Die durch Metallschneiden in der Schneidzone erzeugte Temperatur betr?gt bis zu 800-900 ℃. In der Schneidzone verformt die Schneidkante das Werkstückmaterial und schneidet es. Beim kontinuierlichen Drehen wird W?rme auf stabile lineare Weise erzeugt. Im Gegensatz dazu steigt und sinkt die Temperatur der Schneidkante abwechselnd, wenn die Schneidz?hne intermittierend in die Werkstückmaterialien ein- und ausschneiden. Die Komponenten des Bearbeitungssystems nehmen die beim Zerspanungsprozess entstehende W?rme auf. Im Allgemeinen gelangt 10% der W?rme in das Werkstück, 80% in den Span und 10% in das Werkzeug. Im besten Fall nehmen die Sp?ne die meiste W?rme ab, da hohe Temperaturen die Standzeit des Werkzeugs verkürzen und die bearbeiteten Teile besch?digen.

Unterschiedliche W?rmeleitf?higkeiten von Werkstückmaterialien und andere Verarbeitungsfaktoren haben einen erheblichen Einfluss auf die W?rmeverteilung. Wenn das Werkstück mit schlechter W?rmeleitf?higkeit bearbeitet wird, erh?ht sich die in das Werkzeug übertragene W?rme. Materialien mit h?herer H?rte erzeugen mehr W?rme als solche mit geringerer H?rte. Im Allgemeinen erh?ht eine h?here Schnittgeschwindigkeit die W?rmeerzeugung, und ein h?herer Vorschub vergr??ert den Bereich, der von hoher Temperatur in der Schneidkante betroffen ist.

Beim intermittierenden Schneiden, bei dem es sich haupts?chlich um Fr?sen handelt, hat die Auswahl des Eingriffradians des Fr?sers, der Vorschubgeschwindigkeit, der Schnittgeschwindigkeit und der Nutform der Schneidkante Einfluss auf die Erzeugung, Absorption und Steuerung von W?rme.

Engagement Radiant

Aufgrund der intermittierenden Natur des Fr?sprozesses erzeugen Schneidz?hne nur w?hrend eines Teils der Bearbeitungszeit W?rme. Der Schnittzeitanteil der Schneidz?hne wird durch den Eingriffswinkel des Fr?sers bestimmt, der durch die radiale Schnitttiefe und den Fr?serdurchmesser beeinflusst wird.

Auch der Eingriffsbogen verschiedener Fr?sverfahren ist unterschiedlich. Beim Nutfr?sen umgibt das Werkstückmaterial die H?lfte des Fr?sers, und der Eingriffsbogen betr?gt 100% des Fr?serdurchmessers. Die H?lfte der Bearbeitungszeit der Schneide wird für das Schneiden aufgewendet, sodass sich schnell W?rme ansammelt. Beim Seitenfr?sen greift ein relativ kleiner Teil des Werkzeugs in das Werkstück ein, und die Schneidkante hat mehr M?glichkeiten, W?rme an die Luft abzugeben.

Schneidgeschwindigkeit

Um die Spandicke und -temperatur im Schnittbereich auf dem Wert des Werkzeugs bei voller Werkzeugbearbeitung zu halten, hat der Werkzeuglieferant einen Kompensationsfaktor entwickelt, um die Schnittgeschwindigkeit zu erh?hen, wenn der Prozentsatz des Werkzeugeingriffs abnimmt.

Unter dem Gesichtspunkt der thermischen Belastung ist der Eingriffsbogen klein, und die Schnittzeit reicht m?glicherweise nicht aus, um die für die maximale Standzeit erforderliche Mindesttemperatur zu erzeugen. Eine Erh?hung der Schnittgeschwindigkeit erzeugt normalerweise mehr W?rme, und die Kombination aus einem kleinen Eingriffsbogen und einer h?heren Schnittgeschwindigkeit hilft, die Schnitttemperatur auf das gewünschte Niveau zu erh?hen. Eine h?here Schnittgeschwindigkeit verkürzt die Kontaktzeit zwischen Schneide und Span und verringert so den W?rmeeintrag in das Werkzeug. Im Allgemeinen reduzieren h?here Schnittgeschwindigkeiten die Bearbeitungszeit und erh?hen die Produktivit?t.

Andererseits verringert eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit die Bearbeitungstemperatur. Bei der Bearbeitung wird zu viel W?rme erzeugt, eine Verringerung der Schnittgeschwindigkeit kann die Temperatur auf ein akzeptables Niveau senken.

Schnittst?rke

Die Spandicke hat einen gro?en Einfluss auf W?rme und Standzeit. Wenn die Spandicke zu gro? ist, erzeugt die schwere Belastung zu viel Hitze und Sp?ne und führt sogar zu Schneidkantenbruch. Bei zu geringer Spandicke findet der Schneidvorgang nur auf einem kleinen Teil der Schneide statt und die erh?hte Reibung und Hitze führt zu schnellem Verschlei?.

