10 viktige trinn i produksjon av freseverktøy for moderne CNC-maskinering

10 viktige trinn i produksjonen av freseverktøy for avansert CNC-maskinering

Produksjon av freseverktøy er en prosess som er i rask utvikling. I takt med den kontinuerlige utviklingen av produksjonsteknologien er produksjon av freseverktøy nå mer spesialisert enn noen gang før. Det har en direkte innvirkning på maskineringsnøyaktigheten, verktøyets levetid og den generelle produktiviteten.

Uansett om du produserer deler til romfartsindustrien eller en enkel industridel som kan brukes daglig i de fleste bedrifter, vil kvaliteten på CNC-freseverktøyene ha avgjørende betydning for å oppnå kvalitet og konsistente resultater.

Dagens produsenter er helt avhengige av de siste nyvinningene påfreseverktøyløsninger for å oppnå strammere toleranser, mindre nedetid og større total effektivitet enn noen gang tidligere.

I denne håndboken vil vi gå gjennom hvert av de 10 hovedtrinnene i produksjonen av freseverktøy for å vise hvordan freseverktøyene definerer hva som kan oppnås ved hjelp av CNC-fresing.

1. Forståelse av applikasjonskravene

For å kunne lage et effektivt freseverktøy må en produksjonsingeniør først forstå hva verktøyet skal brukes til. Ingeniørene må vite ting som spindelhastighet, materialhardhet (HRC), aksiale krefter og termiske forhold. Dette er svært viktig fordi freseverktøy for aluminium er svært forskjellige fra de som brukes på herdet stål og titan. En analyse av hele prosessmiljøet gjør det mulig for verktøyprodusentene å lage CNC-freseverktøy som gir best mulig resultat.

2. Velge riktig verktøymateriale

Ytelsen til freseverktøyene avhenger i stor grad av hvilket substrat som er valgt for verktøyet. Hvert substrat har forskjellige egenskaper.

• HSS: Kostnadseffektivt, allsidig for generell bruk

• Karbid: Stor hardhet - Stor varmebestandighet.

• Keramikk: Utmerket styrke under høye temperaturer.

• PCD: Beste substrat for bruksområder med ikke-jernholdige materialer

Når du skal velge substrat for et freseverktøy under produksjonsprosessen, er det viktig å velge riktig substrat slik at verktøyet fungerer optimalt når det gjelder slitestyrke, nøyaktighet og lang levetid. Karbider er de mest brukte substratene for moderne CNC-maskiner fordi de gir en god balanse mellom seighet og hardhet.

3. Pulverbearbeiding og sintring (for karbidverktøy)

Ved produksjon av karbidverktøy tilsettes små biter av wolframkarbid (TC) sammen med et bindemiddel, for eksempel kobolt. Blandingen blir til et pulver som deretter kan presses inn i en form og varmebehandles ved hjelp av sintring. Det er under denne prosessen at TC smelter sammen og skaper et materiale som er svært tett og ekstremt hardt - ideelt for CNC-fresing. Derfor vil enhver feil i nøyaktigheten av denne prosessen ha en direkte effekt på den endelige fysiske styrken til karbidverktøyet.

4. Presisjonsforming og forming

Etter at verktøyemnet er klargjort, starter selve formingen ved hjelpav CNC-slipemaskiner, lasermaskineringssystemer og andre avanserte EDM-produksjonsprosesser for å skape den grunnleggende geometriske formen på verktøyemnet, sammen med rilleprofiler, spilevinkler, helixvinkler og dimensjoner. Det er svært viktig at verktøyemnet formes med absolutt presisjon, siden ethvert lite avvik fra spesifikasjonene kan føre til dårlig sponavgang, varmeavledning eller overflatekvalitet.

Flerakseslipingssystemene (MAG) som brukes i produksjonen av avanserte løsninger for freseverktøy, gir submikron nøyaktighet med høy repeterbarhet i masseproduksjonsfasen av produksjonen.

