Grundlagen der Bearbeitung: Einführung in die Fräswerkzeuge

Marti Deans Marti Deans November 14, 2022

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Hier haben wir eine Einführung in Fräswerkzeuge, in der wir die verschiedenen Arten von Schneidwerkzeugen, die für Fräszwecke verwendet werden können, untersuchen, wann es am besten ist, diese Werkzeuge zu verwenden, und wie man sie in Fusion 360 einsetzt.

Einführung in die Fräswerkzeuge

In diesem Video werden zwei der am häufigsten verwendeten Fräswerkzeuge gezeigt: ein Flachfräser und ein Kugelkopffräser. Flache Schaftfräser haben ihren Namen daher, dass sie einen flachen Boden haben, der um 90 Grad auf die Seiten übergeht. Kugelkopffräser haben stattdessen einen Radius, eine Halbkugel oder die Hälfte einer Kugel (daher der Name), um ein abgerundetes Ende zu erhalten.

Nun gibt es einen Werkzeugtyp, der irgendwo zwischen diesen beiden liegt, den man Bull Nose Mill oder Tip Radius End Mill nennen kann, der einen teilweise flachen Boden mit einem Radius nur an den Kanten hat. Der Einfachheit halber konzentrieren wir uns in diesem Video auf den Flachfräser und den Kugelkopffräser.

Warum sollten wir also einen dieser Werkzeugtypen statt eines anderen verwenden? Das hängt von der Art der Geometrie ab, die wir bearbeiten wollen, und von der Phase des Prozesses, in der wir uns befinden.

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Wenn wir z. B. mit unserem Flachfräser Material abtrennen, bleibt ein Material übrig, das eine flache Unterseite und gerade Wände hat, die der Geometrie des Werkzeugs entsprechen. Dies ist perfekt, wenn die zu bearbeitende Geometrie einen flachen Boden und gerade Wände hat. In diesem Fall können wir einen flachen Schaftfräser verwenden, um unsere Teile in die endgültige Form zu bringen.

Viele Teile haben jedoch komplexere, gekrümmte Oberflächen. Für diese ist der Einsatz eines Flachfräsers nicht ideal. An dieser Stelle gehen wir nun zu unserem Kugelkopffräser über. Wenn wir mit diesem Werkzeug durch das Material schneiden, haben wir wieder ein Material, das die Geometrie des Werkzeugs hat, d.h. den Radius oder die halbe Kugel am Ende.

Wie Sie sehen können, bleibt bei mehreren Durchgängen mit dem Kugelkopffräser das Material dazwischen zurück, was als Höcker bezeichnet wird.

Wir können die Größe dieser Höcker reduzieren, indem wir die Größe des Übertritts oder der Durchgänge verringern.

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Dies ist eine sehr ineffiziente Methode zur Bearbeitung einer flachen Oberfläche wie dieser. Stattdessen wäre es viel besser, einen Flachfräser zu verwenden, um das Material schnell abzutragen und diese flache Oberfläche zu erhalten.

Ein Kugelkopffräser ist dann von Vorteil, wenn wir eine gekrümmte Oberfläche bearbeiten wollen. Wenn wir versuchen würden, eine gekrümmte Oberfläche mit einem Schaftfräser zu bearbeiten, würden wir Stufen erhalten, die den mit dem Kugelkopffräser erzeugten Höckern ähnlich sind. Bei einer gekrümmten Oberfläche wie dieser sind jedoch viel weniger Durchgänge mit einem Kugelkopffräser erforderlich, um diese Höcker auf eine akzeptable Größe zu reduzieren, als dies mit einem Schaftfräser der Fall wäre.

