprozessen, die "nach oben (oder unten) Profilfr?sen genannt werden, der Fr?ser komplexe Formen in den Auf- und Abw?rtshuben einfügen und fr?sen kann. Ein einfaches Beispiel ist die Bodenwurzelschneidmethode, um gerade Seitenw?nde zu fr?sen. "Man kann zuerst das Fr?sen nach unten einlegen, dann nach innen bewegen und die Wurzel des Werkstücks fr?sen." Meyers glaubt, dass die Einschr?nkung der Wendeplattenfr?stechnik der Unterschied zwischen dem tats?chlichen Schneiddurchmesser des Werkzeugs und dem Durchmesser des Werkzeugk?rpers ist. Um die Schneide optimal zu stützen, muss der K?rper des Standard-Planfr?sers vergr??ert werden, um m?glichst nah am gesamten Schneiddurchmesser des Werkzeugs zu sein. Beim Schlitzfr?ser zum Profilfr?sen übersteigt der Schneiddurchmesser der Klinge den Durchmesser des Werkzeugk?rpers. Metallverarbeitung WeChat, der Inhalt ist gut und es lohnt sich zu folgen. Er sagte: "Aber es gibt eine gewisse Grenze für die Menge überschritten, weil die Verl?ngerung des Fr?sblattes nicht zu gro? sein kann." Meyers sagte, dass das Fr?sen zwar ein typischer Grobfr?seprozess ist, seine Technologie und Werkzeuge aber auch für die Halbpr?zisions- und Pr?zisionsbearbeitung geeignet sind. Er schlug vor, dass zur Erzielung einer besseren Oberfl?chengl?tte der radiale Schneidschritt reduziert werden sollte, was dem reduzierten Bearbeitungsverfahren beim 3D-Pr?zisionsfr?sen mit Kugelfr?sern entspricht. Meyers erkl?rte, dass der Schnittschrittabstand grunds?tzlich anhand der Breite der Klinge und der Menge des von der Schneide in das Werkstück geschnittenen Materials bestimmt wird. Die empfohlene Schrittgr??e für Werkzeugproduktmuster führt zu einer bestimmten Resth?he, die die Oberfl?chenrauheit eines bestimmten Wendeplattenfr?sers bestimmt.

Seculi von Kenneth Metal erkl?rte, dass das Design des Fr?sers st?ndig verbessert und perfektioniert wird. Zu den neuen Funktionen des Kenner Z-Achsenfr?sers geh?ren beispielsweise: Die gezackte Struktur, die auf dem Fr?serk?rper entworfen ist, kann die Spanbildung und Spanabtragsleistung verbessern, und die Konstruktion des Kühlmittelauslaufs kann die Steuerung der Schneidw?rme und der Spanabtragsleistung verbessern. Er sagte: "Diese integrierten strukturellen Konstruktionen mit dem Werkzeugk?rper in Kombination mit der Verwendung einer gro?en Rechenwinkelfl?che k?nnen die Schneidkraft reduzieren, den Bedarf an Werkzeugmaschinenleistung senken, dadurch die Werkzeuglebensdauer verl?ngern und die Bearbeitungssicherheit verbessern."

