Welche Techniken werden zum Fräsen komplexer Formen mit Mini-Schaftfräsern verwendet?

Im Bereich der Präzisionsbearbeitung ist die Fähigkeit, komplexe Formen zu fräsen, eine äußerst gefragte Fähigkeit. Mini-Schaftfräser spielen aufgrund ihrer geringen Größe und hohen Präzision eine entscheidende Rolle bei der Erledigung solch komplizierter Arbeiten. Als Lieferant von Mini-Schaftfräsern habe ich aus erster Hand die verschiedenen Techniken miterlebt, die Maschinisten anwenden, um mit diesen bemerkenswerten Werkzeugen komplexe Formen zu erzeugen. In diesem Blog werde ich mich mit den Techniken befassen, die zum Fräsen komplexer Formen mit Mini-Schaftfräsern verwendet werden.

Mini-Schaftfräser verstehen

Bevor wir uns mit den Techniken befassen, ist es wichtig zu verstehen, was Mini-Schaftfräser sind. Mini-Schaftfräser sind kleine Schneidwerkzeuge, die typischerweise für hochpräzise Bearbeitungsvorgänge verwendet werden. Sie sind in verschiedenen Formen erhältlich, z. B. mit Kugelkopf, flachem Ende und Eckenradius, und sind in verschiedenen Nutenkonfigurationen erhältlich, darunter 2 Nuten, 3 Nuten und mehr. Der kleine Durchmesser von Mini-Schaftfräsern, der oft von einem Bruchteil eines Millimeters bis zu einigen Millimetern reicht, ermöglicht präzises Schneiden auf engstem Raum und die Erstellung feiner Details.

1. 3-Achsen-Fräsen

Eine der gebräuchlichsten Techniken zum Fräsen komplexer Formen mit Mini-Schaftfräsern ist das 3-Achsen-Fräsen. Beim 3-Achsen-Fräsen bewegt sich das Schneidwerkzeug entlang dreier linearer Achsen: X, Y und Z. Dies ermöglicht die Erstellung von 2,5D- und einfachen 3D-Formen.

Profilierung

Profilieren ist eine grundlegende 3-Achsen-Frästechnik, mit der die äußere Form eines Werkstücks erstellt wird. Der Mini-Schaftfräser folgt einem programmierten Pfad um den Umfang der gewünschten Form. Wenn Sie beispielsweise ein komplexes Zahnradprofil fräsen, bewegt sich der Schaftfräser entlang der X- und Y-Achse, um die Zähne des Zahnrads zu verfolgen und gleichzeitig eine konstante Z-Tiefe beizubehalten. Der 2-Flöten-Flachfräser mit Mikrodurchmesser [/mini - end - mill/2 - Flöten - flach - Mikro - Durchmesser - Fräser - Fräser - 1.html] wird aufgrund seiner Fähigkeit, saubere, gerade Schnitte auszuführen, häufig bei Profilierungsarbeiten eingesetzt.

Einstecken

Taschenfräsen ist eine weitere 3-Achsen-Technik, mit der innere Hohlräume oder Taschen in einem Werkstück erzeugt werden. Der Mini-Schaftfräser beginnt in der Mitte der Tasche und bewegt sich in einer Reihe konzentrischer Bahnen, wobei er nach und nach Material abträgt, bis die gewünschte Tiefe und Form erreicht ist. Diese Technik wird häufig bei der Herstellung von Elektronikgehäusen und Formhohlräumen verwendet. Der 2-schneidige Schaftfräser mit Kugelkopf und Mikrodurchmesser [/mini - end - mill/2 - nutes - ball - head - micro - Diameter - endmill - 1.html] eignet sich gut für Taschenbearbeitungen, da seine kugelförmige Spitze glatte, abgerundete Ecken erzeugen kann.

2. 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsen

Für komplexere Formen werden 4- und 5-Achsen-Frästechniken eingesetzt. Diese Techniken fügen der traditionellen 3-Achsen-Bewegung Rotationsachsen hinzu und ermöglichen so eine größere Flexibilität und die Möglichkeit, Teile aus mehreren Winkeln zu bearbeiten.

