1. Grundvoraussetzungen für Fräser zum Schneiden einiger Materialien
(1) Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Bei normaler Temperatur muss der Schneidteil des Materials eine ausreichende Härte haben, um in das Werkstück zu schneiden;Mit hoher Verschleißfestigkeit verschleißt das Werkzeug nicht und verlängert die Lebensdauer.
(2) Gute Hitzebeständigkeit: Das Werkzeug erzeugt während des Schneidvorgangs viel Wärme, insbesondere wenn die Schnittgeschwindigkeit hoch ist und die Temperatur sehr hoch ist.Daher sollte der Werkzeugwerkstoff auch bei hohen Temperaturen eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen.Es kann immer noch eine hohe Härte beibehalten und weiter schneiden.Diese Eigenschaft der Warmhärte wird auch Warmhärte oder Rothärte genannt.
(3) Hohe Festigkeit und gute Zähigkeit: Während des Schneidvorgangs muss das Werkzeug einem starken Aufprall standhalten, daher muss das Werkzeugmaterial eine hohe Festigkeit aufweisen, da es sonst leicht bricht und beschädigt wird.Da der Fräser Stößen und Vibrationen ausgesetzt ist, sollte das Material des Fräsers auch eine gute Zähigkeit aufweisen, damit es nicht leicht absplittert und absplittert.
2. Häufig verwendete Materialien für Fräser
(1) Schnellarbeitsstahl (als Schnellarbeitsstahl, Frontstahl usw. bezeichnet), unterteilt in Allzweck- und Spezial-Schnellarbeitsstahl.Es hat die folgenden Eigenschaften:
A.Der Gehalt an Legierungselementen Wolfram, Chrom, Molybdän und Vanadium ist relativ hoch und die Abschreckhärte kann HRC62-70 erreichen.Bei einer hohen Temperatur von 6000 ° C kann es immer noch eine hohe Härte beibehalten.
B.Die Schneide hat eine gute Festigkeit und Zähigkeit, eine starke Vibrationsfestigkeit und kann zur Herstellung von Werkzeugen mit allgemeiner Schnittgeschwindigkeit verwendet werden.Bei Werkzeugmaschinen mit geringer Steifigkeit können HSS-Fräser noch glatt geschnitten werden
C.Gute Prozessleistung, Schmieden, Bearbeiten und Schärfen sind relativ einfach und es können auch Werkzeuge mit komplexeren Formen hergestellt werden.
D.Verglichen mit Hartmetallmaterialien hat es immer noch die Nachteile einer geringeren Härte, einer schlechten Rothärte und einer Verschleißfestigkeit
(2) Hartmetall: Es wird durch ein pulvermetallurgisches Verfahren aus Metallkarbid, Wolframkarbid, Titankarbid und einem Metallbindemittel auf Kobaltbasis hergestellt.Seine Hauptmerkmale sind wie folgt:
Es kann hohen Temperaturen standhalten und kann bei etwa 800-1000 ° C immer noch eine gute Schneidleistung aufrechterhalten.Beim Schneiden kann die Schnittgeschwindigkeit 4-8 mal höher sein als bei Schnellarbeitsstahl.Hohe Härte bei Raumtemperatur und gute Verschleißfestigkeit.Die Biegefestigkeit ist gering, die Schlagzähigkeit ist schlecht und die Klinge ist nicht leicht zu schärfen.
Häufig verwendete Hartmetalle können im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt werden:
① Wolfram-Kobalt-Hartmetall (YG)
Häufig verwendete Sorten YG3, YG6, YG8, wobei die Zahlen den Prozentsatz des Kobaltgehalts angeben, je höher der Kobaltgehalt, desto besser die Zähigkeit, desto schlag- und vibrationsfester, aber die Härte und Verschleißfestigkeit werden verringert.Daher eignet sich die Legierung zum Schneiden von Gusseisen und NE-Metallen und kann auch zum Schneiden von rauen und gehärteten Stahl- und Edelstahlteilen mit hoher Schlagkraft verwendet werden
② Titan-Kobalt-Hartmetall (YT)
Häufig verwendete Sorten sind YT5, YT15, YT30, und die Zahlen geben den Prozentsatz an Titancarbid an.Nachdem das Hartmetall Titankarbid enthält, kann es die Bindungstemperatur des Stahls erhöhen, den Reibungskoeffizienten verringern und die Härte und Verschleißfestigkeit leicht erhöhen, aber es verringert die Biegefestigkeit und Zähigkeit und macht die Eigenschaften spröde.Daher eignen sich die Class-Legierungen zum Schneiden von Stahlteilen.
③ Allgemeines Hartmetall
Fügen Sie den beiden oben genannten Hartlegierungen eine angemessene Menge seltener Metallkarbide wie Tantalkarbid und Niobkarbid hinzu, um ihre Körner zu verfeinern und ihre Raumtemperatur- und Hochtemperaturhärte, Verschleißfestigkeit, Bindungstemperatur und Oxidationsbeständigkeit zu verbessern. Dies kann die Zähigkeit erhöhen der Legierung.Daher hat diese Art von Hartmetallmesser eine bessere umfassende Schneidleistung und Vielseitigkeit.Seine Marken sind: YW1, YW2 und YA6 usw. Aufgrund seines relativ hohen Preises wird es hauptsächlich für schwierig zu verarbeitende Materialien wie hochfesten Stahl, hitzebeständigen Stahl, Edelstahl usw. verwendet.
