De selectie van de meest effectieve gereedschapsoplossing bij het uitvoeren van precisiebewerkingswerkzaamheden is uiterst belangrijk in termen van prestatie en resultaatkwaliteit. Het volgende artikel is gewijd aan de voordelen van variabele helix-eindfrezen. Laten we speciale aandacht besteden aan de ontwikkeling van de groefontwerpen van deze gereedschappen. Door deze snijgereedschappen te analyseren, kunnen we onthullen hoe het specifieke geometrische ontwerp van deze gereedschappen zorgt voor betere stabilisatie, minder trillingen en betere spaanafvoerwegen. De technische uitleg die hier wordt gepresenteerd, stelt ingenieurs en machinisten in staat om efficiënter en productiever te zijn in hun bewerking.
Wat doet een Variable Helix End Mill precies?
Functionaliteit van een variabele helixfrees
Variabele helix-eindfrezen hebben een enkelvoudig gegroefd ontwerp voor de snijkant die uitsteekt en verandert met de helixhoek. Dergelijke inconsistenties verminderen de harmonischen tijdens bewerkingen, waardoor snijtaken die anders het gebruik van enkelvoudige gereedschappen zouden vereisen, efficiënter worden uitgevoerd. De ongelijke configuratie helpt ook bij het verbeteren van spaanafvoer door spaanpakking te voorkomen en zo de snelheid van materiaalverwijdering te verbeteren. Het verhoogt ook de levensduur van gereedschappen door de krachten te verminderen die op bepaalde delen van het snijgereedschap worden uitgeoefend, aangezien deze delen dezelfde snijfunctie uitvoeren. Al met al verbetert de variabele helixconfiguratie effectief zowel de snijprestaties als de nauwkeurigheid in verschillende bewerkingsprocessen.
Voor- en nadelen van variabele helixfreesmachines
Vormvervorming is beschikbaar in verschillende afmetingen, en de andere twee snijkanten zijn meestal samengesteld uit verschillende kenmerken van de variabele helix-eindfrezen, waardoor ze het toepassingspotentieel verder verbreden. Ten eerste verhogen deze de prestaties van het bewerkingsproces bij het werken met complexe bewerkingsmaterialen. Ten eerste is het niveau van harmonische trillingen aanzienlijk lager. Daarom is het oppervlak van het bewerkte onderdeel nog beter en worden de kansen op defecten verder verkleind. Het is de vorm van de frees die de juiste speling van de spanen mogelijk maakt en oververhitting van het gereedschap voorkomt. Daarnaast zorgt de variatie van de axiale helixhoek ervoor dat er goed uitgebalanceerde tegenkrachten ontstaan, wat leidt tot minder contact tussen het gereedschap en het werk en nauwkeurigere afmetingen. Steeds meer productiviteit van de hele activiteit, het verlagen van cyclustijden, enz., wordt bereikt in nauwkeurige bewerkingsprocessen. Uitgerust met dit bovenstaande betekent geometrische aanpasbaarheid, dergelijke gereedschappen worden gebruikt voor verschillende werkstukmaterialen_VEC.
Toepassingsgebieden voor variabele hoekfreesmachines
Vanwege hun effectiviteit en nauwkeurigheid vinden variabele helix-eindfrezen toepassingen in de productie van onderdelen in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en medische industrie. In de lucht- en ruimtevaartsector maken ze het mogelijk om componenten met ingewikkelde vormen te bewerken uit lichtgewicht materialen, waaronder titanium en zijn legeringen. De automobielsector gebruikt deze frees tijdens het bewerken van motorcomponenten omdat ze sneller zijn en tegelijkertijd een goede oppervlakteafwerking en maatnauwkeurigheid garanderen. Deze variabele helix freeskoppen worden ook gebruikt bij de productie van hoogwaardige chirurgische instrumenten in de medische sector, waar nauwkeurigheid en betrouwbaarheid erg belangrijk zijn. Verder worden ze ook gebruikt voor de productie van mallen en matrijzen, waarbij de cyclustijd met vele vouwen wordt verbeterd en slijtage minder is bij toepassingen met hoge snelheid.
Wat is de relatie tussen de spiraalhoek en de freesprestaties?
