Erkundung verschiedener Frästechniken für die Präzisionsbearbeitung

 

I Fräsmethoden

 

1. Grundlegende Mahlprozesse

Dazu gehören: Planfräsen, Nutfräsen, Seitenfräsen und Profilfräsen.

 

▲ Planfräsen

 

▲ Schlitzfräsen

 

▲ Seitenfräsen

 

▲ Profilfräsen

 

2. Fortgeschrittene Mahlprozesse

Zu den fortschrittlichen Fräsmethoden gehören:Rampenfräsen, Gewindeinterpolation, Zykloidfräsen, Push-Pull-Profilfräsen, Interpolationsfräsen, Konstantkonturfräsen und Bohren.

 

▲ Rampenfräsen

 

▲ Thread-Interpolation

 

▲ Zykloidenfräsen

 

▲ Push-Pull-Profilfräsen

 

▲ Interpolationsfräsen

 

▲ Konstantes Konturfräsen

 

▲ Bohren

 

 

II Definition von Mahlstrategien

 

1. Konventionelles Mahlen

Konventionelles Fräsen ist eine Standardbearbeitungsstrategie für allgemeine Zwecke. Das Verhältnis von Schnittbreite zu Schnitttiefe kann je nach Betriebsart variieren.

 

1) Werkzeugeigenschaften:Das Werkzeug verfügt über relativ lange Schneidkanten und einen kleinen Kerndurchmesser, ohne dass hohe Präzisionsanforderungen gestellt werden.

2) Maschinenanforderungen:Keine besonderen Maschinenanforderungen.

3) Anwendungen:Geeignet für grundlegende CNC-Technologie; Fortgeschrittene Methoden sind nicht durchführbar. Die Metallabtragsraten sind typischerweise moderat. Zu den Anwendungen gehören im Allgemeinen Kleinserienfertigung und eine breite Palette von Materialien.

 

2. Hochgeschwindigkeitsfräsen

Das Hochgeschwindigkeitsfräsen kombiniert kleine radiale Schnitttiefen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben. Es ermöglicht hohe Materialabtragsraten und niedrigere Ra-Werte. Typische Merkmale dieser Strategie sind niedrige Schnittkräfte, eine reduzierte Wärmeübertragung auf Werkzeug und Werkstück, eine minimierte Gratbildung und eine hohe Maßhaltigkeit. Durch die Verwendung höherer Schnittgeschwindigkeiten als beim herkömmlichen Fräsen können beim Hochgeschwindigkeitsfräsen hohe Zerspanungsraten und eine gute Oberflächengüte erzielt werden.

 

1) Werkzeugeigenschaften:Stabile Werkzeuge (größerer Kerndurchmesser und kürzere Schnittlänge), gut geformte Spanräume für gute Spanabfuhr, Beschichtungen.

2) Maschinenanforderungen:Hochgeschwindigkeits-CNC-Steuerung, hohe Spindelgeschwindigkeiten und schnelle Tischvorschübe.

3) Anwendungen:Wird in der Formenindustrie zum Vor- und Endbearbeiten von gehärtetem Stahl (48-62 HRC) mit kurzen Lieferzeiten verwendet. Wenn die richtigen Werkzeuge und fortgeschrittenen Techniken angewendet werden, kann es auch für andere Materialien verwendet werden.

 

3. Hochleistungsfräsen

Beim Hochleistungsfräsen handelt es sich um eine Bearbeitungsstrategie, die extrem hohe Materialabtragsraten erzielt. Typische Merkmale dieser Strategie sind eine Schnittbreite gleich dem 1-fachen Durchmesser (Dc) und eine Schnitttiefe zwischen dem 1- und 1,5-fachen Durchmesser (Dc), abhängig vom Werkstückmaterial. Beim Hochleistungsfräsen kommen Zerspanungsmethoden mit deutlich höheren Spanlasten als beim konventionellen Fräsen zum Einsatz, was ein hohes Zeitspanvolumen ermöglicht.

