Formler och definitioner för fräsning

Fräsprocessen – definitioner

Skärhastighet,v_c​

Anger den ythastighet som skäreggen bearbetar arbetsstycket med.

Effektiv eller faktisk skärhastighet, v_e

Anger ythastigheten vid den effektiva diametern (DC_ap). Det här värdet krävs för att bestämma skärdata vid det faktiska skärdjupet (a_p). Det är ett särskilt viktigt värde när man använder fräsar med runda skär, fullradiepinnfräsar och alla fräsar med stora hörnradier, liksom fräsar med mindre ställvinkel än 90 grader.​

Spindelvarvtal, n

Antalet varv som fräsverktyget roterar per minut på spindeln. Det här är ett maskinorienterat värde som beräknas utifrån det rekommenderade skärhastighetsvärdet för en operation.

Matning per tand, f_z

Ett värde för att beräkna matningshastigheten. Värdet för matning per tand beräknas utifrån det rekommenderade värdet för maximal spåntjocklek.

Matning per varv, f_n

Extravärde som anger hur långt verktyget rör sig under ett helt varv. Det används specifikt för matningsberäkningar och ofta för att fastställa finbearbetningskapaciteten hos en fräs.

Matning per minut, v_f

Kallas även matningshastighet eller maskinmatning. Det är matningen av verktyget i förhållande till arbetsstycket uttryckt som avstånd per tidsenhet, och är relaterat till matning per tand och antalet tänder i fräsen. Antalet tillgängliga fräständer i verktyget (z_n) varierar mycket och används för att fastställa matningshastigheten, medan antalet effektiva tänder (z_c) är antalet effektiva tänder i ingrepp. Matning per varv (f_n) i mm/varv (tum/varv) är ett värde som används specifikt för matningsberäkningar och ofta för att fastställa en fräs finbearbetningskapacitet.

Maximal spåntjocklek, h_ex

Det här värdet är ett resultat av fräsingreppet eftersom det är relaterat till (f_z), (a_e) och (k_r). Det är viktigt att ta hänsyn till spåntjockleken när man ska bestämma matning per tand, för att uppnå den mest produktiva matningshastigheten.

Genomsnittlig spåntjocklek, h_m

Ett användbart värde vid bestämning av den specifika skärkraften, används för nettoeffektsberäkningar.​

Spånavverkningshastighet, Q  (cm³/min)

Volymen avverkad metall i kubikmillimeter per minut (tum³/minut). Värdet beräknas utifrån värdena för skärdjup, skärbredd och matning.

Specifik skärkraft, k_ct

En materialkonstant som används vid effektberäkningar, uttryckt i N/mm²

Bearbetningstid, T_c  (min)

Bearbetningslängd (l_m) delat med matningshastigheten (v_f).​

Nettoeffekt, P_c och effektivitet, η_mt

Maskinorienterade värden som hjälper till att beräkna nettoeffekten för att säkerställa att maskinen kan hantera fräsen och operationen.​

Frästekniker – definitioner

Linjär rampning

En samtidig, rak rörelse i axiell och radiell matningsriktning.

Rundfräsning

En cirkulär verktygsväg på konstant z-nivå (cirkulärinterpolering).

Cirkulär rampning

En verktygsväg för cirkulär rampning (spiralinterpolering).

Konturfräsning

Fräsning på konstant z-nivå.

Spetsfräsning

Ett grunt, radiellt ingrepp med runt skär eller fullradiepinnfräs, där skärzonen rör sig bort från verktygets centrum.

Profilhöjd

En konfiguration med spetsar som uppstår vid skulpturering av ytor.

Specifika formler för valsfräsar

Formler för valsfräsar med rak skäregg

Maximal fräsdiameter vid ett specifikt djup (mm).

 

Planfräsning (centrerat arbetsstycke), rak egg och sidfräsning (a_e > D_cap/2) mm​

 

Sidfräsning (a_e < D_cap/2) rak egg mm.

Formler för valsfräsar med runda skär

Maximal fräsdiameter vid ett specifikt djup (mm).​

 

Planfräsning runt skär (a_e > D_cap/2) (mm)​

 

Sidfräsning (a_e < D_cap/2) och runt skär (a_p < iC/2) mm.​

Fullradiepinnfräs

Maximal fräsdiameter vid ett specifikt djup (mm).

