Strategieën voor hoge snelheid freesgereedschap

Er zijn net zoveel meningen over frezen met hoge snelheid met kleine freesgereedschappen en het juiste gebruik ervan in de maakindustrie als er bouten en moeren zijn. Het voordeel van frezen met hoge snelheid is dat het lagere snijbelastingen en spaansnelheden mogelijk maakt, wat een betere oppervlakteafwerking oplevert. In onze wereld van machinale bewerking met hoge snelheid, hoge tolerantie en hoge productie is er een huwelijk van vele punten om een ​​perfect onderdeel te creëren. Bij DATRON promoten we een strategie van de juiste DATRON-machineconfiguratie, materiaalvasthoud- en snijgereedschappen met geoptimaliseerde snelheid en voedingen om deze strategie te definiëren.

5 must-haves voor succes bij frezen met hoge snelheid:

1. Trillingsvrije spindel met hoge snelheid/frequentie
2. Stijve en trillingsvrije X-, Y- en Z-as
3. Stijve, volledige ondersteuning, trillingsvrije werkhouding.
4. Trillingsvrije tooling
5. Geoptimaliseerd programma met de juiste feeds en snelheden

Deze discussie gaat over het vierde item, tooling.

Dus uw winkel heeft de investering gedaan in een hogesnelheidsfreesmachine en u heeft een programma gekregen om uit te voeren. Dit kan één proefstuk zijn, of meerdere, of een oplage van honderden. Er is geen vraag of de freesmachine zal presteren, dat proces werd voorafgaand aan de aankoop bevestigd. Dus werk vasthouden en gereedschap maken of breken het succes van dit stuk.

Ter discussie gaan we ervan uit dat aan de andere vier bovenstaande punten is voldaan (trillingsvrije snelheid/frequentiespil, trillingsvrije X Y- en Z-as, stijve volledige ondersteuning trillingsvrije werkhouding, geoptimaliseerd programma), dus laten we de strategieën voor hogesnelheidsfreesgereedschappen bespreken .

Samenstelling van hogesnelheidsfreesgereedschappen

Snelstaal of hardmetaal? We zijn het er allemaal over eens dat trillingen dodelijk zijn en dat geldt nog meer bij frezen met hoge snelheid. De bewerking met hogere snelheden en voedingen om te voldoen aan de productie-, kostenperimeters en om de beste afwerking te bereiken, dicteert het meest stijve en trillingsvrije gereedschap. Er is het potentieel van flex met hogesnelheidsstaalgereedschappen en trillingen bij hoge snelheden. Dus de behoefte aan hard gereedschap neigt naar hardmetaal … hoogwaardige, solide hardmetalen gereedschappen met microkorrels.

Ontwerp van hogesnelheidsfreesgereedschappen

Het geometrische ontwerp van hardmetalen gereedschappen met hoge snelheid, en specifiek DATRON-gereedschappen, zorgen voor de meest bekwame en zuivere snede van materiaal bij hoge snelheid en voedingen. Dit zou zware voorbewerkingen mogelijk maken, waardoor een volledig gevormde spaan ontstaat zonder krulling, waardoor de volledige snij-energie van de spil in materiaalverwijdering komt.

Houden van hogesnelheidsfreesgereedschappen

Vervolgens komt het juiste vasthouden van het gereedschap. Trillingen in gereedschap zijn meestal het gevolg van gereedschap dat niet is gemaakt voor frezen met hoge snelheid, onjuist uitgebalanceerd gereedschap of gereedschap dat onjuist is opgespannen. Met zowel spindels met directe schacht als gebalanceerde gereedschapshouders voor HSK-spindels kan trillingsvrij snijden worden bereikt. Om het gereedschap op de juiste manier te laden (directe schachtgereedschappen met messing stopring of HSK-gereedschapshouders) is een ruimte van 20% of 4-6 mm nodig tussen de bovenkant of fade-out van de groef naar de stopring of HSK-gereedschapshouder. Dit zorgt ervoor dat de spanen vrij van het gereedschap kunnen bewegen tijdens het frezen. Er mag echter slechts ongeveer 80% van de as de directe klemspantang of HSK-gereedschaphouder vullen. De bovenzijde van het gereedschap mag niet in contact komen met de bovenzijde van de spantang of HSK gereedschapshouder. Dit kan schade aan uw spindel veroorzaken.

Aanvoer en snelheden voor high-speed freesgereedschappen (plus spaanverwijdering)

Nu komt het leuke gedeelte. Wat is de beste snelheid en voedingssnelheid? En voor welk type chipverwijdering moet u voor uw programma hebben?

Over het algemeen wordt gesteld dat de freesstrategie met hogesnelheidsmolens niet hetzelfde pad zal volgen als conventionele, standaard (niet-snelle) freesmachines. De mogelijkheid om kleinere gereedschappen sneller, schoner en met hoge voedingssnelheden te gebruiken, maakt meerdere doorgangen mogelijk met een kortere cyclustijd dan standaard bewerkingspraktijken voor basisgoederen. Door de hoge afwerking zijn er geen extra tweede en derde stapprocessen nodig die normaal nodig zijn bij het frezen van basismachines.

