CNC frezen verbetert de snijefficiëntie en de levensduur van het gereedschap aanzienlijk

De aanzienlijke vooruitgang die is geboekt bij het verbeteren van de efficiëntie van het metaalsnijden is het resultaat van de gezamenlijke inspanningen van gereedschapsfabrikanten, machinegereedschapsfabrikanten en softwareontwikkelaars. Inzetsfrezen (Z-as frezen) is een goed voorbeeld van verspanen. Tijdens het invoegfrezen snijdt het roterende gereedschap rechtstreeks in het werkstuk langs de Z-as richting en trekt het gereedschap omhoog langs de Z-as. Vervolgens beweegt het horizontaal langs de X-as of Y-as richting voor een bepaalde afstand, en voert het verticale snijden uit dat overlappt met het vorige snijdeel om meer werkstukmateriaal te snijden. Insertie frezen heeft vele voordelen. Vooral bij lange overhangende bewerkingen (zoals het frezen van diepe vormholtes) moet de traditionele vlakke freesmethode (d.w.z. frezen van de ene kant van het werkstuk naar de andere) de snijsnelheid verlagen om de zijdelingse kracht die klapper kan veroorzaken tot een minimum te beperken. Tijdens het invoegfrezen wordt de snijkracht direct overgebracht naar de machinespindel en werktafel, waardoor een veel hogere metaalverwijderingssnelheid wordt bereikt dan traditionele freesmethoden. Volgens AMT Software Company omvat het Prospector CAM-softwarepakket dat door het bedrijf is ontwikkeld, de functie van het invoegfrezen Vergeleken met traditionele platte ruwfrezen met behulp van knoopvormige frezen, kan de metaalverwijderingssnelheid van invoegfrezen worden verbeterd met ten minste 50%. Door het vermogen om de zijdelingse belasting op onderdelen van werktuigmachines te minimaliseren, kan sleuffrees worden gebruikt voor ouderwetse of lichtgewicht werktuigmachines met onvoldoende stijfheid om de productiviteit te verbeteren. John Ross, de marketingmanager van Doushan Machine Tool Company, is het eens met de verklaring dat sleuffrezen de snijkracht kan verminderen die op lage prestaties werktuigmachines werkt, maar hij voegt eraan toe dat in nieuwe gereedschapsmachines met structureel ontwerp dat bevorderlijk is voor sleuffrezen verwerking, de voordelen van dit proces kunnen worden gemaximaliseerd. Hij wees erop dat door de directe overdracht van freeskracht in de machinespindel en werktafel verschillende problemen veroorzaakt door een zwakke werkstukklem maximaal tot een minimum kunnen worden beperkt. Bill Fiorenza, Product Manager van de Mold Production Line van Ingersoll Tool Company, verklaarde dat het frezen van wisselplaten helpt om snijwarmte die in het gereedschap en werkstuk terechtkomt te verminderen. Hij zei: "Tijdens het invoegfrezen komt er niet veel warmte in het werkstuk terecht omdat het snijgereedschap met een hoge snelheid draait om het werkstuk in en uit te snijden. Slechts een klein deel van het werkstuk met een bewegende stap komt in contact met het gereedschap." Dit is vooral voordelig bij het snijden van moeilijk te bewerken materialen zoals roestvrij staal, hogetemperatuurlegeringen en titaniumlegeringen. Fiorenza legde tijdens de inleg- en freesdemonstratie uit: "Meestal is de temperatuur van metaalspaanders erg hoog, en u kunt zelfs een sandwich bakken in de spaanplaag. Wanneer het inleg- en freesproces is voltooid, kunt u echter onmiddellijk uw hand op het werkstuk leggen en voelt u zich koeler aan." Door snijwarmte te verminderen, kan niet alleen de levensduur van het gereedschap verlengen, maar ook de vervorming van het werkstuk minimaliseren.

