Warum sollten wir bearbeitete Produkte entgraten?
Sicherheit:
Durch Grate können scharfe Kanten und Vorsprünge entstehen, die sowohl für Arbeiter als auch für Endbenutzer eine Gefahr darstellen können.
Qualität:
Durch das Entfernen von Graten können Sie die Qualität und das Aussehen Ihres Produkts verbessern.
Funktionalität:
Grate können die Leistung von Komponenten und deren Schnittstelle zu anderen Teilen beeinträchtigen.
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
In bestimmten Branchen gelten strenge Vorschriften hinsichtlich der Grattoleranz, um die Produktleistung und -sicherheit zu gewährleisten.
Montage und Handhabung
Entgratete Produkte erleichtern die Handhabung und Montage, wodurch das Risiko einer Beschädigung verringert wird.
Beim Metallschneiden entstehen häufig Grate.Grate können die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität eines Werkstücks beeinträchtigen.Sie beeinträchtigen auch die Leistung eines Produkts und verursachen in manchen Fällen Unfälle.Um das Gratproblem zu lösen, wird üblicherweise Entgraten eingesetzt.Entgraten ist kein produktiver Prozess.Das Entgraten ist ein unproduktiver Prozess.Es erhöht die Kosten, verlängert die Produktionszyklen und kann zur Verschrottung des gesamten Produkts führen.
Das Anebon-Team hat die Faktoren analysiert und beschrieben, die die Bildung von Fräsgraten beeinflussen.Sie haben auch die verfügbaren Methoden und Technologien diskutiert, um Fräsgrate zu reduzieren und zu kontrollieren, von der Strukturentwurfsphase bis zum Herstellungsprozess.
1. Schaftfräser: die wichtigsten Typen
Nach dem Klassifizierungssystem für Grate auf der Grundlage der Schnittbewegung und der Werkzeugschneidekante gehören zu den Hauptgraten, die beim Schaftfräsen entstehen, Grate auf beiden Seiten der Hauptfläche, Grate entlang der Seite in Schnittrichtung und Grate entlang der Unterseite in der Schneidrichtung und Ein- und Ausschneiden von Vorschüben.Es gibt fünf Arten von Richtgraten.
Abbildung 1 Durch Schaftfräsen entstandene Grate
Im Allgemeinen sind die Grate in Schnittrichtung an der Unterkante größer und schwieriger zu entfernen.Dieses Dokument konzentriert sich auf die Grate an der Unterkante, die in Schnittrichtung verlaufen.Die Größe und Form kann in drei verschiedene Arten von Graten eingeteilt werden, die in der Schnittrichtung des Schaftfräsers vorkommen.Grate vom Typ I können schwer zu entfernen und teuer sein, Grate vom Typ II lassen sich leicht entfernen und Grate vom Typ III können negativ sein (wie in Abbildung 2 dargestellt).
Abbildung 2 Gratarten in Fräsrichtung.
2. Die Hauptfaktoren, die die Gratbildung an Schaftfräsmaschinen beeinflussen
Die Gratbildung ist ein komplexer Prozess der Materialverformung.Die Gratbildung wird durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter die Materialeigenschaften des Werkstücks, seine Geometrie, Oberflächenbehandlungen, Werkzeuggeometrie und Schnittweg, Werkzeugverschleiß, Schnittparameter, Kühlmittelverbrauch usw. Das Blockdiagramm in Abbildung 3 zeigt die Faktoren, die Schaftfräser beeinflussen.Die Form und Größe von Schaftfräsern hängt von der kumulativen Wirkung verschiedener Einflussfaktoren unter bestimmten Fräsbedingungen ab.Allerdings haben verschiedene Faktoren unterschiedliche Auswirkungen auf die Gratbildung.
Abbildung 3: Ursache-Wirkungs-Diagramm der Fräsgratbildung
1. Ein-/Ausstieg des Werkzeugs
Die Grate, die entstehen, wenn sich das Werkzeug vom Werkstück weg dreht, sind tendenziell größer als die, die entstehen, wenn es sich nach innen dreht.
