Wie wählt man beim Fräsen die geeigneten Verfahren aus?Hartmetall-SchaftfräserDie rechtzeitige Beurteilung des Verschleißes des Fräsers kann nicht nur die Bearbeitungseffizienz effektiv verbessern, sondern auch die Bearbeitungskosten senken.
Grundanforderungen an Werkstoffe für Schaftfräser:
1. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Bei normaler Temperatur muss der Schneidteil des Materials ausreichend hart sein, um in das Werkstück einzuschneiden; bei hoher Verschleißfestigkeit verschleißt das Werkzeug nicht und verlängert seine Lebensdauer.
2. Gute Hitzebeständigkeit
Das Werkzeug erzeugt während des Schneidprozesses viel Wärme, insbesondere bei hoher Schnittgeschwindigkeit steigt die Temperatur stark an.
Daher sollte das Werkzeugmaterial eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen, die auch bei hohen Temperaturen eine hohe Härte beibehält und die Fähigkeit zum kontinuierlichen Schneiden ermöglicht. Diese Eigenschaft wird als Hochtemperaturhärte bezeichnet und ist auch als Warmhärte oder Rothärte bekannt.
3. Hohe Festigkeit und gute Zähigkeit
Beim Schneidprozess muss das Werkzeug einer hohen Stoßkraft standhalten, daher muss das Werkzeugmaterial eine hohe Festigkeit aufweisen, da es sonst leicht bricht oder beschädigt wird.FräserDa der Fräser Stößen und Vibrationen ausgesetzt ist, sollte sein Material auch eine gute Zähigkeit aufweisen, damit er nicht so leicht absplittert oder bricht.
Ursachen für den Verschleiß von Fräswerkzeugen
Die Gründe für den Verschleiß vonSchaftfräsersind komplizierter, lassen sich aber grob oder hauptsächlich in zwei Kategorien einteilen:
1. Mechanischer Verschleiß
Der Verschleiß, der durch die starke Reibung zwischen Span und Spanfläche des Werkzeugs, die elastische Verformung der bearbeiteten Werkstückoberfläche und der Werkzeugfreifläche entsteht, wird als mechanischer Verschleiß bezeichnet. Bei nicht zu hohen Schnitttemperaturen ist der durch diese Reibung verursachte mechanische Abrieb die Hauptursache für Werkzeugverschleiß.
2. Thermobekleidung
Beim Schneiden kommt es aufgrund der starken plastischen Verformung des Metalls und der durch Reibung entstehenden Schneidwärme zu Verschleiß, der durch die Verringerung der Härte der Klinge und den Verlust der Schneidleistung verursacht wird und als thermischer Verschleiß bezeichnet wird.
Neben den beiden oben genannten Verschleißarten gibt es folgende Verschleißarten:
Unter der Einwirkung von hoher Temperatur und hohem Druck kommt es zu einer Verbindung zwischen Werkzeug und Werkstückmaterial, wobei ein Teil des Werkzeugmaterials durch die Späne abgetragen wird, was zu einer Verklebung und zum Verschleiß des Werkzeugs führt.
Bei höheren Temperaturen diffundieren einige Elemente des Werkzeugmaterials (wie Wolfram, Kobalt, Titan usw.) in das Werkstückmaterial. Dadurch ändert sich die chemische Zusammensetzung der Oberflächenschicht des Schneidteils des Werkzeugs, und die Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Werkzeugs werden verringert, sodass das Werkzeug Diffusionsverschleiß verursacht.
Bei Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl verändert sich bei höheren Schnitttemperaturen die metallografische Struktur der Werkzeugoberfläche, was die Härte und Verschleißfestigkeit verringert und zu Phasenwechselverschleiß führt. Jeder Zahn des Fräsers arbeitet periodisch und intermittierend. Die Zahntemperatur schwankt stark zwischen Leerlauf und eigentlichem Schnitt. Man kann sagen, dass der Zahn bei jedem Schnitt einem Temperaturschock ausgesetzt ist. Hartmetallwerkzeuge erzeugen unter diesem Temperaturschock hohe Spannungen im Inneren der Schneide, die zu Rissen und damit zu thermischer Rissbildung und Verschleiß führen. Da der Fräser intermittierend schneidet, ist die Schnitttemperatur nicht so hoch wie beim Drehen, und die Hauptursache für Werkzeugverschleiß ist in der Regel mechanischer Verschleiß durch Reibung.
Wie erkennt man Werkzeugverschleiß?