【 Een poging waard 】 Insertie frezen kan het productieritme van high-end en complexe componenten aanzienlijk versnellen. Gary Meyers, freesproductmanager bij Seco Tool Company, verklaarde dat "de meest gebruikte gebieden van insert freestechnologie vormen productie en luchtvaartindustrie zijn, omdat de soorten onderdelen in deze industrieën zeer geschikt zijn voor het frezen van inserts." Mold fabrikanten moeten verschillende complexe vormen op het totale werkstuk frezen om vormholtes te vormen, en veel luchtvaartonderdelen worden ook verwerkt uit hele blanco blanco's. Kenyon Whetsell, Product Manager van DP Technology, de ontwikkelaar van ESPRIT CAM software, wees erop dat naast fabrikanten van complexe onderdelen ook algemene bewerkingswerkstätten kunnen profiteren van de toepassing van insert freestechnologie. Metalen verwerking WeChat, de inhoud is goed en de moeite waard om te volgen. Hij zei: "Sommige werkplaatsen maken nog steeds gebruik van 2,5-assige bewerkingstechnologie, die verouderde soorten werktuigmachines, slechte stijfheid en onvoldoende spankracht van armaturen heeft. Ze hopen echter nog steeds de productiviteit te verbeteren. Deze werkplaatsen kunnen gebruik maken van 2,5-assige freestechnologie om dit doel te bereiken." Juan Seculi, Global Product Manager van Kenner's Indexable Milling Cutters, is van mening dat "freestechnologie op grote schaal toepasbaar is op complexe vormen en holtes van grote en middelgrote onderdelen. Bij dit type bewerking is de lengte-diameter verhouding van de frees cruciaal, en traditionele freesstrategieën kunnen chatter, trillingen en levensduur van het gereedschap verkorten." "De tijd heeft bewezen dat het verkoopvolume van Z-as frezen constant toeneemt, met een jaarlijkse groeisnelheid van 40%."

De ontwerpkenmerken van freessen: Werkzeugfabrikanten hebben verschillende freessen ontwikkeld die optimaal gebruik kunnen maken van de voordelen van freestechnologie. Meyers van Shangao Tools zei dat de snijkracht van dergelijke gereedschappen in principe direct naar de Z-as wordt overgebracht. De geometrische vorm van de insert frees is zeer vergelijkbaar met die van de 90 vierkante schouderfrees. Het verschil ligt in de afwijking van de voorloophoek van het freesblad van het verticale vlak met enkele graden, die 87 in plaats van 90 kan zijn. Als een 90°-frees wordt gebruikt om de zijwand naar beneden in te zetten en te frezen, wrijft de gehele snijrand van het blad tegen de zijwand. Als de voorste hoek van het gereedschap 87 is, is er een opening tussen de snijrand en de zijwand van het werkstuk. De frees moet de snijkant aan de onderkant van het blad gebruiken om te voorkomen dat vanaf de bladzijde wordt gesneden, omdat de overgang van de onderkant naar de zijkant het zwakste punt van het blad is, en bewerking vanaf de bladzijde kan radiale snijkrachten veroorzaken die trillingen kunnen veroorzaken. Meyers voegde eraan toe dat hoewel snijden met de zijkant van het blad niet gebruikelijk is, in sommige bewerkingsprocessen genaamd "omhoog (of omlaag) profiel frezen", de frees complexe vormen in de omhoog en omlaag slagen kan invoegen en frezen. Een simpel voorbeeld is om de bodemwortelsnijmethode te gebruiken om rechte zijwanden te frezen. "Je kunt eerst naar beneden frezen, dan naar binnen bewegen en de wortel van het werkstuk frezen." Meyers gelooft dat de beperking van de wisselplaat frezen technologie het verschil is tussen de werkelijke snijdiameter van het gereedschap en de diameter van het gereedschaplichaam. Om de snijrand maximaal te ondersteunen, moet de behuizing van de standaard frontfrees zo dicht mogelijk bij de volledige snijdiameter van het gereedschap worden vergroot. Voor de sleuffrees die wordt gebruikt voor het frezen van profielen, overschrijdt de snijdiameter van het blad de diameter van het gereedschap lichaam. Metalen verwerking WeChat, de inhoud is goed en de moeite waard om te volgen. Hij zei: "Maar er is een bepaalde limiet aan de hoeveelheid overschreden, omdat de verlenging van het freesblad niet te groot kan zijn." Meyers zei dat hoewel frezen een typisch ruw freesproces is, zijn technologie en gereedschappen ook geschikt voor semi-precisie- en precisiebewerking. Hij stelde voor dat om een betere gladheid van het bewerkingsoppervlak te bereiken, de radiale snijstap moet worden verminderd, wat hetzelfde is als de bewerkingsmethode met een gereduceerde stap die wordt gebruikt bij 3D-precisiefrezen met kogeluiteinden. Meyers legde uit dat de snijstapafstand fundamenteel wordt bepaald op basis van de breedte van het blad en de hoeveelheid materiaal dat door de snijrand in het werkstuk wordt gesneden. De aanbevolen stapgrootte voor monsters van gereedschapsproducten resulteert in een bepaalde resthoogte, die de oppervlakteruwheid van een specifieke wisselfrees bepaalt.

