Basisprincipes van draadfrezen: soorten gereedschappen, tips en technieken

Draadfrezen

In de techniek is een draad de spiraalvormige groef op een rond oppervlak. Deze kan zich aan de buitenkant van een staaf of in een gat bevinden. Je kunt draden knippen in kleine schroeven en ook in grote mechanische machineonderdelen. Schroefdraden worden meestal gemaakt door middel van snij-, tap- en freestechnieken. Draadfrezen wordt hierbij vaak gebruikt voor middelgrote en grote componenten.

Een schroefdraad lijkt misschien eenvoudig, maar het doel ervan is essentieel. Het wordt gebruikt om onderdelen te bevestigen, lasten te dragen, verbindingen af ​​te dichten en beweging over te brengen. Het maken van een schroefdraad met hoge nauwkeurigheid is geen eenvoudige klus. Het proces vereist de juiste methode en gereedschappen om een ​​nauwkeurige pasvorm te bereiken.

In deze gids leert u hoe draadfrezen werkt. We bekijken het proces, de gebruikte gereedschappen en de voor- en nadelen. U ziet ook hoe het zich verhoudt tot tappen om te begrijpen wanneer welke methode beter is.

Wat is draadfrezen?

Groep van loodkogelomloopspindels

Draadfrezen is een bewerkingsproces dat wordt gebruikt om schroefdraad in een stuk te maken. In tegenstelling tot tappen, snijdt het gereedschap niet veel van het materiaal in één keer. Bij binnenschroefdraad is het gat groter dan de frees. Het draait snel rond terwijl het in een cirkelvormige beweging de schroefdraad maakt. Bij tappen is de grootte van het gereedschap gelijk aan het gat en blijft het volledig in contact met de rand.

Draadfrezen is bedoeld om nauwkeurige en betrouwbare draden te snijden. Het wordt het meest gebruikt bij interne gaten, maar kan ook op buitenoppervlakken worden gebruikt. Het gereedschap heeft een vaste spoed en kan zowel rechtse als linkse draden snijden. Het biedt ook flankhoeken die variëren afhankelijk van de ontwerpvereisten.

Draadfrezen wordt ook veel gebruikt op zachte materialen (bijv. aluminium) vanwege de flexibiliteit en de verbeterde standtijd. Tappen wordt vaak gebruikt voor het maken van schroefdraad in zachtere materialen. Draadfrezen is echter effectief bij grote diameters. blinde gaten, en complexe onderdelen, en het tappen is mogelijk niet effectief. Het is ook flexibel bij het snijden van externe schroefdraad. (Zie meer: CNC-freestechnieken)

Basisbegrippen van discussies

Begrijpen CNC frezen Om een ​​draad te maken, moet je eerst een paar eenvoudige termen kennen. Deze woorden beschrijven de vorm en onderdelen van een draad.

Hoe werkt draadfrezen?

CNC-draadfrezen

Draadbewerking is precisiedraadsnijden. Het heeft een draaiende frees met een vorm die past bij de vorm van de draad. Het apparaat draait in een neerwaartse richting. De spiraalvormige groef wordt door deze beweging binnen of buiten een onderdeel gepasseerd.

Het gereedschap raakt niet het hele oppervlak tegelijk aan, zoals bij tappen. In plaats daarvan tilt het een klein deel van het materiaal op. Dit vermindert de snijkracht en zorgt ervoor dat de machine gemakkelijk harde metalen of kunststoffen kan snijden.

Met draadfrezen kun je zowel rechts- als linksdraaiende draden snijden. Je kunt er gemakkelijk verschillende diameters mee snijden en alleen het CNC-programma aanpassen, niet het gereedschap. Dit geeft het een voorsprong bij diverse toepassingen.

1. Gereedschapsbeweging in drie assen

De spindel draait met hoge snelheid. De CNC-machine drijft hem in een cirkelvormige beweging aan op de x- en y-as. Ondertussen wordt het gereedschap langzaam langs de z-as aangevoerd. De combinatie van deze bewegingen resulteert in de spiraalvorm van de draad.

