Gereedschapsafbuiging bij CNC-bewerking

Heb je je ooit afgevraagd waarom het na het frezen van een gat of zak groter is aan de bovenkant van de snede dan aan de onderkant? Of waarom uw peilstift mooi en strak in het begin van het gat past, maar er niet helemaal doorheen komt? Het eenvoudige antwoord is gereedschapsafbuiging. Alles buigt. En ik bedoel alles. Doorbuiging van gereedschap is een alomtegenwoordig maar weinig begrepen probleem. Maak je geen zorgen mijn collega-machinisten, want het is niet jouw schuld! Doorbuiging van het gereedschap wordt niet geëlimineerd, alleen gecontroleerd en geminimaliseerd. Kennis is macht, en hopelijk heb je aan het einde van dit bericht een praktische kennis van de oorzaken van gereedschapsafbuiging en mogelijke oplossingen.

Simpel gezegd, gereedschapsafbuiging is het buigen van het gereedschap. Als je een functie knipt, zeggen we in dit voorbeeld een diepe zak. Tijdens het snijden oefent u krachten uit op het gereedschap en het materiaal. Het materiaal geeft mee, daarom krijg je chips. Het gaat echter niet zonder slag of stoot. Wanneer het materiaal terugduwt, dwingt het het uiteinde van het gereedschap in de tegenovergestelde richting van de krachten die op het materiaal worden uitgeoefend. Hoe verder het gereedschap uitsteekt, hoe verder het uiteinde van het gereedschap zal bewegen.

Het is mogelijk om de doorbuiging van het gereedschap te berekenen, maar de wiskunde is behoorlijk ingewikkeld. Als u veel tijd in een machinewerkplaats doorbrengt, weet u hoe vaak optimalisatie wordt bereikt met uw ogen en oren - ik beschouw deze twee dingen als de belangrijkste hulpmiddelen die een goede machinist kan hebben. Als u echter enkele getallen voor gereedschapsdoorbuiging wilt berekenen, zijn er meerdere rekenmachines online beschikbaar. Voor de doeleinden van de post van vandaag zullen we vertrouwen op onze vertrouwde ogen, oren en een beetje gezond verstand.

Stijfheid is de belangrijkste factor. Naarmate u de afstand vergroot die uw gereedschap uit uw gereedschapshouder steekt, neemt de stijfheid exponentieel af. Er zijn situaties waarin u de lengte nodig heeft. In dat geval kunt u het beste de grootste diameter met het minste aantal groeven gebruiken. Naarmate u de diameter van uw gereedschap verkleint, vermindert u ook de hoeveelheid kracht die nodig is om het te laten buigen. Ook vermindert elke groef op uw frees de stijfheid van uw gereedschap. Als u een diep element snijdt, wilt u er zeker van zijn dat u de grootste diameter gebruikt die de afdruk mogelijk maakt om de prestaties van het gereedschap te optimaliseren. Zelfs als u moet voorbewerken met een gereedschap met een grotere diameter en eindigen met een kleiner gereedschap om aan de specificaties van uw hoekradii te voldoen, is dat OK. U wilt ook een gereedschap met het minste aantal fluiten, en steekt het gereedschap alleen zo ver uit als echt nodig is. Bij het onderzoeken van gereedschappen zul je ontdekken dat er gereedschappen zijn waarvoor stijfheid een groot probleem is en veel "micro" gereedschappen worden geleverd met een taps toelopende schacht om de stijfheid te vergroten.

Harbide gereedschappen versus hogesnelheidsstalen gereedschappen om doorbuiging van gereedschap te verminderen

Als u denkt dat doorbuiging van het gereedschap een probleem is, of als u zaagsneden uitvoert die agressief genoeg zijn om problemen te veroorzaken, dan is een ding dat u altijd moet overwegen hardmetalen gereedschappen. Afgezien van de voordelen zoals een hogere SFPM en een betere standtijd, is carbide ongeveer drie keer stijver dan sneldraaistaal. Houd er echter rekening mee dat hardmetaal extreem bros is - dat is geen goede combinatie als we het hebben over gereedschapsdoorbuiging. Er is meer nodig om het af te buigen, maar als u voldoende kracht uitoefent, is het gereedschap niet zo vergevingsgezind en zal het breken, dus pas op.

Zoals besproken in mijn blogbericht "Klimfrezen versus conventioneel frezen", kan de snijstrategie de doorbuiging van het gereedschap beïnvloeden. Het gebruik van dynamische toolpath-strategieën (zie mijn blogpost "Dynamisch frezen") kan helpen bij het minimaliseren van de doorbuiging van het gereedschap vanwege de lichte radiale snede. Als u de functie ruw maakt met behulp van een dynamisch gereedschapspad en ervoor zorgt dat u aan het frezen bent, zou u tevreden moeten zijn met uw resultaten. Zoals besproken in deze andere berichten, heb je voor de afwerking een paar opties - ofwel de finish beklimmen of conventioneel frezen met een veerpas, of conventioneel frezen een lichte afwerkingspas met smering en je zult erg blij zijn met je resultaten.