Vormfrezen uitgelegd:proces, toepassingen en voordelen

CNC-bewerking (computer numerieke besturingsbewerking) is precisiebewerking die volledig geautomatiseerd is en uitzonderlijke nauwkeurigheid en opmerkelijke precisie garandeert. CNC-bewerking bereikt niveaus van complexiteit verder gaat dan conventionele precisiebewerking, en bovendien kostenefficiënt is, vooral voor complexe componenten en onderdelen.

Hoewel CNC-machines talloze taken uitvoeren, is frezen de meest voorkomende en gemakkelijk te begrijpen. In de meest elementaire vorm verwijdert frezen materiaal van een stationair werkstuk door er een roterend snijgereedschap mee in contact te brengen .

Het vervaardigen van speciale kenmerken, zoals ingewikkelde profielen, brengt echter uitdagingen met zich mee. Dit is waar vormfrezen schijnt. Ideaal voor het vormen van onregelmatige contouren. Bij het vormfrezen wordt gebruik gemaakt van speciaal ontworpen vormfrezen die precies overeenkomen met een bepaalde vorm volgens de printspecificaties. Het profiel van de frees is bijvoorbeeld concaaf uitgelijnd om een ​​convexe rand op een werkstuk te creëren. 

Hoe worden snijgereedschappen voor vormfrezen gemaakt?

Vervaardigd uit materialen zoals gereedschapsstaal, massief of hardgesoldeerd hardmetaal, polykristallijne diamant (PCD) of snelstaal (HSS). Op maat gemaakte frezen vereisen veel tijd en kosten om te vervaardigen (we zullen de soorten vormfrezen later onderzoeken).

De doorlooptijden voor gespecialiseerde formuliertools variëren. Meestal preforms zijn nodig om het proces te starten. Er wordt een voorvorm gemaakt en vervolgens tot een exact profiel geslepen. In bepaalde gevallen wordt hardmetaal in de freeszakken gesoldeerd om het hardmetaal in de frees vast te zetten. Zodra het gereedschap versleten wordt geacht, wordt de frees teruggestuurd naar de fabrikant om het hardmetaal te verwijderen . Ze inspecteren de kamers en als ze aan de specificaties voldoen, wordt er nieuw hardmetaal ingelegd en wordt de geometrie afgewerkt met een laatste slijpbeurt.

Hetzelfde proces wordt uitgevoerd voor een PCD-formuliertool. Wat een volhardmetalen of HSS-frees betreft, de frees wordt geïnspecteerd. Als het niet te versleten is, wordt het opnieuw geslepen. Eenmaal klaar, worden alle gereedschappen opnieuw geïnspecteerd voordat ze teruggestuurd worden naar de klant (de CNC-machinewerkplaats).

Welke materialen zijn geschikt voor vormfrezen?

Een voorbeeld van de veelzijdigheid van vormfrezen is het gebruik ervan op verschillende materialen zoals kunststoffen , composieten , en metalen zoals aluminiumlegeringen en gietijzer.

Vormfrezen versus andere freestypen

Vormfrezen onderscheidt zich door zijn vermogen om specifieke en unieke kenmerken te snijden en kan meerdere vormen tegelijk snijden met superieure oppervlakteafwerkingen.

Hoewel de aanvankelijke kosten voor het vormen van tools hoog kunnen zijn , de besparingen in cyclustijden wegen zwaarder dan het gebruik van meerdere gereedschappen. Het gebruik van vormgereedschappen elimineert meerdere gereedschapswisselingen door frezen voor meerdere functies in één gereedschap te combineren. Tijd is geld, zoals ze zeggen!

Bedrijfsparameters, die afhankelijk zijn van de kenmerken en het materiaal, moeten mogelijk worden verlaagd, maar niet altijd. Als je een stevig oppervlak zaagt, maak je het element doorgaans open met een kernboor . Vervolgens ga je aan de slag met een semi-afwerkgereedschap dat de initiële vorm van het kenmerk levert.

Vervolgens gebruik je een afwerkingsgereedschap zoals een stapruimer . Stapruimers werken de diameters van het element en de uiteindelijke vorm van het afdrukelement af. Formulierhulpmiddelen zijn niet noodzakelijkerwijs alleen bedoeld voor opdrachten met een hoog volume. Soms bepaalt de moeilijkheidsgraad van een functie of een formuliertool de beste is.

Voordelen van vormfrezen

1. Kan uitdagende contouren snijden
2. Levert nauwkeurige en uniforme resultaten
3. Verhoogt de efficiëntie door het verminderen van meerdere freesbewerkingen
4. Verlaagt de totale kosten

Uitdagingen bij het vormfrezen

1. Ontwerp en installatie kosten tijd, waardoor de kosten van individuele stukken voor kleine oplages stijgen (grotere batchproducties zijn voordeliger)
2. Niet kostenefficiënt bij het produceren van componenten met een lage waarde en kleine hoeveelheden
3. Het programmeren in G-code en het aanschaffen van aangepaste tools kan vertragingen veroorzaken
4. Kwaliteitsborging van bewerkte onderdelen als gevolg van inconsistent snijden 

Hoe werkt het frezen van vormen?