3. Arten von Fräsern
(1) Je nach Material des Schneidteils des Fräsers:
A.Schnellarbeitsstahlfräser: Dieser Typ wird für komplexere Fräser verwendet.
B.Hartmetall-Fräser: Meist mit dem Fräserkörper verschweißt oder mechanisch geklemmt.
(2) Je nach Verwendungszweck des Fräsers:
A.Fräser für die Bearbeitung von Ebenen: Zylinderfräser, Schaftfräser usw.
B.Fräser zum Bearbeiten von Nuten (oder Stufentischen): Schaftfräser, Scheibenfräser, Sägeblattfräser usw.
C.Fräser für speziell geformte Oberflächen: Formfräser etc.
(3) Entsprechend der Struktur des Fräsers
A.Scharfzahnfräser: Die abgeschnittene Form des Zahnrückens ist gerade oder gebrochen, einfach herzustellen und zu schärfen, und die Schneide ist schärfer.
B.Reliefzahnfräser: Die abgeschnittene Form des Zahnrückens ist eine archimedische Spirale.Nach dem Schärfen, solange der Spanwinkel unverändert bleibt, ändert sich das Zahnprofil nicht, was zum Umformen von Fräsern geeignet ist.
4. Die wichtigsten geometrischen Parameter und Funktionen des Fräsers
(1) Der Name jedes Teils des Fräsers
① Basisebene: Eine Ebene, die durch einen beliebigen Punkt auf dem Fräser verläuft und senkrecht zur Schnittgeschwindigkeit dieses Punktes ist
② Schnittebene: die Ebene, die durch die Schneidkante verläuft und senkrecht zur Basisebene steht.
③ Spanfläche: die Ebene, wo die Späne herausfließen.
④ Flankenfläche: die der bearbeiteten Fläche gegenüberliegende Fläche
(2) Der geometrische Hauptwinkel und die Funktion des zylindrischen Fräsers
① Spanwinkel γ0: Der eingeschlossene Winkel zwischen der Spanfläche und der Grundfläche.Die Funktion besteht darin, die Schneidkante scharf zu machen, die Metallverformung während des Schneidens zu reduzieren und die Späne leicht abzuführen, wodurch beim Schneiden Arbeit gespart wird.
② Freiwinkel α0: Der eingeschlossene Winkel zwischen der Flankenfläche und der Schnittebene.Seine Hauptfunktion besteht darin, die Reibung zwischen der Freifläche und der Schnittebene zu verringern und die Oberflächenrauheit des Werkstücks zu verringern.
③ Schwenkwinkel 0: Der Winkel zwischen der Tangente am Schrägzahnblatt und der Achse des Fräsers.Die Funktion besteht darin, die Schneidzähne allmählich in das Werkstück hinein- und von ihm wegschneiden zu lassen und die Schnittstabilität zu verbessern.Gleichzeitig bewirkt es bei zylindrischen Fräsern auch einen reibungslosen Spanabfluss an der Stirnfläche.
(3) Der geometrische Hauptwinkel und die Funktion des Schaftfräsers
Der Schaftfräser hat eine Nebenschneide mehr, also zusätzlich zum Spanwinkel und Freiwinkel:
① Eintrittswinkel Kr: Der eingeschlossene Winkel zwischen der Hauptschneide und der bearbeiteten Fläche.Die Änderung wirkt sich auf die Länge der Hauptschneide aus, um am Schneiden teilzunehmen, und ändert die Breite und Dicke des Spans.
② Sekundärer Ablenkwinkel Krˊ: Der eingeschlossene Winkel zwischen der sekundären Schneidkante und der bearbeiteten Oberfläche.Die Funktion besteht darin, die Reibung zwischen der sekundären Schneidkante und der bearbeiteten Oberfläche zu verringern und den Trimmeffekt der sekundären Schneidkante auf der bearbeiteten Oberfläche zu beeinflussen.
③ Schneidenneigung λs: Der eingeschlossene Winkel zwischen der Hauptschneide und der Grundfläche.Spielen hauptsächlich die Rolle des schrägen Klingenschneidens.
5. Formfräser
Der Formfräser ist ein Spezialfräser zur Bearbeitung der Formfläche.Sein Schneidenprofil muss entsprechend dem Profil des zu bearbeitenden Werkstücks ausgelegt und berechnet werden.Es kann komplex geformte Oberflächen auf einer Allzweckfräsmaschine bearbeiten und dabei sicherstellen, dass die Form im Wesentlichen gleich ist und die Effizienz hoch ist., Es ist weit verbreitet in der Serienfertigung und Massenproduktion.