2. Entfernen Sie den Winkel vom Hobel
Der ebene Ausschnittswinkel hat großen Einfluss auf die Gratbildung entlang der Unterkante.Wenn sich die Schneidkante in der Ebene von der Endfläche eines Werkstücks weg dreht und durch einen bestimmten Punkt senkrecht zur Achse des Fräsers an diesem Punkt verläuft, ist die Vektorkombination aus Werkzeuggeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit gleich dem Winkel zwischen den Richtungen der Endflächen des Fräsers Werkstück.Die Endfläche des Werkstücks verläuft vom Einschraubpunkt des Werkzeugs bis zum Auslasspunkt des Werkzeugs.In Abbildung 5 beträgt der Bereich von Ps, der aus einer Ebene ausgeschnittene Winkel, 0 Grad Ps = 180 Grad.
Testergebnisse zeigen, dass sich die Grate mit zunehmender Schnitttiefe von Typ I zu Typ II ändern.Normalerweise wird die minimale Frästiefe, die zur Herstellung von Graten vom Typ II erforderlich ist (auch bekannt als Grenzschnitttiefe oder dcr), als minimale Frästiefe bezeichnet.Abbildung 6 zeigt den Einfluss von Ebenenausschnittwinkeln und Schnitttiefen auf die Grathöhe bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen.
Abbildung 6 Planschnittwinkel, Gratform und Schnitttiefe
Abbildung 6 zeigt, dass die Grate vom Typ I größer sind und die Tiefe, in der sie in Grate vom Typ II übergehen, zunimmt, wenn der Planschneidewinkel größer als 120 Grad ist.Ein kleiner ebener Ausschnittwinkel begünstigt die Bildung von Graten vom Typ II.Der Grund dafür ist, dass die Steifigkeit der Oberfläche am Anschluss umso größer ist, je niedriger der Ps-Wert ist.Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit von Graten geringer.
Die Vorschubgeschwindigkeit und ihre Richtung beeinflussen die Geschwindigkeit und den Winkel des Planschneidens sowie die Gratbildung.Je größer die Vorschubgeschwindigkeit und der Versatz der Kante am Austritt, a, und je kleiner Ps, desto wirksamer ist die Unterdrückung der Bildung größerer Grate.
Abbildung 7 Auswirkungen der Vorschubrichtung auf die Gratbildung
3. Tooltip EOS-Exit-Sequenz
Die Gratgröße wird maßgeblich durch die Reihenfolge bestimmt, in der die Werkzeugspitze den Schaftfräser verlässt.In Abbildung 8 stellt Punkt A die Nebenschneide dar.Punkt C stellt die Hauptschneidkanten dar.Und Punkt B stellt den Scheitelpunkt der Spitze dar.Der Werkzeugspitzenradius wird ignoriert, da davon ausgegangen wird, dass er scharf ist.Wenn die Kante AB das Werkstück vor der Kante BC verlässt, bleiben die Späne an der Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks hängen.Im weiteren Verlauf des Fräsvorgangs werden die Späne aus dem Werkstück gedrückt und bilden einen großen Schneidgrat an der Unterkante.Wenn die Kante AB das Werkstück vor der Kante BC verlässt, werden die Späne an der Übergangsfläche abgelenkt.Anschließend werden sie in Schnittrichtung aus dem Werkstück herausgeschnitten.
Das Experiment zeigt:
①Die Werkzeugspitzen-Austrittssequenz ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA, die die Gratgröße nacheinander erhöht.
②Die Ergebnisse von EOS sind identisch, mit der Ausnahme, dass die in Kunststoffmaterialien bei derselben Austrittssequenz erzeugte Gratgröße größer ist als die in spröden Materialien erzeugte.Die Austrittssequenz der Werkzeugspitze hängt nicht nur von der Werkzeuggeometrie ab, sondern auch von Faktoren wie Vorschubgeschwindigkeit, Frästiefe, Werkstückgeometrie und Schnittbedingungen.Grate entstehen durch die Kombination mehrerer Faktoren.