4-Achsen-Fräsen

Beim 4-Achsen-Fräsen wird dem 3-Achsen-System eine zusätzliche Rotationsachse (normalerweise die A-Achse) hinzugefügt. Dadurch kann das Werkstück gedreht werden, während sich der Schaftfräser entlang der X-, Y- und Z-Achse bewegt. Das 4-Achsen-Fräsen eignet sich für die Herstellung von Teilen mit zylindrischen oder gekrümmten Merkmalen, beispielsweise Turbinenschaufeln und medizinischen Implantaten. Durch die Möglichkeit, das Werkstück zu drehen, kann der Mini-Schaftfräser ohne Umspannen auf verschiedene Seiten des Teils zugreifen, was die Rüstzeit verkürzt und die Genauigkeit verbessert.

5-Achsen-Fräsen

Das 5-Achsen-Fräsen führt das Konzept der Mehrachsenbearbeitung durch das Hinzufügen einer zweiten Rotationsachse (normalerweise der B-Achse) einen Schritt weiter. Dadurch kann sich der Schaftfräser aus praktisch jedem Winkel dem Werkstück nähern und so äußerst komplexe Formen mit Hinterschneidungen, zusammengesetzten Kurven und Freiformflächen erzeugen. 5-Achsen-Fräsen wird häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Medizinindustrie zur Herstellung hochpräziser Komponenten eingesetzt. Der 2-schneidige Schaftfräser mit Kugelkopf und Mikrodurchmesser [/mini - end - mill/2 - nutes - ball - head - micro - Diameter - endmill.html] ist aufgrund seiner Vielseitigkeit bei der Erstellung glatter, komplexer Oberflächen eine beliebte Wahl für das 5-Achsen-Fräsen.

3. Hochgeschwindigkeitsfräsen

Hochgeschwindigkeitsfräsen ist eine Technik, bei der hohe Spindelgeschwindigkeiten und Vorschübe verwendet werden, um Material schnell zu entfernen und gleichzeitig die Genauigkeit beizubehalten. Diese Technik ist besonders effektiv bei der Verwendung von Mini-Schaftfräsern, da ihre geringe Größe eine Hochgeschwindigkeitsrotation ohne übermäßige Vibrationen ermöglicht.

Vorteile des Hochgeschwindigkeitsfräsens

• Reduzierte Zykluszeit: Durch die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindeldrehzahl kann das Hochgeschwindigkeitsfräsen die für die Bearbeitung eines Teils erforderliche Zeit erheblich verkürzen. Dies ist besonders wichtig, wenn große Mengen komplexer Teile hergestellt werden.
• Verbesserte Oberflächenbeschaffenheit: Beim Hochgeschwindigkeitsfräsen entstehen weniger Hitze und Vibrationen, was zu einer besseren Oberflächengüte führt. Dies ist entscheidend für Teile, die ein hohes Maß an Präzision und Ästhetik erfordern.
• Längere Werkzeuglebensdauer: Die reduzierten Schnittkräfte beim Hochgeschwindigkeitsfräsen können dazu beitragen, die Lebensdauer des Mini-Schaftfräsers zu verlängern und die Werkzeugkosten zu senken.

4. Adaptives Fräsen

Adaptives Fräsen ist eine relativ neue Technik, die fortschrittliche Softwarealgorithmen verwendet, um den Schnittpfad basierend auf der Form des Werkstücks und den Schnittbedingungen zu optimieren. Diese Technik eignet sich besonders zum Fräsen komplexer Formen mit unterschiedlichen Tiefen und Geometrien.

