Was ist Fräsen: Definitionen, Methoden und Verfahren
Inhaltsübersicht
Was ist Fräsen?
Fräsen ist ein weit verbreitetes Bearbeitungswerkzeug in der Werkzeugmaschinenausrüstung. Es kann ebenes Fräsen, ebenes Hohlraumfräsen, Konturfräsen, dreidimensionales und überkomplexes Oberflächenfräsen sowie Bohren, Ausbohren, Gewindeschneiden und andere Lochbearbeitungen durchführen. Bearbeitungszentren, flexible Fertigungseinheiten usw. sind auf der Grundlage von CNC-Fräsmaschinen entstanden und entwickelt worden.
Was ist ein Fräsverfahren?
Der Fräsvorgang gliedert sich im Allgemeinen in die folgenden Schritte
1. Wählen Sie das geeignete Werkzeug
Die Auswahl des geeigneten Werkzeugs ist der erste Schritt beim Fräsen. Je nach Material, Form und Größe des Werkstücks werden verschiedene Arten von Werkzeugen ausgewählt. Die Auswahl der Schneidwerkzeuge sollte sich nach dem Zweck des Fräsens richten, im Allgemeinen unterteilt in Schruppfräsen und Präzisionsfräsen
2. Festes Werkstück
Fixieren Sie das Werkzeug auf dem Frästisch und stellen Sie sicher, dass das Werkstück fest und zuverlässig fixiert ist, um Fehler zu vermeiden, die die Qualität und Effizienz des Bearbeitungsprozesses beeinträchtigen können.
3. Schnittparameter einstellen
Zu den Schnittparametern von Fräswerkzeugen gehören Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe. Bestimmen Sie die Schnittparameter auf der Grundlage des Materials und der Form des Werkstücks, um optimale Bearbeitungsergebnisse zu erzielen.
4. Justieren Sie die Werkzeugposition und stellen Sie das Bearbeitungsprogramm ein
Stellen Sie das Werkzeug auf eine geeignete Position zum Werkstück ein und achten Sie darauf, dass die Position und Ausrichtung des Werkzeugs mit dem zu bearbeitenden Teil übereinstimmt. Geben Sie dann das Fräsprogramm in die CNC-Maschine ein oder bedienen Sie die Fräsmaschine manuell, um die Bearbeitung abzuschließen.
5. Grate entfernen
Nach der Bearbeitung ist eine Entgratung erforderlich, die mit Schneidwerkzeugen, Schleifpapier oder Maschinen durchgeführt werden kann.
6. Reinigen Sie das Werkstück
Schließlich muss das bearbeitete Werkstück gereinigt werden, um die Qualität des Produkts zu gewährleisten.
Wie funktioniert das Fräsen?
Das Fräsen ist ein mechanisches Bearbeitungsverfahren, bei dem in schneller Folge geschnitten und gedreht wird. Indem das Werkstück unter ein rotierendes Werkzeug gelegt wird, schneidet das Werkzeug die Oberfläche des Werkstücks, um die gewünschte Form zu erhalten.
Beim Fräsen bewegt sich die Schneide auf der Oberfläche des Werkstücks, um überschüssiges Material zu entfernen und die endgültige Form zu erreichen. Fräsen ist eine hocheffiziente und präzise Bearbeitungsmethode.
Was sind die Anwendungen für das Fräsen?
Das Fräsen ist eines der am häufigsten verwendeten Bearbeitungsverfahren in der mechanischen Bearbeitung, zu dem vor allem das Flachfräsen und Konturfräsen sowie das Bohren, Aufweiten, Reiben, Aufbohren, Senken und Gewindeschneiden von Teilen gehören. Das CNC-Fräsen eignet sich vor allem für die Bearbeitung der folgenden Arten von Teilen.
Flache Teile
Flache Teile sind Teile, deren Bearbeitungsflächen parallel oder senkrecht zur horizontalen Ebene verlaufen und die einen bestimmten Winkel zwischen der Bearbeitungsfläche und der horizontalen Ebene aufweisen. Diese Bearbeitungsflächen können zu einer Ebene abgewickelt werden.
