Die Vorteile von Kreissegmentschneidern verstehen

Kugelkopffräser sind noch nicht den Weg der Dinosaurier gegangen, aber eines ist sicher – der Asteroid hat gerade eingeschlagen und ein tonnenförmiger Tsunami ist unterwegs. Bereiten Sie sich darauf vor, Kreissegmentschneider zu treffen.

Beim Fräsen einer 3D-Formoberfläche mit einem Kugelkopffräser wissen CNC-Maschinenbauer und Programmierer, dass je größer das Werkzeug, desto größer die Zustellung, desto besser die Oberflächengüte und desto kürzer die Zykluszeit. Beispielsweise würde ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 0,125 Zoll eine Zustellung von 0,022 Zoll verwenden, um eine Bogenhöhe von 0,001 Zoll zu erreichen. Im Vergleich dazu würde ein 0,50-Zoll-Kugelkopffräser eine Schrittweite von 0,045 Zoll unterstützen, mehr als doppelt so viel wie sein kleineres Gegenstück.

Stellen Sie sich nun vor, Sie drücken ein Werkzeug mit einem Radius von 1 Fuß in diesen Formhohlraum. Wenn diese übernatürliche Leistung möglich wäre, könnte die Schrittweite auf 0,31 Zoll erhöht werden, eine fast siebenfache Steigerung des Durchsatzes.

Wie sich herausstellt, ist dieses unwahrscheinliche Bearbeitungsszenario durchaus realisierbar. Kreissegmentfräser, auch bekannt als Tonnenfräser, entwickeln sich schnell zu einem Werkzeug der Wahl für komplexe Oberflächenbearbeitungen, die im Formenbau, bei orthopädischen Implantatarbeiten und der Bearbeitung von Gasturbinenschaufeln und anderen Freiformflächen in der Luft- und Raumfahrt- und Energieindustrie eingesetzt werden .

Wie der Name schon sagt, enthalten Kreissegmentfräser nur einen kleinen Abschnitt des Radius, der bei einem Kugelkopffräser gleicher Größe zu finden ist.

Es ist das riesige Bogensegment, das Kreissegmentfräsern die Möglichkeit gibt, die Schrittweiten drastisch zu erhöhen, ohne die Teilequalität zu beeinträchtigen. Wie interne Tests und Erfolgsgeschichten von Kunden von Anbietern von Kreissegmentwerkzeugen belegen werden, haben einige Benutzer beobachtet, wie ihre Zykluszeiten von Stunden auf Minuten gesunken sind und sich die Werkzeuglebensdauer erhöht hat, nachdem sie eine Tonnenschneidestrategie implementiert haben.

EMUGE Corp. ist vielleicht am stärksten für die zunehmende Popularität des Kreissegmentwerkzeugs verantwortlich, da es eng mit dem CAM-Anbieter Open Mind und dem CNC-Softwareentwickler Mastercam zusammengearbeitet hat, um die speziellen Werkzeugwege zu entwickeln, die für die Kreissegmentbearbeitung benötigt werden.

Arten von Kreissegmentschneidern

Es stehen vier Formen von Kreissegmentfräsern zur Verfügung:Tonnen-, Oval-, Linsen- und Kegelfräser. Jedes erfordert eine 5-Achsen-CNC-Werkzeugmaschine und spezielle Programmiermethoden. Hier ist ein kurzer Überblick:

Barrel-Stil: Die Whiskyfass- oder Bierfassform war eines der ursprünglichen Kreissegmentschneider-Designs. Seine Verwendung beschränkt sich auf die Bearbeitung von leichten Hinterschnitten an senkrechten Wänden, ähnlich wie ein Lollipop-Cutter arbeitet (allerdings viel schneller).

Ovalform: Von der Seite betrachtet ähnelt der Ovalformschneider einer Kugel, bei der an den Seiten eine kleine Kugelspitze in einen größeren Radius übergeht. Dies verleiht ihm eine kompakte Form, die es ermöglicht, in enge Räume zu passen, was ihn zu einer guten Option für die Endbearbeitung von sich verjüngenden Wänden und angrenzenden Böden bei einer Vielzahl von Teilformen macht.

