Beim Fräsen komplexer Werkstücke auf einem Fräsbearbeitungszentrum sind folgende Punkte zu beachten: CNC-Schaftfräser.
Schaftfräserklemmung
Die meisten Schaftfräser in Bearbeitungszentren werden mit Federklemmen eingespannt und befinden sich im freitragenden Zustand. Während des Fräsvorgangs kann sich der Schaftfräser allmählich aus dem Spannfutter lösen oder sogar ganz abfallen, wodurch das Werkstück verschrottet wird. Der Grund dafür ist in der Regel ein Ölfilm zwischen der Innenbohrung des Spannfutters und dem Außendurchmesser des Schaftfräser Schaft, was zu unzureichender Spannkraft führt. Schaftfräser werden werkseitig üblicherweise mit Rostschutzöl beschichtet. Wird beim Schneiden nicht wasserlösliches Schneidöl verwendet, bildet sich auch an der Innenbohrung des Spannfutters ein nebelartiger Ölfilm. Befindet sich sowohl auf dem Schaft als auch auf dem Spannfutter ein Ölfilm, lässt sich der Schaft nur schwer fest im Spannfutter spannen, und der Schaftfräser kann sich während der Bearbeitung leicht lösen und fallen. Daher sollten vor dem Spannen des Schaftfräsers der Schaft des Schaftfräsers und die Innenbohrung des Spannfutters mit Reinigungsflüssigkeit gereinigt und nach dem Trocknen wieder festgespannt werden.
Wenn der Schaftfräser einen großen Durchmesser hat, kann das Werkzeug auch dann abfallen, wenn Schaft und Spannfutter sehr sauber sind. Wählen Sie in diesem Fall einen Schaft mit abgeflachter Kerbe und einer entsprechenden seitlichen Verriegelungsmethode.
Ein weiteres Problem, das nach dem Einspannen des Schaftfräsers auftreten kann, besteht darin, dass der Schaftfräser während der Bearbeitung am Ende des Werkzeughalters bricht. Der Grund liegt in der Regel darin, dass der Werkzeughalter zu lange verwendet wurde und sich das Ende des Werkzeughalters zu einem Konus abgenutzt hat. Zu diesem Zeitpunkt sollte ein neuer Werkzeughalter eingesetzt werden.
Vibration des Schaftfräsers
Da zwischen Schaftfräser und Werkzeughalter ein kleiner Spalt besteht, kann das Werkzeug während der Bearbeitung vibrieren. Durch die Vibration wird die Schnittmenge an der Umfangskante des Schaftfräsers ungleichmäßig, und die Schnittausdehnung erhöht sich im Vergleich zum Originalwert, was die Bearbeitungsgenauigkeit und die Werkzeuglebensdauer beeinträchtigt. Wenn die Breite der bearbeiteten Nut jedoch zu gering ist, kann das Werkzeug auch absichtlich vibrieren. Die erforderliche Nutbreite wird durch Erhöhen der Schnittausdehnung erreicht. In diesem Fall sollte die maximale Amplitude des Schaftfräsers jedoch auf weniger als 0.02 mm begrenzt werden, da sonst kein stabiler Schnitt möglich ist. Bei normaler Bearbeitung ist die Vibration des Schaftfräsers umso besser, je geringer sie ist.
Wenn Werkzeugvibrationen auftreten, sollten Sie die Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit reduzieren. Wenn nach einer Reduzierung um 40 % immer noch starke Vibrationen auftreten, sollten Sie die Schnittmenge reduzieren.
Wenn im Bearbeitungssystem Resonanz auftritt, kann dies auf Faktoren wie zu hohe Schnittgeschwindigkeit, niedrige Vorschubgeschwindigkeit, unzureichende Steifigkeit des Werkzeugsystems, unzureichende Spannkraft des Werkstücks und die Werkstückform oder Werkstückspannmethode zurückzuführen sein. Zu diesem Zeitpunkt sollten Maßnahmen wie die Anpassung der Schnittmenge, die Erhöhung der Steifigkeit des Werkzeugsystems und die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit ergriffen werden.
Endschneiden von Schaftfräsern
Beim CNC-Fräsen von Werkstückhohlräumen, wie z. B. Formen, muss die Verlängerung des Schaftfräsers verlängert werden, wenn die Schnittpunkte konkave oder tiefe Hohlräume sind. Bei Verwendung eines Schaftfräsers mit langer Schneide kann es aufgrund der großen Auslenkung des Werkzeugs leicht zu Vibrationen und Werkzeugbrüchen kommen. Wenn während der Bearbeitung nur die Schneide am Ende des Werkzeugs zum Schneiden benötigt wird, empfiehlt sich daher die Verwendung eines Schaftfräsers mit kurzer Schneide und langem Schaft und einer längeren Gesamtwerkzeuglänge. Bei der Verwendung eines Schaftfräsers mit großem Durchmesser zur Bearbeitung von Werkstücken auf einer horizontalen CNC-Werkzeugmaschine muss aufgrund der starken Verformung durch das Gewicht des Werkzeugs besonders auf die Probleme geachtet werden, die beim Stirnschneiden auftreten können. Bei Verwendung eines Schaftfräsers mit langer Schneide müssen Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit stark reduziert werden.
Auswahl der Schnittparameter
Die Wahl der Schnittgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Material des zu bearbeitenden Werkstücks ab. Die Wahl der Vorschubgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Material des zu bearbeitenden Werkstücks und dem Durchmesser des Schaftfräsers ab. Den Werkzeugmustern einiger ausländischer Werkzeughersteller liegt eine Auswahltabelle mit Werkzeugschneidparametern als Referenz bei. Die Wahl der Schnittparameter wird jedoch auch von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. Werkzeugmaschinen, Werkzeugsystemen, der Form des zu bearbeitenden Werkstücks und der Spannmethode. Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit sollten der tatsächlichen Situation entsprechend angepasst werden.
Wenn die Standzeit des Werkzeugs im Vordergrund steht, können Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit entsprechend reduziert werden. Bei ungünstigen Spanabtrennungsverhältnissen kann die Schnittgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden.
Auswahl der Schneidemethode
Das Gleichlauffräsen ist hilfreich, um Klingenschäden zu vermeiden und die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen. Dabei sind jedoch zwei Punkte zu beachten:
- Wenn für die Bearbeitung herkömmliche Werkzeugmaschinen verwendet werden, sollte darauf geachtet werden, den Spalt im Vorschubmechanismus zu beseitigen.
- Wenn sich auf der Oberfläche des Werkstücks durch Gieß- oder Schmiedeprozesse ein Oxidfilm oder eine andere gehärtete Schicht gebildet hat, sollte Rückwärtsfräsen verwendet werden.
Einsatz von Hartmetallfräsern
Der Anwendungsbereich und die Anwendungsanforderungen von Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern sind relativ breit gefächert, und selbst bei leicht ungeeigneten Schnittbedingungen treten keine allzu großen Probleme auf. Obwohl Hartmetall-Schaftfräser beim Hochgeschwindigkeitsschneiden eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen, ist ihr Anwendungsbereich nicht so breit wie der von Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern, und die Schnittbedingungen müssen den Verwendungsanforderungen des Werkzeugs strikt entsprechen.
