Einer der grundlegendsten Prozesse in der modernen Welt der CNC-Bearbeitung ist das Fräsen. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, ist jedoch ein gewisses Maß an Verständnis erforderlich. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der „Schnittrichtung“, die viele Aspekte erheblich beeinflussen kann, darunter die Leistung und den Verschleiß des Werkzeugs sowie die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit. Dieser Artikel beginnt mit dieser Phrase, die oft als Zusammenfassung aller Aspekte der operativen und verfahrenstechnischen Funktionen beim Fräsen bezeichnet wird. Dabei wird der Prozess der Spanbildung von dick zu dünn und die Unterschiede zwischen Aufwärts- und Abwärtsfräsen ausführlich beschrieben. Dadurch sollten Sie diese Prozesse besser kennenlernen und wissen, wie Sie sie einsetzen können, um die Effizienz zu maximieren und die Qualität des bearbeiteten Teils zu verbessern.
Welche goldene Regel muss beim Fräsen am meisten beachtet werden?
Anwendung der Goldenen Regel beim Fräsen
Die goldene Regel des Fräsens besagt, dass Späne in der Reihenfolge dick/dünn erzeugt werden sollten, was die Wärmeverteilung verbessert, die Schnittkräfte verringert und übermäßigen Werkzeugverschleiß verhindert und so die Lebensdauer verlängert. Darüber hinaus tragen konstante Schnittbedingungen während des Betriebs zu einer verbesserten Oberflächenqualität bei, die für die ordnungsgemäße Mahlprozess. Um dieses Konzept in die Praxis umzusetzen, müssen die Bediener die Vorschubrichtung und den Fräswinkel entsprechend der Aufgabe auswählen, um zu bestimmen, ob Aufwärts- oder Abwärtsfräsen erforderlich ist.
Vorteile von Dick zu Dünn bei moderner Frässtrategie
Ein modernes mechanisiertes Werkzeug bleibt auf das Konzept der Dick-Dünn-Spanbildung ausgerichtet, da diese Technik verbessert die Bearbeitungseffizienz und Qualität. Die jüngsten Änderungen bei Werkzeugmaterialien und Schneidstrategien haben die Möglichkeit geschaffen, die Technik leistungssteigernd einzusetzen. Untersuchungen zeigen, dass die Schneidanforderung für Spanlasten von dick nach dünn die Schnitttemperaturen und die mechanische Belastung des Werkzeugs verringert und so dessen Lebensdauer erhöht. Durch numerische Simulationen und Branchenanalysen wurde außerdem festgestellt, dass der Dick-nach-dünn-Bearbeitungsansatz im Hinblick auf den geringeren Energieverbrauch während der Bearbeitungsprozesse vorteilhafter sein könnte. Durch den kombinierten Ansatz des Heiligen Grals und fortschrittlicher Schneidstrategien können Hersteller Zielabtragsraten mit geringer Prozessvariation erzielen, was die Produktivität des Prozesses steigern würde. Es wird daher zu einem integralen Konzept für die Erzielung wettbewerbsfähiger Bearbeitungsergebnisse in industriellen Umgebungen.
Die goldene Regel für das Fräsen maximiert die Effizienz. Wie?
Durch die Anwendung der goldenen Regel beim Fräsen, Schneidleistung kann durch eine konstante Spanabfuhr während des gesamten Prozesses verbessert werden. Diese Vorgehensweise verringert den Werkzeugverschleiß und den Energiebedarf, und die Spanabfuhr wird aufgrund der verbesserten Effizienz einfacher. Gleichzeitig trage ich aufgrund optimaler Schnittbedingungen zur Verbesserung der Oberflächenqualität und zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer bei und erhöhe dadurch die Leistung der gesamten Bearbeitungsprozesse.
Worin unterscheidet sich Gleichlauffräsen vom konventionellen Fräsen?
Was ist Gleichlauffräsen und welche Vorteile bietet es?
Gleichlauffräsen oder „Gleichlauffräsen“ ist eine Schneidemethode, bei der die Drehrichtung des Werkzeugs mit der Vorschubrichtung des Werkstücks übereinstimmt. Die dickste Kante des Spans entwickelt sich zuerst, zusammen mit der Dicke des Schnitts, und folglich wird die Dicke des Spans mit fortschreitendem Schnitt geringer. Insgesamt ist der Schneidvorgang gleichmäßiger und die Schnittkräfte sind geringer.
