Freesgereedschappen onder de knie krijgen: Een uitgebreide gids voor freesgereedschappen

Onze serie Machining Fundamentals is gemaakt om je CAM-kennis bij te schaven, of je nu in een machinewerkplaats werkt of net begint. Elke aflever wordt gehost door een van onze in-house frezen en biedt een gedetailleerd overzicht van een tool/proces. In de vorige editie gingen we over freesmachines. Hier hebben we een inleiding tot freesgereedschappen, waarin we de verschillende typen snijgereedschappen verkennen die voor freesdoeleinden kunnen worden gebruikt, wanneer het het beste is om deze tools te gebruiken, en hoe je ze binnen Fusion 360 kunt gebruiken.

In deze video tonen we twee van de meest gebruikte freesgereedschappen: een Platvrije frees (Flat End Mill) en een Bolkopfrees (Ball Nose Mill). Platvrije frezen owen hun naam aan het hebben van een plat bodem over de hele breedte, wat dan onder 90 graden op de zijkanten overgaat. Bolkopfrezen hebben een straal, een halve bol (waardoor ze hun naam krijgen) om een afgeronde eind te geven in plaats van een plat.

Er is een type tool dat ergens tussen deze twee ligt, een Bolneusfrees (Bull Nose Mill) of een Puntstraalvrije frees (Tip Radius End Mill), die een deels plat bodem heeft met een straal net rond de randen. Om het simpel te houden, richten we ons in deze video op onze Platvrije frees en onze Bolkopfrees.

Waarom zouden we de ene tool boven de andere kiezen? Het komt eigenlijk neer op een combinatie van het type geometrie dat we proberen te frezen en het stadium van het proces waarin we zitten.

Als we naar onze Platvrije frees kijken, bijvoorbeeld, wanneer we materiaal weghalen met deze, blijven we over met rauwmateriaal dat een plat bodem en rechte zijkanten heeft die overeenkomen met de geometrie van het tool. Dit is perfect als de geometrie die we proberen te frezen een plat bodem en rechte zijkanten heeft. In dit geval kunnen we een platvrije frees gebruiken om onze onderdelen tot de eindvorm te frezen.

Veel onderdelen hebben echter meer complexe, gekromde oppervlakken. Voor deze is een Platvrije frees niet ideaal. Hier komen we nu op onze Bolkopfrees. Als we deze tool gebruiken om door het materiaal te snijden, blijven we opnieuw over met rauwmateriaal dat de geometrie van de tool heeft, namelijk de straal of de halve bol aan het eind.

Zoals je kunt zien, wanneer we meerdere passes maken met de Bolkopfrees, blijft het materiaal ertussen over, wat cuspen genoemd wordt. We kunnen de grootte van deze cuspen verkleinen door de stapoverte of de passes te verkleinen.

Dit is een zeer inefficiënte manier om een plat oppervlak te frezen. In plaats daarvan zouden we veel beter een Platvrije frees kunnen gebruiken om dat materiaal snel weg te halen en ons dit platte oppervlak te geven.

Waar een Bolkopfrees ons een voordeel geeft, is wanneer we een gekromd oppervlak willen frezen. Als we een Platvrije frees probeerden te gebruiken om een gekromd oppervlak te frezen, zouden we eindigen met trappen die lijken op de cuspen die met de Bolkopfrees worden gecreëerd. Op een gekromd oppervlak als dit duurt het echter veel minder passes met een Bolkopfrees om deze cuspen tot een acceptabele grootte te reduceren dan met een Platvrije frees.

Daarom worden Platvrije frezen over het algemeen gebruikt voor ruwfrezen wanneer we de meerderheid van het materiaal snel willen wegnemen. Waarbij Bolkopfrezen dan gebruikt worden voor afwerken om op te schonen wat de ruwfreepasses hebben achtergelaten. De uitzondering is wanneer we een plat oppervlak hebben om af te werken, we kunnen een Platvrije frees gebruiken omdat de geometrie van deze tool overeenkomt met de eindvorm van het afgeronde onderdeel.

Een andere keuze die gemaakt kan worden over hoe we snijden met onze freesgereedschappen is of we gebruiken maken van wat Klimfrezen (climb cutting) of Conventioneel frezen (conventional cutting) genoemd wordt. Dit heeft te maken met hoe het tool roteert in relatie tot de voedingsrichting en het materiaal dat ze weg snijden.

Klimfrezen roteert het tool zodat de tanden in het materiaal graven en de span achter het tool wordt geduwd als het vooruit beweegt. De manier waarop de tanden ingraven zorgt ervoor dat het tool zichzelf langs het materiaal trekt of 'klimt'. Conventioneel frezen is de tegenovergestelde richting waar de spaan van het materiaal voor het tool wordt geduwd als het voortbeweegt.

Er zijn een aantal factoren die bepalen welke methode de beste is voor een bepaalde toepassing, en dat is een heel onderwerp op zich. Over het algemeen wordt klimfrezen bevorzugd, omdat het leidt tot minder toolverslechtering en een betere oppervlakkwaliteit.

Nu we iets meer weten over deze tools en wanneer we ze gebruiken, laten we eens kijken hoe we ze binnen Fusion 360 gebruiken. In de fabricatiewerkruimte van Fusion 360 hebben we de Toolbibliotheek, waar we de snijgereedschappen die we voor een bepaalde job gaan gebruiken kunnen aanmaken en opslaan, of misschien welke die altijd beschikbaar zijn op onze specifieke machine. In dit document zien we dat er al een Platvrije frees is, en ik kan nieuwe tools toevoegen.

Hier zien we alle verschillende typen tools die aangemaakt kunnen worden, inclusief de typen die we besproken hebben en veel andere typen – zowel voor frezen als voor andere productietoepassingen. Om een nieuw tool aan te maken, moet ik het type selecteren dat ik wil. Ik zal een Bolkopfrees (Ball End Mill) gebruiken. Nu kan ik alle benodigde informatie invullen om deze tool te definiëren.

Hier zien we een toolpad voor het frezen van deze afronding, dat momenteel een Platvrije frees gebruikt. Maar zoals we al gezien hebben, werkt een Bolkopfrees veel beter voor dit type oppervlak. Als ik deze bewerking bewerk in het tool-tabblad, kan ik nu een nieuw tool selecteren uit mijn toolbibliotheek.

Een andere wijziging die ik aan deze bewerking kan maken is in het passes-tabblad, waar ik de snijrichting kan selecteren. Dit is waar ik kan kiezen of de sneden klim, conventioneel, of beide richtingen zullen zijn. Er zijn vergelijkbare opties voor veel van de andere bewerkingstypen. Ik laat deze op klim staan.

Blijf getuned: na deze aflevering over freesgereedschappen zullen we wekelijks Machining Fundamentals-afleveringen publiceren. Toekomstige onderwerpen omvatten draaibanken, postprocessors, toolpadtypen, NC-code, werkcoördinatenstelsels, en meer.

In de tussentijd, download Fusion 360 om vandaag nog slimmer te gaan frezen. Leer meer over hoe je je machine kunt maximaliseren met Fusion 360. Of, verwijz een vriend als je al onderdeel bent van onze community.