Unterschied zwischen Einzelpunktschneider und Mehrpunktschneider

Die maschinelle Bearbeitung oder das Metallschneiden ist ein sekundärer Herstellungsprozess, bei dem überschüssiges Material allmählich von dem Werkstück entfernt wird, um ihm die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit, Abmessung und Toleranz zu verleihen. Um den Bedarf an effizienter und wirtschaftlicher Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien auf unterschiedliche Weise zu decken, sind im Laufe der Jahre mehrere relevante Prozesse entstanden. Allgemein können diese Prozesse in konventionelle Bearbeitung (Makro und Mikro), abrasive Endbearbeitung und nicht-traditionelle Bearbeitung (NTM) eingeteilt werden. Herkömmliche Bearbeitungsprozesse sind gut etabliert und bestehen aus einer großen Anzahl von Operationen zum Erzeugen verschiedener Merkmale. Zum Beispiel Drehen, Fräsen, Gewindeschneiden, Rändeln, Plandrehen, Bohren, Bohren, Reiben usw. Alle diese Vorgänge werden mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs ausgeführt, das tatsächlich Material in Form von Spänen vom Werkstück entfernt.

Schneidewerkzeug , auch Cutter genannt, ist ein keilförmiges und scharfkantiges Gerät, das eine dünne Schicht Werkstückmaterial komprimiert, um es während der Bearbeitung von der Form von Spänen abzuscheren. Während der Bearbeitung hält die Werkzeugmaschine tatsächlich den Fräser und den Auftrag und überträgt gleichzeitig die gewünschten Relativbewegungen (Geschwindigkeit, Vorschub, Schnitttiefe). Daher ist der Fräser ein fester Bestandteil jeder herkömmlichen Bearbeitungsoperation; seine Form und Größe kann jedoch in Abhängigkeit von dem herzustellenden Merkmal und dem verwendeten Vorgang variieren. Unabhängig von der Geometrie des Schneidwerkzeugs muss es aus einer scharfen Schneidkante bestehen, um Material mühelos und mit minimalem Kraftaufwand zu entfernen. Eine Schnittkante ist im Grunde eine gerade oder gekrümmte Kante, die durch Schnitt zweier beliebiger Werkzeugspitzenflächen (Spanfläche, Hauptfreiflächenfläche und Hilfsfreiflächenfläche) erzeugt wird. Basierend auf der Anzahl der vorhandenen Schneidkanten können Fräser in Einpunkt- und Mehrpunkt-Fräser eingeteilt werden.

Ein Einpunktschneider enthält nur eine Hauptschneide, die während der Bearbeitung aktiv am Materialabtrag teilnehmen kann. Somit trägt eine Schneide das gesamte Materialvolumen in einem Durchgang ab. Im Gegensatz dazu ein Mehrpunktschneider besteht aus mindestens zwei Schneidkanten, die alle gleichermaßen in einem Durchgang am Materialabtrag teilnehmen können. Dadurch wird die Spanbelastung pro Schneide deutlich reduziert. Drehen, Formen, Hobeln, Bohren, fliegendes Schneiden usw. werden mit einem Einpunktschneider durchgeführt; während Fräsen, Bohren, Rändeln, Reiben usw. einen Mehrpunktschneider verwenden. Ein Mehrpunktschneider kann zwei (Bohrer oder Schaftfräser) bis Hunderte von Schneidkanten (Schleifmittel oder Schleifscheibe) enthalten. Verschiedene Unterschiede zwischen Einpunktschneider und Mehrpunktschneider sind unten in Tabellenform aufgeführt.

Tabelle:Unterschiede zwischen Einpunkt- und Mehrpunktschneidern

Anzahl der Schneiden: Einschneidige Werkzeuge bestehen, wie der Name schon sagt, aus nur einer Hauptschneide. Diese Kante nimmt während des gesamten Durchlaufs während der Bearbeitung an der Materialentfernungsaktion teil. Beim nächsten Durchgang kann entweder die gleiche Schneide verwendet oder durch eine neue, schärfere ersetzt werden. Es ist erwähnenswert, dass solche Schneidwerkzeuge gleichzeitig mehr als eine Schneidkante an dem Werkzeug enthalten können; jedoch greift nur eine während der Bearbeitung ein (betrachten Sie beispielsweise ein Drehwerkzeug auf Einsatzbasis, das normalerweise 3 oder 4 Schneidkanten enthält, die gleichzeitig am Werkzeugkörper vorhanden sind, von denen jedoch nur eine am Schneiden teilnimmt). Im Gegensatz dazu enthalten Mehrpunktschneider mehr als eine Schneidkante und alle (oder die meisten von ihnen) nehmen in einem einzigen Durchgang aktiv am Schervorgang teil.