Einer der Hauptvorteile des Gleichlauffräsens ist seine Auswirkung auf die Oberflächenqualität, da es die Tendenz zum Reißen oder Verformen der Schneide während des Prozesses verringert. Darüber hinaus wird die Ablenkung des Werkzeugs verringert; somit wird auch die Genauigkeit der Abmessungen erheblich verbessert. Außerdem trägt Gleichlauffräsen dazu bei, die Wärmeentwicklung zu minimieren, was die Lebensdauer der Schneidwerkzeuge verlängert. Die nach unten auf das Werkstück wirkende Kraft neigt außerdem dazu, das Werkstück während des Bearbeitungsprozesses fest auf dem Maschinentisch zu halten, was für Stabilität und weniger Vibrationen sorgt. Andererseits kann Gleichlauffräsen nicht ohne einen geeigneten Spielausgleicher oder starre Maschinen durchgeführt werden.
Die Mechanik hinter konventionellem Fräsen
Der Werkzeugvorschub beim Gegenlauffräsen bewegt sich gegen die Drehung des Werkzeugs, was das konventionelle Fräsen oder Gegenlauffräsen kennzeichnet. Aufgrund dieses Mechanismus schneidet die Schneide schrittweise in das Material, beginnend bei nahezu Nulldicke, zunehmender Materialabtragung und schließlich zunehmender Spanabtrag am Ende des Schnitts. Da der Schnitt mit einem stumpfen Werkzeug beginnt, wird ein solches Fräsen oft als Schruppschnitt bezeichnet und zum Drehen schmutziger Werkstücke oder Oberflächen verwendet. Dieser Prozess übt jedoch eine Aufwärtskraft aus, die das Werkstück vom Tisch heben kann, wodurch die Stabilität und Genauigkeit der Bearbeitung beeinträchtigt wird, sofern das Werkstück nicht ausreichend festgehalten wird.
Ein Nachteil des konventionellen Fräsens besteht darin, dass das Schneidwerkzeug aufgrund der erhöhten Reibung am Material reibt und dadurch mehr Wärme freigesetzt wird. Die Wahrscheinlichkeit einer Materialverformung ist in diesem Fall aufgrund des Spanbildungsmechanismus höher als beim Gleichlauffräsen. Das konventionelle Fräsen ist jedoch für einige Bearbeitungsvorgänge immer noch sehr wichtig. In diesem Fall funktioniert das Gleichlauffräsen möglicherweise nicht gut, beispielsweise auf älteren Maschinen, denen es an ausreichender Steifigkeit oder Spielkontrolle mangelt.
Was ist besser – Gleichlauf- oder Standardfräsen?
Ob Gleichlauffräsen oder Standardfräsen verwendet wird, hängt von der Anwendung und den Fähigkeiten der Maschine ab. Gleichlauffräsen ist die beste Methode für moderne Maschinen, die starr und spielfrei sind; es hat eine bessere Oberflächengüte, reduzierten natürlichen Verschleiß und ausreichende Spanabfuhr. Im Gegensatz dazu kann bei älteren Maschinen und bestimmten Materialien, die zu Oberflächenhärtung neigen, das konventionelle Gleichlauffräsen zu übermäßigen Werkzeugvibrationen führen. Gleichlauffräsen kann eine Notwendigkeit sein. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bestimmung der besten Methode die Bewertung der Fähigkeiten der Maschine, der Art des zu bearbeitenden Materials und des Endziels umfasst.
Was sind die wichtigsten Fräsverfahren?
Frästechniken Übersicht
Zu den Fräsverfahren zählen das Plan-, Stirn- und Nutenfräsen sowie das Bohren von Sacklöchern.
- Planfräsen: Dieser Vorgang wird durchgeführt, wenn eine flache, gröbere Oberfläche hergestellt werden soll. Dabei wird ein Radialfräser mit mehreren Schneidkanten eingesetzt, der eine vordefinierte Materialmenge abträgt.