Met dit in gedachten zal uw strategie een selectie van tools omvatten die voldoen aan uw meest voorkomende freespraktijken. Het stelt u ook in staat om de voeding en snelheid van de geselecteerde gereedschappen "in te bellen" en te zoeken naar de beste snelheid en voedingssnelheid voor elk gereedschap en elke freesbewerking. Dit kan op verschillende manieren:Tap Testing, Vibration Testing, Octave (harmonische toonhoogte) Testing of de ouderwetse Trail and Test methode. Het uiteindelijke doel is om de beste voer- en snelheidssnelheden te vinden voor de beste resultaten. De meeste succesvolle DATRON-operators zullen de Trial and Test-methode gebruiken.

Gepubliceerde snelheid (rpm) en invoer (snijbeweging) zijn goede uitgangspunten, maar zijn op zijn best slechts startpunten. U moet rekening houden met de machine, spindel, materiaal en gereedschap? Onthoud dat het een combinatie is van verschillende factoren om uw strategie te maximaliseren:spindel met hoge snelheid/frequentie, stijfheid en toleranties van de X-Y- en Z-as, starre werkhouding. Type gereedschap (geometrisch ontwerp, diameter, groef, lengte en gereedschapsopname) en de diepte van de doorgang hebben allemaal invloed op de voeding en snelheid.

Er zijn ook enkele anomalieën bij frezen met hoge snelheid. Bij frezen met hoge snelheid zijn chatten en trillingen dodelijk en vertellen ze de machinist meestal om de snelheid en/of voedingssnelheid te verlagen. In de hogesnelheidsfreesgemeenschap zijn er echter vaak momenten waarop het probleem wordt opgelost door het inbellen, het verhogen van de snelheid waardoor een betere voedingssnelheid mogelijk is, en een betere spaanbelasting.

De chipbelasting controleren

Spaanbelasting is de werkelijke dikte van de spaan die tijdens het bewerkingsproces wordt geproduceerd. Het is een weerspiegeling van de combinatie van de freesvoedingssnelheid (bewegend in het materiaal) en snelheidssnelheid (hoe snel het draait; RPM). Een te hoge spaanbelasting veroorzaakt een onbevredigende randafwerking en/of beweging van het onderdeel door verhoogde snijdruk. Het zal een hogere spanning op de spil en het gereedschap leggen (met kans op breuk) en zeker hogere slijtage van het gereedschap veroorzaken … uiteindelijk is verkorting de nuttige levensduur. De noodzaak van een goede spaanbelasting helpt de belangrijkste oorzaak van gereedschapsverlies te verminderen:hitte. De warmte wordt gecreëerd door de wrijving van de snijwerking van het gereedschap, van snijkant tot materiaal. Met de juiste evacuatie van de spaan komt de warmte vrij die wordt gegenereerd door de snijactie, waardoor mogelijke schade aan het gereedschap wordt verminderd.

De spaanbelasting wordt gemeten in duizendsten van een inch (d.w.z. 0,010) en wordt beïnvloed door het spiltoerental en de voedingssnelheid van een CNC-machine. Het aantal spaangroeven, de lengte van de spaangroef, de schachtdiameter en de snedediepte hebben ook een effect op de spaanbelasting. Het aantal snijkanten op een gereedschap bepaalt hoe de spaanbelasting wordt verdeeld. Een gereedschap met enkele snijkant zorgt voor alle spaanbelasting tijdens een omwenteling, terwijl een gereedschap met twee snijkanten de belasting over twee snijkanten verdeelt, enzovoort.

Formule voor het bepalen van de chipbelasting:

chipbelasting=voedingssnelheid/(rpm x #snijkanten)

De chipbelasting manipuleren:

Om de chipbelasting te verhogen:

• Verhoog de invoersnelheid
• Verlaag het toerental
• Gebruik minder fluiten

Om de chipbelasting te verlagen:

• De invoersnelheid verlagen
• Verhoog het toerental
• Gebruik meer fluit

Voor uw referentie zal het chipbereik voor DATRON-eindfrezen zijn:
1 mm dia =.01 mm (.000394)
20 mm dia =0,15 mm (0,7874)

Dit is sterk afhankelijk van de schachtdiameter en de fluitlengte. Gebruik altijd de kortste groeflengte voor de vereiste freesdiepte. Het vertragen van de productie om de extra kosten van een gereedschap te vermijden is zelden gerechtvaardigd.

Het vermogen van de spaanbelasting wordt ook beïnvloed door het geometrische ontwerp van de fabrikant. Daarom is het altijd vereist om bekend te zijn met de specificaties van de fabrikant voor het gereedschap.

Kies ten slotte de beste snelheid en voer in de echte wereldtoepassing. Kijk en luister. De afwerking van het materiaal en de spoed die de spil tijdens het gebruik met het gereedschap maakt, geven een goede indicatie of u de goede of de verkeerde kant op gaat. Als u de gereedschappen hebt getest voordat u ze in productie specificeert, krijgt u de "cutting edge" voor uw toepassing. Als u weet wanneer de trilling van het gereedschap wordt geïntroduceerd (met welke snelheid), kunt u de bewerking van het gereedschap zo dicht mogelijk bij deze brengen zonder de verwoestende resultaten te introduceren. Dit geeft u de mogelijkheid om het gebruik van het gereedschap, de machine, de spil en het programma te maximaliseren om het beste onderdeel en de beste afwerking te frezen.