Bei den drei in der folgenden Abbildung gezeigten Teilen handelt es sich um ebene Teile. Die gekrümmte Konturfläche "a" steht senkrecht zur horizontalen Ebene und kann mit einem zylindrischen Schaftfräser bearbeitet werden.
Die konvexe Seite "b" bildet einen bestimmten Winkel mit der horizontalen Ebene, und diese Art von Bearbeitungsfläche kann mit einem speziellen Winkelformfräser bearbeitet werden.
Bei der schiefen Ebene "c" kann das Werkstück, wenn es nicht sehr groß ist, durch Abflachung mit einer schrägen Platte bearbeitet werden; wenn das Werkstück groß und die Neigung klein ist, wird die Schneidmethode auch häufig zum Fräsen verwendet. Zu diesem Zeitpunkt bleiben auf der Bearbeitungsfläche Restspuren der Schneide aus dem Vorschubprozess zurück, die mit einer Zange entfernt werden müssen.
Geradlinige Teile mit gekrümmter Oberfläche
Geradlinig gekrümmte Oberflächenteile beziehen sich auf gekrümmte Oberflächenteile, die durch die Bewegung gerader Linien nach einem bestimmten Gesetz entstehen. Die Bearbeitungsfläche des in der folgenden Abbildung dargestellten Teils ist eine geradlinige Fläche.
Wenn die geradlinige Oberfläche von Abschnitt (1) zu Abschnitt (2) wechselt, ändert sich ihr Winkel mit der horizontalen Ebene gleichmäßig von 3 ° 10′ auf 2 ° 32′. Beim Übergang von Abschnitt (2) zu Abschnitt (3) ändert er sich gleichmäßig auf 1° 20', und schließlich zu Abschnitt (4) ändert sich der schräge Winkel gleichmäßig auf 0°. Die bearbeitete Oberfläche von Teilen mit geraden Linien und gekrümmten Oberflächen kann nicht in eine Ebene abgewickelt werden.
Wenn eine Vier- oder Fünf-Koordinaten-CNC-Fräsmaschine zur Bearbeitung von Teilen mit geraden Linien und gekrümmten Oberflächen verwendet wird, ist der Moment, in dem die bearbeitete Oberfläche mit dem Umfang des Fräsers in Kontakt kommt, eine gerade Linie. Diese Art von Teilen kann auch annähernd mit dem Linienschnittverfahren auf einer Dreikoordinaten-CNC-Fräsmaschine bearbeitet werden.
Stereoskopische gekrümmte Oberflächenteile
Teile mit einer bearbeiteten Oberfläche, die eine räumliche Oberfläche ist, werden als Solid Surface Teile bezeichnet. Die Bearbeitungsfläche dieser Teile kann nicht abgeflacht werden, und zum Schneiden werden in der Regel Kugelfräser verwendet. Die Bearbeitungsfläche steht immer in punktuellem Kontakt mit dem Fräser. Werden andere Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung verwendet, kann es zu Interferenzen kommen und benachbarte Flächen können gefräst werden. Drei-Koordinaten-CNC-Fräsmaschinen werden in der Regel für die Bearbeitung dreidimensionaler gekrümmter Teile verwendet, wobei die folgenden zwei Bearbeitungsmethoden zum Einsatz kommen.
Verfahren zum Schneiden Verwendung einer Drei-Koordinaten-CNC-Fräsmaschine für die zweiachsige, halbkoordinatengesteuerte Bearbeitung, d. h. die Linienschnittmethode. Wie in der Abbildung dargestellt, führt der Kugelkopffräser eine lineare Interpolationsbearbeitung entlang der Kurve der XY-Ebene durch. Nach der Bearbeitung eines Abschnitts der Kurve werden benachbarte Kurven entlang der X-Richtung bearbeitet, und die ebenen Kurven werden verwendet, um die gesamte Oberfläche der Reihe nach zu approximieren. Der Abstand zwischen benachbarten Kurven sollte entsprechend den Anforderungen an die Oberflächenrauhigkeit und den Radius des Kugelkopffräsers gewählt werden. Der Kugelradius eines Kugelfräsers sollte so groß wie möglich gewählt werden, um die Steifigkeit des Werkzeugs zu erhöhen, die Wärmeabfuhr zu verbessern und die Oberflächenrauheitswerte zu verringern. Bei der Bearbeitung konkaver Bögen muss der Radius des Kugelkopfes des Fräsers kleiner sein als der minimale Krümmungsradius der bearbeiteten Oberfläche.