Fiorenza wies darauf hin, dass die Anwendung der CAM-Fr?stechnologie eine Geschichte von mindestens 15 Jahren habe, in den letzten Jahren Bearbeitungswerkst?tten zunehmend bewusst geworden sind, dass Fr?sen h?here Materialabtragsraten erreichen kann, und dass durch einfachere Programmierung und ?berprüfung von Werkzeugbahnen die Anwendung des Fr?sens einfacher als in der Vergangenheit geworden ist. Immer mehr CAM-Systeme verfügen über Algorithmen, die speziell für die Einfüge- und Fr?sbearbeitung entwickelt wurden. Darüber hinaus kann die Bearbeitungswerkstatt mit Hilfe von Schneidsimulationssoftware ihre Zuverl?ssigkeit überprüfen, bevor sie das Fr?szyklusprogramm ausführt. Fiorenza sagte: "Sie müssen die Bewegung des Werkzeugs entlang des Schneidweges überprüfen, da spezialisierte Fr?ser normalerweise keine Zentrierschneidwerkzeuge sind." Wenn der gew?hlte Schneidschritt nicht angemessen ist oder die Bearbeitungszulage des Werkstücks unklar ist, kann es zu einem Schneiden kommen. Laut Meyers nutzen einige Werkst?tten das Bohrzyklusprogramm G81 in der CNC-Bearbeitung, um Fr?sarbeiten durchzuführen. Aber bei dieser Art der Bearbeitung, wenn der Fr?ser von der Abw?rtseinführung zurückkehrt, kann seine Klinge gegen die Seitenwand des Werkstücks kratzen. Um dieses Problem zu l?sen, bewegt ein speziell entwickeltes CAM-Fr?szyklusprogramm das Werkzeug 0.025-0.050mm entlang der X-Achse oder Y-Achse Richtung, bevor es den Boden der Einfügung erreicht und bereitet sich auf das Zurückziehen in seinen Verfahrpunkt vor. Wenn Sie das Werkzeug rückw?rts bewegen, k?nnen Sie Kratzer zwischen Klinge und bearbeiteter Oberfl?che w?hrend des Werkzeugeinziehens vermeiden. Meyers sagte: "Es ist auch m?glich, den Einführ- und Fr?szyklus manuell zu programmieren. In einigen F?llen, wenn es sich um ein einfaches Einführen und Fr?sen mit der gleichen Einfügetiefe handelt, kann man nur eine Unterroutine schreiben, um die Bewegung des Werkzeugs in der X- oder Y-Achse zu bestimmen. Manuelle Programmierung ist jedoch viel Arbeit und sollte nur verwendet werden, wenn es notwendig und nicht notwendig ist, Bearbeitungscode zu schreiben." Whitsell von DP Technology sagte: "Wir versuchen, den Einführ- und Fr?szyklus zu optimieren, so dass Benutzer das maximale Potenzial des Einführs und Fr?sers in jedem Schnitt aussch?pfen k?nnen, mit so wenig Werkzeugdurchl?ufen wie m?glich, und so viele Werkstücke wie m?glich zu schneiden. Wenn es notwendig ist, die axialen Parameter des Fr?sers dynamisch einzustellen. Dies erfordert die Kenntnis der Abmessungen des Werkstückrohlings und der Fertigteile nach der Bearbeitung Solange die endgültige Gr??e des Teils bekannt ist, kann die Fr?stiefe des Fr?sers bestimmt werden, und das Wissen um die Gr??e des Werkstückrohlings kann bestimmen, wo mit dem Fr?sen begonnen werden soll. Metallverarbeitung WeChat, der Inhalt ist gut und es lohnt sich zu folgen. Whetsell sagte: "Das sind im Grunde die Programmierinformationen für Werkstücke, die in der aktuellen Phase zuvor durch Wendeplattenfr?sen bearbeitet wurden. In der CAM-Software ESPRIT von DP bezeichnen wir es als "automatische Programmierung von Werkstücken". Whetsell sagte: "Die Programmierung des Rückw?rtsschneidwerkzeugs in X- oder Y-Achsenrichtung wird etwas schwierig, da man das Werkzeug nicht einfach in das nachfolgende Werkstückmaterial zurückziehen lassen kann und man das Werkzeug nicht in das Restmaterial zurückziehen m?chte, das beim vorherigen Schneiden erzeugt wurde." CAM-Software kann das Fr?sen auf verschiedene Weise programmieren. Whetsell sagte: "Zum Beispiel k?nnen Sie die Resth?he (wie 0,25mm) definieren, ohne den Schneidschritt oder die radiale Schnittbreite zu definieren, und CAM-Software kann die Anzahl der Fr?svorg?nge berechnen, um diese Resth?he zu erreichen." DP Technology entwickelt einen speziellen Fr?szyklus für ESPRIT-Software, und einige Benutzer haben bereits Fr?sprogramme über die erweiterte Programmierschnittstelle des Softwarepakets entwickelt. Laut Seculi von Kenner Company unterscheiden sich die Schneidparameter und Fachterminologie beim Schlitzfr?sen von anderen Fr?sverfahren. Um Vibrationen zu vermeiden, sollte beispielsweise eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit verwendet werden, wenn der Fr?ser l?ngere Zeit überh?ngt wird. Bei der Beschreibung des Einlegefr?sens hat sich auch die Bedeutung von Ap zur Darstellung der axialen Schnitttiefe beim Planfr?sen ge?ndert, da diese radial auf dem Einlegefr?ser statt in vertikaler Achsrichtung positioniert ist. Beim Z-Achsenfr?sen gibt es kein axiales Schnitttiefenma?, nur radiale Schnitttiefe (d.h. Schnittschrittabstand) und radiale Schnittgr??e. Die Schnitttiefe h?ngt in der Regel von der Gr??e der Klinge ab. Kenner Company schl?gt vor, dass beim Einsteckfr?sen die Schnitttiefe immer gr??er als 15% der Schnittl?nge der Klinge beibehalten werden sollte. Wird die Schnitttiefe nahe oder kleiner als der Radiuswert des Werkzeugspitzenbogens der Klinge, erh?ht sich die radiale Schnittkraft und verliert dadurch einige Vorteile der Einsteckfr?sentechnologie.