- Schaftfräsen: Der Einsatz von Schaftfräsern ermöglicht eine vertikale Auflockerung der Bedingungen, die zum Einstellen von Taschenprofilen und komplexen geometrischen Merkmalen erforderlich sind.
- Schlitzfräsen: Beim Nutenfräsen wird Material von der Oberfläche in Form eines Schnitts oder Kratzers entfernt, der einem Bestandteil integrierter Komponenten ähnelt. In diesem Fall werden Nutenfräser oder Schaftfräser verwendet.
- Bohren: Bohren ist ein Fräsvorgang, bei dem an bestimmten Stellen im fertigen Werkstück Löcher gebohrt werden. Dies wird auf einer Fräsmaschine durchgeführt, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen.
Jeder Vorgang hängt von der Komplexität des Projekts, der Form des Teils, der Materialart und der erforderlichen Oberflächenqualität ab.
Vergleich zwischen Schaftfräsen und Planfräsen
Einer der grundlegenden Unterschiede zwischen den Konzepten des Planfräsens und des Schaftfräsens besteht darin, dass diese beiden Verfahren in der Fertigung sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen und gleichzeitig die Flexibilität demonstrieren, die der Einsatz von Fräsen und 3D-Druckern mit sich bringt.
- Planfräsen: Das grundlegende Ziel dieser Operation ist es, eine flache Oberfläche zu erzeugen, die senkrecht zur Rotationsachse des Schneidwerkzeugs steht. Stirnfräser oder Wendeschneidwerkzeuge verwenden beispielsweise Schneideinsätze und werden häufig zum Planfräsen verwendet. Planfräsen wird häufig für große Werkstücke verwendet. Im Segelbereich wurden Entwicklungen wie Hochvorschub-Planfräser entwickelt. Diese Entwicklungen ermöglichen das schnellere Nähen größerer Materialien und erhöhen die Lebensdauer. Diese spezielle Operation wird mit Zahnstirnfräsern durchgeführt, die speziell für starke Teile entwickelt wurden, die mit strengeren Toleranzen hergestellt werden und feinere Oberflächen aufweisen.
- Schaftfräsen: Dabei wird das in einer Spindel über oder unter dem Werkstück montierte Werkzeug gedreht, sodass die Seiten- und Endzähne die Arbeit erledigen können, indem sie vertikal nach unten und seitwärts schneiden. Eine der häufigsten Anwendungen ist das Profilieren von Hohlräumen, Konturieren und in einigen Fällen sogar das Schneiden detaillierter Formen. Andere, spezifischere Anwendungen umfassen konische Fräser, Schruppfräser und Kugelkopffräser. Entwicklungen beim Schneiden mit hitzebeständigen Beschichtungen haben die Haltbarkeit beim Schneiden verbessert und sorgen für eine Verbesserung des Schaftfräsens. Dies bietet die Möglichkeit, Schaftfräsen bei der Arbeit mit harten Materialien einzusetzen, die schwer zu verarbeiten sind.
Die Idee, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit adaptiven Werkzeugwegstrategien zu kombinieren, erweitert die Einsatzmöglichkeiten des Plan- und Schaftfräsens, was wiederum dazu beiträgt, dass die Branche effektiver und kosteneffizienter wird. Die Auswahl der geeigneten Methode hängt von der Geometrie des Teils, den verwendeten Materialien und den Maßtoleranzen ab.
Wie sich die Einrichtung von Werkstückspannvorrichtungen auf den Fräsprozess auswirkt
Es wurde festgestellt, dass die Einrichtung der Vorrichtung die Genauigkeit, Geschwindigkeit und Qualität des Fräsvorgangs erheblich beeinflusst. Gut konstruierte Vorrichtungen verhindern übermäßige Vibrationen und unbeabsichtigte Bewegungen des Werkstücks während der Bearbeitung, die sich negativ auf das Ergebnis auswirken. Diese Faktoren wirken sich auf die Oberflächenbeschaffenheit aus, und die Stabilität der Schneidkanten wirkt sich auch auf die Maßhaltigkeit aus. Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass eine präzise Positionierung der Vorrichtung es den Schneidgeräten ermöglicht, präzise Schnitte auszuführen, und die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers verringert, wenn das zu bearbeitende Teil eine komplexe Form hat. Die Entwicklung der Grundstruktur für modulare Vorrichtungen und Wechselsysteme hat auch die Rüstzeit verkürzt und die Produktivität erhöht. Werkstückmaterialien, Bearbeitungsmomente und Werkzeugwegstrategie sind alles Parameter, die bei der Auswahl oder Konstruktion eines Vorrichtungssystems berücksichtigt werden können.