Vormfrezen omvat een reeks stappen en vormen. In eerste instantie identificeert de blauwdruk de vorm of gedaante. Met behulp van een deel 3D CAD-model is ook een grote hulp. Nadat het is ontworpen, wordt er een 3D-model van het gereedschap gemaakt en in het onderdeelmodel ingevoegd. Het is beoordeeld om er zeker van te zijn dat het exact overeenkomt met het model (controleer de afmetingen van de afdruk).

In de CNC-machine wordt de vormfrees opgesteld en wordt het werkstuk stevig vastgezet op de freesmachine – in een bankschroef, bevestigd aan het bed of vastgezet – om stabiliteit tijdens het frezen te garanderen. Aanduiding van het gereedschap in de spil is van cruciaal belang voor het succes van de cutter. De normale slingering is 0,0002" of minder. Elke spil is anders, dus het is van cruciaal belang om een speciaal vormgereedschap aan te geven.

Vóór het knippen:parameters moeten worden vastgesteld:spiltoerental, snedediepte, snijrichting en voedingssnelheid. Ook een droogloop — het gereedschap voor of naast het werkstuk laten lopen — het gereedschap uit de buurt van het werkstuk houden en er tegelijkertijd voor zorgen dat de programmering van het onderdeel en de bedrijfsparameters correct zijn. Eventuele fouten kunnen worden opgelost na het ‘snijden van lucht’, en de productie kan overgaan op het snijden van daadwerkelijk materiaal.

GERELATEERD:22 CNC-bewerkings-KPI's waar u echt om moet geven

Soorten vormfrezen

Over het algemeen zijn er drie hoofdtypen vormfrezen:

Concave en convexe frezen

• Concave frezen vormen convexe contouren op werkstukken, verkrijgbaar in verschillende kromteradii. Bolle frezen, met halfronde profielen, creëren concave kenmerken. Elke kamer is uitgerust met meerdere spaankamers of inzettanden voor materiaalverwijdering en varieert in het aantal spaankamers op basis van de complexiteit van het profiel en de grootte van het gereedschap. Dit ontwerp maakt de efficiënte en nauwkeurige productie van complexe componenten mogelijk.

Formulierhulpmiddelen

• Gereedschappen met vaste vorm zijn geslepen zodat ze bij een profiel passen. Vormgereedschappen worden vaak gebruikt om elementen zoals hydraulische poorten te snijden. Indexeerbare vormgereedschappen kunnen worden aangepast om meerdere elementen tegelijk te snijden, inclusief meerdere diameters en afschuiningen. 

Hoekafrondingsfrezen

• Deze frezen worden gebruikt voor het afronden van hoeken van onderdelen en hebben een concaaf kwartrond profiel. Ze creëren op efficiënte wijze vloeiende radiussen op hoeken, waardoor het aantal gangen wordt verminderd en stappen worden geëlimineerd die typisch zijn voor standaard frezen.

De juiste vormfrees kiezen

Het selecteren van de juiste vormfrees is cruciaal voor het bereiken van hoge precisie. Deze gespecialiseerde scharen bieden verbeterde controle en nauwkeurigheid , vooral wanneer een enkele op maat gemaakte frees meerdere vormaspecten integreert. Ideaal voor ingewikkelde vormen zoals hydraulische poorten en spoelboringen. Vormfrezen zorgen voor nauwkeurige contourreplicatie en hoogwaardige afwerkingen .

Vormfrezen zijn afgestemd op exacte vormen en afmetingen en bieden consistente nauwkeurigheid en herhaalbaarheid met minder inspanning en vaardigheid. Vormfrezen zijn efficiënt, behouden uniformiteit bij snelle productieruns en zijn ideaal voor het bewerken van veel identieke componenten.

Vormfrezen is slechts één CNC-bewerkingstechniek. Een ervaren CNC-bewerkingsplaats kan u meer vertellen over verspanen en u helpen bepalen welke techniek geschikt is voor uw toepassing. Maar hoe weet u wanneer het tijd is om met een hoogwaardige CNC-machinewerkplaats te gaan werken? Onze gids heeft advies om te delen; klik op de onderstaande link om uw exemplaar te bemachtigen.

Over de auteur

Dan zorgt ervoor dat de machines bij Stecker Machine snel werken. Hij optimaliseert snijgereedschappen en -programma's voor maximale efficiëntie, corrigeert eventuele productieproblemen en ontwerpt en selecteert geavanceerde gereedschappen voor nieuwe taken en productverbeteringen. Dan begon zijn carrière in een gereedschaps- en matrijzenwinkel en ging bij SMC werken toen de CNC-productie net een vlucht nam. Bij SMC klom hij op van Machine Operator tot Continuous Improvement Engineer, waarbij hij verbeteringen doorvoerde die de afgelopen jaren ongeveer $500.000 hebben bespaard.