Drei-Achsen-Bearbeitung Einsatz einer dreiachsigen CNC-Fräsmaschine für die Drei-Achsen-Kopplungsbearbeitung, d.h. Durchführung einer räumlichen linearen Interpolation. Wenn es sich um eine halbkugelförmige Form handelt, kann sie mit der Linienschnittmethode oder der Drei-Koordinaten-Kopplungsmethode bearbeitet werden. An diesem Punkt verwendet die CNC-Fräsmaschine die räumliche Linearinterpolation mit X-, Y- und Z-Koordinatenverknüpfung, um eine sphärische Bearbeitung zu erreichen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Welche Materialien sind für das Fräsen geeignet und welche nicht?
Geeignete Materialien
Die für das CNC-Fräsen verwendeten Materialien werden in der Regel in drei Kategorien eingeteilt: Kunststoff, Weichmetall und Hartmetall. Einige Materialbeispiele sind Aluminium, Bronze, Kupfer, Sperrholz, Stahl, Stein, Holz und Zink.
1. Metalle
Für das CNC-Fräsen werden sowohl weiche als auch harte Metalle verwendet. Weiche Metalle wie Aluminium und Bronze sind für das CNC-Fräsen sehr gut geeignet, da sie bruchanfällig und korrosionsbeständig sind.
2. Kunststoff
Kunststoff ist ein weiteres häufig verwendetes Material beim CNC-Fräsen. Sie sind leicht, korrosionsbeständig und können in komplexe Formen gegossen werden. Sie werden in der Regel in Branchen wie der Automobilindustrie, dem Gesundheitswesen und der Konsumgüterindustrie verwendet.
3. Andere
Andere Materialien wie Holz und Sperrholz sowie einige Verbundwerkstoffe eignen sich ebenfalls sehr gut für die Fräsbearbeitung
Ungeeignete Materialien
1. Materialien mit hoher Härte
Herkömmliches Fräsen kann keine hochharten Materialien wie Wolframstahl, Hartlegierungen usw. bearbeiten. Dies liegt daran, dass hochharte Werkstoffe hohe Anforderungen an die ultimative Schnittkraft und die Schnittgeschwindigkeit von Fräsern stellen, die mit herkömmlichen Fräswerkzeugen und Bearbeitungsmaschinen nur schwer zu erfüllen sind.
2. Spröde Materialien
Spröde Werkstoffe wie Keramik, Glas usw. eignen sich ebenfalls nicht für die normale Fräsbearbeitung, da diese Werkstoffe zwar eine hohe Härte, aber eine geringe Zähigkeit aufweisen, wodurch sich leicht Risse und Schnitte bilden können, die zu einer Beschädigung des Werkstücks führen.
3. Thermisch empfindliche Materialien
Thermisch empfindliche Materialien wie Kunststoffe und Gummi sollten nicht durch gewöhnliches Fräsen bearbeitet werden, da die durch die Zerspanung erzeugte Wärme während der Bearbeitung zu einer Erweichung des Materials oder zu einer thermoplastischen Verklebung führen kann, wodurch die Bearbeitungsqualität beeinträchtigt wird.
Welche Industrie eignet sich für die Fräsbearbeitung？
Mechanische Industrie
Mechanische Fertigung Das Fräsen ist in der mechanischen Fertigung weit verbreitet und kann zur Herstellung verschiedener mechanischer Komponenten verwendet werden. Mit dem Fräsen lassen sich beispielsweise Lager, Zahnräder, Gewinde usw. bearbeiten. Gleichzeitig können damit auch komplexe Automobilteile bearbeitet werden.
Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist das Fräsen ebenfalls eine wichtige Bearbeitungsmethode. Bauteile wie Flugzeugkörper und -flügel haben oft komplexe gekrümmte Formen, und das Fräsen kann die Anforderungen an eine hochpräzise Bearbeitung dieser Bauteile erfüllen. Inzwischen können mit dem Fräsen auch wichtige Komponenten von Flugzeugtriebwerken wie Turbinenscheiben und -schaufeln bearbeitet werden.
Automobilbau
Im Automobilbau wird das Fräsen üblicherweise zur Bearbeitung von Schlüsselkomponenten wie Zylinderköpfen und Kurbelwellen eingesetzt. Im allgemeinen Maschinenbau ist das Fräsen ein gängiges Basisverfahren für die Bearbeitung von Werkzeugmaschinenspindeln, Lagersitzen usw.
Formenbau
Im Formenbau ist das Fräsen eine der wichtigsten Bearbeitungsmethoden. Die Form besteht in der Regel aus komplex geformten Oberflächen. Aufgrund der hohen Präzision, der hohen Effizienz und der guten Oberflächenqualität ist das Fräsen ein gängiges Verfahren für den Formenbau geworden. Bei der Herstellung von Kunststoffprodukten wird das Fräsen beispielsweise häufig zur Bearbeitung von Formen eingesetzt, um hochwertige Kunststoffprodukte herzustellen.
Fräsen zeichnet sich durch hohe Präzision, gute Oberflächenqualität und hohe Bearbeitungseffizienz aus und ist daher für die Hochpräzisionsbearbeitung unverzichtbar. Insbesondere mit dem Aufkommen von CNC-FräsenDie Rolle der Laufflächen ist entscheidend für die Produktion von hochpräzisen Serienteilen.
Was ist eine Fräsmaschine?
Fräsen zeichnet sich durch hohe Präzision, gute Oberflächenqualität und hohe Bearbeitungseffizienz aus und ist daher für die Hochpräzisionsbearbeitung unverzichtbar. Insbesondere mit dem Aufkommen des CNC-Fräsens ist die Rolle der Meilenbecher entscheidend für die Produktion von hochpräzisen Serienteilen
Wie viele Arten von Fräsmaschinen gibt es?
1. Klassifizierung nach Funktion
Je nach den Funktionen der Fräsmaschinen lassen sie sich in normale Fräsmaschinen, CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren unterteilen. Gewöhnliche Fräsmaschinen können nur grundlegende Fräsarbeiten durchführen, während CNC-Fräsmaschinen hochpräzise und hocheffiziente Fräsarbeiten ausführen können. Bearbeitungszentren haben einen höheren Automatisierungsgrad und ein breiteres Spektrum an Bearbeitungsmöglichkeiten.
2. Nach Struktur klassifizieren
Je nach Aufbau der Fräsmaschinen kann man sie in Horizontalfräsmaschinen, Vertikalfräsmaschinen und Portalfräsmaschinen unterteilen. Die Spindelachse der horizontalen Fräsmaschine ist parallel zum Arbeitstisch, geeignet für die Bearbeitung von flachen Teilen; Die Spindelachse der vertikalen Fräsmaschine ist senkrecht zum Arbeitstisch, geeignet für die Bearbeitung von dreidimensionalen Teilen; Longmen Fräsmaschine ist geeignet für die Bearbeitung großer Teile.
3. Klassifizierung nach Kontrollmethode
Nach der Art der Steuerung von Fräsmaschinen lassen sie sich in mechanisch gesteuerte Fräsmaschinen, hydraulisch gesteuerte Fräsmaschinen und CNC-gesteuerte Fräsmaschinen unterteilen. Mechanisch gesteuerte Fräsmaschinen verwenden eine mechanische Übertragung für die Vorschubsteuerung, hydraulisch gesteuerte Fräsmaschinen verwenden eine hydraulische Übertragung für die Vorschubsteuerung, und CNC-gesteuerte Fräsmaschinen verwenden CNC-Technologie für die Vorschubsteuerung.
