Wat is frezen?

Wat is frezen?

frezen

Freesapparatuur

Bij het frezen van vormdelen zijn de belangrijkste soorten freesmachines horizontale freesmachines, verticale freesmachines, portaalfreesmachines en universele freesmachines. De meest gebruikte zijn verticale freesmachines en universele freesmachines, die een bewerkingsnauwkeurigheid van IT8 of hoger en een oppervlakteruwheid Ra van 1,6 μm kunnen bereiken. Als frezen met hoge-snelheid en laag- volume wordt gebruikt, kan de nauwkeurigheid van het werkstuk IT7 bereiken en kan de oppervlakteruwheid Ra 0,8 μm bereiken. Bij het frezen wordt een nabewerkingstoeslag van 0,05 mm aangehouden en is nabewerken door een monteur voldoende. Wanneer hoge precisie vereist is, is frezen slechts een tussenproces en zijn na het frezen verdere afwerkingsprocessen nodig.

Selectie van freesgereedschappen

Frezen is een bewerkingsmethode die wordt uitgevoerd op een freesmachine met behulp van een frees. Tijdens het frezen voert de frees de hoofddraaibeweging uit, terwijl het werkstuk of de frees de voedingsbeweging uitvoert. Een frees is een snijgereedschap met meerdere- tanden en er zijn verschillende typen frezen vereist, afhankelijk van het object dat wordt gefreesd.

Voor vlakfrezen kunnen cilindrische vingerfrezen worden gebruikt voor omtrekfrezen, of vlakfrezen kunnen worden gebruikt voor vingerfrezen, zoals weergegeven in Figuur 3-14. Vergeleken met perifeer frezen zijn bij eindfrezen meer tanden nodig die tegelijkertijd werken, wat resulteert in minder variatie in snijdikte, een groter contactoppervlak tussen de frees en het werkstuk, een soepeler snijproces, en de afwerktanden op vlakfrezen kunnen het bewerkte oppervlak polijsten, wat resulteert in een betere bewerkingskwaliteit. Bovendien hebben vlakfrezen een hoge stijfheid en maakt het snijgedeelte meestal gebruik van hardmetalen wisselplaten, waardoor grotere snijparameters mogelijk zijn. Vaak kan het gehele werkoppervlak in één keer worden bewerkt, wat resulteert in een hoge productie-efficiëntie. Daarom wordt het gebruik van vlakfrezen op verticale freesmachines voor het bewerken van vlakke of hellende oppervlakken veel gebruikt bij het bewerken van matrijsdelen.

Methoden voor het spannen en positioneren van werkstukken

De belangrijkste klemmethoden voor onderdelen op freesmachines zijn: klemmen met een platte- bankschroef; klemmen met een universele indexeerkop; het werkstuk direct op de werktafel van de freesmachine klemmen met een klemplaat en bouten; en het gebruik van speciale armaturen voor het klemmen in serieproductie, zoals de volgende armaturen en mechanismen die compatibel zijn met freesmachines:

① Positionerings- en ondersteuningsmechanismen die worden gebruikt om werkstukken direct op de werktafel te positioneren en vast te klemmen; hefboom-type klemmechanismen bestaande uit drukplaten en bouten of excentrische componenten.

② Precieze platte- bankschroeven voor algemene- doeleinden voor het positioneren, klemmen en bevestigen op de werktafel.

③ Universele indexeerkoppen gemonteerd op de werktafel.

④ Spil-type, horizontale-spindel-type en universele roterende indexeringswerktafels gemonteerd op de werktafel van de freesmachine.

⑤ Veelgebruikte handmatige en gemotoriseerde roterende werktafels.

Werkstukken en bewerkte oppervlakken die kunnen worden gefreesd, worden weergegeven in Figuur 3-15. Figuur 3-15(a) toont vlakfrezen, figuren 3-15(b) tot 3-15(d) tonen driedimensionaal concaaf holtefrezen, en figuur 3-15(e) toont vormingsponsfrezen. Omdat het onbewerkte werkstuk tijdens de bewerking meestal zesvlakkig is, wordt het bodemvlak vaak gebruikt als het primaire bewerkingsreferentiepunt, gepositioneerd op de freesmachinetafel, waardoor de drie vrijheidsgraden van het werkstuk worden beperkt: z (rotatie), y (rotatie) en z (translatie). Tegelijkertijd worden de twee zijden van het werkstuk gebruikt als positioneringsreferentievlakken in de X- en Y-richtingen om z (rotatie), x (translatie) en y (translatie) te beperken. Na het vastklemmen van het werkstuk zijn alle zes vrijheidsgraden volledig beperkt.