Wie erhalten Sie die Konsistenz beim Mahlen?
Verfahren zur Aufrechterhaltung der Konsistenz Ihrer Fräsergebnisse
Um gründliche und effektive Bearbeitungsvorgänge durchzuführen, sollten die folgenden wichtigen Praktiken beachtet werden, um einen stabilen Prozessablauf zu gewährleisten:
- Verwenden Sie geeignete Schneidwerkzeuge: Die Auswahl des richtigen Schneidwerkzeugs für das Material und den durchzuführenden Vorgang ist von größter Bedeutung. Die Verwendung hochwertiger Werkzeuge verbessert außerdem die Schnittgenauigkeit und verringert den Verschleiß.
- Verbesserung der Schnittbedingungen: Stellen Sie die Schnittbedingungen so ein, dass bei jedem Vorgang eine ausreichende Standzeit erreicht wird, die gewünschte Oberflächengüte erzielt wird und die Materialabtragsrate ausreichend ist.
- Klemmen während eines Bearbeitungsvorgangs: Das Werkstück sollte mit geeigneten Befestigungsvorrichtungen an der Maschine befestigt werden, sodass es während der Bearbeitung zu keiner Bewegung und Vibration kommt.
- Regelmäßige Kalibrierung: Fräser sollten bei starkem Verschleiß ausgetauscht, Maschinen kalibriert und an den Fräsmaschinen regelmäßig Wartungsarbeiten durchgeführt werden.
- Chip-Kontrolle überwachen: Temperatur und Kühlmittelfluss sollten kontrolliert werden, um jegliche Art von Wärmeausdehnung zu vermeiden und die Lebensdauer des Fräsers zu erhöhen.
- Stärkung der Ersatzrichtlinie für Werkzeuge: Übermäßig abgenutzte Werkzeuge sollten ständig überprüft und ausgetauscht werden, um zu verhindern, dass Werkzeuge beschädigt werden, die möglicherweise Defekte verursachen.
Diese Techniken können die Zuverlässigkeit, Effektivität und Genauigkeit der Mahlprozesse des Bedieners verbessern.
Rolle des Schneidwerkzeugs und der Werkzeugmaschine
Bei der Herstellung fast aller technischen Werkstücke, insbesondere bei Fräsvorgängen, hängt der Erfolg der Bearbeitung in hohem Maße von den Schneid- und Maschinenwerkzeugen ab. Das Fräswerkzeug schneidet Material und ist somit für die Oberflächenrauheit, geometrische Toleranzen und sogar die Produktivität des Bearbeitungsprozesses verantwortlich. Die Werkzeuge beeinflussen das Schneidmesser, beispielsweise Material, Form und Beschichtung. Einige Beispiele sind fortschrittliche Hartmetallwerkzeuge mit Titan-Aluminiumnitrid-Beschichtung, die weit verbreitet sind, da sie hitze- und verschleißfest sind, was die Hochgeschwindigkeitsproduktion unterstützt.
Im Gegensatz dazu ist die Werkzeugmaschine das Herzstück des Fräsprozesses, das Präzision, Stabilität und Kraft vereint, um diese Vorgänge auszuführen. Moderne CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) mit installierten fortschrittlichen Bewegungssteuerungssystemen bieten hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Weitere wichtige Faktoren sind auch Entwicklungen wie Hochgeschwindigkeitsspindeln oder adaptive Vorschubgeschwindigkeitssteuerungen oder Geräte zur Dämpfung von Vibrationen, die die Schnittgeschwindigkeit verbessern und den Werkzeugverschleiß verringern.
