So reduzieren Sie die Werkzeugdurchbiegung bei der CNC-Bearbeitung

Die Werkzeugablenkung ist eine der häufigsten Herausforderungen in der CNC-Bearbeitung. Es verursacht Maschinenrattern, zerstört die Oberflächenbeschaffenheit der bearbeiteten Teile und zerstört die Maßhaltigkeit. Im Allgemeinen ist das Werkzeug fest im Spannfutter platziert, aber während des Betriebs übersteigt die Reaktionskraft des Materials oft die Betriebskraft des Werkzeugs, was das Werkzeug in eine unerwartete Richtung drücken oder ablenken kann.

Um Teile mit Präzision, Genauigkeit und hochwertiger Oberflächengüte herzustellen, ist es wichtig, die Werkzeugverformung zu minimieren. Wenn die Schneidkraft die Steifigkeit des Werkzeugs übersteigt, tritt eine Werkzeugablenkung auf, wodurch sich das Werkzeug verbiegt. Das Werkzeug darf sich im Betrieb nicht verbiegen, muss sich aber im Endtest beweisen. Mit Biegewerkzeugen hergestellte Teile können sich verformen, Toleranzen überschreiten, anfällig für Veränderungen sein oder eine „rissige“ Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.

Wenn daher eine Werkzeugablenkung auftritt, kann dies einige Fehler im CNC-Bearbeitungsprozess verursachen. Aus diesem Grund ist es notwendig, vollständig zu verstehen, was Werkzeugversatz ist, was seine Ursachen sind und Strategien, um ihn zu reduzieren. In diesem Artikel werden all diese Faktoren zur Minimierung des Werkzeugversatzes erörtert.

Was ist Werkzeugablenkung?

Die Werkzeugverformung ist nur der Name. Dies ist die Abweichung des Werkzeugs von seiner beabsichtigten Ausrichtung. Das CNC-Bearbeitungsschneidwerkzeug ist fest im Spannfutter fixiert. Dies bedeutet, dass ein Ende des Werkzeugs im Futter verbleibt, während das andere Arbeitsende des Werkzeugs frei oder freitragend ist. Denn bei der CNC-Bearbeitung übt das Werkzeug immer Kraft auf das Werkstück aus, also leistet auch der Werkstoff des Werkstücks Widerstand. CNC-Werkzeuge sind unterschiedlichen Betätigungskräften und Widerständen ausgesetzt. Wenn die Steifigkeit des Werkzeugs der externen Kraft nicht standhalten kann, weicht das Werkzeug daher von seiner eingestellten Ausrichtung ab.

Die Werkzeugablenkung wird definitiv die folgenden Fehler bei der CNC-Bearbeitung verursachen.

Katastrophaler Ausfall von Tools oder Artefakten

Erschöpfung des Werkzeuglebenszyklus

Größenfehler

Raue Oberfläche oder potenzielle Oberflächenbeschädigung

Strategien zur Vermeidung oder Verringerung der Werkzeugdurchbiegung

Obwohl Werkzeugversatz nicht zu 100 % vermieden werden kann, kann er dennoch durch die Verwendung einiger Strategien und Strategien reduziert werden. CNC-Maschinenbauer können die folgenden bewährten Strategien anwenden, um die Werkzeugabweichung während der Arbeit zu reduzieren.

Verlängerung minimieren:

Der Abstand zwischen dem Greifpunkt des CNC-Werkzeugs und der Arbeitsspitze des Werkzeugs wird als Auszugslänge bezeichnet. Da das Werkzeug als Kragträger eingebaut ist, ist es stets auf Biegung und äußere Vertikal- und Horizontalkräfte beansprucht. Nach der Spannungstheorie von Kragträgern ist der Einfluss der Biegespannung umso geringer, je kürzer die Überhanglänge ist. Basierend auf dem Konzept selbst trägt die Minimierung der Werkzeugüberhangslänge dazu bei, die Werkzeugdurchbiegung zu reduzieren. Diese Faktoren sollten mit den Details der Teilegeometrie und den Verarbeitungsanforderungen abgewogen werden.

Erhöhen Sie die Kernstärke des Tools:

Die Kernfestigkeit des Werkzeugs hängt von seiner Schneidenlänge und seinem Bereich ab. Die Differenz zwischen Rillenlänge und -ausdehnung definiert die Steifigkeit des Kerns. Daher haben Langnutwerkzeuge für CNC-Bearbeitungsvorgänge mit gleichmäßig radialen Werkzeugen eine gute Leistung. Wenn der Kerndurchmesser dicker gehalten wird, werden mehr Materialwände bereitgestellt, um die Scherspannung aufzunehmen, sodass die Kernfestigkeit und -steifigkeit schließlich zunehmen wird.

Steifigkeit des Werkzeugs verbessern:

In der Kategorie Werkzeugsteifigkeit gibt es mehrere Effekte, einschließlich Werkzeugzustand, Werkzeugmaterial und Werkzeuggröße und -form, Anzahl der Schneiden, Kerndurchmesser und Werkzeughalterdurchmesser. Wenn das Werkzeug abgenutzt und stumpf ist, wird die Schneidleistung reduziert und es ist mehr Kraft erforderlich, um den gleichen Schnitt und die gleiche Oberfläche wie bei einem scharfen Werkzeug zu erzielen. Daher tritt mehr Werkzeugablenkung auf. Hochwertige Werkzeuge aus festeren Materialien können die Werkzeugdurchbiegung reduzieren. Schließlich sind Werkzeuge mit größeren Durchmessern und insbesondere größeren Kerndurchmessern härter. Daher sollte das größte Werkzeug verwendet werden, das die Teilegeometrie zulässt.

Es ist nicht immer möglich, größere oder kürzere Werkzeuge zu verwenden. Bestimmte Operationen können Werkzeuge mit langen Abständen oder langen Rillen erfordern. In diesen Fällen sollte das Werkzeug zur Operation passen. Für die Tiefenbearbeitung, die die kleinste Schnittfläche erfordert, sind Langstreckenwerkzeuge mit größeren Durchmessern und härteren Griffen besser geeignet. Andererseits erfordert die Bearbeitung von fugenlosen Wänden Werkzeuge mit langen Schlitzen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Optimierung der Werkzeugauswahl und der Einstellgeometrie zur Minimierung der nicht unterstützten Länge und zur Maximierung der Werkzeugsteifigkeit die Werkzeugdurchbiegung reduzieren und dadurch die Teilequalität verbessern und die Werkzeugkosten senken kann.

Dies sind Strategien zur Reduzierung der Werkzeugdurchbiegung während der CNC-Bearbeitung. Hochwertige CNC-Maschinen, hochwertige Werkzeuge und erfahrene Bediener können jedoch letztendlich dazu beitragen, die Werkzeugdurchbiegung zu reduzieren.