10 vigtige trin i fremstillingen af fræseværktøjer til moderne CNC-bearbejdning

10 vigtige faser i produktionen af fræseværktøjer til avanceret CNC-bearbejdning

Fremstilling af fræseværktøjer er en proces, der udvikler sig hurtigt. Med den konstante udvikling af produktionsteknologier er fremstilling af fræseværktøjer nu mere specialiseret end nogensinde før. Det har direkte indflydelse på bearbejdningsnøjagtigheden, værktøjets levetid og den samlede produktivitet.

Uanset om du fremstiller dele til rumfartsindustrien eller en simpel industriel del, der kan bruges dagligt i de fleste virksomheder, vil kvaliteten af dit CNC-fræseværktøj have afgørende betydning for, om du opnår kvalitet og ensartede resultater.

Nutidens producenter er stærkt afhængige af de seneste fremskridt i fræseværktøjsløsninger for at opnå snævrere tolerancer, mindre nedetid og større samlet effektivitet end nogensinde før.

I denne vejledning gennemgår vi hvert af de 10 vigtigste trin i fremstillingen af fræseværktøjer for at vise, hvordan fræseværktøjerne definerer, hvad der kan opnås ved hjælp af CNC-fræsning.

1. Forståelse af applikationskrav

For at kunne skabe et effektivt fræseværktøj skal en produktionsingeniør først forstå, hvad værktøjet skal bruges til. Ingeniører skal vide ting som spindelhastighed, materialehårdhed (HRC), aksiale kræfter og termiske forhold. Det er meget vigtigt, fordi fræseværktøjer til aluminium er meget forskellige fra dem, der bruges til hærdet stål og titan. En analyse af hele procesmiljøet gør det muligt for værktøjsfabrikanter at skabe CNC-fræseværktøjer, der giver de bedst mulige resultater.

2. Valg af det rigtige værktøjsmateriale

Fræseværktøjers ydeevne afhænger i høj grad af det substrat, der er valgt til værktøjet. Hvert substrat har forskellige egenskaber.

• HSS: Omkostningseffektivt, alsidigt til generel brug

• Hårdmetal: Stor hårdhed - Stor varmebestandighed.

• Keramisk: Fremragende styrke under høje temperaturer.

• PCD: Bedste substrat til applikationer med ikke-jernholdige materialer

Når man vælger et substrat til et fræseværktøj under fremstillingsprocessen, er det vigtigt at vælge det rigtige substrat, så værktøjet fungerer optimalt med hensyn til slidstyrke, nøjagtighed og lang levetid. Karbider er de mest anvendte substrater til moderne CNC-maskiner, fordi de skaber balance mellem sejhed og hårdhed.

3. Pulverforarbejdning og sintring (til karbidværktøjer)

Produktionen af hårdmetalværktøjer omfatter tilsætning af små stykker wolframkarbid (TC) sammen med et bindemateriale (bond) som f.eks. kobolt. Blandingen bliver til et pulver og kan derefter presses ind i en form og varmebehandles via sintringsprocessen. Det er under denne proces, at TC smelter sammen og skaber et materiale, der er meget tæt og ekstremt hårdt - ideelt til CNC-fræsning. Derfor vil enhver fejl i nøjagtigheden af denne proces have en direkte effekt på hårdmetalværktøjets endelige fysiske styrke.

4. Præcisionsformning og formning

Efter forberedelsen af værktøjsemnet starter den egentlige formning ved hjælpaf CNC-slibemaskiner, laserbearbejdningssystemer og andre avancerede EDM-fremstillingsprocesser for at skabe den grundlæggende geometriske form på værktøjsemnet sammen med rilleprofiler, spånvinkler, spiralvinkler og dimensioner. Det er meget vigtigt, at værktøjsemnet er formet med absolut præcision, da enhver lille afvigelse fra specifikationen kan resultere i dårlig spånevakuering, varmeafledning eller overfladekvalitet.

De fleraksede slibesystemer (MAG), der bruges til fremstilling af avancerede fræseværktøjsløsninger, giver submikron-nøjagtighed med høje niveauer af repeterbarhed i masseproduktionsfasen af fremstillingen.