 

1) Werkzeugeigenschaften:Spanabfuhrstrukturen, die speziell für Werkzeugnuten entwickelt wurden, 45-Grad-Werkzeugspitzen, kleine flache Flächen oder abgerundete Spitzen zum Schutz, ultraglatte Spanräume, Beschichtungen, mit oder ohne Side-Lock-Schäfte.

2) Maschinenanforderungen:Hohe Stabilität, hoher Leistungsbedarf, hochsteife Spannsysteme.

3) Anwendungen:Entscheidend für die Massenproduktion mit Effizienz als entscheidender Messgröße oder für die Einzelteilbearbeitung, die hohe Zerspanungsraten erfordert.

 

4. Hochvorschubfräsen

Das Hochvorschubfräsen kombiniert das Schneiden über den gesamten Durchmesser mit kleinen Schnitttiefen für hohe Vorschübe. Mit dieser Methode werden im Vergleich zum herkömmlichen Fräsen hohe Zerspanungsraten und eine gute Oberflächengüte durch schnellere Vorschubgeschwindigkeiten erreicht.

 

1) Werkzeugeigenschaften:Speziell entwickelte Werkzeugspitzen, sehr kurze Schnittlängen, Beschichtungen.

2) Maschinenanforderungen:Hohe Stabilität und Fähigkeit für hohe Vorschubgeschwindigkeiten.

3) Anwendungen:Geeignet für weichen Stahl, gehärteten Stahl, Titanlegierungen und Edelstahl. Es eignet sich hervorragend für die Vorbearbeitung vor dem Hochgeschwindigkeitsfräsen oder für die Bearbeitung tiefer Hohlräume. Ein Vorteil des Hochvorschubfräsens ist die einfache Programmierung in CAM-Systemen, die eine einfache, sichere und schnelle Programmierung komplexer Formen ohne umfangreiche Programmiererfahrung ermöglicht.

 

5. Mikrofräsen

Beim Mikrofräsen werden extrem kleine Werkzeugdurchmesser für die Präzisionsbearbeitung verwendet.

1) Werkzeugeigenschaften:Die Werkzeugdurchmesser reichen von Ø{{0}},1 mm bis 2,0 mm, kurze Schnittlängen, eine große Auswahl an Außendurchmesserreduzierungen, hohe Präzision und Beschichtungen.

2) Maschinenanforderungen:Hohe Spindelpräzision, hohe Geschwindigkeit, CNC, thermische Stabilität zur Vermeidung von Spindeldehnung.

3) Anwendungen:Wird für verschiedene Hohlraumbearbeitungen in einer Vielzahl von Materialien verwendet.

 

 

III Mahlparameter und Berechnungsformeln

 

▲ Fräsparameter

 

▲ Parameter

 

Berechnungsformeln für Schnittparameter:

 

▲ Berechnungsformeln 1

 

▲ Berechnungsformeln 2

 

 

Zusammenfassung des IV-Fräsens

 

1. Überprüfen Sie die Leistung und Steifigkeit der Maschine, um sicherzustellen, dass der Fräserdurchmesser beim Einsatz des Werkzeugs auf der Maschine einen möglichst kurzen Überstand hat.

2. Die Anzahl der Zähne am Fräser sollte angemessen sein, um einen übermäßigen gleichzeitigen Eingriff in das Werkstück zu vermeiden, der Vibrationen verursachen kann. Achten Sie beim Fräsen schmaler Werkstücke oder Hohlräume darauf, dass genügend Zähne in das Werkstück eingreifen.

3. Verwenden Sie den richtigen Vorschub pro Zahn, um eine gute Schneidwirkung mit ausreichender Spandicke zu gewährleisten und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren. Verwenden Sie Wendeschneidplatten mit positivem Spanwinkel, um einen gleichmäßigen Schnitt und den niedrigsten Stromverbrauch zu erzielen.

4. Wählen Sie den Fräserdurchmesser passend zur Werkstückbreite.

5. Verwenden Sie den richtigen primären Schnittwinkel (45 Grad ist typisch für allgemeines Fräsen).

6. Positionieren Sie den Fräser richtig.

7. Verwenden Sie Schneidflüssigkeit nur bei Bedarf. Trockenfräsen führt häufig zu einer längeren Werkzeugstandzeit.