Snijcondities berekenen voor freesbewerking: Belangrijke punten

1. Vraag

Welke methoden zijn beschikbaar voor het berekenen van de snijcondities voor eindfrezen?

Als voorbereiding op het frezen raadpleegde ik de tabel met snijcondities, maar ik kon de overeenkomstige condities voor de gewenste bewerking niet vinden.

Wat is de berekeningsmethode voor freesomstandigheden?

2. Antwoord

Het spiltoerental wordt berekend op basis van de freessnelheid; de voedingssnelheid wordt berekend op basis van de voeding per tand; de snedediepte wordt afgeleid van de freesdiameter.

Het spiltoerental wordt berekend uit de snijsnelheid en de freesdiameter, waarbij de snijsnelheid wordt afgeleid uit de tabel met snijcondities of de bewerkbaarheidsindex.

De voedingssnelheid wordt berekend op basis van de voeding per tand, het spiltoerental en het aantal snijtanden. De snedediepte wordt afgeleid van de freesdiameter. Voer bewerkingstesten uit op basis van de berekende resultaten om de freescondities aan te passen.

Methode voor het berekenen van de spindelsnelheid

Formule voor het berekenen van de rotatiesnelheid:

N=(1000*Vc)/π*Dc

Formule voor het berekenen van de freessnelheid:

Vc=(π*Dc*N)/1000

• N: omwentelingen per minuut (min^-1)
• Vc: Freessnelheid (m/min)
• Dc: Snijdiameter (mm)

I. Wanneer de gebruikte gereedschapsdiameter niet is opgenomen in de snijkondetabel

Je moet de freessnelheid berekenen op basis van de freesomstandigheden van de dichtstbijzijnde diameter, met behulp van de gegeven formule. Bereken vervolgens de rotatiesnelheid. Een meer eenvoudige aanpak is om de gewenste diameter als referentie te gebruiken en de rotatiesnelheid te berekenen door deze te vermenigvuldigen met de verhouding van de diameters.

Figuur 2 Tabel met snijcondities

Bijvoorbeeld bij het berekenen van het toerental van een frees met een bladdiameter van 2,8 voor het bewerken van koolstofstaal voor constructiedoeleinden,

Het toerental van een frees met een bladdiameter van 3 is 7250 (min.^-1),

Het toerental van een frees met een bladdiameter van 2,8 is dus: 7.250(min^-1) ×3/2.8= ongeveer 7.768 (min.^-1).

*Bij een constante freessnelheid geldt: hoe kleiner de schijfdiameter, hoe hoger de rotatiesnelheid.

2. Wanneer het te bewerken materiaal niet in de snijconditietabel staat,

Deze wordt berekend door de rotatiesnelheid van andere genoemde bewerkte materialen te vermenigvuldigen met de verhouding van de bewerkbaarheidsindex tussen de te bewerken materialen.

Als je bijvoorbeeld het toerental berekent van een frees met een bladdiameter van 3 voor het bewerken van grijs gietijzer,

De rotatiesnelheid bij een bladdiameter van 3 en de bewerking van koolstofstaal is 7.250 (min.).^-1).

Wanneer de bewerkbaarheidsindex van constructiestaal 70 is en die van grijs gietijzer 85,

Het toerental bij het frezen van grijs gietijzer is: 7.250 (min.)^-1) ×85/70= ongeveer 8.804 (min.^-1).

De bewerkbaarheidsindex is een waarde die het gemak van het bewerken van materialen uitdrukt, waarbij het gemak van het bewerken van vrij staal is ingesteld op 100. Hoe kleiner de waarde, hoe moeilijker het te bewerken is. Hoe kleiner de waarde, hoe moeilijker het te bewerken is en het kan dienen als referentie bij het instellen van de snijsnelheid.

Belangrijke punten voor het instellen van de draaisnelheid

【Bij gebruik van een kogelkopfrees】

Als je een kogelkopfrees gebruikt, ligt de berekening op basis van de werkelijke snijdiameter dichter bij de werkelijke bewerkingsomstandigheden.