Seculi van Kenneth Metal verklaarde dat het ontwerp van de frees voortdurend wordt verbeterd en geperfectioneerd. De nieuwe kenmerken van de Kenner Z-as frees omvatten bijvoorbeeld: de gekartelde structuur die op het snijlichaam is ontworpen, kan de spanvorming en de spanverwijderingsprestaties verbeteren, en het ontwerp van de koelvloeistofuitlaat kan de controle van snijwarmte en spanverwijderingsprestaties verbeteren. Hij zei: "Deze geïntegreerde structurele ontwerpen met het gereedschap lichaam, in combinatie met het gebruik van een grote harkhoek hark gezicht, kunnen snijkracht verminderen, de vraag naar machtskracht verlagen, waardoor de gereedschapsleven worden verlengd en de machinebetrouwbaarheid wordt verbeterd."

Fiorenza wees erop dat hoewel de toepassing van CAM-freestechnologie een geschiedenis van minstens vijftien jaar heeft, verspaningswerkplaatsen zich de afgelopen jaren steeds meer bewust zijn geworden van het feit dat frezen hogere materiaalafnamesnelheden kan bereiken, en door de eenvoudigere programmering en verificatie van gereedschapsbaden, de toepassing van frezen gemakkelijker is geworden dan in het verleden. Steeds meer CAM-systemen beschikken over algoritmes die specifiek zijn ontworpen voor insertie- en freesbewerking. Bovendien kan de bewerkingswerkstatt met behulp van snijsimulatiesoftware de betrouwbaarheid ervan controleren alvorens het freescycloprogramma uit te voeren. Fiorenza zei: "Je moet de beweging van het gereedschap langs het snijpad controleren, omdat gespecialiseerde freessen meestal geen middelsnijgereedschap zijn." Bij gebruik van niet-middelsnijgereedschappen, als de geselecteerde snijstap niet geschikt is of de bewerkingsopgave van het werkstuk onduidelijk is, is het mogelijk om snijden te veroorzaken. Volgens Meyers gebruiken sommige werkplaatsen het G81-boorcyclusprogramma in CNC-bewerking om freeswerkzaamheden uit te voeren. Maar bij dit type bewerking, wanneer de frees terugkeert van neerwaartse inbreng, kan het blad schrapen tegen de zijwand van het werkstuk. Om dit probleem op te lossen, beweegt een speciaal ontworpen CAM-freescyclus programma het gereedschap 0.025-0.050mm langs de X-as of Y-as richting voordat het de onderkant van de invoegtoepassing bereikt en zich voorbereidt om terug te trekken naar zijn reispunt. Door het gereedschap naar achteren te verplaatsen, kan krassen tussen het blad en het bewerkte oppervlak voorkomen tijdens het intrekken van het gereedschap. Meyers zei: "Het is ook mogelijk om de invoegen- en freescyclus handmatig te programmeren. In sommige gevallen, als het gaat om een eenvoudig invoegen en frezen met dezelfde inzetdiepte, kunt u slechts één subroutine schrijven om de beweging van het gereedschap in de X- of Y-as te bepalen. Handprogrammeren is echter veel werk en moet alleen worden gebruikt wanneer het nodig is en niet nodig is om bewerkingscode te schrijven." Whitsell van DP Technology zei: "We proberen de invoegen- en freescyclus te optimaliseren, zodat gebruikers volledig kunnen profiteren van het maximale potentieel van het invoegen en frezen in elke bewerking, met zo weinig mogelijk bewerkingen van gereedschap, en zoveel mogelijk werkstukken te snijden. Wanneer het nodig is om de axiale programmering van elk werkstuk dynamisch aan te passen. Dit vereist kennis van de afmetingen van de werkstukblanco en de afgewerkte onderdelen na verwerking Zolang de uiteindelijke grootte van het onderdeel bekend is, kan de freesdiepte van de frees worden bepaald en het kennen van de grootte van de werkstukblanco kan bepalen waar te beginnen met frezen. Metalen verwerking WeChat, de inhoud is goed en de moeite waard om te volgen. Whetsell zei: "Dit is eigenlijk de programmeerinformatie voor werkstukken die eerder door het frezen van wisselplaten in de huidige fase zijn bewerkt. In de ESPRIT CAM-software van DP noemen we het 'automatische programmeren van werkstukken'. Whetsell zei: "Het programmeren van het achterwaartse snijgereedschap in de X- of Y-richting wordt een beetje lastig omdat je het gereedschap niet zomaar in het volgende werkstukmateriaal kunt laten terugtrekken en je het gereedschap niet wilt terugtrekken in het restmateriaal dat door het vorige snijden is gegenereerd." CAM-software kan het frezen van wisselplaten op verschillende manieren programmeren. Whetsell zei: "U kunt