Linsenstil: Das linsenförmige Werkzeug sieht aus wie ein typischer Vierkantfräser, aber mit einer sanften Kurve, die sein Geschäftsende überspannt. Es eignet sich gut für Vorschlicht- und Endbearbeitungsvorgänge auf relativ flach gekrümmten Oberflächen, wie z. B. Hohlräume in Kunststoffspritzgussformen.

Konische Form: Wie der Name schon sagt, enthalten Kegelformschneider einen langen, konischen Abschnitt, wie er am Ende eines angespitzten Bleistifts zu finden ist, der mit einem kleinen abgerundeten Ende verschlossen ist. Diese Verjüngung ist jedoch tatsächlich ein sehr großes Bogensegment, was diesen Kreissegmentfräser zum aggressivsten in Bezug auf Schrittweiten macht. Um herauszufinden, ob eine Werkzeugmaschine in der Lage ist, Kreissegmente zu schneiden, wird potenziellen Anwendern dringend empfohlen, sich an Experten zu wenden.

Was die Experten sagen

„Unser technisches Support-Zentrum in Großbritannien hat unsere Bemühungen in diesem Bereich angeführt und verfügt über umfangreiche Erfahrung sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch in medizinischen Anwendungen, obwohl der Formenbau sicherlich auch hier ein Kandidat ist“, sagt Jacob Rak, Anwendungsingenieur bei KYOCERA SGS Precision Tools Inc. „Nach dem, was wir derzeit auf diesem Markt sehen, ist die konische Form am beliebtesten. Aus diesem Grund haben wir unsere Tonnenfräser der MultiCarb-Serie für Stähle und hochwarmfeste Legierungen und die S-Carb APF-B-Serie für Nichteisenmetalle auf den Markt gebracht, die beide eine konische Form haben und im Vergleich zu Kugelfräsern eine Zykluszeitverkürzung von 90 Prozent oder mehr erreicht haben -Nasenfräser.“

Um diese Bemühungen zu unterstützen, hat KYOCERA SGS kürzlich ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum von DMG Mori bestellt, um die andere CNC-Ausrüstung in seinem Tech Center in Munroe Falls, Ohio, zu erweitern, das für zusätzliche Tests und Kundenanwendungsunterstützung verwendet wird. „Ich denke, es wird immer einen Nutzen für Kugelschaftfräser geben, aber gleichzeitig“, sagt Rak, „eröffnen diese Kreissegmentwerkzeuge wirklich viele neue Möglichkeiten.“

Dan Doiron kann dem nur zustimmen. Der Produktmanager für Fräsen bei EMUGE in West Boylston, Massachusetts, ist immer auf der Suche nach Kunden, die bereit sind, sich auf Kreissegmentwerkzeuge festzulegen. „Die Chancen stehen gut, dass fast jedes Teil mit großen gekehrten Oberflächen, wie man es bei Reifenformen oder Turbinenblisks sieht, ein Kandidat ist“, sagt er. „Das größte Hindernis besteht jedoch darin, die Werkstätten dazu zu bringen, mit einer relativ neuen Schneidwerkzeugtechnologie zu experimentieren. Es braucht zwar Zeit zum Testen und Programmieren, aber diejenigen, die das getan haben, gehen nicht mehr zurück.“

EMUGE-Spezialist für Fräsanwendungen, Evan Duncanson, warnt davor, dass nicht alle Werkzeugmaschinen für Kreissegmentfräser geeignet sind. „Abhängig von den Oberflächenmischungen und Toleranzen könnten ältere oder minderwertige Maschinen zögern, um enge Ecken und dergleichen zu fahren, und am Ende Zeugenspuren hinterlassen“, sagt er. „Aber die Vorteile des Schneidens von Kreissegmenten sind einfach zu groß, um sie zu ignorieren.“

Verwenden Sie Kreissegmentwerkzeuge in Ihrer Einrichtung oder planen Sie dies? Lass es uns unten in den Kommentaren wissen.