2. Vereiste doorgangen voor het inrijgen

Eén doorlopende doorgang kan worden gebruikt om een ​​draad te snijden. Toch hebben twee doorgangen meestal de voorkeur. Het grootste deel van het materiaal wordt tijdens de eerste doorgang verwijderd. De tweede doorgang past de spoeddiameter aan en verfijnt tevens de oppervlakteafwerking.

3. Precisie en controle

Met draadfrezen kunnen spoed, diepte en maat nauwkeurig worden gecontroleerd. Eén gereedschap kan meerdere diameters binnen een bepaald bereik afknippen. Het penetreert tot de bodem van blinde gaten, waarvan er veel niet getapt kunnen worden. Dit maakt het een nauwkeurig en flexibel proces.

Hoe draadfrezen verschilt van andere freestypen

Draadfrezen is een uniek proces vergeleken met de meeste andere freesprocessen. Het maakt gebruik van een instrument in de vorm van een gereedschap met de vorm van een schroefdraad. Het gereedschap beweegt zich spiraalvormig (naar beneden), wat zorgt voor een cirkelvormige snijbeweging.

Het proces kan niet handmatig worden uitgevoerd in tegenstelling tot sleuffrezen of kopfrezenEr is CNC-besturing nodig, omdat drie bewegingen gecoördineerd moeten worden: gereedschapsrotatie, beweging in het xy-vlak op een cirkel en verticale toevoer van de z-wagen. Handmatige machines hebben deze nauwkeurigheid niet.

De andere freestypen hebben een minder complexe beweging. Zo omvat kopfrezen bijvoorbeeld het rollen van het gereedschap met een lineaire beweging in één richting. Draadfrezen daarentegen coördineert twee of meer assen om nauwkeurige buiten- of binnendraden te genereren.

Soorten draadfreesgereedschappen/frezen

Draadfrezen zijn verkrijgbaar in verschillende vormen voor diverse toepassingen. Elk type is anders ontworpen en heeft zijn voor- en nadelen. Drie van de meest voorkomende worden hieronder beschreven.

Rechte punt draadfrees

Rechte fluitdraadknipper

Spaanders worden weggesneden via kanalen tussen de tanden van rechte freesgroeven. De groeven zijn recht in plaats van schuin. Dit betekent dat veel tanden tegelijkertijd in contact komen met het werkstuk. Dit genereert een enorme snijdruk. Hierdoor werken ze met een lagere snelheid en voeding. Ze zijn het meest geschikt voor zachtere, gemakkelijk te bewerken materialen en worden meestal gekozen voor het maken van draad voor algemene toepassingen.

Schroefdraadfrezen met spiraalvormige fluit

Schroefdraadfrees met spiraalvormige groef

Spaankanalen komen ook voor op spiraalfrezen, maar de groeven zijn spiraalvormig rond het gereedschap. De spiraalhoek is meestal 15 of 30 graden. Het ontwerp minimaliseert de zijwaartse druk doordat elke tand verschillende punten op het werkstuk licht raakt. De gestapelde snijbeweging maakt hogere snelheden en voedingen mogelijk. Spiraalfrezen worden bij voorkeur gebruikt bij het frezen van schroefdraad met hoge snelheid.

Draadfrezen met enkel profiel

Draadfrezen met enkel profiel

Enkelvoudige frezen hebben één draadprofiel per snijgang en kunnen meerdere groeven hebben om de snijbelasting te verdelen. Andere hebben twee rijen tanden. Dit is langzamer omdat ze slechts één draad per rotatie snijden. De belasting van het gereedschap is echter lager en er ontstaat warmte. Dit maakt ze gevoeliger voor moeilijk te bewerken materialen. Het zijn ook de meest flexibele frezen, omdat verschillende diameters en spoeden met hetzelfde gereedschap kunnen worden gebruikt.

