Verständnis von Schwingungen und deren Auswirkungen auf die maschinelle Bearbeitung
Vibrationen beim Gewindefräsen können die Werkzeugstandzeit, die Gewindequalität und die Effizienz der Maschine erheblich beeinträchtigen. Wie entstehen diese Vibrationen? Entscheidend ist häufig, wie das Werkzeug in den Werkstoff eingreift. Kommen die Schneiden nicht zum richtigen Zeitpunkt in Eingriff oder treten sie nicht zum richtigen Zeitpunkt aus dem Eingriff aus, können unerwünschte Vibrationen entstehen. Auch die Programmierung der Maschine spielt eine entscheidende Rolle. Durch eine geeignete Programmierung lassen sich diese Vibrationen minimieren.
In diesem Artikel gehen wir der Frage nach, wie sich die Werkzeugkonstruktion auf die Vibrationen auswirkt, und erläutern, wie man die Maschine so programmiert, dass das Gewindefräsen ruhiger und effizienter abläuft.
Wie sich die Werkzeugkonstruktion auf Vibrationen auswirkt
Um ein vibrationsfreies Werkzeug zu erhalten, ist es wichtig, dass die Schnittkraft und die Werkzeugbelastung während des gesamten Prozesses konstant bleiben.
ZU FRÜHER AUSTRITT DER SCHNEIDE
Wenn die Schneidkante zu früh austritt, führt dies zu einer ungleichmäßigen Belastung des Werkzeugs und verursacht Vibrationen.
Dieses Gewindefräswerkzeug ist nicht vibrationsfrei.
ZU SPÄTER AUSTRITT DER SCHNEIDE
Tritt die Schneide zu spät aus dem Werkstoff aus, kommt zur ungleichmäßigen Werkzeugbelastung eine sehr hohe Belastung hinzu, da zwei Schneiden gleichzeitig im Eingriff sind.
Dieses Gewindefräswerkzeug ist nicht vibrationsfrei.
LÖSUNG
Für eine vibrationsfreie Bearbeitung darf eine Schneide erst aus dem Werkstoff austreten, wenn die nächste Schneide in den Werkstoff eintritt.
Dieser Gewindefräser weist den optimalen Drallwinkel, Werkzeugdurchmesser und die optimale Schneidenzahl auf, um bei Nutzung der gesamten Schneidenlänge eine vibrationsfreie Bearbeitung zu gewährleisten.
Wie SmiCut vibrationsfreie Gewindefräswerkzeuge konstruiert
Die folgenden Parameter beeinflussen, ob das Werkzeug eine vibrationsfreie Bearbeitung erreichen kann:
- Gewindelänge: Die Gewindelänge lässt sich nur schwer ändern, da sie meist durch die Zeichnung vorgegeben ist.
- Werkzeugdurchmesser: Bei Regelgewinden ist der Werkzeugdurchmesser stets gleich, da die Werkzeuge auf größtmögliche Stabilität ausgelegt sind.
- Anzahl der Schneiden: Für eine vibrationsfreie Bearbeitung kann die Schneidenzahl erhöht werden. Beachten Sie jedoch, dass bei einigen Werkstoffen Probleme mit der Spanabfuhr auftreten können.
- Drallwinkel des Werkzeugs: Der Drallwinkel des Werkzeugs kann in einem begrenzten Bereich variiert werden. Unsere Erfahrung zeigt, dass 15° optimal sind; im Bereich von 12° bis 18° lassen sich jedoch ebenfalls gute Ergebnisse erzielen.
Unter Berücksichtigung dieser Zusammenhänge hat SmiCut Werkzeuge entwickelt, die unter geeigneten Bedingungen und bei der vorgesehenen Gewindelänge eine vibrationsfreie Bearbeitung ermöglichen. Für kurze Gewinde sind mehr Schneiden erforderlich.
| Gewindelänge | Neues Design | Herkömmliches Design | |
| 1,5xD | 5 Schneiden | 3 Schneiden | 2 weitere Schneiden |
| 2xD | 4 Schneiden | 3 Schneiden | 1 weitere Schneide |
| 2,5xD | 3 Schneiden | 3 Schneiden | Wie zuvor |
| 3xD | 3 Schneiden | 3 Schneiden | Wie zuvor |
Mehr Schneiden bedeuten weniger Vibrationen, kürzere Bearbeitungszeiten, längere Werkzeugstandzeiten und höhere Wirtschaftlichkeit.
Verringerung von Vibrationen durch richtige Programmierung
Wenn Sie Probleme mit Vibrationen haben, erhöhen Sie normalerweise die Anzahl der Durchgänge. Anstatt das Gewinde in einem Durchgang herzustellen, können Sie es in zwei oder drei Durchgängen machen.
Üblicherweise wird der erste Durchgang mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt und der Durchmesser beim letzten Durchgang auf das Sollmaß vergrößert. Dadurch entsteht eine radiale Zustellung mit schwer brechenden Spänen, die die Vibrationen möglicherweise nicht im gewünschten Maß reduziert.
Um dies zu vermeiden, ändern Sie bei den zusätzlichen Durchgängen nicht nur den Durchmesser, sondern auch die Z-Höhe. Dadurch entsteht eine Flankenzustellung mit leicht brechenden Spänen und geringeren Vibrationen. SmiProg berechnet die richtigen Zustellwerte für die Bearbeitung in mehreren Durchgängen.
Gewindefräsen in drei Durchgängen. Verwenden Sie die Flankenzustellung, um Vibrationen zu reduzieren. SmiProg liefert die Daten für die Flankenzustellung bei der Bearbeitung in mehreren Durchgängen.