5. Kantforberedelse og honing

Skarpe kanter er nyttige når man skjærer i sekunder eller minutter, men under krevende skjæreforhold kan levetiden til et verktøy økes betraktelig med en mikroslipt kant. Kantforberedelse innebærer avrunding eller glatting av skjærekantene for å redusere antallet mikrobrudd i tillegg til å gjøre kantene stabile. Vanlige metoder for å utføre dette trinnet er børsting, slepefinish og mikrosliping. Dette trinnet er viktigst for verktøy som brukes i CNC-fresing med høy hastighet på grunn av de økte kreftene og temperaturene som er forbundet med disse bruksområdene.

6. Påføring av belegg

Dagens CNC-produsenter bruker i stor utstrekning belagte verktøy. Belegg bidrar til å beskytte verktøyene mot slitasje, øke varmebestandigheten og redusere friksjonen. Noen av de vanligste beleggene som brukes er

• TiN (titannitrid)

• TiAlN (titanaluminiumnitrid)

• AlTiN (aluminium-titannitrid)

• DLC (diamantlignende karbon)

Riktig belegg kan forlenge levetiden til verktøy for krevende bruksområder med så mye som 200-500 %, og er en kritisk faktor å ta hensyn til i utvalgte bruksområder.

7. Kvalitetskontroll og testing

Hvert verktøy blir grundig undersøkt for kvalitetssikring på nivå med industristandarder, og i denne prosessen vil alle lasermåleapparater, høyoppløselige mikroskoper og koordinatmålemaskiner måle følgende parametere ved verktøyinspeksjon inntil alle kvalitetssikringstester er bestått.

• Dimensjonelle toleranser

• Rundinger

• Overflatefinish

• Beleggets tykkelse

• Verktøyets balanse

Etter hvert som CNC-basert produksjon blir stadig mer kompleks, øker også kravet til kvalitetssikring som en viktig faktor for en vellykket implementering av freseverktøyløsninger. Ofte vil produsentene utføre ytelsestesting av prøveverktøy for å fastslå hvilken skjæreytelse og levetid verktøyene deres er i stand til å levere.

8. Balansering og polering

CNC-fresing med høy hastighet krever riktig verktøybalanse. Hvis et verktøy ikke er balansert, kan det føre til vibrasjoner, overdreven verktøyslitasje, dårlig finish og spindelsvikt. Ved å polere verktøyets fløyte (skjærekant) skaper du en jevn flyt av spon under skjæreoperasjoner, noe som skaper mindre varme under skjæring og forbedrer den generelle effektiviteten til verktøyene som brukes i disse bruksområdene, spesielt i bransjer som benytter høypresisjonsbearbeiding (f.eks. romfart, verktøy-/formbearbeiding, produksjon av komponenter til bilindustrien osv.)

9. Tilpassing og utvikling av spesialgeometri

Noen bruksområder krever unike eller spesialtilpassede freseverktøy på grunn av spesielle materialer og geometrier. Tilpasning kan innebære å designe verktøy med variable spiralutforminger, flere riller eller variasjoner i hjørneradius, og til og med gjennomgående kjølesystemer. Denne prosessen gir produsentene muligheten til å utvikle verktøy som er spesielt tilpasset en gitt applikasjon, noe som gir bedre syklustider og økt nøyaktighet.

10. Emballasje og sporbarhet

Etter at verktøyet er ferdig produsert, er det siste trinnet å pakke og merke verktøyet på riktig måte. Hvert verktøy har et batchnummer, materialspesifikasjon, beleggtype og kundens ordrenummer. Muligheten til å spore verktøyet gjennom hele levetiden er avgjørende i forsvars- og medisinskteknisk industri, der kvaliteten er svært viktig.

Avsluttende tanker

På grunn av den komplekse utformingen av moderne CNC-freser står produsentene overfor store utfordringer når de skal produsere produkter av høy kvalitet. Etter hvert som teknologien fortsetter å utvikle seg, vil det å tilby kraftige, effektive og presise løsninger for CNC-freseverktøy forbli en kontinuerlig utfordring for mange produsenter. Vi tilbyr toppmoderne CNC-freser som er utviklet spesielt for moderne produksjonsprosesser, og som er i stand til å møte dagens krevende maskineringskrav.

Kontakt oss på i dag for å finne ut hvordan vi kan hjelpe deg med dine verktøybehov, eller for å få et pristilbud på høytytende freseverktøy som er skreddersydd spesielt for din virksomhet!