Draadfrezen versus tappen

Tapgereedschap voor draadsnijden

Draadfrezen versus tappen De selectie wordt bepaald door het materiaal, de gatdiameter, het aantal te produceren onderdelen en de nauwkeurigheid van de schroefdraad. Frezen wordt toegepast op harde materialen en blinde gaten, tappen op zachtere metalen en voor grote hoeveelheden van dezelfde schroefdraad.

Proces en gereedschap

Draadfrezen hebben een roterend gereedschap op een spiraalvormig pad. De frees kan meerdere diameters, spoeden en links- of rechtsdraaiende draden met gereedschapsoffsets verwerken. Het gereedschap komt slechts gedeeltelijk tegelijk in contact met het materiaal en kan het koppel regelen en de hoeveelheid warmte beperken. Tappen gebeurt met een massieve tap die overeenkomt met één draadmaat. Deze tap snijdt de draad gelijktijdig door en is beperkt tot die specifieke maat en spoed.

Flexibiliteit

Schroefdraden kunnen worden gefreesd met binnen- of buitendraadfrezen, met verschillende spoeddiameters en flankhoeken. Verschillende draadprofielen kunnen worden gewijzigd zonder het gereedschap te wisselen. Het tappen is beperkt tot de individuele tappen, aangezien slechts één tap de juiste maat en spoed kan bereiken.

Productiesnelheid en tempo

Kleine gaatjes zijn sneller te boren, elk gaatje duurt 2-8 seconden. De freestijd voor het frezen van schroefdraad hangt sterk af van de grootte en diepte van de schroefdraad, variërend van enkele seconden voor kleine gaten tot veel langere tijden voor grote diameters. Frezen vereist echter een gecontroleerde spaanafvoer, een lager koppel en een lage temperatuur, wat essentieel is bij harde materialen.

Machinevereisten

Voor het frezen van schroefdraad is een CNC-machine nodig die spiraalvormig is en een hoog toerental van de spindel heeft. Deze opstelling moet vast zijn om trillingen te voorkomen en om nauwkeurig te zijn. Tappen kan handmatig worden gedaan, met behulp van semi-automatische of eenvoudige CNC-bewerkingsmachines. Hardere metalen oefenen meer koppel uit op de tap. Ze vormen een risico op gereedschapsbreuk.

Materiële geschiktheid

Draadfrezen is geschikt voor harde materialen zoals roestvrij staal, titanium of Inconel, omdat een deel van het gereedschap continu in contact is met het materiaal. Dit vermindert de dwarsbelasting en hitte. Tappen is het meest effectief bij zachte metalen zoals aluminium, messing of zacht staal. Tappen kunnen in hardere legeringen snel slijten en zelfs breken.

Nauwkeurigheid en draadkwaliteit

Draadfrezen zorgt voor zeer nauwkeurige schroefdraad. Het levert doorgaans een nauwkeurige spoeddiameter, flankhoek en oppervlakteafwerking op. Er ontstaan ​​minder markeringen en gereedschapsslijtage doordat spanen gemakkelijk worden verwijderd. Standaardschroefdraad wordt gemaakt door middel van tappen, en nauwkeurigheid en afwerking zijn afhankelijk van de scherpte en uitlijning van de tap en de smering van de tap.

Productie volume

Draadfrezen is toepasbaar in kleine tot middelgrote series, op maat gemaakte schroefdraad en nauwkeurige blinde gaten. Tappen is optimaal bij het maken van grote hoeveelheden dubbele schroefdraad, waarbij snelheid en herhaalbaarheid van het grootste belang zijn. (Lees verder: Soorten frezen)

Hoe u draadfrezen kiest

Typische draadmaatbereiken

De keuze van de juiste draadfrees hangt af van verschillende factoren. Elke factor beïnvloedt de prestaties, efficiëntie en kosten van het gereedschap.

Seriegrootte

Het aantal onderdelen dat u produceert, speelt hierbij een belangrijke rol. Hoogwaardige snijplotters hebben de voorkeur voor grote series, omdat snelheid hierbij belangrijk is. Gebruik langzamere en goedkopere gereedschappen voor kleine series zonder dat dit ten koste gaat van de efficiëntie.