4. Klassifizierung nach Verarbeitungsmethode
Je nach Bearbeitungsmethode der Fräsmaschinen lassen sie sich in Flachfräsmaschinen, Kurvenfräsmaschinen und Profilfräsmaschinen unterteilen. Flachfräsmaschinen werden hauptsächlich für die Bearbeitung von flachen Teilen verwendet, Kurvenfräsmaschinen können gebogene Teile bearbeiten, und Konturfräsmaschinen können Konturbearbeitungen entsprechend der Form des Werkstücks durchführen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Fräsen und Bearbeiten?
Die spanabhebende Bearbeitung umfasst im Allgemeinen das Fräsen, während die mechanische Bearbeitung eine Methode ist, bei der ein Werkstück auf eine Werkzeugmaschine gespannt und durch Schneiden oder Druck bearbeitet wird. Es gibt viele Arten von Werkzeugmaschinen, darunter Drehbänke(cnc-Drehen), Fräsmaschinen, Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, usw.
Welche Frästechnik ist am besten geeignet?
Die numerisch gesteuerte Hochgeschwindigkeitsfrästechnologie ist die bevorzugte Frästechnologie, und das größte Merkmal des Hochgeschwindigkeitsfräsens ist seine hohe Effizienz. Die Schnittgeschwindigkeit kann im Vergleich zum herkömmlichen Fräsen um mehr als das 10-fache erhöht werden, und auch der Werkzeugverschleiß und die Oberflächenqualität werden dadurch erheblich verbessert. Die Nachfrage nach hohen Schnittgeschwindigkeiten stellt auch höhere Anforderungen an die Eigenschaften von Werkzeugmaschinen, wie Steifigkeit und dynamische Steifigkeit, was eine unvermeidliche Voraussetzung für die Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschinen ist.
Warum ist Nassmahlen besser als Trockenmahlen?
Der Hauptunterschied zwischen Trockenfräsen und Nassfräsen besteht darin, ob ein Kühlschmierstoff zugefügt wird. Schneidflüssigkeit hat Funktionen wie Kühlung, Schmierung, Reinigung und Spanabfuhr, die eine wichtige Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer von Schneidwerkzeugen und der Gewährleistung der Bearbeitungsqualität spielen. Beim Trockenfräsen wird bewusst auf Schneidflüssigkeit verzichtet, um die Umwelt zu schützen und die Bearbeitungskosten zu senken.
Das Trockenfräsen, bei dem keine Schneidflüssigkeit zum Einsatz kommt, hat den Vorteil, dass es Wasserressourcen spart und die Umweltverschmutzung verringert, hat aber den Nachteil, dass es Bearbeitungsaufgaben nicht so effizient und schnell erledigen kann wie das Nassfräsen. Der Vorteil der Nassbearbeitung liegt in der hohen Effizienz und Geschwindigkeit, aber sie erfordert eine große Menge an Wasserressourcen und ist auch eine Herausforderung für die Abwasserbehandlung.
Die Entscheidung zwischen Trocken- und Nassfräsen hängt von den spezifischen Bearbeitungsanforderungen, den Materialeigenschaften, den Umweltanforderungen und den Kosten ab. Für einige spezifische Anwendungsszenarien haben beide Methoden ihre eigenen Vorteile und Grenzen
Warum ist Fräsen so teuer?
Dies ist unter drei Gesichtspunkten zu erklären: Erstens erfordert das Fräsen eine hohe Präzision, was den Einsatz von hochwertigen Fräsern erfordert, insbesondere von solchen aus deutscher Produktion, die für ihre hervorragende Qualität und Leistung hoch gelobt werden. Hochwertiges Fräsen führt natürlich zu einem Anstieg der Kosten für die Fräsausrüstung. Zweitens ist das Fräsen ein effizientes Bearbeitungsverfahren, bei dem rotierende Mehrschneidenwerkzeuge zum Schneiden von Werkstücken eingesetzt werden, die sich für die Bearbeitung flacher und gekrümmter Teile eignen. Aufgrund der Komplexität des Verfahrens sind erfahrene Techniker erforderlich, um die Qualität und Effizienz der Bearbeitung zu gewährleisten. Die Kosten für die Beschäftigung von Personal werden zwangsläufig steigen. Außerdem erfordert die hochwertige Fräsbearbeitung eine strenge Qualitätskontrolle, um sicherzustellen, dass das Produkt den Anforderungen entspricht, was ebenfalls zusätzliche Kosten verursacht.