bijvoorbeeld de resthoogte definiëren (zoals 0,25mm) zonder de snijstap of radiale snijbreedte te definiëren, en CAM-software kan het aantal freesoperaties berekenen om die resthoogte te bereiken." DP Technology ontwikkelt een speciale freescyclus voor ESPRIT-software, en sommige gebruikers hebben al freesprogramma's ontwikkeld via de geavanceerde programmeerinterface van het softwarepakket. Volgens Seculi van Kenner Company verschillen de snijparameters en professionele terminologie die worden gebruikt bij sleuffrezen van andere freesmethoden. Om trillingen te voorkomen, moet bijvoorbeeld een lagere snijsnelheid worden gebruikt wanneer de frees langdurig overhangt. Bij het beschrijven van het invoegfreesproces is ook de betekenis van Ap die wordt gebruikt om de axiale snijdiepte bij planair frezen weer te geven veranderd, omdat deze radiaal op de invoegfrees is geplaatst in plaats van in de verticale asrichting. Bij het frezen met Z-as is er geen axiale snijdiepte, alleen radiale snijdiepte (d.w.z. snijstapafstand) en radiale snijgrootte. De snijdiepte is meestal gerelateerd aan de grootte van het blad. Kenner Company stelt voor dat tijdens het invoegfrezen de snijdiepte altijd groter moet zijn dan 15% van de snijlengte van het blad. Als de snijdiepte dicht bij of kleiner wordt dan de straalwaarde van de gereedschapspitsboog van het blad, zal de radiale snijkracht toenemen, waardoor sommige voordelen van de invoegfreestechnologie verloren gaan.

Insertie frezen en high feed frezen zijn metaalsnijstrategieën met een hoge productiviteit. De keuze tussen het gebruik van deze technologie of andere freesstrategieën is afhankelijk van meerdere factoren. Om de voordelen van frezen te maximaliseren, is het noodzakelijk om gespecialiseerde frezen te gebruiken en zorgvuldig CAM-programmering uit te voeren. In veel gevallen kan frezen met hoge toevoer een eenvoudiger en uitvoerbaarder alternatief worden voor sleuffrezen, en frezen met hoge toevoer zijn in principe frezen met rechte randen met grote uitloophoeken. Een grote loodhoek verdunt de spaanders, en om voldoende spaandikte te behouden, is het noodzakelijk om de toevoersnelheid te verhogen. Frezen met hoge toevoer kunnen snel metalen materialen snijden met hoge toevoersnelheden en kleine snijdiepten, terwijl de zijdelingse belasting op de werktuigmachine en snijgereedschappen wordt geminimaliseerd. Tom Noble, MAXline Product Manager bij Ingersoll Tools, is van mening dat de karakteristieke afmetingen en structuur van de onderdelen de bewerkingswerkstatt kunnen helpen te beslissen of het gaat om het frezen van wisselplaten of het frezen met hoge toevoer. Hij zei: "Als er een kleine holle holte moet worden bewerkt, kan het gebruik van wisselplaat frezen geschikter zijn. Door de korte radiale bewegingsafstand is het niet nodig om te veel materiaal radiaal te frezen. Maar als het te frezen gebied vrij groot is, kan het efficiënter zijn met frezen met hoge toevoer." Frezen met hoge toevoer heeft inderdaad zijdelingse belastingen, maar het kan worden geminimaliseerd door gebruik te maken van een kleine snijdiepte, snelle toevoer en meerdere gereedschappassen. Fiorenza van het bedrijf wees erop dat het gebruik van een frees met een diameter van 50mm of meer voor het frezen van lange overhang zeer effectief kan zijn. Frezen met hoge toevoer kan meer geschikt zijn voor frezen met lange overhang met frezen met kleine diameter. Hij zei: "Wanneer de overhangende lengte van het snijgereedschap vergroot tot 4- of 6-maal de diameter, zullen bepaalde soorten chatter beginnen te voorkomen. U kunt hoge toevoerfrezen en kleine snijdiepten van 0.38-0.50mm gebruiken om deze bewerking het hoofd te bieden. Mogelijk moet u ook enkele anti-vibratie gereedschapsstructuren gebruiken, zoals integrale hardlegering gereedschapshouders en modulaire gereedschapskoppen." Noble gelooft dat een belangrijke factor bij het kiezen van een freesmethode de dagelijkse bewerkingstaken in de werkplaats zijn. "Als u bijvoorbeeld een grote hoeveelheid 3D-frezen wilt uitvoeren in uw dagelijks leven en ook wat inzetstukken wilt doen, raad ik aan met behulp van frezen, die ook kunnen worden uitgevoerd voor de aankoop van grote groeven, groeven, groeven en groeven. Voor de aankoop van gespecialiseerde frees op grote schaal moet u investeren in de aanschaf van speciale frees.

