Fräsning mot skuldra

Följande är exempel på operationer för fräsning mot skuldra:

• Hörnfräsning
• Periferikantfräsning
• Fräsning mot skuldra vid tunna, böjda väggar

Hörnfräsning

Vad är framgångsrik hörnfräsning?

Vid fräsning mot skuldra genereras två ytor samtidigt, vilket kräver periferifräsning i kombination med planfräsning. Ett av de viktigaste kraven är att kunna åstadkomma en exakt, nittiogradig skuldra. Skuldror kan fräsas med konventionella kvadratiska hörnfräsar, eller med pinnfräsar, vals-/igelfräsar och skivfräsar. Eftersom det finns många olika typer av operationer är det viktigt att analysera de specifika kraven, för att kunna göra ett bra val.

Val av verktyg

Hörnfräsar

Hörnfräsar av konventionellt utförande har ofta kapacitet för att fräsa ”verkligt” nittiogradiga grunda skuldror. Många hörnfräsar är av universaltyp och kan även användas för att skapa hål. De är ett bra alternativ till planfräsar vid fräsning av axiellt avböjande ytor eller fräsning nära vertikala ytor.

Pinnfräsar

Pinnfräsar med vändskär och av solid hårdmetall erbjuder en bra lösning för skulderfräsning när åtkomlighet är viktigt.

Vals-/igelfräsar

Vals-/igelfräsar används vanligen för att fräsa djupa skuldror.

Arbetstips

Fräsning av grunda skuldror

Det här är en vanlig operation som oftast utförs med hörnfräsar och pinnfräsar. Ett grunt ingrepp ger möjlighet till större radiellt ingrepp. Den här typen av fräsar kan ofta ersätta planfräsar, i synnerhet när det axiella trycket på komponenten är en begränsning och när det finns behov av åtkomlighet nära vertikala ytor eller fixturavsnitt. Överdimensionerade skulderfräsningsalternativ kan ge optimal åtkomlighet vid fräsning av djupt placerade grunda skuldror.

Fräsning av djupa skuldror

Använd flera passeringar med hörnfräsar och pinnfräsar. Ett absolut krav för att minimera ytdefekter, exempelvis frigångar och kanter mellan passeringarna, är en högprecisionsfräs som kan skapa verkligt nittiogradiga skuldror. Om skuldrans djup är mindre än 75 % av skäreggslängden krävs normalt ingen extra finbearbetning för att uppnå god kvalitet för den vertikala ytan.

Använda en enda passering med en vals-/igelfräs

En vals-/igelfräs är en bra lösning för djupare, större och oftast tyngre skulderfräsningsapplikationer. Sådana fräsar har hög avverkningskapacitet och används generellt för grovbearbetning, och den bearbetade ytan får typiska egenskaper från sidfräsning och höga matningar.

Fräsarna ställer krav på:

• Stabilitet
• Spindelns skick
• Spånavgång
• Verktygshållarsystem
• Effekt

De radiella krafterna är höga, vilket gör det här till en krävande sidfräsningsapplikation.

Kortare vals-/igelfräsar är lämpliga för:

• Radiellt stora men grunda skuldror.
• Fullspårsfräsning när djupet är lika stort som diametern, vilket kan kompensera för maskinbegränsningar

Längre versioner är avsedda för:

• Fräsning av skuldror med måttligt radiellt djup.
• Kantfräsning i kraftfulla, stabila maskiner

Fräsning av djupt placerade skuldror

Överdimensionerade skulderfräsningsalternativ kan ge optimal åtkomlighet vid fräsning av grunda skuldror som är djupt placerade. Använd förlängningar med Coromant Capto-koppling för skuldror som är placerade på ännu större djup. Vals-/igelfräsar finns också i överdimensionerade versioner för djupare skuldror som också är placerade djupt. Det radiella skärdjupet är dock mer begränsat.