Abbildung 8 Gratbildung an der Werkzeugspitze und Austrittssequenz
4. Einfluss anderer Faktoren
① Fräsparameter (Temperatur, Schneidumgebung usw.).Die Gratbildung wird auch von bestimmten Faktoren beeinflusst.Einfluss wichtiger Faktoren wie Vorschubgeschwindigkeit, Fräsabstand usw. Der ebene Schnittwinkel und die Austrittssequenz der Werkzeugspitze Die EOS-Theorien spiegeln sich in der Theorie der ebenen Schnittwinkel wider.Ich werde hier nicht auf Details eingehen;
② Je plastischer das Material istCNC-Drehteile, desto einfacher ist es, Grate vom Typ I zu bilden.Beim Schaftfräsen von sprödem Material können große Vorschübe oder große ebene Schnittwinkel zu Fehlern vom Typ III führen.
③ Die erhöhte Steifigkeit der Oberfläche kann die Gratbildung unterdrücken, wenn der Winkel zwischen der Endfläche und der bearbeiteten Ebene einen rechten Winkel überschreitet.
④ Die Verwendung von Fräsflüssigkeit trägt dazu bei, die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern, den Verschleiß zu verringern, den Fräsprozess zu schmieren und die Größe der Grate zu verringern.
⑤ Der Verschleiß des Werkzeugs hat einen erheblichen Einfluss auf die Gratbildung.Der Bogen der Spitze vergrößert sich, wenn das Werkzeug bis zu einem gewissen Grad abgenutzt ist.Die Gratgröße nimmt in Austrittsrichtung eines Instruments und auch in Schneidrichtung zu.Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um den Mechanismus zu verstehen.Grab tiefer.
⑥ Auch andere Faktoren, wie z. B. das Werkzeugmaterial, können die Gratbildung beeinflussen.Diamantwerkzeuge unterdrücken Grate unter den gleichen Bedingungen besser als andere Werkzeuge.
3. Die Bildung von Fräsgraten lässt sich leicht kontrollieren.
Viele Faktoren beeinflussen die Bildung von Schaftfräsergraten.Der Fräsprozess ist nur ein Faktor, der die Bildung von Schaftfräsgraten beeinflusst.Weitere Faktoren sind die Geometrie des Werkzeugs, die Struktur und Größe des Werkstücks usw. Um die Anzahl der erzeugten Schaftfräsergrate zu reduzieren, ist es notwendig, die Gratbildung aus mehreren Winkeln zu kontrollieren und zu reduzieren.
1. Angemessenes strukturelles Design
Die Struktur des Werkstücks ist ein wichtiger Faktor für die Gratbildung.Auch die Form und Größe nach der Bearbeitung von Graten an den Kanten variiert je nach Werkstückstruktur.Wenn das Material und die Oberflächenbehandlung desCNC-TeileSind bekannt, spielen Geometrie und Kanten eine große Rolle bei der Gratbildung.
2. Reihenfolge der Verarbeitung
Auch die Reihenfolge der Bearbeitung kann sich auf die Größe und Form der Grate auswirken.Das Entgraten wird von der Form und Größe sowie vom Arbeitsaufwand und den Kosten des Entgratens beeinflusst.Durch die Wahl der richtigen Bearbeitungsreihenfolge können die Entgratkosten gesenkt werden.
Abbildung 9 Auswahl der Methode zur Steuerung der Verarbeitungssequenz
Wenn die Ebene in Abbildung 10a zuerst gebohrt und dann gefräst wird, entstehen große Fräsgrate um das Loch herum.Wird jedoch zunächst gefräst und dann gebohrt, sind nur kleine Bohrgrate sichtbar.In Abbildung 10b entsteht ein kleinerer Grat, wenn zuerst die konkave Oberfläche gefräst wird und anschließend die obere Oberfläche gefräst wird.