Aus diesem Grund werden Schaftfräser in der Regel zum Schruppen verwendet, wenn wir den Großteil des Materials schnell abtragen wollen. Kugelkopffräser hingegen werden dann zum Schlichten verwendet, um das Material zu säubern, das bei den Schruppvorgängen zurückgeblieben ist. Die Ausnahme hiervon ist, wenn wir eine ebene Fläche zu schlichten haben, können wir einen Flachfräser verwenden, da die Geometrie dieses Werkzeugs der endgültigen Form des fertigen Teils entspricht.

Eine weitere Wahl, die wir bei der Art und Weise, wie wir mit unseren Fräswerkzeugen schneiden, treffen können, ist, ob wir das so genannte Steil- oder das konventionelle Schneiden verwenden. Dies hat damit zu tun, wie sich das Werkzeug in Bezug auf die Vorschubrichtung und das abzutragende Material dreht.
Beim Steilschnitt wird das Fräswerkzeug so gedreht, dass sich die Zähne in das Material eingraben und die Späne hinter das Werkzeug geschoben werden, während

es sich vorwärts bewegt. Die Art und Weise, wie sich die Zähne eingraben, bedeutet, dass sich das Fräswerkzeug am Material entlang zieht oder klettert. Konventionelles Schneiden ist die entgegengesetzte Richtung, bei der die Späne des Materials vor das Fräswerkzeug geschoben werden, während es sich entlang bewegt.

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die bestimmen, welche Methode für eine bestimmte Anwendung die beste ist, und das ist ein ganzes Thema für sich. Im Allgemeinen wird das Steilschneiden bevorzugt, da es zu einem geringeren Werkzeugverschleiß und einer qualitativ besseren Oberflächengüte führt.

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Nachdem wir nun ein wenig mehr über diese Werkzeuge und ihre Verwendung wissen, wollen wir uns ansehen, wie wir sie innerhalb von Fusion 360 verwenden. Im Fertigungsarbeitsbereich von Fusion 360 haben wir die Werkzeugbibliothek, in der wir die Schneidwerkzeuge erstellen und speichern können, die wir für einen bestimmten Auftrag verwenden werden, oder vielleicht solche finden, die auf unserer bestimmten Maschine immer verfügbar sind.
In diesem Dokument können wir sehen, dass es bereits einen Flachfräser gibt, und ich kann neue Fräswerkzeuge erstellen, um sie hinzuzufügen.

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Hier sehen wir alle verschiedenen Werkzeugtypen, die erstellt werden können, einschließlich der Typen, die wir besprochen haben, und vieler anderer Typen – sowohl für das Fräsen als auch für andere Fertigungsanwendungen. Um ein neues Werkzeug zu erstellen, muss ich den gewünschten Typ auswählen. Ich werde einen Kugelkopffräser verwenden. Jetzt kann ich alle notwendigen Informationen ausfüllen, um dieses Fräswerkzeug zu definieren.

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Hier sehen wir einen Werkzeugweg für die Bearbeitung dieser Verrundung, bei der derzeit ein Flachfräser verwendet wird. Aber wie wir bereits gesehen haben, würde ein Kugelkopffräser für diese Art von Oberfläche viel besser funktionieren. Wenn ich diese Operation im Werkzeugregister bearbeite, kann ich nun ein neues Werkzeug aus meiner Werkzeugbibliothek auswählen.

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Eine weitere Änderung, die ich an dieser Operation vornehmen kann, befindet sich auf der Registerkarte “Pässe”, wo ich die Schnittrichtung auswählen kann. Hier kann ich wählen, ob die Schnitte steigend, konventionell oder in beide Richtungen erfolgen sollen. Ähnliche Optionen gibt es auch für viele der anderen Operationstypen. Ich belasse es hier beim Steigen.

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Bleiben Sie dran: Nach dieser Episode über Fräswerkzeuge werden wir wöchentlich Episoden zu den Grundlagen der Bearbeitung veröffentlichen. Zukünftige Themen umfassen Drehmaschinen, Postprozessoren, Werkzeugwegtypen, NC-Code, Arbeitskoordinatensysteme und mehr.

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