Ein richtig konstruiertes Schneidwerkzeug und eine gut gewartete Werkzeugmaschine sind für hervorragende Ergebnisse unerlässlich. Ihr Zusammenspiel verbessert die Fähigkeit der Hersteller, Qualitätsanforderungen strikt einzuhalten, Zykluszeiten zu verkürzen und die Gesamteffizienz in wettbewerbsintensiven Fertigungsszenarien zu steigern.
Strategien zur Reduzierung der Schnittkraft
Überprüfen der Toolkonfiguration
Eine der Techniken, die zur Minimierung der Schnittkraft eingesetzt werden könnten, ist die Neugestaltung der Geometrie des Schneidwerkzeugs. Durch Ändern des Spanwinkels, des Freiwinkels und des Radius der Schneide entsteht Schnittwiderstand. So bedeutet beispielsweise eine Vergrößerung des Spanwinkels, dass weniger Kraft erforderlich ist, da eine größere Schneide entsteht, wodurch weniger Kraft für den Materialscherprozess zur Verfügung steht. Dasselbe gilt für die Bearbeitung mit einem kleinen Radius an der Kante, da dies zu einer geringeren Kontaktkraft führt und somit die Fräseffizienz verbessert, ohne das Risiko eines Werkzeugversagens zu erhöhen. Bei diesen Änderungen sollte jedoch eine bestimmte Materialzusammensetzung für das Werkstück berücksichtigt werden, damit die Eignung nicht beeinträchtigt wird.
Erforschung beschichteter Schneidwerkzeuge
In ähnlicher Weise soll die Verwendung moderner Beschichtungen auf Schneidwerkzeugen zur Reduzierung der Schnittkraft beitragen. Beschichtungen wie Titannitrid, Aluminiumtitannitrid oder diamantähnlicher Kohlenstoff verringern die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück und reduzieren so den Widerstand während des Prozesses. Sie reduzieren die erzeugte Wärmemenge und verringern so den Verschleiß, was wiederum die Lebensdauer des Werkzeugs verbessert und verlängert. Die Art der Beschichtung, die speziell für das Material und die Anwendung ausgewählt wird, ist für das Erreichen des besten Ergebnisses von größter Bedeutung.
Implementierung von Hochdruck-Kühlmittelsystemen
Um die Schnittkräfte zu minimieren und die Bearbeitungsleistung zu verbessern, werden zunehmend Hochdruckkühlsysteme eingesetzt. Solche Systeme leiten das Kühlmittel unter hohem Druck direkt in die Schneidzone und verbessern so die Schmierung, Kühlung und das Wegspülen der Späne. Dies trägt zur Verringerung der Gleitreibung und der thermischen Verformung bei und ermöglicht eine genauere Kontrolle der Toleranzen und eine gleichmäßigere Bearbeitungsleistung. Diese Systeme sind eine große Hilfe bei der Bearbeitung schwer zu bearbeitender Materialien wie Titan oder hitzebeständigen Superlegierungen.
Verbesserung der Stabilität von Maschinen
Eine der wichtigsten Maßnahmen zur Reduzierung der Schnittkraft ist die Stabilität der Struktur der Werkzeugmaschine. Starre Maschinenkonfigurationen, Schwingungsdämpfer, fortschrittliche Bewegungssteuerungssysteme oder eine Kombination davon verhindern unerwünschte Bewegungen des Werkzeugs/Werkstücks, was die Kraftübertragungseffizienz und die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert. Zum einen trägt Maschinenwartung wie Schmierung und regelmäßiges Ausrichten der Maschinen dazu bei, dass sie lange halten.
Feinabstimmung der Schnittparameter
Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Schnitttiefe sind allesamt notwendige Änderungen zur Steuerung der Schnittkraft. Eine Verbesserung der Spindeldrehzahl bei gleichzeitiger Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit scheint die Kräfte durch Verringerung des Materialabtrags pro Umdrehung zu verringern. Dennoch ist auch ein Gleichgewicht erforderlich, damit bestimmte Phänomene wie Werkzeugklappern oder übermäßiger Werkzeugverschleiß nicht auftreten. Es ist üblich, Testläufe durchzuführen und die Kraftdynamik mithilfe geeigneter Prozessüberwachungstools zu überwachen, um die besten Parameterwerte für bestimmte Aufgaben zu ermitteln.