Kontakt zwischen Fräser und Werkstück und seine Folge: Bei der Bearbeitung mit Einkornfräser bleibt nur eine Schneide ständig im Kontakt mit dem Werkstück. Dies führt zu einem starken Anstieg der Werkzeugtemperatur und das Ergebnis sind thermische Schäden am Fräser wie erhöhte Verschleißrate, plastische Verformung, verringerte Standzeit usw. Daher geeignete Vorsichtsmaßnahmen (wie geringere Geschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe, Anwendung von Kühlmittel, isolierte Beschichtung). am Fräser usw.) müssen getroffen werden, um solche Schäden zu beseitigen. Andererseits greifen bei Vielschneidern entweder alle (zB Bohren, Reiben etc.) oder nur wenige am Werkstück an (zB Wälzfräsen, Räumen etc.). Normalerweise entfernen Fräser mit einer höheren Anzahl von Schneiden Material durch gleichzeitiges Ein- und Ausrücken der Schneidkanten. Dies schützt das Schneidwerkzeug vor Überhitzung, indem es genügend Zeit lässt, um während der Ausrückphase Wärme abzuleiten. Intermittierendes Schneiden kann jedoch Vibrationen und unausgeglichene Kräfte verstärken.

Chiplast: Es ist selbstverständlich, dass der Fräser während der Bearbeitung eine dünne Schicht des Arbeitsmaterials zusammendrückt und allmählich abschert. Daher wird die Bewegung des Schneidwerkzeugs in jedem Moment durch einen Bereich von Arbeitsmaterial eingeschränkt, der entfernt werden soll. Dieser Bereich des Werkstückmaterials direkt vor der Schneide zu einem bestimmten Zeitpunkt wird als Spanlast bezeichnet. Mathematisch lässt es sich durch die Multiplikation von Vorschub und Schnittiefe (s×t) ausdrücken und kann entweder pro Zeiteinheit oder pro Umdrehung ausgedrückt werden. Bei Einkornfräsern wird die gesamte Spanlast von nur einer Schneide getragen; während beim Mehrpunktfräser die gesamte Spanlast auf alle Schneidkanten verteilt wird und somit jede Kante einer deutlich geringeren Spanlast ausgesetzt ist.

Bereitstellung für höhere Geschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe: Wenn bei einem Einpunkt-Fräser eine höhere Geschwindigkeit, ein höherer Vorschub und eine höhere Schnitttiefe verwendet werden, wird die Schneidkante einer höheren Spänelast ausgesetzt und das Werkzeug kann daher vorzeitig durch katastrophalen Bruch versagen. Mit Mehrpunktfräser können ohne spürbare Probleme höhere Geschwindigkeiten, Vorschübe und Schnitttiefen eingesetzt werden. Da die Materialabtragungsrate (MRR) proportional zu Schnittgeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnittiefe ist (MRR =1000 V.s.t), können solche Fräser eine höhere MRR liefern, was folglich zur Verbesserung der Produktivität beiträgt.

Bruch der Schneidkante: Bei der Bearbeitung mit einem Einpunktfräser muss im Falle eines ungeplanten Bruchs einer Schneidkante aus bestimmten unerbittlichen Gründen (wie Inhomogenität im Arbeitsmaterial, Vibration, Verstopfung der Späne, Fehlfunktion der Maschine usw.) der Betrieb unbedingt unterbrochen werden, um sie auszutauschen den Fräser durch einen neuen. Jedoch kann in einem ähnlichen Fall mit Mehrpunktschneidern (d. h. Bruch einer Schneide) die Operation ohne große Probleme mit Hilfe anderer intakter Schneidkanten durchgeführt werden. Dies ist jedoch möglicherweise nicht in allen Szenarien möglich, insbesondere wenn das Werkzeug aus weniger Schneidkanten besteht.

Design und Herstellung: Aufgrund der einfachen Geometrie sind Einpunkt-Fräser einfach zu konstruieren und können im Vergleich zu Mehrpunkt-Fräsern auch einfach hergestellt werden.

In diesem Artikel wird ein wissenschaftlicher Vergleich zwischen Einpunktschneidern und Mehrpunktschneidern vorgestellt. Der Autor empfiehlt Ihnen außerdem, die folgenden Referenzen durchzugehen, um das Thema besser zu verstehen.

• Bearbeitung und Werkzeugmaschinen von A. B. Chattopadhyay (1 ^st Auflage, Wiley).
• Manufacturing Engineering and Technology:SI Edition von S. Kalpakjian und S. R. Schmid (7 ^th Ausgabe, Pearson Ed Asia).