Applikationschecklista och tips

• Medfräsning är alltid första val och särskilt viktigt för fräsning mot skuldra, på grund av ställvinkeln på 90°
• Bearbetningen bör i så stor utsträckning som möjligt utföras så att skärkrafterna riktas mot fixturens styrpunkter. Motfräsning kan därför vara gynnsamt i vissa fall
• Val av tanddelning beror på stabiliteten för hela systemet, det vill säga för maskinen, arbetsstycket och dess fastspänning, samt materialet i arbetsstycket
• I ISO 40-maskiner och mindre maskiner rekommenderar vi glestandade fräsar, på grund av begränsad stabilitet
• Glestandade fräsar rekommenderas också för att bearbeta komponenter som är monterade högt upp på en fixturkub
• Fräsens positionering på arbetsstycket är en extremt viktig faktor som bör beaktas noggrant
• När D_c/a_e >10 ska matningen f_z justeras i förhållande till h_ex-värdet, för att få bra resultat och undvika eggbrott
• Om skuldrans djup är mindre än 75 % av skäreggslängden krävs normalt ingen extra finbearbetning för att uppnå god kvalitet för den vertikala ytan
• Välj ett hårdmetallskär med högre seghet än för planfräsning
• Om vals-/igelfräsar används blir förhållandena svårare, vilket innebär att det kanske krävs en ännu segare sort
• Ju djupare ingreppet är, desto viktigare är det att välja lägre skärhastighet för att undvika vibrationer
• Minska v_c och öka f_z om vibrationer uppstår, och kontrollera det rekommenderade h_ex-värdet!
• Se till att maskinen levererar tillräcklig effekt för valda skärdata

Verktygshållarsystem

• Var särskilt uppmärksam på effektbehovet vid stora ingrepp, särskilt när vals-/igelfräsar används
• Verktygsinfästningen påverkar i allra högsta grad fräsresultatet för fräsar som är mindre än 50 mm
• Ju större skärdjup, desto viktigare blir kopplingens storlek och stabilitet, eftersom de radiella krafterna är avsevärda vid användning av hörnfräsar, särskilt vals-/igelfräsar
• Coromant Capto-kopplingar ger optimal stabilitet och minsta möjliga avböjning för alla typer av fräsar – det är extra viktigt med långa eller förlängda verktyg

Rullande ingång

• Mjuk ingång i ingreppet är avgörande för att kunna undvika vibrationer och förlänga verktygslivslängden, framförallt när man fräser skuldror
• Programmera fräsen för rullande ingång. Se till att spåntjockleken vid utgång alltid är noll. Dessa åtgärder i kombination säkerställer högre matning och längre verktygslivslängd
• Den här metoden är mest lämplig för applikationer där du fräser runt utvändiga hörn, eftersom vassa kanter undviks i ingreppet
• Håll fräsen i konstant ingrepp

Använda skivfräsar för att fräsa skuldror

Även skivfräsar används för att fräsa skuldror, i synnerhet för detaljer som är smala men radiellt breda. Sådana fräsar är ofta den enda möjliga lösningen för bakplaning av dolda skuldror och ytor.

Periferikantfräsning

Vad är framgångsrik periferikantfräsning?

Kantbearbetning är i själva verket en sidfräsningsoperation utförd som konturfräsningspasseringar. Sidfräsning och kantfräsning är alternativ för periferifräsning.

Val av verktyg

• Tunna kanter tillverkas generellt med pinnfräsar, medan djupare eller tjockare kanter tillverkas med pinnfräsar och upprepade passeringar för fräsning mot skuldra eller med vals-/igelfräsar i en enda passering
• Skuldror som är djupare än två gånger diametern bearbetas effektivt med vals-/igelfräsar eller solida hårdmetallfräsar. För sådana djupa skuldror, eller tjocka komponentkanter, rekommenderas ett radiellt skärdjup på 0,5 gånger diametern
• Skivfräsar kan även användas för kantfräsning eller periferifräsning
• En stor stigvinkel säkerställer ett tillräckligt antal tänder i ingreppet och ett jämnt skärförlopp för kantfräsning vid små radiella skärdjup
• En tättandad eller extra tättandad fräs är särskilt lämplig för kantfräsning. Det gäller också vid fräsning av tunnare kanter eller grundare skuldror när 90º pinnfräsar används

Arbetstips

Yta – radiellt genererad

Om det inte sker någon rundgång i fräsen blir uddhöjden, h,
lika stor och kan beräknas med hjälp av följande formel:
profildjup/uddhöjd

Om det förekommer rundgång i fräsen varierar matningen per tand, f_z,
och därmed även uddhöjden h, beroende på TIR.

Ytans textur och klättringstendenserna kan, som har beskrivits tidigare, vara begränsande för matningshastigheten, särskilt när det radiella skärdjupet är litet.