Waarom Helix Hayes ertoe doet
Helixhoeken zijn ontwerpkenmerken van freeskoppen die een belangrijke rol spelen bij het beïnvloeden van factoren zoals gereedschapsvibratie en snij-efficiëntie. De andere kant is dat als het gereedschap een lage helixhoek heeft, de snijkrachten groot zullen zijn en er een efficiënte spaanafvoer zal zijn, wat geschikt is voor harde materialen. Aan de andere kant verlaagt een grote helixhoek de axiale snijkrachten terwijl de snijactie toeneemt, wat geschikt is voor zachtere materialen, evenals voor het bereiken van een betere oppervlaktekwaliteit met helicale freeskoppen. Op deze manier kunnen fabrikanten de effectiviteit van de snijgereedschappen voor bepaalde taken verbeteren door de exacte helixhoek te kiezen, wat uiteindelijk zorgt voor een betere kwaliteit en slijtvastheid en minder infiltratie van bewerkingsuitvaltijd.
Onderscheid maken tussen hoge helix- en standaard helixfreeskoppen
High helix-eindfrezen hebben matige tot steile helixhoeken, ongeveer 45 tot 60 graden, waardoor het snijproces efficiënter is dan bij standaard helix-eindfrezen en er betere spaanafvoer mogelijk is. Dit is een goede strategie voor zachte materialen met esthetische kenmerken die worden nagestreefd. Standaard eindfrezen vertonen daarentegen helixen met hoeken tussen 30 en 35 graden, die destructiever zijn en het snijden van hardere materialen mogelijk maken. De variabelen in het onderhavige geval zijn de high helix-eindfrezen en de standaard helix-eindfrezen. Omdat high-hybride ontwerpen hogere snelheden en polijsting mogelijk maken, bieden standaardontwerpen conventionele stabiliteit met robuuste eigenschappen die werken in agressieve toepassingen. Het juiste type is belangrijk omdat het de nauwkeurigheid van de bewerking beïnvloedt ten opzichte van de aard van het eindproduct en de keuzes op basis van hoe de materialen zullen worden gebruikt.
Hoe kiest u de juiste spiraalhoek?
Het belangrijkste hiervan is de juiste selectie van de helixhoek volgens het materiaaltype: voor hardere materialen is een standaard helixhoek van 30-35 graden geschikt, zodat er stabiliteit en een goede verdeling van krachten is. Daarom moet een hoge helixhoek (ongeveer 45 tot 60) worden geselecteerd in zachte materialen die een zeer gladde oppervlakteafwerking vereisen voor gemakkelijkere spaanafvoer en een betere oppervlakteafwerking. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met de functionele parameters van het te bewerken onderdeel, bijvoorbeeld de bewerkingssnelheid en de vereiste bewerkingskwaliteit; hoge helixhoeken zorgen voor meer snelheden en cosmetisch werk, en standaardhoeken verdragen belastingen beter onder intensieve werkomstandigheden. Bij het snijden van materialen suggereert de effectieve werksnelheid van de uiteindelijke geometrie van het onderdeel, gebaseerd op materiaaleigenschappen en operationele omstandigheden, dat er voor elk materiaal een comfortabele en optimale helixhoek is.
Wat zijn de belangrijkste kenmerken van hardmetalen frezen?
Materiaalsamenstelling van hardmetalen freeskoppen
Carbide freeskoppen bestaan voornamelijk uit wolfraamcarbide, een slijtvast, duurzaam materiaal dat wordt gewaardeerd om zijn hoge slijtvastheid en snij-efficiëntie. Een dergelijke samenstelling maakt het mogelijk om gereedschappen te produceren die hun snijkwaliteit zouden verliezen, zelfs bij langdurig gebruik, met name voor de spiraalfrezen die zijn ontworpen voor aluminiumlegeringen die optimaal presteren. Bovendien kunnen ze kobalt gebruiken als bindmiddel in spiraalfrezen om de taaiheid en thermische stabiliteit van het gereedschap te verbeteren. Deze materialen zijn speciaal ontwikkeld voor hun individuele doeleinden om de prestaties en veiligheid van de hardmetalen freeskoppen te verbeteren tijdens gebruik, met name bij het bewerken van koper met hoge snelheid.
Waarom zou Carbide beter zijn dan de andere beschikbare alternatieven?
Er zijn voordelen aan het gebruik van hardmetalen freesmachines ten opzichte van HSS en op kobalt gebaseerde materialen. Om te beginnen is hardmetaal harder dan deze materialen, wat zorgt voor een beter behoud van de scherpe geometrie van de snijgereedschappen en hogere snijsnelheden op spiraalvormige freesmachines. Ten tweede vermindert de hoge hardheid van hardmetaal de slijtage van de gereedschappen en helpt het de kosteneffectiviteit van de gereedschappen in de loop van de tijd te vergroten door hun levensduur te vergroten en onderhoudskosten te verlagen. Bovendien verbetert de impact van hardmetaal bij hoge temperaturen de werking ervan in meer uitdagende bewerkingssituaties. Ten slotte verbeteren de prestaties van de hardmetalen gereedschappen, die redelijk constant blijven, ongeacht de bewerkingsomstandigheden, de kwaliteit en de oppervlakteafwerking van het eindproduct bij het bewerken van complexe materialen.