Durch die Kombination aller oben genannten Punkte können Hersteller die Schnittkräfte verringern, die Bearbeitungseffizienz verbessern und die Qualität der Produkte auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen steigern.
Welche Vorteile bietet das Fräsen?
Fräsen im Fertigungsprozess verstehen
Fräsen ist ein sehr verbreitetes Verfahren, bei dem das Material durch rotierende Fräser in das Werkstück geschnitten wird. Es eignet sich ideal für die Herstellung dreidimensionaler Objekte, komplexer Teile und hochveredelter Oberflächen. Einer der wichtigsten Vorteile des Fräsens ist seine Einbindung in zahlreiche Branchen aufgrund der Fähigkeit, mit zahlreichen verschiedenen Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen zu arbeiten. Darüber hinaus ist dank der Genauigkeit und Steuerbarkeit dieser Maschinen eine kostengünstige Produktionskonsistenz gewährleistet. Durch das richtige Schalten der Koordinatenschalter der hergestellten Viertel wird die Leistung bei der Produktion mit geringem Ausschuss erleichtert. Solche zahlreichen Bedingungen machen das Fräsen zu einem wesentlichen Bestandteil der heutigen Welt.
Vergleich von Mühlen und anderen Techniken
Fräsen bietet eine völlig andere Sichtweise als andere Fertigungsverfahren wie Drehen und Schleifen sowie additive Fertigung. Je weniger Schneidachsen verwendet werden, desto besser ist der Fräsaufsatz einsetzbar. Komponenten, die sich nur schwer drehen oder schleifen lassen, können durch Fräsen hergestellt werden. Drehen ist beispielsweise auf die Herstellung zylindrischer und symmetrischer Komponenten beschränkt, während beim Fräsen alle Arten außer den symmetrischen Komponenten bearbeitet werden können.
In Bezug auf Beschaffung und Materialherstellung ist CNC-Fräsen angeblich leistungsfähiger als additive Fertigungstechniken. Additive Fertigung, insbesondere 3D-Druck, ermöglicht die schnelle Herstellung von Teilen für Demonstrationszwecke und die Herstellung kleiner Stückzahlen. Leider gibt es bei diesem Ansatz immer wieder Kernprobleme hinsichtlich der Materialeigenschaften und der Geschwindigkeit für die Herstellung von Hochleistungsteilen. Andererseits gelten CNC-Fräsvorgänge als schneller und können mit gut konstruierten Materialien wie legiertem Stahl und anderen arbeiten.
Aus ökonomischer Sicht bietet der Einsatz von CNC-Fräsverfahren aufgrund seiner Effizienz bei der Herstellung mittlerer bis großer Produktserien Wettbewerbsvorteile. Verschiedene Laserschleiftechnologien erzeugen bessere Oberflächenstrukturen, sind jedoch unerschwinglich und für ein breiteres Aufgabenspektrum nicht geeignet. Darüber hinaus sind computergesteuerte Fräsmaschinen aufgrund ihrer Verbesserungen auch effizienter und erzeugen weniger Abfall, was sie ideal für Fertigungssektoren macht, deren Produktion auf Präzisionsmetriken basiert, wie die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Automobilbranche und die Medizin.
Die Wirtschaftlichkeit der CNC-Bearbeitung
CNC-Fräsen hat seit langem einen guten Ruf für Kosten und Effizienz in Produktionsprozessen. Da es sich um ein CNC-Automatisierungsgerät handelt, reduziert es den Arbeitsaufwand und hält die Genauigkeit jedes Details hoch, was in Verbindung damit den Abfall und den Zeitaufwand für Nacharbeiten reduziert. Die Fähigkeit, mit mittleren bis hohen Produktionsmengen zu arbeiten, nutzt auch die Skalenvorteile und reduziert die Produktionskosten für einzelne Einheiten. Die mit CNC-Fräsen verbundenen niedrigen Betriebskosten ermöglichen auch die Verwendung langlebiger Materialien, wodurch die Lebensdauer des Endprodukts verlängert wird. Es lässt sich feststellen, dass CNC-Fräsen effektiv ist, da es Präzision, Skalierbarkeit und Materialeffizienz kombiniert, was es zu einem integralen Bestandteil bei der Aufrechterhaltung von Branchen mit hoher Nachfrage macht.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
F: Was ist die goldene Regel beim Mahlen und welche Bedeutung hat sie?
