Strategien für Hochgeschwindigkeits-Fräswerkzeuge

Es gibt so viele Meinungen über das Hochgeschwindigkeitsfräsen mit kleinen Fräswerkzeugen und deren richtigen Einsatz in der Fertigungsindustrie, wie es Muttern und Schrauben gibt. Der Vorteil des Hochgeschwindigkeitsfräsens besteht darin, dass es geringere Schnittbelastungen und Spanraten ermöglicht, wodurch bessere Oberflächengüten erzielt werden. In unserer Welt der Hochgeschwindigkeits-, Hochtoleranz- und Hochproduktionsbearbeitung müssen viele Punkte zusammengeführt werden, um ein perfektes Teil zu schaffen. Bei DATRON fördern wir eine Strategie der richtigen DATRON Maschinenkonfiguration, Materialhalte- und Schneidwerkzeuge mit optimierter Geschwindigkeit und Vorschüben, um diese Strategie zu definieren.

5 Must-haves für den Erfolg beim Hochgeschwindigkeitsfräsen:

1. Vibrationsfreie Hochgeschwindigkeits-/Frequenzspindel
2. Starre und vibrationsfreie X-, Y- und Z-Achse
3. Starre, volle Unterstützung, vibrationsfreie Werkstückhaltung.
4. Vibrationsfreie Werkzeuge
5. Optimiertes Programm mit richtigen Vorschüben und Geschwindigkeiten

Diese Diskussion betrifft den vierten Punkt, Werkzeuge.

Ihre Werkstatt hat also in eine Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschine investiert und Ihnen wurde ein auszuführendes Programm präsentiert. Das kann ein oder mehrere Teststücke oder eine Auflage von Hunderten sein. Es ist keine Frage, ob die Fräsmaschine funktioniert, dieser Prozess wurde vor dem Kauf bestätigt. Werkstückhalterung und Werkzeuge werden also den Erfolg dieses Stücks bestimmen oder brechen.

Zur Diskussion gehen wir davon aus, dass die anderen vier oben genannten Punkte erfüllt wurden (vibrationsfreie Geschwindigkeits-/Frequenzspindel, vibrationsfreie X-Y- und Z-Achse, starre, vibrationsfreie Werkstückhalterung mit voller Unterstützung, optimiertes Programm), also lassen Sie uns Strategien für Hochgeschwindigkeitsfräswerkzeuge diskutieren .

Zusammensetzung von Hochgeschwindigkeits-Fräswerkzeugen

Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall? Wir sind uns alle einig, dass Vibrationen ein Killer sind, und dies umso mehr beim Hochgeschwindigkeitsfräsen. Der Betrieb bei höheren Geschwindigkeiten und Vorschüben, um die Produktions- und Kostengrenzen einzuhalten und das beste Finish zu erzielen, erfordert die steifsten und vibrationsfreisten Werkzeuge. Es gibt das Potenzial von Flex mit Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeugen und Vibrationen bei hohen Geschwindigkeitsraten. Daher neigt der Bedarf an starren Werkzeugen zu Hartmetall … hochwertigen, soliden Hartmetallwerkzeugen mit Mikrokörnung.

Konstruktion von Hochgeschwindigkeits-Fräswerkzeugen

Das geometrische Design von Hochgeschwindigkeits-Hartmetallwerkzeugen und insbesondere DATRON-Werkzeugen ermöglicht den kompetentesten und saubersten Materialschnitt bei hohen Geschwindigkeiten und Vorschüben. Dies würde schwere Schruppdurchgänge ermöglichen, die einen vollgeformten Span erzeugen, ohne dass die volle Schneidenergie der Spindel in den Materialabtrag gesteckt wird.