(1) Formfräser können in zwei Typen unterteilt werden: Spitzzähne und Freizähne
Das Fräsen und Nachschleifen des scharfen Zahnformfräsers erfordert einen speziellen Master, der schwierig herzustellen und zu schärfen ist.Der Zahnrücken des Schaufelzahnprofilfräsers wird durch Schaufeln und Schaufelschleifen auf einer Schaufelzahndrehmaschine hergestellt.Beim Nachschleifen wird nur die Spanfläche geschärft.Da die Spanfläche flach ist, lässt sie sich bequemer schärfen.Derzeit verwendet der Formfräser hauptsächlich eine Schaufelzahnrückenstruktur.Der Zahnrücken des Entlastungszahns sollte zwei Bedingungen erfüllen: ①Die Form der Schneidkante bleibt nach dem Nachschleifen unverändert;②Erhalten Sie den erforderlichen Freiwinkel.
(2) Zahnrückenkurve und -gleichung
Durch einen beliebigen Punkt an der Schneidkante des Fräsers wird ein Endschnitt senkrecht zur Achse des Fräsers hergestellt.Die Schnittlinie zwischen ihm und der Zahnrückenfläche wird als Zahnrückenkurve des Fräsers bezeichnet.
Die Zahnrückenkurve soll vor allem zwei Bedingungen erfüllen: Zum einen soll der Freiwinkel des Fräsers nach jedem Nachschliff im Wesentlichen unverändert bleiben;der andere ist, dass es einfach herzustellen ist.
Die einzige Kurve, die den konstanten Freiwinkel erfüllen kann, ist die logarithmische Spirale, aber sie ist schwierig herzustellen.Die archimedische Spirale kann die Anforderung erfüllen, dass der Freiwinkel im Wesentlichen unverändert bleibt, und sie ist einfach herzustellen und leicht zu realisieren.Daher wird die archimedische Spirale in der Produktion häufig als Profil der Zahnrückenkurve des Fräsers verwendet.
Aus der Kenntnis der Geometrie nimmt der Wert des Vektorradius ρ jedes Punktes auf der Archimedes-Spirale proportional mit der Zunahme oder Abnahme des Drehwinkels θ des Vektorradius zu oder ab.
Daher kann eine Archimedes-Spirale erhalten werden, solange eine Kombination aus einer Rotationsbewegung mit konstanter Geschwindigkeit und einer Linearbewegung mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Radiusrichtung vorhanden ist.
In Polarkoordinaten ausgedrückt: wenn θ=00, ρ=R, (R ist der Radius des Fräsers), wenn θ>00, ρ
Die allgemeine Gleichung für den Rücken eines Fräsers lautet: ρ=R-CQ
Unter der Annahme, dass sich die Schneide nicht zurückzieht, dann ist jedes Mal, wenn sich der Fräser um einen Zahnabstandswinkel ε=2π/z dreht, die Zahnhöhe der Schneide gleich K. Um sich daran anzupassen, sollte die Höhe des Nockens ebenfalls gleich K sein. Damit sich die Klinge mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, sollte die Kurve auf der Nocke eine archimedische Spirale sein, damit sie einfach herzustellen ist.Außerdem wird die Größe des Nockens nur durch den Schaufelabsatz K-Wert bestimmt und hat nichts mit der Zähnezahl und dem Freiwinkel des Fräserdurchmessers zu tun.Solange Produktion und Absatz gleich sind, ist die Cam universell einsetzbar.Dies ist auch der Grund, warum archimedische Spiralen weit verbreitet in Zahnrücken von Hinterzahnformfräsern verwendet werden.
Wenn der Radius R des Fräsers und die Schnittmenge K bekannt sind, kann C erhalten werden:
Wenn θ=2π/z, ρ=RK
Dann ist RK=R-2πC /z ∴ C = Kz/2π
6. Phänomene, die nach der Passivierung des Fräsers auftreten
(1) Nach der Form der Chips zu urteilen, werden die Chips dick und flockig.Wenn die Temperatur der Chips ansteigt, wird die Farbe der Chips violett und raucht.
(2) Die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks ist sehr schlecht, und es gibt helle Flecken auf der Oberfläche des Werkstücks mit Nagespuren oder Wellen.
(3) Der Mahlvorgang erzeugt sehr starke Vibrationen und anormale Geräusche.
(4) Nach der Form der Messerschneide zu urteilen, gibt es glänzende weiße Flecken auf der Messerschneide.
(5) Bei der Verwendung von Hartmetallfräsern zum Fräsen von Stahlteilen fliegt oft eine große Menge Feuernebel aus.
(6) Das Fräsen von Stahlteilen mit Hochgeschwindigkeitsstahlfräsern, wie z. B. Ölschmierung und -kühlung, erzeugt viel Rauch.
Wenn der Fräser passiviert ist, sollten Sie rechtzeitig anhalten und den Verschleiß des Fräsers überprüfen.Bei geringem Verschleiß können Sie die Schneide mit Ölstein schärfen und dann verwenden;Bei starkem Verschleiß müssen Sie ihn schärfen, um übermäßigen Fräsverschleiß zu vermeiden.
Postzeit: 23. Juli 2021