Waarom Cirkelsegmentfrezen de Frezeerefficiëntie en Oppervlaktekwaliteit Verbeteren

Balneusfrezen zijn nog niet de weg van de dinosaurussen gegaan, maar één ding is zeker - de asteroïde heeft net geraakt, en een vatvormige tsunami is op komst. Maak kennis met cirkelsegmentfrezen.

Bij het frezen van een 3D-matrijskopervlak met een balneusfrezen, zijn CNC-machinisten en programmeurs zich bewust dat hoe groter het gereedschap, hoe groter de stapover, hoe beter de oppervlakteafwerking en hoe korter de cyclusduur. Bijvoorbeeld: een gereedschap van 0,125 inch diameter zou een stapover van 0,022 inch gebruiken om een schelpkorthoogte van 0,001 inch te bereiken. Ter vergelijking: een balneusfrezen van 0,50 inch zou een stapover van 0,045 inch ondersteunen, meer dan het dubbele van de kleinere variant.

Stel je nu voor dat je een gereedschap met een straal van 1 voet in die matrijskaviteit knijpt. Als deze onwaarschijnlijke prestatie mogelijk was, kon de stapover verhoogd worden tot 0,31 inch, een bijna zevenvoudige toename in doorvoer.

Het blijkt dat dit onwaarschijnlijke bewerkingscenario best haalbaar is. Cirkelsegmentfrezen, ook wel vatfrezen genoemd, worden snel een standaardgereedschap voor complexe oppervlaktebewerkingen die worden toegepast in matrijvmaken, orthopedische implantaten, en de bewerking of gasturbijnbladen en andere vrijvormoppervlakken in de luchtvaart- en energiesector.

Zoals de naam impliceert, bevatten cirkelsegmentfrezen slechts een klein segment van de straal die op een balneusfrezen van dezelfde grootte wordt gevonden.

Het is het enorme boogsegment dat cirkelsegmentfrezen de mogelijkheid geeft om de stapoverbedragen drastisch te verhogen en dat zonder in te boeten op de onderdelenkwaliteit. Zoals interne tests en klantsuccesverhalen van leveranciers van cirkelsegmentgereedschappen bevestigen, hebben sommige gebruikers gezien dat hun cyclus tijden daalden van uren naar minuten en de gereedschapslevensduur toenem na het implementeren van een vatfreesstrategie.

EMUGE Corp. is misschien wel het meest verantwoordelijk voor de toenemende populariteit van het cirkelsegmentgereedschap, door nauw samen te werken met CAM-leverancier Open Mind en CNC-softwaremaker Mastercam om de speciale toolpaden te ontwikkelen die nodig zijn voor cirkelsegmentbewerking.

Typen Cirkelsegmentfrezen

Vier vormen van cirkelsegmentfrezen zijn beschikbaar: vat, ovaal, lens en kegel. Elk vereist een 5-as CNC-machine en speciale programmeringsmethoden. Hier is een kort overzicht:

Vatvorm: De whiskyvat- of bierketelvorm was een van de oorspronkelijke ontwerpen van cirkelsegmentfrezen. Het gebruik ervan is beperkt tot het bewerken van zachte ondergesneden op verticale wanden, vergelijkbaar met hoe een lollipopfrezen werkt (al vele malen sneller).

Ovaalvorm: Bekeken vanaf de kant lijkt de ovaalvormfrezen op een kogel, met een kleine balneus die overgaat in een grotere straal aan de zijkanten. Dit geeft het een compacte vorm die in ruime ruimtes past, wat het een goede optie maakt voor het afwerken van getapte wanden en aangrenzende vloeren op diverse onderdeelveormen.

Lensvorm: Het lensvormige gereedschap lijkt veel op een typische vierkante frees maar met een zachte curve over het werkende einde. Het is uitstekend geschikt voor half-afwerkings- en afwerkingsoperaties op relatief ondiepe gebogen oppervlakken zoals kunststofinjectiematrijven.

Kegelvorm: Zoals de naam suggereert, bevatten kegelvormfrezen een lang, getapte deel zoals dat op het einde van een geslepen potlood, afgerond met een kleine geradiusde punt. Die kegel is in werkelijkheid een heel groot boogsegment, wat deze cirkelsegmentfrees de meest agressieve maakt in termen van stapoverbedragen. Om te ontdekken of een machine in staat is tot cirkelsegmentbewerking, worden potentiële gebruikers ten zeerste aangeraden om hulp te vragen aan experts.

Wat Experts Zeggen

"Ons technisch ondersteuningscentrum in het VK heeft onze inspanningen op dit gebied aan het leiden en heeft uitgebreide ervaring in zowel luchtvaart- als medische toepassingen, hoewel matrijvmaken zeker een kandidaat is," zegt Jacob Rak, toepassingsingenieur bij KYOCERA SGS Precision Tools Inc. "Van wat we in deze markt nu zien, is de getapte vorm de meest populaire. Daarom hebben we onze MultiCarb-serie vatfrezen voor stalen en hoogtemperatuurlegeringen en de S-Carb APF-B-serie voor niet-ferromaterialen gelanceerd, beide zijn kegelvorm en hebben cyclusduurreducties van 90 procent of meer geleverd vergeleken met balneusfrezen."

Om deze inspanningen te ondersteunen, bestelde KYOCERA SGS onlangs een 5-as DMG Mori-bewerkingscentrum om de andere CNC-apparatuur op het Tech Center in Munroe Falls, Ohio, aan te vullen, dat zal worden gebruikt voor extra testen en klanttoepassingsondersteuning. "Ik denk dat er altijd een toepassing zal zijn voor balneusfrezen, maar tegelijkertijd," zegt Rak, "openen deze cirkelsegmentgereedschappen echt veel nieuwe mogelijkheden."

Dan Doiron kon niet meer instemmen. De productmanager voor frezen bij EMUGE in West Boylston, Massachusetts, zoekt altijd klanten die bereid zijn zich te wijden aan cirkelsegmentgereedschappen. "De kans is groot dat elk onderdeel met grote uitgezwepte oppervlakken zoals je ziet op bandenmatrijven of turbineblisks een kandidaat is," zegt hij. "De grootste barrière is echter het krijgen van shops om te experimenteren met een relatief nieuwe snijgereedschapstechnologie. Het duurt erkendelijk tijd voor testen en programmeren, maar diegene die het hebben gedaan, gaan er niet meer van af."

EMUGE-freesapplicatiespecialist Evan Duncanson waarschuwt dat niet alle machines geschikt zijn voor cirkelsegmentfrezen. "Afhankelijk van de oppervlaktemengsels en toleranties, kunnen oudere of lagerwaardige machines aarzelen bij het nemen van scherpe hoeken en dergelijke, en uiteindelijk getuigenessporen achterlaten," zegt hij. "Maar de voordelen van cirkelsegmentfrezen zijn simpelweg te groot om te negeren."

Gebruikt u cirkelsegmentgereedschappen in uw faciliteit, of plant u dat? Laat het ons weten in de reacties hieronder.