Er kan ook een speciale opspanning worden ontworpen en vervaardigd op basis van de zes positioneringsreferenties van het werkstuk. Wanneer het werkstuk voor het frezen in de opname wordt gespannen, moeten aan de volgende basisvereisten worden voldaan:

① Zorg ervoor dat de bewerkingsmaatfouten van elk bewerkt oppervlak binnen het toegestane bereik liggen.

② Garandeer de vormnauwkeurigheid van elk bewerkt oppervlak, dwz zorg ervoor dat de vormtoleranties van het bewerkte werkstuk voldoen aan de ontwerpvereisten.

③ Zorg ervoor dat de positionele nauwkeurigheidseisen tussen de bewerkte oppervlakken worden nageleefd.

Freesparameters

Bij het frezen is de rotatie van de frees de primaire beweging, terwijl de lineaire of kromlijnige beweging van het werkstuk langs de werktafel de voedingsbeweging is. Belangrijke freesparameters zijn onder meer freessnelheid, voedingssnelheid, snedediepte en voedingssnelheid.

Freessnelheid (vₙ) heeft betrekking op de lineaire snelheid van de snijkant bij de maximale diameter van de frees.

Voedingssnelheden bij het frezen worden op drie manieren uitgedrukt:

① Voeding per tand f_z: De afstand die het werkstuk in de voedingsrichting aflegt per tand die de frees passeert, gemeten in mm/z. f_z is de basis voor het selecteren van de voedingssnelheid.

② Voeding per omwenteling fᵣ: De afstand die het werkstuk in de voedingsrichting aflegt per omwenteling van de frees, gemeten in mm/omw.

③ Voeding per minuut fₘ: De afstand die de frees ten opzichte van het werkstuk in de voedingsrichting per minuut aflegt, gemeten in mm/min. In de praktijk wordt fₘ over het algemeen gebruikt om de voedingssnelheid van de machine aan te passen.

De volgende relaties bestaan ​​tussen f_z, fᵣ en fₘ:

In de formule vertegenwoordigt n de freessnelheid, in tpm.

De snedediepte (aₚ) bij het frezen is de loodrechte afstand tussen het werkstuk en het bewerkte oppervlak, dwz de diepte tot waar de frees in het werkstuk dringt.

De voedingssnelheid (vᵢ) heeft betrekking op de relatieve verplaatsing tussen het werkstuk en de frees langs de voedingsrichting per tijdseenheid, gemeten in mm/min. Het is gerelateerd aan de freessnelheid n, het aantal tanden z en de voeding per tand f_z (in mm/z).

De formule voor het berekenen van de voedingssnelheid is:

In de formule hangt de voeding per tand f voornamelijk af van factoren zoals de mechanische eigenschappen van het werkstuk en de gereedschapsmaterialen, en de eisen aan de oppervlakteruwheid van het werkstuk. Wanneer het werkstukmateriaal een hoge sterkte en hardheid heeft, hoge eisen aan de oppervlakteruwheid, een slechte stijfheid van het werkstuk of een lage gereedschapssterkte, moet f een kleinere waarde zijn. De voeding per tand van hardmetalen vingerfrezen is hoger dan die van vergelijkbare stalen vingerfrezen met hoge snelheid. De referentietabel voor het selecteren van de voeding per tand vindt u in Tabel 3-4.

Tabel 3-4 Referentietabel voor voeding per tand van frezen

Eenheid: mm

De freessnelheid (vₙ) van een frees is omgekeerd evenredig met de standtijd T, voeding per tand f_z, snedediepte aₚ, snedediepte aₑ en het aantal tanden z, en direct evenredig met de freesdiameter d. Dit komt omdat naarmate f_z, aₚ, aₑ en z toenemen, het aantal gelijktijdig werkende tanden toeneemt, wat leidt tot een grotere snijkantbelasting en hitte, waardoor de slijtage van het gereedschap wordt versneld. Daarom beperkt de standtijd van het gereedschap de toename van de snijsnelheid. Het vergroten van de freesdiameter verbetert de warmteafvoer, waardoor de freessnelheid dienovereenkomstig toeneemt. Tabel 3-5 geeft referentiewaarden voor freessnelheden.

Tabel 3-5 Referentiewaarden van freessnelheid

Eenheid: m/min