Aufnahme von Hochgeschwindigkeits-Fräswerkzeugen

Als nächstes kommt das richtige Halten des Werkzeugs. Vibrationen in Werkzeugen sind in der Regel das Ergebnis von Werkzeugen, die nicht für Hochgeschwindigkeitsfräsen geeignet sind, von falsch ausgewuchteten Werkzeugen oder falsch eingespannten Werkzeugen. Sowohl mit Direktschaftspindeln als auch mit ausgewuchteten Werkzeugaufnahmen für HSK-Spindeln kann eine vibrationsfreie Zerspanung erreicht werden. Das richtige Laden des Werkzeugs (direkte Schaftwerkzeuge mit Messinganschlagring oder HSK-Werkzeughalter) erfordert einen Abstand von 20 % oder 4-6 mm zwischen der Spitze oder dem Auslaufen der Spannut zum Anschlagring oder HSK-Werkzeughalter. Dadurch können sich die Späne beim Fräsen frei vom Werkzeug entfernen. Die Direktspannzange oder HSK-Werkzeugaufnahme sollte jedoch nur zu ca. 80 % vom Schaft ausgefüllt werden. Die Oberseite des Werkzeugs sollte nicht mit der Oberseite der Spannzange oder des HSK-Werkzeughalters in Kontakt kommen. Dies könnte Ihre Spindel beschädigen.

Vorschübe und Geschwindigkeiten für Hochgeschwindigkeits-Fräswerkzeuge (plus Spanentfernung)

Jetzt kommt der lustige Teil. Was ist die beste Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit? Und für welche Art der Spanabnahme sollten Sie Ihr Programm haben?

Allgemein gesagt, folgt die Frässtrategie mit Hochgeschwindigkeitsfräsern nicht dem gleichen Weg wie herkömmliche handelsübliche (nicht schnelllaufende) Fräsmaschinen. Die Fähigkeit, kleinere Werkzeuge schneller, sauberer und mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten zu verwenden, ermöglicht mehrere Durchgänge mit einer kürzeren Zykluszeit als herkömmliche Standardbearbeitungsverfahren. Die hohe Oberflächengüte beseitigt die Notwendigkeit für zusätzliche Prozesse im zweiten und dritten Schritt, die normalerweise beim Fräsen von Standardmaschinen erforderlich sind.

Vor diesem Hintergrund umfasst Ihre Strategie eine Auswahl an Werkzeugen, die Ihren häufigsten Fräspraktiken entsprechen. Es ermöglicht Ihnen auch, den Vorschub und die Geschwindigkeitsrate der ausgewählten Werkzeuge „anzuwählen“ und nach der besten Geschwindigkeit und Vorschubrate für jedes Werkzeug und jede Fräsoperation zu suchen. Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen:Klopftest, Vibrationstest, Oktavtest (harmonische Tonhöhe) oder die altmodische Trail-and-Test-Methode. Das Endziel ist es, die besten Vorschub- und Geschwindigkeitsraten für die besten Ergebnisse zu finden. Die Mehrheit der erfolgreichen DATRON Bediener wird die Trial-and-Test-Methode anwenden.

Die veröffentlichte Geschwindigkeit (U/min) und der Vorschub (Schnittweg) sind gute Ausgangspunkte, aber bestenfalls nur Ausgangspunkte. Sie müssen Maschine, Spindel, Material und Werkzeug berücksichtigen? Denken Sie daran, dass es eine Verbindung mehrerer Faktoren ist, um Ihre Strategie zu maximieren:Hochgeschwindigkeits-/Frequenzspindel, Steifigkeit und Toleranzen der X-, Y- und Z-Achse, starre Werkstückhalterung. Die Art des Werkzeugs (geometrisches Design, Durchmesser, Spannut, Länge und Werkzeugaufnahme) und die Durchlauftiefe wirken sich alle auf den Vorschub und die Geschwindigkeit aus.

Auch beim Hochgeschwindigkeitsfräsen gibt es einige Anomalien. Beim Hochgeschwindigkeitsfräsen sind Rattern und Vibrationen ein Mörder und fordern den Bediener normalerweise auf, die Geschwindigkeit und / oder den Vorschub zu verringern. In der Community des Hochgeschwindigkeitsfräsens gibt es jedoch viele Fälle, in denen das Problem durch Anwählen, Erhöhen der Geschwindigkeitsrate, die eine bessere Vorschubrate und eine bessere Spanlast ermöglicht, tatsächlich gelöst wird.