 

Matning per skärande egg (mm/skäregg), fräsen centrerad.

 

Matning per skärande egg (mm/skäregg), sidfräsning

Invändig cirkulär rampning (3-axlig) eller rundfräsning (2-axlig)

Beräknad version

 

Periferimatning (mm/min)​

Matning i verktygscentrum (mm/min)

Radiellt skärdjup (mm)​

I ett solitt arbetsstycke där D_w = 0 och a_{e eff} = D_m/2​

Matning per tand (mm)

Vid utvidgning av hål,

Matning per tand (mm)

Cirkulär rampning i solitt arbetsstycke

Cirkulär rampning eller rundfräsning för att vidga ett hål.

Rundfräsning, verktygsväg med rullande ingång, D_vf1

Formler för utvändig cirkulär rampning (3-axlig) eller rundfräsning (2-axlig)​

Beräknad version

Periferimatning (mm/min)

Matning i verktygscentrum (mm/min)

Matning per tand (mm)​

Definitioner för frässkär

Skärgeometri

En närmare studie av skäreggsgeometrin visar två viktiga vinklar på skäret:

• spånvinkel (γ)

• skäreggsvinkel (β)

Makrogeometrin har utvecklats för arbete under lätta, medeltunga eller tunga betingelser.

• L (lätt) geometri har en mer positiv, men svagare egg (stor γ, liten β)

• H (tung) geometri har en starkare, men mindre positiv egg (liten γ, stor β)

Makrogeometrin påverkar flera parametrar i skärprocessen. Ett skär med stark skäregg kan arbeta under högre belastning, men genererar också högre skärkrafter, förbrukar högre effekt och genererar mer värme. Materialoptimerade geometrier har en beteckning med motsvarande ISO-klassificeringbokstav. Geometrier för gjutjärn är till exempel: -KL, -KM och -KH.

Skärhörnskonstruktion

Den viktigaste delen av skäreggen för att producera ytan är planfasen b_s1 eller, där så är tillämpligt, en konvex wiperfas b_s2 eller hörnradie r_ε.

Hörnradie, r Planfas (b_s1)Wiperfas (b_s2)

Definitioner för valsfräs

Ställvinkel, (k_r) (grader)

 

Huvudskäreggens vinkel (k_r) på fräsen är den avgörande faktorn, eftersom den påverkar skärkraftens riktning och spåntjockleken.​

Fräsdiameter – D_c (mm)

 

Fräsdiametern (D_c) mäts över den punkt (PK) där huvudskäreggen möter planfasen.

Den viktigaste diametern att tänka på är (D_cap) – den effektiva fräsdiametern vid det faktiska skärdjupet (a_p) – används vid beräkning av den faktiska skärhastigheten. D₃ är skärets största diameter, för vissa fräsar lika med D_c.​

Skärdjup – a_p (mm)

Skärdjupet (a_p) är skillnaden mellan den obearbetade och den bearbetade ytan i axiell riktning. Maximalt a_p begränsas framför allt av skärstorleken och maskinens effekt.

En annan kritisk faktor vid grovbearbetningsoperationer är vridmomentet, och vid finbearbetning vibrationerna.​

Skärbredd, a_e (mm)

Fräsens radiella bredd (a_e) som aktiv i ingreppet. Särskilt kritiskt för step-over vid dykfräsning och för vibrationer vid hörnfräsning, där maximal a_e är särskilt kritisk.

Radiellt ingrepp, a_e/D_c

Radiellt ingrepp (a_e / D_c) är skärbredden i förhållande till fräsens diameter.

Antal effektiva skäreggar på verktyget, z_c

För bestämning av matningshastigheten (v_f) och produktiviteten. Det har ofta en kritisk inverkan på spånavgången och operationsstabiliteten.

Det totala antalet skäreggar på verktyget, z_n

Avstånd mellan de effektiva skäreggarna, u

För en specifik valsfräsdiameter kan du välja mellan olika tanddelningar: gles (-L), tät (-M), extra tät (- H). Ett X i koden betecknar en fräsversion som är något mer tättandad än grundutförandet.​​

Differentialdelning

Anger ett ojämnt tandavstånd för en fräs. Det är ett mycket effektivt sätt att minimera vibrationstendenser.​