Afbeelding 3 Methode om de werkelijke snijdiameter en de juiste rotatiesnelheid te berekenen

1. Wanneer de spindelsnelheid beperkt is

Als het spiltoerental beperkt wordt door de machine, wat resulteert in een lagere bewerkingssnelheid dan aangegeven in de snijtabel, moet de aanzet evenredig verlaagd worden.

Als de aanbevolen snijcondities bijvoorbeeld een spindelsnelheid van 30.000 (min.^-1) en een aanzet van 600 (mm/min), en de toerentallimiet van de gereedschapsmachine is 20.000 (min.^-1), dan daalt de voedingssnelheid naar 600 x 20.000 / 30.000 = 400 (mm/min). Bovendien kan de snijsnelheid ondanks het lagere spiltoerental behouden blijven door de freesdiameter te vergroten.

2. Wanneer trillingsmaatregelen worden aangenomen

Zelfs als het spiltoerental wordt verlaagd om trillingen te voorkomen en de levensduur van het gereedschap te verlengen, is de verandering in snijweerstand binnen het gebruikelijke snijsnelheidsbereik (bijvoorbeeld 50~150 (m/min) voor koolstofstaal dat wordt gebruikt in machineconstructies) minimaal en wordt de efficiëntie niet verbeterd.

De snedediepte en voedingssnelheid aanpassen is effectiever. Als er echter trillingen optreden bij het inherente toerental door veroudering van de machine of als het werkstuk wordt bewerkt zonder dat de juiste snijsnelheid bekend is, moet het spiltoerental worden aangepast.

Berekening van de voedingssnelheid

De formule voor het berekenen van de voedingssnelheid is:

F=fz*N*Zn

De berekeningsformule voor elke zaagdiepte is als volgt:

Fz=F/(Zn*N)

• F: voedingssnelheid (mm/min)
• fz: Aanzet per tand (mm/tand)
• N: spiltoerental (min.^-1)
• Zn: Aantal tanden

1. Wanneer de snijkantdiameter van het gereedschap niet in de tabel met snijcondities staat:

Bij berekeningen met de spaanbelasting per tand als constante, moet de spaanbelasting per tand worden berekend op basis van de snelheid en voeding van de dichtstbijzijnde snijkantdiameter en vervolgens moet de voedingssnelheid worden berekend door deze waarde samen met de bewerkingssnelheid te gebruiken.

In de praktijk hebben veranderingen in de snijkantdiameter en -lengte invloed op de stijfheid van het gereedschap. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het berekenen van de spaanbelasting per tand. Voor basisgebruik kunnen berekeningen ook worden uitgevoerd op basis van de mediaanwaarden van de parameters in de tabel met snijcondities.

Afbeelding 5: Snijcondities Tabel

Als we bijvoorbeeld een verticale frees met een bladdiameter van 2,8 gebruiken om koolstofstaal voor constructiedoeleinden te bewerken, berekenen we de voedingssnelheid van de verticale frees als volgt:

Aangezien de voedingssnelheid 360 mm/min is bij een bladdiameter van 3 en 340 mm/min bij een bladdiameter van 2,5, zou de voedingssnelheid bij een bladdiameter van 2,8 zijn: (360-340) / (3-2,5) * (2,8-2,5) + 340, wat ongeveer 352 mm/min is. Het spiltoerental wordt berekend met de "Berekeningsmethode voor spiltoerental".

2. Wanneer het materiaal van het werkstuk niet in de tabel met snijtoestanden staat:

De aanvoersnelheid voor het niet-vermelde werkstukmateriaal wordt berekend door de aanvoersnelheid van een ander vermeld werkstukmateriaal te vermenigvuldigen met de verhouding van de bewerkbaarheidsindex tussen de twee materialen.