Was sind die Gefahren beim Fräsen?
1、 Verletzungen durch Messer
Schneidwerkzeuge gehören zu den am häufigsten verwendeten Werkzeugen beim Fräsen, aber sie sind auch das gefährlichste Teil. Wenn das Schneidewerkzeug während des Bearbeitungsprozesses bricht, abbricht oder herunterfällt, kann dies zu Verletzungen des Bedieners führen und in schweren Fällen sogar das Leben gefährden. Daher müssen die Schneidwerkzeuge während der Fräsbearbeitung streng kontrolliert und gewartet werden, um ihre gute Leistung zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte der Bediener Schutzausrüstung wie Schutzhelme und Schutzbrillen tragen, um Verletzungen zu vermeiden.
2、 Lärmbelästigung
Die Arbeitsumgebung bei der Fräsbearbeitung ist laut, und eine längere Exposition gegenüber dieser lauten Umgebung kann leicht zu potenziellen Gesundheitsschäden durch Lärmbelästigung führen. Die Verarbeitungswerkstatt sollte schallgedämmt sein, und die Mitarbeiter sollten Schutzausrüstungen wie lärmmindernde Ohrstöpsel tragen, um die Lärmbelastung ihres Körpers zu verringern.
3、 Fehlfunktion der Maschine
Bei Fräsmaschinen können verschiedene Störungen auftreten, z. B. instabiler Maschinenbetrieb, elektrische Ausfälle usw. Wenn sie nicht rechtzeitig behandelt werden, kann dies zum Stillstand der Maschinen führen und schwere Produktionsverluste verursachen. Daher sind Wartung und Instandhaltung von Fräsanlagen sehr wichtig. Sobald eine Störung festgestellt wird, muss sie umgehend untersucht und behoben werden.
4、 Metallstaub
Während des Fräsprozesses entsteht eine große Menge an Metallstaub, der nicht nur die Atemwege des Bedieners belastet, sondern auch die Geräte und die Werkstattumgebung verschmutzt. Daher ist auch die Behandlung von Metallstaub sehr wichtig, und die Unternehmen müssen entsprechende Maßnahmen ergreifen, um die Entstehung und Verbreitung von Metallstaub zu verringern. Gleichzeitig sollten die Mitarbeiter Schutzausrüstung wie Masken tragen, um ihre Atemwege zu schützen.
5、 Falsche Bedienung
Das Fräsen erfordert vom Bediener bestimmte Fähigkeiten und Erfahrungen. Wenn der Bediener einen Fehler macht, kann dies zu Schäden an der Ausrüstung und zu Verletzungen führen. Daher sollten die Unternehmen die Bediener schulen und sicherstellen, dass ihre Fähigkeiten bestimmten Anforderungen entsprechen. Gleichzeitig sollten sie die vorgeschriebenen Betriebsverfahren befolgen, um Fehler zu vermeiden.
Schlussfolgerung
Fräsen ist ein in der Fertigung weit verbreitetes Zerspanungsverfahren, ein wichtiges Metallzerspanungsverfahren mit Vorteilen wie hoher Effizienz, Präzision und Flexibilität, das in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist. Beim Fräsen ist es notwendig, geeignete Fräser auszuwählen, die Bearbeitungsparameter zu kontrollieren, eine stabile Werkstückspannung zu gewährleisten und auf die Verwendung von Schneidflüssigkeit zu achten, um die Qualität und Effizienz der Bearbeitung sicherzustellen. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der verarbeitenden Industrie wird auch die Frästechnologie ständig erneuert und verbessert, wodurch die Entwicklung der verarbeitenden Industrie stark gefördert wird.
Kommentare
Neueste Beiträge
Schlagwörter
Verwandte Blogs
Der Blog von Senyo konzentriert sich darauf, unser umfangreiches Wissen über die Herstellung von Prototypen zu teilen. Mit unseren Artikeln möchten wir Sie dabei unterstützen, Ihr Produktdesign zu verfeinern und die Komplexität des Rapid Prototyping effektiver zu bewältigen.