Gereedschapstype en gatdiameter

De gatgrootte bepaalt of er een wisselplaat of een volhardmetalen gereedschap gebruikt moet worden. Wisselplaatfrezen hebben vervangbare hardmetalen wisselplaten. Daarom hoeven alleen de versleten delen van de frees vervangen te worden. Grotere wisselplaten zijn zuiniger dan volledig hardmetalen gereedschappen, waarbij de hele frees vervangen moet worden wanneer deze versleten is.

Gat diepte

Diepe schroefdraadbewerking gaat langzamer bij frezen met één profiel. Frezen met meerdere tanden zijn geschikter, omdat ze meer materiaal in één keer verwerken en de cyclustijd minimaliseren.

Gereedschaps- en materiaalcoating

Het freessubstraat en de coating zijn afhankelijk van het materiaal waarop de schroefdraad wordt aangebracht. Sterke materialen zoals roestvrij staal of titanium vereisen strengere substraten en coatings op slijtvaste substraten. Minder stijve gereedschappen en standaardcoatings zijn mogelijk op zachtere materialen zoals aluminium en zacht staal.

Praktische tips voor nauwkeurig CNC-draadfrezen

Precisie draadfrezen

Het produceren van nauwkeurige schroefdraad op een CNC-machine vereist zorgvuldige aandacht. U moet het gereedschap en de bewerkingstechniek zorgvuldig kiezen. Hier zijn de belangrijkste tips om resultaten van hoge kwaliteit te garanderen en gereedschapsslijtage te verminderen.

Juiste snijsnelheid en voeding

Pas het toerental en de voedingssnelheid aan op de draadmaat en spoed. Hoe lager het toerental, hoe gladder de oppervlakken en hoe nauwkeuriger de draad. Hoge snelheden kunnen leiden tot trillingen en gereedschapsafwijkingen.

Optimaliseer het gereedschap voor spaanafvoer

Selecteer het type schroefdraad en vervolgens een frees. Spiraalvormige groeven of meertanden verbeteren de afvoer van spanen en verlagen de warmteontwikkeling. Ze kunnen spanen efficiënt afvoeren en gereedschapssporen voorkomen.

Voeg afschuining/verzinking toe

Maak bij schroefdraad aan de binnenkant een kleine verzinking aan het begin van het gat. Bij buitenschroefdraad een afschuining aan het uiteinde. Dit vergemakkelijkt de intrede van de schroefdraad en beperkt de gereedschapsspanning.

Gebruik waar mogelijk standaardhulpmiddelen

Kies voor standaardmaten draadfrezen om gereedschapskosten te verlagen en CNC-programmering te vereenvoudigen. Ze zijn gemakkelijk te vervangen en presteren consistent op verschillende materialen met standaardgereedschappen.

Bevestig het werkstuk vast

Klem het werkstuk stevig vast, maar niet te strak. Goed vastklemmen helpt trillingen te voorkomen, de nauwkeurigheid van de schroefdraad te verbeteren en de levensduur van het gereedschap te verlengen.

Partner met Prolean Tech voor CNC-draadfrezen

Met draadfrezen kunt u nauwkeurige schroefdraad in gaten en op externe assen maken. Voor nauwkeurige resultaten hebt u de juiste gereedschappen, CNC-instellingen en een zorgvuldige planning nodig.

Bij Prolean Tech voeren we CNC-draadfreesprojecten uit met expertise en precisie. Onze meerassige CNC-machines en ervaren engineers zorgen ervoor dat uw ontwerpen precies worden gemaakt zoals bedoeld.

Wij ondersteunen u ook met alles van ontwerpoptimalisatie tot oppervlakteafwerking van uw onderdelen/producten. Onze CNC-freesservice is efficiënt, kosteneffectief en transparant. Upload eenvoudig uw CNC-ontwerp en wij sturen u snel een nauwkeurige offerte om uw project te starten.