5. Kantforberedelse og honing

Skarpe kanter er nyttige, når man skærer i sekunder eller minutter, men under stærkt belastede skæreforhold kan et værktøjs levetid øges betydeligt med en mikroslibet kant. Kantforberedelse indebærer afrunding eller udjævning af skærekanterne for at mindske antallet af mikrobrud og gøre kanterne stabile. Almindelige metoder til at udføre dette trin er børstning, slibning og mikroslibning. Dette trin er vigtigst for værktøj, der bruges til højhastigheds-CNC-fræsning på grund af de øgede kræfter og temperaturer, der er forbundet med disse anvendelser.

6. Påføring af belægning

Nutidens CNC-producenter bruger i vid udstrækning belagte værktøjer. Belægninger hjælper med at beskytte værktøjet mod slitage, øger dets varmebestandighed og mindsker dets friktion. Nogle af de mest almindelige belægninger er:

• TiN (titannitrid)

• TiAlN (titanium-aluminium-nitrid)

• AlTiN (aluminium-titan-nitrid)

• DLC (diamantlignende kulstof)

Den rigtige belægning kan forlænge levetiden på værktøjer til krævende anvendelser med helt op til 200-500 % og er en vigtig faktor at tage i betragtning ved udvalgte anvendelser.

7. Inspektion og test af kvalitet

Hvert værktøj undersøges grundigt for kvalitetssikring på niveau med industristandarder, og i denne proces måler alle lasermåleapparater, mikroskoper med høj opløsning og koordinatmålemaskiner følgende parametre ved værktøjsinspektion, indtil de har bestået alle kvalitetssikringstests.

• Dimensionelle tolerancer

• Rundløb

• Overfladefinish

• Belægningens tykkelse

• Værktøjets balance

I takt med at CNC-baseret produktion bliver mere og mere kompleks, stiger også kravet om kvalitetssikring som en vigtig faktor for en vellykket implementering af fræseværktøjsløsninger. Ofte vil producenterne udføre præstationstest af prøveværktøjer for at bestemme den skæreydelse og levetid, som deres værktøjer er i stand til at levere.

8. Afbalancering og polering

CNC-fræsning med høj hastighed kræver korrekt værktøjsbalance. Hvis et værktøj ikke er afbalanceret, kan det forårsage vibrationer, overdreven værktøjsslitage, dårlig finish og spindelsvigt. Ved at polere værktøjets fløjte (skærekant) skaber du et jævnt flow af spåner under skæringen, hvilket skaber mindre varme under skæringen og forbedrer den samlede effektivitet af de værktøjer, der bruges i disse applikationer, især i industrier, der bruger højpræcisionsbearbejdning (som f.eks. rumfart, værktøjs-/formbearbejdning, produktion af bilkomponenter osv.)

9. Tilpasning og udvikling af specialgeometri

Nogle anvendelser kræver unikke eller tilpassede fræseværktøjer på grund af særlige materialer og geometrier. Tilpasning kan betyde design af værktøjer med variabel spiralform, flere riller eller variationer i hjørneradius og endda gennem kølesystemer. Denne proces giver producenterne mulighed for at udvikle værktøjer specifikt til en given applikation, der giver mulighed for forbedrede cyklustider og forbedret nøjagtighed.

10. Emballage og sporbarhed

Når værktøjet er fremstillet, er det sidste skridt at pakke og mærke værktøjet korrekt. Hvert værktøj har et batchnummer, en materialespecifikation, en belægningstype og et kundeordrenummer. Muligheden for at spore værktøjet i hele dets levetid er afgørende i forsvarsindustrien og industrien for medicinsk udstyr, hvor kvaliteten er meget vigtig.

Afsluttende tanker

På grund af den komplekse karakter af designet af moderne CNC-fræsere står producenterne over for store udfordringer, når de skal producere produkter af høj kvalitet. I takt med at teknologien fortsætter med at udvikle sig, vil det fortsat være en udfordring for mange producenter at levere kraftfulde, effektive og præcise løsninger til CNC-fræseværktøjer. Vi tilbyder topmoderne CNC-fræsere, der er designet specielt til moderne produktionsprocesser, og som er i stand til at imødekomme nutidens krævende bearbejdningsopgaver.

Kontakt os på i dag for at finde ud af, hvordan vi kan hjælpe dig med dine værktøjsbehov, eller for at få et tilbud på effektive fræseværktøjer, der er skræddersyet specifikt til din virksomhed!