Hoewel algemene werktuigmachines het voordeel hebben dat ze veelzijdig zijn, is het gebruik van gespecialiseerde werktuigmachines vaak een betere keuze om de productiviteit te maximaliseren (en vervorming te verminderen). Doushan Machine Tool Company, dat producten zoals verticale bewerkingscentra (VMC's) en horizontale boring- en freesmachines produceert, kan verschillende soorten gereedschapsmachines leveren van lichtgewicht tapcentra tot hoge snelheid vijf-assige bewerkingscentra voor zwaar snijden van mallen. Metalen verwerking WeChat, de inhoud is goed en de moeite waard om te volgen. Marketing Manager John Ross verklaarde dat het bedrijf machinegereedschappen kan aanpassen voor verschillende verwerking (en zelfs verschillende regio's). Sommige werktuigmachines gebruiken bijvoorbeeld lineaire geleiders, terwijl andere robuustere harde rails gebruiken. Wanneer we de markt betreden in sommige delen van Californië, VS, die voornamelijk lichte materialen snijdt, zijn lineaire geleidingsrail gereedschappen op het juiste spoor. Echter, wanneer we de markt betreden in het Midden-Westen, die luchtvaartmaterialen en legeringen op hoge temperatuur verwerkt, hebben gebruikers hard rail gereedschappen nodig die grotere snijkrachten kunnen weerstaan en duurzamer en duurzamer zijn. Hoge snelheidsvormbewerkingsmachines met lineaire geleidingsrails hebben uitstekende prestaties bij het snel snijden van kleine hoeveelheden werkstukmaterialen, en het gebruik van insert freestechnologie kan hun ruwe bewerkingsvermogen verder verbeteren. Maar het vermogen van dit type werktuigmachine om spaanbelasting te weerstaan is niet zo goed als dat van hard rail werktuigmachines. Ross wees erop dat de verticale bewerkingscentra uit de Mynx-serie van Doosan de bewerkingsplatforms zijn die de voordelen van invoegfrezen kunnen maximaliseren, en dat hun stijfheid de hoogste is onder Doosan VMC's. De basis van de werktuigmachine wordt gemaakt van integraal gieten, en de 1500mm750mm werktafel kan grote vormen of luchtvaartgietstukken verwerken. Steve Sigg, toepassingsingenieur bij Doushan Company, wees erop dat "hoe dikker de spindel van een werktuigmachine, hoe sterker het frezen vermogen." Bij zwaar snijden kan sleuffreestechnologie gebruikers helpen om moeilijk te bewerken materialen (zoals Inconel-legering en roestvrij staal) efficiënt te ruwen, terwijl het gebruik van een frontfrees voor radiale bewerking van deze materialen zeer inefficiënt is. Wanneer de gereedschapoverhang groot is, kan de zijdelingse freeskracht overmatige trillingen veroorzaken en sleuffrezen kan dit probleem ook effectief oplossen. Hij noemde ook dat een andere reden waarom fabrikanten geïnteresseerd zijn geworden in plugfrezen is dat met de opleving van de Amerikaanse productie, sommige vormverwerkingstaken voortdurend terugkeren van China naar de Verenigde Staten.