3. Vermeiden Sie den Tool-Exit
Es ist wichtig, das Zurückziehen des Werkzeugs zu vermeiden, da dies die Hauptursache für die Bildung von Graten in Schnittrichtung ist.Die Grate, die entstehen, wenn ein Fräser vom Werkstück weggedreht wird, sind tendenziell größer als die, die beim Eindrehen entstehen. Der Fräser ist bei der Bearbeitung möglichst zu meiden.Abbildung 4 zeigt, dass der mit Abbildung 4b erzeugte Grat kleiner war als der mit Abbildung 4 erzeugte.
4. Wählen Sie den richtigen Schnittpfad
Die vorherige Analyse zeigt, dass die Größe des Grats kleiner ist, wenn der Schnittwinkel der Ebene kleiner als ein bestimmter Wert ist.Änderungen der Fräsbreite, Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit können den Planausschnittwinkel verändern.Durch die Auswahl des geeigneten Werkzeugwegs ist es möglich, die Entstehung von Graten vom I-Typ zu vermeiden (siehe Abbildung 11).
Abbildung 10: Werkzeugweg steuern
Abbildung 10a zeigt den herkömmlichen Werkzeugweg.Der schattierte Bereich der Abbildung zeigt die mögliche Stelle, an der in Schnittrichtung Grate auftreten können.Abbildung 10b zeigt einen verbesserten Werkzeugweg, der die Gratbildung reduzieren kann.
Der in Abbildung 11b gezeigte Werkzeugweg ist möglicherweise etwas länger und erfordert etwas mehr Fräsen, erfordert jedoch kein zusätzliches Entgraten.Abbildung 10a hingegen erfordert viel Entgraten (obwohl es in diesem Bereich nicht viele Grate gibt, müssen Sie in Wirklichkeit alle Grate von den Kanten entfernen).Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Werkzeugweg von Abbildung 10b Grate wirksamer kontrolliert als der von Abbildung 10a.
5. Wählen Sie geeignete Fräsparameter
Die Parameter des Schaftfräsens (wie Vorschub pro Zahn, Schaftfräslänge, Tiefe und geometrischer Winkel) können einen erheblichen Einfluss auf die Gratbildung haben.Grate werden von bestimmten Parametern beeinflusst.
Viele Faktoren beeinflussen die Bildung von Schaftfrässpänen.Zu den Hauptfaktoren gehören: Werkzeugeintritt/-austritt, Ebenenschnittwinkel, Werkzeugspitzensequenzen, Fräsparameter usw. Form und Größe des Schaftfräsgrats sind das Ergebnis vieler Faktoren.
Der Artikel beginnt mit der strukturellen Gestaltung des Werkstücks, dem Bearbeitungsprozess, der Fräsmenge und dem ausgewählten Werkzeug.Anschließend werden die Faktoren analysiert und diskutiert, die Fräsgrate beeinflussen, und Methoden zur Steuerung der Fräserpfade, zur Auswahl geeigneter Bearbeitungssequenzen und zur Verbesserung des Strukturdesigns angeboten.Die Technologien, Methoden und Prozesse zur Unterdrückung oder Minimierung von Fräsgraten bieten praktikable technische Lösungen, die in der Fräsbearbeitung zur aktiven Kontrolle der Gratgröße und -qualität, zur Kostenreduzierung und zur Verkürzung der Produktionszyklen eingesetzt werden können.
Denken Sie an „Kundenorientierung, Qualität steht an erster Stelle“, Anebon arbeitet eng mit unseren Kunden zusammen und bietet ihnen effiziente und professionelle Fachdienstleistungen für Factory For anCNC-Fräsen von Kleinteilen, CNCBearbeitete Aluminiumteileund Druckgussteile.Weil Anebon dieser Linie immer länger als 12 Jahre treu bleibt.Anebon erhielt die beste Lieferantenunterstützung in Bezug auf Qualität und Kosten.Und Anebon hatte Lieferanten mit schlechter Qualität ausgesondert.Mittlerweile haben auch mehrere OEM-Fabriken mit uns zusammengearbeitet.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.12.2023