Als we bijvoorbeeld de voedingssnelheid berekenen van een verticale frees met een bladdiameter van 3 bij de bewerking van grijs gietijzer, dan is de voedingssnelheid bij de bewerking van koolstofstaal voor constructiedoeleinden 360 mm/min. De bewerkbaarheidsindex van koolstofstaal voor constructiedoeleinden is 70 en die van grijs gietijzer is 85.

Daarom wordt de voedingssnelheid bij het frezen van grijs gietijzer: 360(mm/min) * 85/70 = 437(mm/min). Het spiltoerental wordt berekend met de "Berekeningsmethode spiltoerental".

Belangrijke punten voor het instellen van de aanvoersnelheid:

1. Bij het nemen van trillingspreventiemaatregelen:

Voor verticale frezen met lange snijkanten die gevoelig zijn voor trillingen, of frezen met een lange hals en grote uitsteeksels, of typen met een dunne snijkantdiameter, kan het verminderen van de snedediepte of voeding per tand de snijweerstand proportioneel verlagen. Daarom is dit effectiever dan het verlagen van de spindelsnelheid.

Figuur 6 toont een schematisch diagram van het frezen met een verticale frees met lange hals.

Bovendien neemt bij het bewerken van de hoeken bij zijdelingse bewerking de contactlengte van de snijkant toe, zodat maatregelen nodig zijn om de voedingssnelheid te verminderen.

Een te kleine voeding per tand kan de slijtage versnellen. Behalve voor frezen met een fijne diameter (minder dan 2) mag de voeding per tand niet minder zijn dan 0,01 mm.

Afbeelding 7: Schematisch diagram van het bewerken van hoekzones

De aanvoersnelheid berekenen

1. Bij gebruik van een frees

Afbeelding 8: Snijcondities voor een frees

Afbeelding 9: Zaagdiepte bij zijdelings bewerken

Afbeelding 10: Zaagdiepte bij groefbewerking

De toevoeghoeveelheid Ad en Rd worden berekend door de freesdiameter te vermenigvuldigen met de coëfficiënt in de snijkonditietabel. Als de freesdiameter bijvoorbeeld 5 is en er wordt zijdelings gefreesd, dan is Ad volgens de snijtabel 1,5D en Rd 0,1D. Daarom is Ad 1,5×5, wat kleiner is dan of gelijk aan 7,5(mm), en Rd 0,1×5, wat kleiner is dan of gelijk aan 0,5(mm).

2. Bij gebruik van een kogelkopfrees

Tabel 11 (a) Verspaningscondities voor kogelsnijkopfrees

Tabel 12 (b) - Snijcondities voor kogelsnijkopfrezen

Figuur 13 toont de snijdiepte Ad bij gebruik van een kogelkopfrees.

(a) Bij gebruik van een kogelkopfrees wordt de snedediepte Ad berekend door de gereedschapsdiameter te vermenigvuldigen met een bepaalde coëfficiënt. Als de gereedschapsdiameter bijvoorbeeld 2 is en Ad 0,1D, dan is de berekening 0,1 x 2 = 0,2 (mm).

(b) Bij gebruik van de snijkwaliteittabel voor kogelkopfrezen wordt de snedediepte Ad direct van de tabel afgelezen. Als de snijcondities voor het gereedschap dat je wilt gebruiken niet in de tabel staan, gebruik dan de middelste waarde van de dichtstbijzijnde gereedschapsdiameter en effectieve lengte.

3. Wanneer het te bewerken materiaal niet in de snijkonditietabel staat

Gebruik het mechanische structurele koolstofstaal of gehard staal uit de snijkwaliteitstabel als basislijn.

Voor materialen die zachter zijn dan de basislijn, stelt u de snijdiepte tijdelijk in op dezelfde waarde en verhoogt u deze tot een niveau waarop zich geen problemen voordoen door proefbewerkingen uit te voeren.

Voor hardere materialen stelt u de waarde in op de snijdiepte vermenigvuldigd met de verhouding van de bewerkbaarheidsindex van de twee en voert u een testbewerking uit.