Frezen van gaten en holtes/uitsparingen

1. Twee-assen lineair hellend frezen.
2. Circulair infrezen.
3. Breder maken van een gat.
4. Circulair uitwendig frezen of circulair hellend frezen.
5. Axiaal frezen (plungefrezen).
6. Kloppend frezen.
7. Afsnijmethoden.
8. Gesloten uitsparingen of hoeken.

Gatfrezen: maken van openingen

• Maken van openingen in een massief werkstuk.
• Verbreden van een gat of uitsparing.
• Openen / verbreden van een uitsparing of holte.

Maken van openingen in een massief werkstuk

Lineair hellend frezen

Kloppend frezen

Openen van een sleuf

Bij het frezen van een gat heeft lineair hellend frezen (2-assen gelijkertijd) altijd de voorkeur boven kloppend frezen.

Kloppend frezen is een alternatieve methode voor het frezen van een gat, maar het resulteert vaak in lange spanen en genereert ongewenste snijkrachten op de frees.Openen van een gat of uitsparing

Boren

Circulair hellend frezen

Hellend frezen van een uitsparing

Boren is de traditionele en snelste methode om een gat te maken, maar spaanbreking kan een uitdaging zijn in sommige materialen en de flexibiliteit ontbreekt om verschillende diameters te produceren of niet ronde vormen.

Circulair hellend frezen (3-assen gelijktijdig) is een minder productieve methode dan een gat boren, maar het kan een goed alternatief zijn in gevallen van :

• Gaten met grote diameters wanneer het machinevermogen beperkt is.
• Productie van kleinere series. Een vuistregel voor diameters groter dan 25 mm: frezen is rendabel tot een serie van ca. 500 gaten.
• Wanneer een een reeks van verschillende gatgroottes bewerkt moet worden.
• Beperkte opbergruimte in het gereedschapsmagazijn voor het bewaren van vele boormaten.
• Productie van blinde gaten, wanneer een vlakke bodem is vereist.
• Niet robuuste, dunwandige componenten.
• Onderbroken snedes.
• Moeilijk te boren materialen, vanwege spaanbreking en spaanafvoer.
• Er geen snijvloeistof aanwezig is.
• Bij het frezen van uitsparingen/holtes (“niet ronde gaten”).

Keuze van methode - voorbeeld

Openen van een holte/uitsparing.

Verbreden van een gat of uitsparing

Kotteren

Circulair hellend frezen

Circulair frezen

Verbreden van een gat

Kotteren is normaal gesproken de snelste methode, vanwege dezelfde redenen als boren, maar gatfrezen is soms een goed alternatief. Er kunnen twee afwisselende freesmethode worden gebruikt: Circulair hellend frezen (3-assen) of circulair frezen (2-assen). Circulair hellend frezen geniet de voorkeur wanneer het gat dieper is dan a_p max, of in trillingsgevoelige toepassingen. Daarnaast wordt de rondheid/concentriciteit van het gat beter bij hellend frezen, vooral bij lange uitsteeklengten. Rondheid wordt verbeterd wanneer het werkstuk wordt geroteerd in plaats van de frees te bewegen in een cirkelvormig pad bij zowel circulair hellend frezen als freesbewerkingen.Verbreden van een uitsparing

Voor inwendig hoekfrezen en plungefrezen is een startgat nodig en moet worden vergeleken met het hellend frezen van een holte direct in een massief blok.

• Hellend frezen (3-assen) heeft een voordeel, omdat het slechts één gereedschap vereist en 3D vormen kan produceren, waardoor het geschikt is voor profielfrezen. Indien toegepast met hoge voedingstechnieken (licht en snel), dan worden de snijkrachten op een gunstige manier geleid welke de trillingsproblemen minimaliseert
• Plungefrezen lost vaak problemen op met grote uitsteeklengtes en/of diepe uitsparingen.
• Inwendig hoekfrezen vereist meer programmering dan plungefrezen, maar is sneller.

Inwendig hoekfrezen

Plungefrezen

Rest (resterende toegift) frezen

Wanneer het voorbewerken van een uitsparing is afgerond, blijft er vaak toegift over, vooral in de hoeken. Plungefrezen met een kleinere frees is één methode om dichter bij de eindvorm te komen. Afsnijden (licht en snel) is een andere techniek die vaak wordt gebruikt bij hoekfrezen. Trochoïdaal frezen is een type afsnijtechniek die ook wordt gebruikt voor het frezen van sleuven, holtes etc.

Plungefrezen in hoeken

Afsnijtechniek – licht en snel

Afsnijden in hoeken

Trochoïdaal

Openen/wijder maken van een holte of uitsparing

Er zijn twee duidelijke strategieën:1. Circulair hellend frezen (3-assen) – kleine a_p

Gebruik een frees met kleine instelhoek. Een ronde wisselplaat frees is een ander alternatief.

Deze “lichte en snel” techniek biedt een uitstekend verspaningsvolume en is de eerste keuze voor minder stabiele machines (overeenkomstig ISO 40) en waar de uitsparing een profielvorm heeft, d.w.z. matrijs en mal.

Opmerking: Voorkom het bewerken tot helemaal tegen een 90° hoek, omdat het effect van een lage gereedschapsbenaderingshoek verloren gaat, d.w.z. de snedediepte neemt sterk toe.

Snijparameters:

• Maximum freesdiameter = 1.5 x component hoekradius.
• Circulair hellend frezen tot diepte – linksom.
• In de volgend snede draaien.
• Radiale snede – max. a_e = 70% DC.
• Axiale snede voor ronde wisselplaat frees 25% iC.
• Gereedschapspad radius in de hoek = DC.
• Verlaag de hoekvoeding.

2. Circulair frezen (2-assen) – grote a_p

Boor een gat en schakel dan over naar een hoek-vingerfrees of een langesnijkantsfrees. Een typisch toepassingsgebied zijn bijvoorbeeld frames voor lucht- en ruimtevaart – bewerken van titanium.Toepassingstips

Zorg voor een goede spaanafvoer om hersnijden van spanen / spaanophoping te voorkomen:

• Horizontale spil (ISO 50) heeft de voorkeur.
• Hogedruk koelmiddel of perslucht met koelmiddel door het gereedschap.
• DC mag niet groter zijn dan 75% van de gatdiam. Gebruik een grote axiale snede – maximaal a_e = 2 x DC.

Het geboorde gat moet worden ingegaan in een cirkelvormig pad:

• Regel de radiale aangrijping, maximaal a_e = 30% van DC.

Regel de radiale aangrijping om trilling in hoeken te minimaliseren en de productiviteit te maximaliseren:

• Gebruik de grootst mogelijke radius in de hoeken, spiraalvorm-programmering.
• Gebruik de grootst mogelijke DC en rond het restfrezen afzonderlijk af met niet meer dan 1.5 x de hoekradius.

Kleine hoekradius

Spiraalvorm programmering