Einschubfr?sen und Hochvorschubfr?sen sind Zerspanungsstrategien mit hoher Produktivit?t. Die Wahl zwischen dieser Technologie oder anderen Fr?sstrategien h?ngt von mehreren Faktoren ab. Um die Vorteile des Fr?sens zu maximieren, ist es notwendig, spezialisierte Fr?ser zu verwenden und sorgf?ltig CAM-Programmierung durchzuführen. In vielen F?llen kann das Hochvorschubfr?sen zu einer einfacheren und praktikableren Alternative zum Schlitzfr?sen werden, und Hochvorschubfr?ser sind im Grunde gerade Kantenfr?ser mit gro?en Führungswinkeln. Ein gro?er Vorlaufwinkel verdünnt die Sp?ne, und um eine ausreichende Spandicke zu erhalten, ist es notwendig, die Vorschubgeschwindigkeit zu erh?hen. Fr?ser mit hohem Vorschub k?nnen Metallwerkstoffe mit hohen Vorschubraten und kleinen Schnitttiefen schnell schneiden und gleichzeitig die seitliche Belastung auf Werkzeugmaschine und Schneidwerkzeuge minimieren. Tom Noble, MAXline Product Manager bei Ingersoll Tools, ist überzeugt, dass die charakteristischen Abmessungen und die Struktur der Teile der Bearbeitungswerkstatt bei der Entscheidung helfen k?nnen, ob das Wendeplattenfr?sen oder das Hochvorschubfr?sen eingesetzt werden soll. Er sagte: "Wenn ein kleiner Hohlraum bearbeitet werden muss, kann das Wendeschneidplattenfr?sen besser geeignet sein. Aufgrund des kurzen radialen Bewegungsabstandes muss nicht zu viel Material radial gefr?st werden. Ist der zu fr?sende Bereich jedoch recht gro?, kann das Fr?sen mit hohem Vorschub effizienter sein." Hochvorschubfr?sen hat zwar seitliche Belastungen, kann aber durch kleine Schnitttiefe, schnelle Vorschubvorg?nge und mehrere Werkzeugdurchl?ufe minimiert werden. Fiorenza von der Firma wies darauf hin, dass die Verwendung eines Fr?sers mit einem Durchmesser von 50mm oder mehr für das Fr?sen von langen ?berh?ngen sehr effektiv sein kann. Hochvorschubfr?sen kann für lange ?berh?ngefr?sen mit kleinen Durchmessern besser geeignet sein. Er sagte: "Wenn die überh?ngende L?nge des Schneidwerkzeugs auf das 4- oder 6-fache des Durchmessers zunimmt, treten bestimmte Arten von Rattern auf. Sie k?nnen hohe Vorschubfr?ser und kleine Schnitttiefen von 0.38-0.50mm verwenden, um diese Bearbeitung zu bew?ltigen. M?glicherweise müssen Sie auch einige vibrationsfeindliche Werkzeugstrukturen verwenden, wie integrierte Hartlegierungswerkzeughalter und modulare Werkzeugk?pfe." Noble glaubt, dass ein Schlüsselfaktor bei der Wahl einer Fr?smethode die t?glichen Bearbeitungsaufgaben in der Werkstatt sind. "Wenn Sie beispielsweise eine gro?e Menge an 3D-Fr?sen in Ihrem t?glichen Leben durchführen m?chten und auch einige Wendeschneidplatten durchführen m?chten, empfehle ich den Einsatz von Fr?sern, die sowohl für die Bearbeitung von Hohlraumfr?sern, als auch für die Anschaffung spezieller Schlitzen, Nuten, Nuten, Schlitzen, Schlitzen usw. investieren k?nnen.