So funktioniert adaptives Fräsen

Beim adaptiven Fräsen analysiert die Software die Teilegeometrie und ermittelt den effizientesten Schnittweg. Der Schaftfräser passt seine Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe an die Menge des an jedem Punkt abgetragenen Materials an. Dies trägt dazu bei, eine konstante Spanlast aufrechtzuerhalten, den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Oberflächengüte zu verbessern. Adaptives Fräsen ist besonders effektiv, wenn Mini-Schaftfräser in schwer zu bearbeitenden Materialien wie Titan und Edelstahl verwendet werden.

5. Werkzeugwegoptimierung

Die Optimierung des Werkzeugwegs ist ein wesentlicher Aspekt beim Fräsen komplexer Formen mit Mini-Schaftfräsern. Ein gut optimierter Werkzeugweg kann die Bearbeitungszeit verkürzen, die Oberflächengüte verbessern und die Werkzeuglebensdauer verlängern.

Strategien zur Werkzeugwegoptimierung

• Kontinuierliches Schneiden: Entwerfen Sie den Werkzeugweg so, dass die Anzahl der Eilgänge und Stopps minimiert wird. Kontinuierliches Schneiden trägt dazu bei, eine konstante Spanlast aufrechtzuerhalten und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren.
• Optimaler Vorschub und Geschwindigkeit: Wählen Sie die geeignete Vorschubgeschwindigkeit und Spindelgeschwindigkeit basierend auf dem zu bearbeitenden Material, der Größe des Schaftfräsers und der gewünschten Oberflächengüte. Die Verwendung eines falschen Vorschubs und einer falschen Geschwindigkeit kann zu schlechter Oberflächenqualität und vorzeitigem Werkzeugausfall führen.
• Scharfe Ecken vermeiden: Wenn möglich, entwerfen Sie den Werkzeugweg so, dass scharfe Ecken vermieden werden. Scharfe Ecken können zu übermäßigem Werkzeugverschleiß führen und das Risiko eines Werkzeugbruchs erhöhen. Verwenden Sie stattdessen abgerundete Ecken oder Übergangsradien, um den Schnittweg zu glätten.

Abschluss

Das Fräsen komplexer Formen mit Mini-Schaftfräsern erfordert eine Kombination aus fortschrittlichen Techniken, Präzisionswerkzeugen und erfahrenen Bedienern. Durch das Verständnis der verschiedenen verfügbaren Techniken wie 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsen, Hochgeschwindigkeitsfräsen, adaptives Fräsen und Werkzeugwegoptimierung können Maschinisten bei ihrer Arbeit ein Höchstmaß an Präzision und Effizienz erreichen.

Als Lieferant von Mini-Schaftfräsern setze ich mich dafür ein, qualitativ hochwertige Werkzeuge und technischen Support bereitzustellen, um unseren Kunden beim Erreichen ihrer Bearbeitungsziele zu helfen. Egal, ob Sie an einem kleinen Prototypen oder einer Großserie arbeiten, unser Sortiment an Mini-Schaftfräsern umfasst den 2-schneidigen Kugelfräser mit Mikrodurchmesser [/mini - end - mill/2 - Schneiden - Kugelfräser - Mikrodurchmesser - Schaftfräser - 1.html] und den 2-schneidigen Flachfräser mit Mikrodurchmesser [/mini - Schaftfräser/2 - Schneiden - flach - Mikrodurchmesser - Fräsen - Fräser - 1.html] kann Ihnen dabei helfen, mühelos komplexe Formen zu erstellen.

Wenn Sie mehr über unsere Mini-Schaftfräser erfahren möchten oder Fragen zum Fräsen komplexer Formen haben, können Sie uns gerne für ein ausführliches Gespräch und eine mögliche Beschaffung kontaktieren. Wir freuen uns darauf, mit Ihnen zusammenzuarbeiten, um Ihre Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen.

Referenzen

• Groover, MP (2010). Grundlagen der modernen Fertigung: Materialien, Prozesse und Systeme. Wiley.
• Stephenson, DA, & Agapiou, JS (2006). Theorie und Praxis der Metallzerspanung. CRC-Presse.
• König, W. & Aurich, JC (2010). Bearbeitungstechnologie: Grundlagen der Fertigung. Springer.