Überprüfen der Chiplast

Die Spanlast ist die tatsächliche Spandicke, die im Bearbeitungsprozess erzeugt wird. Sie spiegelt die Kombination aus Fräservorschub (Bewegung im Material) und Drehzahl (wie schnell er sich dreht; U/min) wider. Eine zu hohe Spanlast führt zu einem unbefriedigenden Kantenfinish und/oder einer Teilebewegung durch erhöhten Schnittdruck. Es belastet die Spindel und das Werkzeug stärker (Bruchgefahr) und verursacht mit Sicherheit einen höheren Verschleiß am Werkzeug … letztendlich verkürzt sich die Lebensdauer. Die Notwendigkeit einer guten Spanlast hilft, die Hauptursache für Werkzeugverlust zu reduzieren:Hitze. Die Wärme entsteht durch die Reibung der Schneidwirkung des Werkzeugs, Schneidkante an Material. Durch die ordnungsgemäße Spanabfuhr wird die beim Schneiden entstehende Wärme freigesetzt, wodurch mögliche Schäden am Werkzeug reduziert werden.

Die Spanlast wird in Tausendstel Zoll (d. h. 0,010) gemessen und wird durch die Spindeldrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit einer CNC-Maschine beeinflusst. Auch die Anzahl der Schneiden, die Länge der Schneiden, der Schaftdurchmesser und die Schnitttiefe wirken sich auf die Spanlast aus. Die Anzahl der Schneiden eines Werkzeugs bestimmt, wie sich die Spanlast aufteilt. Ein einschneidiges Werkzeug liefert die gesamte Spanlast während einer Umdrehung, während ein zweischneidiges Werkzeug die Last auf zwei Schneiden aufteilt und so weiter.

Formel zur Bestimmung der Chiplast:

Spanlast =Vorschubgeschwindigkeit/(U/min x #Schneidkanten)

Manipulieren der Chiplast:

Zur Erhöhung der Chiplast:

• Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
• Drehzahl verringern
• Verwenden Sie weniger Flöten

Um die Chiplast zu verringern:

• Verringern Sie die Vorschubgeschwindigkeit
• Erhöhen Sie die Drehzahl
• Verwenden Sie mehr Flöte

Zu Ihrer Information:Das Spansortiment für DATRON Schaftfräser ist:
1 mm Durchmesser =0,01 mm (0,000394)
20 mm Durchmesser =0,15 mm (0,7874)

Dies hängt stark vom Schaftdurchmesser und der Schneidenlänge ab. Verwenden Sie immer die kürzeste Spannutlänge für die erforderliche Frästiefe. Die Produktion zu verlangsamen, um die zusätzlichen Kosten eines Werkzeugs zu vermeiden, ist selten gerechtfertigt.

Die Chipbelastbarkeit wird auch durch das geometrische Design des Herstellers beeinflusst. Daher ist es immer erforderlich, die Herstellerangaben für das Werkzeug zu kennen.

Wählen Sie zuletzt die beste Geschwindigkeit und geben Sie die Anwendung in der realen Welt ein. Sehen und hören. Die Oberflächenbeschaffenheit des Materials und die Steigung, die die Spindel während des Betriebs mit dem Werkzeug macht, geben einen guten Hinweis darauf, ob Sie in die richtige oder falsche Richtung gehen. Nachdem Sie die Werkzeuge getestet haben, bevor Sie sie in der Produktion spezifizieren, erhalten Sie den „Schnitt“ für Ihre Anwendung. Wenn Sie wissen, wann die Vibration des Werkzeugs eingeführt wird (mit welcher Geschwindigkeit), können Sie den Werkzeugbetrieb so nahe wie möglich bringen, ohne die verheerenden Ergebnisse einzuführen. Dies gibt Ihnen die Möglichkeit, die Nutzung des Werkzeugs, der Maschine, der Spindel und des Programms zu maximieren, um das beste Teil und die beste Endbearbeitung zu fräsen.