Hoe kiest u een frees op basis van de vereisten van aluminium en zijn legeringen?
Ontwerpkenmerken van freeseinden in gebruik voor aluminium en aluminiumlegeringen
Bij het zoeken naar koppelingen van freeskoppen voor aluminium en aluminiumlegeringen, moeten kenmerken zoals groefontwerp, coating en geometrie, met name freeskoppen voor aluminiumlegeringen, in acht worden genomen. Een hoge helixhoek (ongeveer 45 graden) vergemakkelijkt ook het verwijderen van spanen en vermindert de kans op spaanpakking. Gereedschappen met minder groef (meestal twee of drie) zorgen voor spaanafvoer, wat resulteert in betere bewerkingsprocessen. Sommige coatings, zoals TiN of TiAlN, kunnen de wrijvingsbestendige eigenschappen van het gereedschap verbeteren en een slijtvast effect teweegbrengen. Om de kwaliteit van bewerkte aluminium onderdelen te verbeteren, is het verstandig om snijgereedschappen met scherpe randen te gebruiken om fijne afwerkingen en maatnauwkeurigheid te bereiken.
Belang van hoekradius en gereedschapsgroefontwerp
De radius van de hoek van een frees is een belangrijk aspect van de algehele gereedschapsprestatie bij het bewerken van aluminium. Omdat de hoekradius groot is, verbetert dit de sterkte van het gereedschap, minimaliseert het de chipping-effecten tijdens de bewerking en verbetert het de oppervlakteafwerking. Bovendien blijft het groefontwerp erg belangrijk bij het verlichten van spaanafvoer en het pad van het koelmiddel. Een gegroefd ontwerp met een vooraf bepaald aantal kanalen maakt het mogelijk om een goede spaanspeling te hebben, waardoor wordt voorkomen dat de spaan terugstroomt naar het gereedschap, wat gereedschapsslijtage en maatafwijkingen veroorzaakt. Messingradii en groeven zijn erg belangrijk bij snijbewerkingen om de operationele omstandigheden op het werkstuk te optimaliseren.
Het advies van Guhring en MA Ford® TuffCut®
Guhring stelde voor dat het bij het bewerken van aluminium en zijn legeringen raadzaam is om freeskoppen te gebruiken met hoge helixhoeken en meerdere groeven gelijk aan 2 of meer om een goede spaanafvoer te garanderen. Ze raden ook de toepassing van TiAlN-coatings aan om de levensduur van het gereedschap te verlengen. MA Ford® TuffCut® benadrukt de ontwikkeling van een ronde hoek van het gereedschap, geholpen door een betere afwerking dan schoon gesneden randen, langs de vraag naar spaanverwijderende ontwerpen van spiraalvormige gereedschappen. Al deze fabrikanten vragen om een routinematige beoordeling van de mate van slijtage van het snijgereedschap om de integriteit van de bewerkingsprocessen te behouden.
Wat zijn de bedrijfsparameters voor het optimaliseren van de gereedschapslevensduur?
De juiste loopparameters
Om een maximale gereedschapslevensduur te bereiken bij het bewerken van aluminium, moeten de ingestelde loopparameters overeenkomen met de functionele eigenschappen van het gereedschap en het materiaal waaraan wordt gewerkt. Dergelijke parameters omvatten snijsnelheden, voedingssnelheden en snijdieptes, met name bij gebruik tijdens freesbewerkingen. Hoewel er geen definitieve documenten over zijn, is het raadzaam om voor de meeste aluminiumlegeringen een snijsnelheid van 500 tot 1000 SFM in te stellen. Op dezelfde manier moet de loop- of longitudinale voeding voldoen aan de aanbevolen specificaties van de frees met normale waarden in het bereik van 0,003 tot 0,015 inch per tand. Met betrekking tot snijgereedschappen is ook een snijdiepte nodig, die niet alleen is gebaseerd op de gereedschapsdiameter, maar ook op de aard van het werk, meestal variërend van 0,010 tot 0,100 inch. Deze parameters vereisen een goede optimalisatie in prestaties, omdat ze helpen bij de nauwkeurigheid bij het bewerken en de slijtage van gereedschappen.