Die Dicke der beim Fr?sen erzeugten Sp?ne ?ndert sich mit der Schneidkante, die sich in das Werkstück hinein- und herausbewegt. Daher verwendet der Werkzeuglieferant das Konzept der ?durchschnittlichen Spandicke“, um den Werkzeugvorschub zu berechnen, um die effizienteste Spandicke beizubehalten.

Zu den Faktoren, die den richtigen Vorschub bestimmen, geh?ren der Eingriffswinkel oder die radiale Schnitttiefe des Werkzeugs und der Hauptablenkungswinkel der Schneide. Je gr??er der Eingriffsbogen ist, desto kleiner ist der erforderliche Vorschub, um die ideale mittlere Spandicke zu erzeugen. Je kleiner der Werkzeugeingriffsbogen ist, desto h?her ist die Vorschubgeschwindigkeit, um die gleiche Spandicke zu erhalten. Der Hauptabweichungswinkel der Schneidkante des Werkzeugs beeinflusst auch die Vorschubanforderungen. Bei einem Schneidkantenablenkwinkel von 90° ist die Spandicke am gr??ten. Um die gleiche durchschnittliche Spandicke zu erreichen, muss daher der Hauptablenkwinkel der Schneidkante verringert werden, um die Vorschubgeschwindigkeit zu erh?hen.

Schneidkantenrille

Der geometrische Winkel des Fr?serk?rpers und der Schneidkante helfen, die W?rmebelastung zu kontrollieren. Die H?rte des Werkstückmaterials und seine Oberfl?chenbeschaffenheit bestimmen die Auswahl des Spanwinkels des Werkzeugs. Das Werkzeug mit positivem Spanwinkel erzeugt weniger Schnittkraft und W?rme und kann auch eine h?here Schnittgeschwindigkeit verwenden. Das Werkzeug mit positivem Spanwinkel ist jedoch schw?cher als das Werkzeug mit negativem Spanwinkel, und das Werkzeug mit negativem Spanwinkel kann eine h?here Schnittkraft und eine h?here Schnitttemperatur erzeugen.

Die Rillenform der Schneidkante kann Schneidwirkung und Schneidkraft verursachen und steuern und somit die W?rmeerzeugung beeinflussen. Die Werkzeugschneide im Kontakt mit dem Werkstück kann angefast, passiviert oder scharf sein. Die Festigkeit der Kante nach dem Anfasen oder Passivieren ist gr??er, was zu einer gr??eren Schnittkraft und mehr Hitze führt. Die scharfe Kante kann die Schnittkraft verringern und die Verarbeitungstemperatur senken.

Das Anfasen nach der Schneidkante wird verwendet, um den Span zu führen, es kann positives Anfasen oder negatives Anfasen sein, positives Anfasen erzeugt gleichzeitig eine niedrigere Verarbeitungstemperatur und negatives Anfasen hat eine h?here Festigkeit und mehr W?rme.

Der Fr?sprozess ist intermittierendes Schneiden, und die Spankontrolleigenschaften von Fr?swerkzeugen sind normalerweise nicht so wichtig wie beim Drehen. Je nach Werkstoff des Werkstücks und Eingriffslichtbogen kann es wichtig sein, die zur Formung und Führung des Spans erforderliche Energie zu bestimmen. Enge oder erzwungene Spanbrecher-Spankontrollnut kann Sp?ne sofort aufrollen und mehr Schnittkraft und W?rme erzeugen. Die breitere Spankontrollnut kann weniger Schnittkraft und niedrigere Bearbeitungstemperatur erzeugen, ist aber m?glicherweise nicht für eine Kombination von Werkstückmaterialien und Schnittparametern geeignet.

Kühlung

Der Weg, die beim Metallschneiden erzeugte W?rme zu kontrollieren, besteht darin, die Anwendung von Kühlmittel zu kontrollieren. Wenn die Temperatur zu hoch ist, verschlei?t oder verformt sich die Schneide schnell, daher muss die Hitze so schnell wie m?glich kontrolliert werden. Um die Temperatur effektiv zu senken, muss die W?rmequelle gekühlt werden.

Eine Vielzahl von miteinander verbundenen Faktoren bilden zusammen die Belastung in der Metallzerspanung. Bei der Verarbeitung beeinflussen sich diese Faktoren gegenseitig. In diesem Beitrag werden die W?rmeprobleme beim Fr?sen und ihre Beziehung zu mechanischen Faktoren diskutiert. Die Vertrautheit mit den Faktoren, die Metallschneidebelastungen erzeugen, und den Gesamtergebnissen ihrer Wechselwirkungen hilft Herstellern, ihre Bearbeitungsprozesse zu optimieren und Produktivit?t und Rentabilit?t zu maximieren.