1. Prüfen Sie zunächst während der Bearbeitung, ob das Werkzeug verschlissen ist. Achten Sie dabei insbesondere beim Schneiden auf das Geräusch. Wenn das Werkzeug während der Bearbeitung plötzlich ein ungewöhnliches Geräusch von sich gibt, deutet dies auf einen normalen Schneidvorgang hin. Natürlich erfordert dies Erfahrung.
2. Überprüfen Sie den Bearbeitungsprozess. Treten während der Bearbeitung vereinzelt unregelmäßige Funken auf, bedeutet dies, dass das Werkzeug verschlissen ist und entsprechend seiner durchschnittlichen Lebensdauer rechtzeitig ausgetauscht werden kann.
3. Achten Sie auf die Farbe der Eisenspäne. Eine Farbveränderung der Eisenspäne deutet auf eine Änderung der Bearbeitungstemperatur hin, was auf Werkzeugverschleiß hindeuten kann.
4. Betrachtet man die Form der Eisenspäne, so weisen diese auf beiden Seiten gezackte Strukturen auf, sind ungewöhnlich gekrümmt und werden immer feiner. Dies entspricht eindeutig nicht dem Gefühl eines normalen Schneidvorgangs und beweist, dass das Werkzeug abgenutzt ist.
5. Bei Betrachtung der Oberfläche des Werkstücks sind helle Spuren zu erkennen, die Rauheit und Größe haben sich jedoch nicht wesentlich verändert, was darauf hindeutet, dass das Werkzeug abgenutzt ist.
6. Beim Abhören des Geräusches verstärkt sich die Bearbeitungsvibration, und das Werkzeug erzeugt ungewöhnliche Geräusche, wenn es nicht schnell genug läuft. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass das Werkzeug nicht „klemmt“, da dies zu Ausschuss führt.
7. Beobachten Sie die Belastung der Werkzeugmaschine. Bei einer signifikanten schrittweisen Änderung kann das Werkzeug verschlissen sein.
8. Beim Ausschneiden des Werkzeugs sind das Auftreten von starken Graten am Werkstück, die Verringerung der Rauheit, die Veränderung der Werkstückgröße und andere offensichtliche Phänomene ebenfalls Kriterien zur Bestimmung des Werkzeugverschleißes.
Kurz gesagt: Sehen, Hören und Tasten – solange man einen einzigen Punkt zusammenfassen kann, kann man beurteilen, ob das Werkzeug abgenutzt ist oder nicht.
Möglichkeiten zur Vermeidung von Werkzeugverschleiß
1. Verschleiß der Schneidkante
Verbesserungsmethoden: Vorschub erhöhen; Schnittgeschwindigkeit verringern; verschleißfesteres Wendeschneidplattenmaterial verwenden; beschichtete Wendeschneidplatten verwenden.
2. Absturz
Verbesserungsmethoden: Verwendung eines zäheren Materials; Verwendung einer Klinge mit verstärkter Schneide; Überprüfung der Steifigkeit des Prozesssystems; Erhöhung des Hauptneigungswinkels.
3. Thermische Verformung
Verbesserungsmethoden: Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit; Reduzierung des Vorschubs; Reduzierung der Schnitttiefe; Verwendung eines stärker warmgehärteten Materials.
4. Tiefe Schnittverletzungen
Verbesserungsmethoden: Änderung des Hauptneigungswinkels; Verstärkung der Schneide; Austausch des Klingenmaterials.
5. Heißer Riss
Verbesserungsmethoden: Kühlmittel richtig einsetzen; Schnittgeschwindigkeit reduzieren; Vorschub reduzieren; beschichtete Wendeschneidplatten verwenden.
6. Staubansammlung
Verbesserungsmethoden: Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit; Erhöhung des Vorschubs; Verwendung von beschichteten Wendeschneidplatten oder Cermet-Wendeschneidplatten; Verwendung von Kühlmittel; Schärfen der Schneide.
7. Sichelförmiger Verschleiß
Verbesserungen: Schnittgeschwindigkeit reduzieren; Vorschub reduzieren; beschichtete oder Cermet-Wendeschneidplatten verwenden; Kühlmittel verwenden.
8. Bruch
Verbesserungsmethode: Verwendung eines Materials oder einer Geometrie mit besserer Zähigkeit; Reduzierung des Vorschubs; Reduzierung der Schnitttiefe; Überprüfung der Steifigkeit des Prozesssystems.
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Veröffentlichungsdatum: 24. Oktober 2022