Effect van harmonische trillingen op de levensduur van gereedschap
Harmonische trillingen kunnen een aanzienlijke vermindering van de levensduur van gereedschappen veroorzaken, omdat ze de door de frees veroorzaakte spanning en slijtage van snijkanten vergroten. Deze trillingen kunnen leiden tot foutieve snij- of overmatige snijomstandigheden, wat leidt tot onregelmatigheden in de snijkrachten, wat de levensduur van gereedschappen kan verkorten, met name tijdens freesbewerkingen. Bovendien kunnen ze ook de kwaliteit van de oppervlakteafwerking aantasten en fouten veroorzaken in de bewerkingsnauwkeurigheid van de werkstukken. Daarom moeten passende maatregelen worden genomen met betrekking tot de toepassing van effectieve trillingsdempingsmethoden en controle van spindelstanden om deze effecten te verminderen en gereedschappen efficiënt te laten werken.
Maximaliseren van verwijderingspercentages voor hoogefficiënt frezen
Als het doel is om de verwijderingssnelheden bij hoog-efficiënt frezen te verbeteren, is het uiterst belangrijk om dit te doen zonder de stabiliteit in gevaar te brengen door de snijparameters op passende wijze aan te passen. Dit betekent dat een zeer hoge snijsnelheid wordt gebruikt, meestal variërend van ongeveer 800 SFM tot 1200 SFM, tijdens het snijden van aluminium en een zeer hoge voedingssnelheid die overeenkomt met een gereedschap van 0,015 tot 0,025 inch per tand. Een snede moet worden vergroot op basis van de limieten van het gereedschap, die vaak worden waargenomen in het gebied van 0,100 en 0,250 inch, wat belangrijker is voor diep snijden om meer materiaal te verwijderen. Met een duurzaam gereedschap en goede koelomstandigheden is het mogelijk om hoogwaardige onderdelen te vervaardigen, zelfs bij hoge materiaalverwijderingssnelheden.
Hoe kan ik trillingen tijdens het frezen onder controle houden?
Het geratel in Helix-eindfrezen
Eindvlakfrezen gebeurt met neerwaartse druk door te schuiven en te snijden met de roterende frees aan het uiteinde. Een hoge snelheid van vlakfrezen, wanneer geprobeerd met eenvoudige machines, resulteert vaker wel dan niet in instabiliteit in de bewerking. Dat omvat dergelijke afbuiging die kan toenemen door soorten snijden of door toegepaste krachten. Bovendien creëren andere factoren, zoals de ontwerpkenmerken van gereedschappen, zoals een hoge helixhoek of lage speling, ook kansen op trillingen. Verschillende materialen hebben verschillende snijcapaciteiten en werkstukken worden vaak niet intensief vastgehouden, wat resulteert in slechte routering. Chatter is moeilijk omdat de industrie steeds dieper snijdt terwijl de gereedschappen hetzelfde blijven. Maar om dit effect te voorkomen, is het van het grootste belang om het juiste gereedschap te kiezen en rotatieverhoudingen met hoge prestaties van de spindel te gebruiken, waarbij een voldoende aantal klemmen wordt geboden om de stabiliteit te versterken.
Technieken voor het minimaliseren van chattercontrole
- Verhoog de stijfheid van het gereedschap: Gebruik kortere snijgereedschappen en zeer solide bewerkingsplatformen om de sterkte te vergroten en de kans op buiging van het gereedschap te verkleinen.
- Optimaliseer snijparameters: Varieer de toegewezen spindeltoerentallen of snijsnelheden om het draaien te minimaliseren en toch succesvol te snijden.
- Verhoog de demping: Gebruik of zorg voor gereedschap dat schokabsorberende apparatuur of punten gebruikt.
- Selecteer de juiste gereedschapsgeometrie: Gebruik het juiste gereedschap met de juiste spiraalhoek en voldoende speling om de kans op een dialoog tot een minimum te beperken.
- Werkstukbevestiging versterken: Gebruik stevigere opspanningen en mallen of werkstukhouders en klemmen voor het werkstuk tijdens het bewerken.
- Optimalisatie van het gereedschapspad uitvoeren: Pas strategieën voor constante inzet toe en gebruik adaptieve gereedschapspaden om plotselinge veranderingen in de belasting te beperken.
- Voer routinematig controles en onderhoud uit aan uw gereedschap: Zorg ervoor dat uw gereedschap in goede snijconditie blijft door het te slijpen en door slijtage door trillingen te beperken.
