Warum ist das Drehen des Eckenradius oder des Kantenradius des Werkzeugs so kritisch?

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wird der Eckenradius durch die Hauptschneide und die Seitenschneide der gekreuzten Linie gebildet, die auch als Kantenradius bezeichnet wird.

Während des Schneidvorgangs ist üblicherweise an der Werkzeugnase eine Kreisbogenübergangskante vorhanden, um die Festigkeit der Werkzeugspitze zu verbessern und die Oberflächenrauheit der Maschine zu verringern. Außerdem hat eine allgemeine nicht nachgeschliffene Klinge einen Bogen als Übergang mit einem bestimmten Radius. Auch wenn es sich ausschließlich um eine geschärfte Drehspitze handelt, besitzt sie dennoch eine bestimmte gewölbte Fase. Es gibt keine absolute Ecke an einer Drehspitze.

Durch den Vergleich in 1 ist ersichtlich, dass der Radius des Werkzeugnasenradius und der Vorschub pro Umdrehung den größten Einfluss auf die Oberflächenrauheit des Werkstücks haben. Um die theoretischen Anforderungen an die Oberflächenrauheit, den richtigen Werkzeugnasenradius und die Vorschubgeschwindigkeit zu erreichen muss ausgewählt sein. Die folgende Abbildung ist eine Referenztabelle der Beziehung zwischen den Werten dieser drei Elemente. Im Allgemeinen ist der Eckenradius der Werkzeugspitze für das Drei- bis Vierfache des Vorschubs geeignet.

r Eckenradius mm

f Maximaler Vorschub pro Umdrehung. Mm

Ra Rauheit μm

Für die Auswahl des Radius des Werkzeugnasenradius und des Vorschubs pro Umdrehung kann dieser auch durch die theoretische empirische Formel (1) bestimmt werden.

Ra = f²/ r * 125

Worin:

Ra (μm) – Oberflächenrauheit;

f(mm/U) – Vorschub pro Umdrehung;

r (mm) – der Radius des Werkzeugspitzenbogens;

125 - konstant.

Durch Ersetzen des eingestellten Wertes des Radius des Werkzeugnasenradius und der Vorschubmenge (1) können wir auch die theoretische Oberflächenrauheit und Oberflächenrauheit berechnen.

Beispiel: Der Radius des Werkzeugnasenbogens beträgt 0,8 mm und der Vorschub beträgt

0,2 mm / r, wobei die theoretische Oberflächenrauheit durch Formel (1) ersetzt wird.

Ra = 0,2²/ 0,8 * 125 = 6,25 um

Die theoretische Oberflächenrauheit beträgt: 6,25 μm

Es ist anzumerken, dass bei einem zu großen Radius Vibrationen aufgrund eines übermäßigen Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftreten. Wenn umgekehrt der Radius zu klein ist, wird die Spitze schwach und nutzt sich schnell ab. Muss häufig nachgeschärft werden. Daher beträgt der Verrundungsradius im Allgemeinen 0,3 bis 0,4 mm.

Kompensation des Conner-Radius (Kantenradius)

Bei der Bearbeitung von CNC-Drehmaschinen muss der Eckenradius ausgeglichen werden.

Beim Programmieren wird die Werkzeugspitze normalerweise als Punkt betrachtet, in der Praxis gibt es jedoch eine abgerundete Ecke. Wenn die Oberfläche, wie die Endfläche, der Außendurchmesser, der Innendurchmesser und dergleichen, die parallel oder senkrecht zur Achse ist, von einem Programm verarbeitet wird, das gemäß dem theoretischen Spitzenpunkt programmiert ist, tritt kein Fehler auf.

Bei der eigentlichen Verarbeitung kommt es jedoch zu Überschneidungen und Mehrfachschneidungen. Wir werden die folgenden zwei Situationen diskutieren:

1. Drehen der Endfläche sowie der inneren und äußeren zylindrischen Flächen

 Die folgende Abbildung zeigt die Spitze eines Kreisbogens und seine Ausrichtung. Der für die Programmierung und Werkzeugeinstellung verwendete Werkzeugnasenpunkt ist der ideale Werkzeugspitzenpunkt. Aufgrund des Vorhandenseins des Werkzeugnasenbogens ist der tatsächliche Schnittpunkt der Tangentenpunkt des Werkzeugkantenbogens und der Schneidfläche. Beim Drehen der Endfläche entspricht der tatsächliche Schnittpunkt des Werkzeugnasenbogens der Z-Koordinate des idealen Werkzeugspitzenpunkts. Wenn die äußeren und inneren Löcher des Fahrzeugs verwendet werden, sind der X-Koordinatenwert des tatsächlichen Schnittpunkts und der ideale Werkzeugspitzenpunkt gleich. Daher ist es nicht erforderlich, die Radiuskorrektur des Werkzeugnasen durchzuführen, wenn die Endfläche sowie die Innen- und Außenzylinderflächen gedreht werden.

2) Drehen der Kegelfläche und der Lichtbogenoberfläche bei der Bearbeitung der Kegelfläche und der Lichtbogenoberfläche

 Wenn der Bearbeitungsweg nicht parallel zur Maschinenachse verläuft, gibt es eine Positionsabweichung zwischen dem tatsächlichen Schnittpunkt und dem idealen Werkzeugspitzenpunkt in X- und Z-Koordinatenrichtung. Der Einfluss des Werkzeugnasenradius auf die Bearbeitungsgenauigkeit ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Bei Programmierung mit einem idealen Werkzeugspitzenpunkt wird weniger geschnitten oder überschnitten, was zu Bearbeitungsfehlern führt. Je größer der Radius des Werkzeugnasenbogens ist, desto größer ist der Bearbeitungsfehler.

Bei der eigentlichen Bearbeitung des Drehwerkzeugs ist die Werkzeugspitze aufgrund des Prozesses oder anderer Anforderungen oft kein idealer Punkt, sondern ein Kreisbogen. Bei der Bearbeitung von zylindrischen Konturen und Stirnflächenkonturen parallel zur Koordinatenachse wirkt sich der Werkzeugnasenbogen nicht auf seine Größe und Form aus. Bei der Bearbeitung von Konturen ohne Koordinatenrichtung wie Kegel und Bögen befindet sich der Werkzeugschnittpunkt jedoch am Werkzeugkantenbogen. Wenn es sich nach oben ändert, verursacht der Bogen der Werkzeugspitze Maß- und Formfehler, was zu weniger oder mehr Schnitten führt. Diese Art von Bearbeitungsfehler, die durch den Tooltip verursacht werden, ist kein idealer Punkt, sondern ein Kreisbogen, der durch die Funktion zur Kompensation des Werkzeugnasenradius beseitigt werden kann.