Obwohl universelle Werkzeugmaschinen den Vorteil haben, vielseitig zu sein, ist der Einsatz spezialisierter Werkzeugmaschinen oft eine bessere Wahl, um die Produktivit?t zu maximieren (und Verformungen zu reduzieren). Doushan Machine Tool Company, das Produkte wie vertikale Bearbeitungszentren (VMCs) und horizontale Bohr- und Fr?smaschinen herstellt, kann verschiedene Arten von Werkzeugmaschinen anbieten, von leichten Gewindebohrzentren bis zu Hochgeschwindigkeits-Fünfachs-Bearbeitungszentren für das Hochleistungsschneiden von Formen. Metallverarbeitung WeChat, der Inhalt ist gut und es lohnt sich zu folgen. Marketing Manager John Ross erkl?rte, dass das Unternehmen Werkzeugmaschinen für verschiedene Prozesse (und sogar für verschiedene Regionen) anpassen kann. Einige Werkzeugmaschinen verwenden beispielsweise Linearführungen, w?hrend andere stabilere harte Schienen verwenden. Wenn wir in einigen Teilen Kaliforniens, USA, auf den Markt kommen, der haupts?chlich leichte Materialien schneidet, sind Linearführungs-Schienen-Werkzeugmaschinen auf dem richtigen Weg. Wenn wir jedoch im Mittleren Westen auf den Markt kommen, der Luftfahrtmaterialien und Hochtemperaturlegierungen verarbeitet, ben?tigen Benutzer Hartschienen-Werkzeugmaschinen, die gr??eren Schnittkr?ften standhalten und langlebiger und langlebiger sind. Hochgeschwindigkeits-Werkzeugbearbeitungsmaschinen mit Linearführungsschienen haben ausgezeichnete Leistung beim schnellen Schneiden kleiner Mengen von Werkstückmaterialien, und die Verwendung von Wendeschneidtechnologie kann ihre Grobbearbeitungsf?higkeit weiter verbessern. Aber die F?higkeit dieser Art von Werkzeugmaschine, Spanlast zu widerstehen, ist nicht so gut wie die von Hartschienenmaschinen. Ross wies darauf hin, dass die vertikalen Bearbeitungszentren der Mynx-Serie von Doosan die Bearbeitungsplattformen sind, die die Vorteile des Einlegefr?sens maximieren k?nnen, und dass ihre Steifigkeit die h?chste unter den Doosan VMCs ist. Die Basis der Werkzeugmaschine besteht aus integralem Guss, und der 1500mm750mm Arbeitstisch kann gro?e Formen oder Luftfahrtgussteile verarbeiten. Steve Sigg, Anwendungsingenieur bei Doushan Company, wies darauf hin, dass "je dicker die Spindel einer Werkzeugmaschine, desto st?rker die Fr?sf?higkeit." Beim Hochleistungsschneiden kann Schlitzfr?sen den Benutzern helfen, einige schwer zu bearbeitende Materialien (wie Inconel-Legierung und Edelstahl) effizient zu fr?sen, w?hrend die Verwendung eines Planfr?sers für die radiale Bearbeitung dieser Materialien sehr ineffizient ist. Wenn der Werkzeugüberhang gro? ist, kann die seitliche Fr?skraft überm??ige Vibrationen verursachen, und Schlitzfr?sen kann dieses Problem auch effektiv l?sen. Er erw?hnte auch, dass ein weiterer Grund, warum Hersteller sich für das Steckerfr?sen interessieren, darin besteht, dass mit der Wiederbelebung der amerikanischen Fertigung einige Formverarbeitungsaufgaben st?ndig von China in die Vereinigten Staaten zurückkehren.