Machine-instellingen en werkstukoverwegingen
Het is noodzakelijk om de instellingen van de machine en de werkstukcondities te controleren om zo min mogelijk trillingen te krijgen tijdens het bewerken. Om te beginnen moet de spindelsnelheid nauwkeurig worden ingesteld; als de spindelsnelheid bijvoorbeeld te hoog is ingesteld, kan er vervorming optreden en als deze te laag is ingesteld, kan er onbevredigende snede worden verkregen. De snijvoedingssnelheid heeft een aanzienlijke invloed op de spaanvorming. Daarom is het raadzaam om altijd en waar nodig een gemiddelde waarde te gebruiken om trillingen te minimaliseren. Volg daarnaast het gereedschapspad en de structuur zodat er geen abrupte belastingsveranderingen kunnen optreden.
Bij een analyse van het bovengenoemde werkstuk is het belangrijk om de structuureigenschappen van het werkstuk te noteren en te evalueren, aangezien sneden kunnen variëren, zoals wervelsnijden. Door het gebruik van geschikte fittingen die het werkstuk nauwkeurig positioneren, wordt roterende trillingsinducerende beweging vermeden. Last but not least moeten de parameters van de machine, waaronder het niveau van uitlijning, stijfheid en afwezigheid van sneden, krassen en beschadigingen, ook worden beoordeeld, aangezien deze parameters rechtstreeks van invloed zijn op de stabiliteit van de basis en de efficiëntie van snijprocessen.
Referentiebronnen
Veelgestelde vragen (FAQ's)
V: Wat zijn de voordelen van freesmachines met variabele helix?
A: Variabele helix freeskoppen bieden verschillende voordelen, zoals minder trillingen, betere spaanafvoer en hogere voedingssnelheden. Hun …
V: Welk effect heeft de spiraalhoek van de frees op de prestaties?
A: De helixhoek van de frees is een belangrijke factor die de prestaties van het gereedschap beïnvloedt. In de meeste gevallen zijn grotere helixhoeken …
V: Welke veelgebruikte freesproducten met variabele helix zijn er op de markt?
A: Enkele van deze freesproducten met variabele helix zijn de MAFord® TuffCut®-serie, Altima®-frezen, Guhring RF 100 …
V: Kunnen frezen met variabele helix geschikt zijn voor een breed scala aan bewerkingen op aluminiumlegeringen?
A: Ja, variabele helix-eindfrezen zijn uitstekend geschikt voor het bewerken van aluminiumlegeringen. Deze specifieke eindfrezen zijn zo ontworpen dat spaanlassen wordt vermeden en er een uitstekende spaanspeling wordt bereikt, wat vooral belangrijk is bij het bewerken van gomachtige materialen zoals aluminium. Sommige bedrijven produceren speciaal ontworpen helix-eindfrezen voor het bewerken van aluminium, die kwaliteitsresultaten en ruwheid opleveren.
V: Dit is heel basic. Beide freeskoppen hebben 4 groeven. Hoe verschilt dit van een freeskop met 4 groeven en een standaardconfiguratie?
A: Hoewel het beide vier-groef freeskoppen zijn, variëren de helixhoeken op de snijkanten van de vier-groef freeskoppen in een variabel helixontwerp. Dit verschil helpt bij het aanpassen van harmonischen, het verminderen van trillingen en het verbeteren van de werking van de freeskoppen. Vier-groef freeskoppen met constante helicoïde of helicale hoeken worden gemakkelijker mechanisch geactiveerd in bepaalde gebruiksomstandigheden.
V: Kunnen freeskoppen met variabele helix worden gebruikt als gereedschap voor voorbewerkingen en nabewerkingen?
A: Zeker, de meeste variabele helix freeskoppen zijn gebouwd om zowel ruwen als nabewerken te doen. Waar sommige seriekenmerken verbeterd kunnen worden om alleen nuttig te zijn voor een specifieke taak, zijn de algehele prestaties van speciale gereedschappen vrij goed voor verschillende snijomstandigheden. Wanneer de beste resultaten gewenst zijn, moeten de suggesties van de fabrikant worden gevolgd of moet er een gereedschapsselectiesoftware zoals Machining Advisor Pro worden gebruikt.
V: Welke coatings worden op de frees met variabele helix aangebracht?
A: Het gebruik van variabele helix-eindfrezen, net als andere, gaat vaak gepaard met de noodzaak om hoogwaardige coatings aan te brengen om slijtage als gevolg van snijbewerkingen te weerstaan. Reguliere coatings omvatten AlTiN (Aluminium Titanium Nitride), dat wordt aangebracht in omgevingen met hoge temperaturen en bij het bewerken van roestvrij staal. Andere coatings kunnen specifiek rijmen met aluminiumlegering of een ander materiaal. Het type coating dat wordt gebruikt, wordt voornamelijk beïnvloed door het werk dat moet worden uitgevoerd en in welke materialen.