Om sidan av en pinnfräs används för att fräsa en profil, skapas en rad ”uddar”. Uddhöjden, h, beror på:

• Fräsdiametern, D_c
• Matningen per tand, f_z
• TIR (Tool Indicator Reading) för rundgång, dvs. avläst rundgång

Vändskärsfräsar har alltid högre TIR än solida hårdmetallfräsar. Med större fräsdiameter ökar dessutom antalet tänder, vilket ger ett större avstånd mellan uddarnas topp och botten.

För att få bästa ytjämnhet:

• Använd en solid hårdmetallfräs
• Använd en kraftchuck med skärvätsketillförsel och Coromant Capto-koppling
• Använd kortast möjliga överhäng

Matningsrekommendation (bortse från h_ex):

• Vändskärsfräsar, startvärde f_z = 0,15 mm/tand
• Solida hårdmetallfräsar, startvärde f_z = 0,10 mm/tand

Observera: Sämst ytkvalitet uppnås om endast en skäregg genererar ytan, på grund av stor rundgång i fräsen.

Applikationschecklista och tips

• En avgörande faktor vid periferifräsning är att uppnå lämplig matning per tand, f_z
• Matningsvärdet, f_z, måste kompensera för fräsens ingrepp, som påverkar spåntjockleken
• Matningen per tand, f_z, multipliceras med modifieringsfaktorn. Detta ger högre matning med mindre ingreppsbåge, och säkerställer samtidigt tillräckligt stor spåntjocklek. Modifieringsfaktorn är dock inte alltid fullt tillämpbar: ytstruktur och klättringstendenser kan begränsa matningen

Fräsning mot skuldra vid tunna, böjda väggar

För fräsning mot skuldra med:

• Litet höjd/tjockleksförhållande, < 15:1:
• Måttligt höjd/tjockleksförhållande, < 30:1
• Mycket stort höjd/tjockleksförhållande, > 30:1
• Tunnväggig bas

Att ta hänsyn till:

• Vilken bearbetningsstrategi som ska användas för tunna väggar varierar beroende på väggens höjd och tjocklek
• Antalet passeringar avgörs av väggens dimensioner och det axiella skärdjupet
• Ta hänsyn till både fräsens och väggens stabilitet
• Höghastighetstekniker, dvs. litet a_p/a_e och stort v_c, underlättar fräsning av tunna väggar eftersom de förkortar verktygets tid i ingrepp och därför även minskar impuls och avböjning.
• Medfräsning bör användas
• Samma metoder används för fräsning av aluminium och titan

Litet höjd/tjockleksförhållande, < 15:1:

Passeringarna ska göras i sicksack.

Fräsning av tunn vägg:

• Bearbeta ena väggsidan med passeringar som inte överlappar
• Upprepa på motsatt väggsida
• Lämna en bearbetningsmån på båda sidorna, för efterföljande finbearbetning

Måttligt höjd/tjockleksförhållande, < 30:1

Konturfräsning:

• Alternera mellan sidorna, bearbeta till angivna djup med passeringar som inte överlappar

Halva skärdjupet vid första passeringen för ökad stabilitet:

• En liknande metod, men använd överlappande passeringar på motsatta väggsidor. Detta gör mer stöd vid bearbetningspunkten. Den första passeringen bör göras med minskat skärdjup, a_p/2
• Lämna en bearbetningsmån på 0,2–1,0 mm båda sidorna, för efterföljande finbearbetning

Mycket stort höjd/tjockleksförhållande, > 30:1

Alternera mellan väggsidorna och skapa önskad väggtjocklek stegvis, genom att använda ”julgranstekniken”.

• Det tunnare avsnittet stöds alltid av de underliggande tjockare avsnitten
• Förflytta verktyget stegvis nedåt på väggen

Tunna väggar

Finbearbetningsmån

Kontur

Finbearbetningsmån

Tunna väggar

Finbearbetningsmån

Skulderfräsning av tunnväggig bas

Bearbetning av tunn bas:

• Använd cirkulär rampning vid basområdets centrum, ned till önskat djup
• Fräs utåt längs en cirkulär rampningsväg från denna punkt

Vid fräsning av en yta vars motstående sida redan har bearbetats:

• Använd ett verktyg med så få skäreggar som möjligt
• Använd så lågt kontakttryck som möjligt på denna sida

Om komponenten har ett hål i basens centrum:

• Lämna kvar ett stödben vid bearbetning av den första sidan
• Bearbeta den andra sidan
• Avlägsna stödbenet när båda sidorna är klara