A: Die goldene Regel beim Fräsen lautet „von dick nach dünn“, d. h., der Fräser sollte bei einem Span an der dicksten Stelle in das Werkstück eindringen und an der dünnsten Stelle wieder austreten. Diese Regel ist entscheidend, da sie eine effektive Spanabfuhr ermöglicht, die Standzeit des Werkzeugs verlängert und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche verbessert. Die Nichtbeachtung dieser Regel führt zu Problemen wie Schweißen und verhindert einen schnellen Fräsprozess.
F: Was sind die verschiedenen Fräskategorien und ihre besonderen Merkmale?
A: Es gibt zwei allgemeine Fräsverfahren: konventionelles Fräsen oder Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen oder Gleichlauffräsen. Beim Gegenlauffräsen ist die Drehrichtung des Fräsers entgegengesetzt zur Vorschubrichtung, während beim Gleichlauffräsen die Vorschubrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung übereinstimmen. Jede Art hat ihre Vorteile und ist für unterschiedliche Anwendungen geeignet, aber die meisten CNC-Operationen beinhalten Gleichlauffräsen, da es eine bessere Oberflächengüte und Spanabfuhr bietet.
F: Was ist Ihrer Meinung nach effizienter? Aufwärts- oder Abwärtsfräsen?
A: Der wichtigste Faktor zur Bestimmung der Effektivität ist die Art der Bewegung, die auf das Werkzeug ausgeübt wird. Der Former schneidet die Oberfläche des Werkstücks während der Klärungsbewegung; die Welle dreht sich jedoch bei der Drehbewegung. Dadurch wird die Schneide des Werkzeugs beim Dübelfräsen freigelegt, während beim Gegenlauffräsen das Ende des Fräsers eine Schnitzbewegung ausführt, indem es sich in die entgegengesetzte Richtung der gewünschten Bewegung dreht. Dieses Prinzip verringert auch den Werkzeugverschleiß, indem die Schnittkräfte gleichmäßiger verteilt werden. Dies ermöglicht eine effektivere Bearbeitung.
F: Warum sollte man beim Fräsen das Prinzip „Von dick nach dünn“ anwenden?
A: Jede Schneidmethode hat einzigartige Vorteile. Dies ermöglicht eine effektivere Bearbeitung. Schneidkräfte (dicke Späne) werden nach unten links umgeleitet, wodurch verhindert wird, dass Späne in hinteren Laschen stecken bleiben und entlang mehrerer Umrisse ein mehrfarbiger Grat entsteht. Darüber hinaus haben Schnittflächen eine glattere Oberfläche, da weniger Späne an den Kanten des Fräsers oder Werkstücks festgeschweißt werden.
F: Welchen Einfluss hat der Abstand zwischen Fräser und Werkstück auf den Vorgang?
A: Beim Gleichlauffräsen oder Gegenlauffräsen ist die relative Position des Fräsers zum Werkstück entscheidend für die Wahl des Modus oder des konventionellen Fräsens. Beim Gleichlauffräsen greift der Fräser an der dicksten Stelle in das Werkstück ein und löst sich an der dünnsten Stelle wieder, wodurch die goldene Regel der Geometrie befolgt wird. Eine solche Position führt zu einer besseren Oberflächengüte und nahezu idealen Bedingungen für die Spanabfuhr. Beim konventionellen Fräsen ist es umgekehrt, was zu einer längeren Lebensdauer des Schneidwerkzeugs führen kann, während das Werkstück in den meisten Fällen dennoch angehoben wird.
F: Welche zwei alltäglichen Vorkommnisse bei Fräsvorgängen berichten Sie den Leuten, die sie bedienen?
A: Zwei häufige Vorkommnisse bei Fräsvorgängen, die Sie den Leuten, die damit arbeiten, mitteilen, sind Spanbildung und Werkstückziehen. Spanbildung findet statt, wenn durch die Drehung des Werkzeugs während des Schneidvorgangs Hitze erzeugt wird, die dazu führt, dass sich die Späne an der Werkzeugschneide oder dem Werkstück festsetzen, was sich auf die Bearbeitungsoberfläche und die Werkzeuglebensdauer auswirkt. Werkstückziehen findet statt, wenn der Schnitt in Drehrichtung des Werkzeugs erfolgt, was dazu führt, dass das zu schneidende Werkstück in das Werkzeug gezogen wird. Es ist bekannt, dass beide Phänomene oft durch Anwendung der goldenen Regel und der richtigen Schnittparameter bekämpft werden können.
F: Was sind die Schritte Fräsen und Drehen bei der CNC-Bearbeitung?
A: Einfach ausgedrückt sind Drehen und Fräsen zwei unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge. Wie im vorherigen Satz beschrieben, werden beim Fräsen rotierende Schneidwerkzeuge verwendet, die so platziert sind, dass sie in diesem Bereich bleiben. Dabei werden unterschiedliche Oberflächen erzeugt und es können unterschiedliche Formen hergestellt werden. Im Gegensatz dazu wird bei einem Drehvorgang an einem rotierenden Werkstück gearbeitet. Ein Drehwerkzeug ist stationär in einem Werkzeughalter montiert und wird gegen das Material gedrückt. Es werden beide verschiedenen Oberflächen erzeugt, obwohl zylindrische Drehungen häufiger vorkommen. Ihre Werkzeuganordnung und -bewegungen beinhalten eine erhebliche Umkehrung, obwohl alle Dick-zu-Dünn-Bewegungen durchgehend erfolgen.
F: Was ist bei der spanenden Bearbeitung im Fräsverfahren mit keramischen Schneidwerkzeugen besonders zu beachten?
A: Ja, bei der Verwendung eines Keramikschneidwerkzeugs in einem Fräsvorgang müssen einige Dinge beachtet werden. Keramikwerkzeuge halten höheren Temperaturen und Schnittgeschwindigkeiten stand und sind daher ideal für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung gehärteter Materialien. Sie neigen dazu, spröder zu sein als andere Hartmetallwerkzeuge. Daher ist Vorsicht geboten, wenn das Prinzip von dick nach dünn besonders betont wird, um das Risiko von Werkzeugabsplitterungen zu verringern. In diesem Sinne ist bei der Bearbeitung mit einem Keramikwerkzeug eine starre Einrichtung mit gleichmäßigen Spanlasten sowie der richtige Werkzeugweg ein Muss. Schließlich haben die Werkzeuge der Keramikhersteller unterschiedliche Maschinenparameter. Daher sollte darauf geachtet werden, dass die richtigen Parameter verwendet werden.
Referenzquellen
- Richtiges Werkzeug Auswahl Auswählen Entscheidend ist das richtige Fräswerkzeug für das zu bearbeitende Material, insbesondere unter Berücksichtigung der Drehrichtung. Geometrie, Material und Beschichtung des Werkzeugs sollten auf das Werkstückmaterial abgestimmt sein, um Schnittleistung und Standzeit zu optimieren.
- Optimale Schnittparameter: Das Anpassen von Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe entsprechend den Material- und Werkzeugspezifikationen ist unerlässlich. Diese Parameter sollten optimiert werden, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Produktivität und Qualität zu erreichen.
- Werkzeug Wartung Regelmäßige Inspektion und Wartung von Fräswerkzeugen sind unerlässlich, um Werkzeugverschleiß und -ausfall zu verhindern, sowie Denken Sie an die goldene Regel der Werkzeugpflege. Stumpfe oder beschädigte Werkzeuge können zu einer schlechten Oberflächengüte und einer längeren Bearbeitungszeit führen.
- Kühlung und Schmierung: Durch die Implementierung effektiver Kühl- und Schmierstrategien kann die Wärmeentwicklung beim Fräsen verringert werden, was wiederum den Werkzeugverschleiß minimiert und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche verbessert.
- Sicherheitspraktiken: Die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen ist bei Fräsvorgängen von entscheidender Bedeutung. Dazu gehört die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung (PSA), die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Maschineneinrichtung und die Befolgung von Betriebsrichtlinien zur Vermeidung von Unfällen.
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