Door de toenemende populariteit van CNC-bewerkingsmachines wordt draadfrezen steeds vaker toegepast in de machinebouw. Draadfrezen is een drie-assige bewerking van een CNC-machine, waarbij een draadfrees spiraalvormig interpolerend frezen wordt gebruikt om schroefdraad te vormen. De frees maakt een cirkelvormige beweging in het horizontale vlak en beweegt lineair over de schroefdraadspoed in het verticale vlak. Draadfrezen heeft vele voordelen, zoals een hoge bewerkingsefficiëntie, een hoge draadkwaliteit, een grote gereedschapsveelzijdigheid en een goede bewerkingsveiligheid. Er zijn momenteel veel verschillende soorten draadfrezen in gebruik. Dit artikel analyseert en introduceert een aantal veelgebruikte draadfrezen vanuit het perspectief van toepassingskenmerken, gereedschapsstructuur en bewerkingstechnologie.
1. Gewone machineklem-type draadfrees
De klemfrees is het meest gebruikte en voordeligste gereedschap voor draadfrezen. De structuur is vergelijkbaar met die van een gewone klemfrees. Hij bestaat uit een herbruikbare gereedschapshouder en een mes dat eenvoudig te vervangen is. Voor het bewerken van conische schroefdraad zijn speciale gereedschapshouders en messen met meerdere snijtanden beschikbaar. Het gereedschap kan meerdere schroefdraadtanden tegelijk bewerken langs een spiraalvormige lijn. Zo kan een A-frees met 5 snijtanden van 2 mm bijvoorbeeld 5 schroefdraadtanden bewerken met een schroefdraaddiepte van 10 mm langs een spiraalvormige lijn. Om de bewerkingsefficiëntie verder te verbeteren, kan een klemfrees met meerdere messen worden gebruikt. Door het aantal snijkanten te vergroten, kan de voedingssnelheid aanzienlijk worden verhoogd, maar de radiale en axiale positioneringsfouten tussen de messen, verdeeld over de omtrek, beïnvloeden de nauwkeurigheid van de draadbewerking. Als u niet tevreden bent met de nauwkeurigheid van de schroefdraad van de meerbladige draadfrees met klem, kunt u ook proberen om slechts één blad te gebruiken. Bij de keuze van een draadfrees met klem, rekening houdend met factoren zoals de diameter en diepte van de te bewerken schroefdraad en het materiaal van het werkstuk, is het raadzaam om een schacht met een grotere diameter te kiezen (om de stijfheid van het gereedschap te verbeteren) en een geschikt bladmateriaal. De bewerkingsdiepte van de draadfrees met klem wordt bepaald door de effectieve snijdiepte van de gereedschapshouder. Omdat de bladlengte kleiner is dan de effectieve snijdiepte van de gereedschapshouder, moet de schroefdraad in lagen worden bewerkt als de diepte groter is dan de bladlengte.
2. Gewone integrale draadfrees
Integraaldraadfrezen worden meestal gemaakt van massief hardmetaal, en sommige zijn ook gecoat. De integraaldraadfrees heeft een compacte structuur en is meer geschikt voor het bewerken van schroefdraad met een middelgrote en kleine diameter; er zijn ook integraaldraadfrezen voor het bewerken van conische schroefdraad. Dit type gereedschap heeft een goede stijfheid, vooral de integraaldraadfrees met spiraalgroef, die de snijbelasting effectief kan verminderen en de bewerkingsefficiëntie kan verbeteren bij het bewerken van materialen met een hoge hardheid. De snijkant van de integraaldraadfrees is bedekt met schroefdraadtanden, waardoor de gehele schroefdraadbewerking langs de spiraallijn in één week kan worden voltooid. Er is geen gelaagde bewerking nodig zoals bij een klemfrees, waardoor de bewerkingsefficiëntie hoger is, maar de prijs is relatief hoger.
3. Integraaldraadfrees met afschuinfunctie
De structuur van de integrale draadfrees met afschuinfunctie is vergelijkbaar met die van een gewone integrale draadfrees, maar er is een speciale afschuinrand aan de basis (of het uiteinde) van de snijkant, waarmee de afschuining van het draadeinde tijdens het bewerken van de schroefdraad kan worden aangebracht. Er zijn drie methoden voor het afschuinen. Bij een voldoende grote gereedschapsdiameter kan de afschuinrand direct worden gebruikt om de afschuining te maken. Deze methode is beperkt tot het afschuinen van inwendige schroefdraadgaten. Bij een kleine gereedschapsdiameter kan de afschuinrand worden gebruikt om de afschuining te maken door middel van een cirkelvormige beweging. Let er bij het gebruik van de afschuinrand aan de basis van de snijkant op dat er voldoende speling is tussen het snijgedeelte van het gereedschap en de schroefdraad om interferentie te voorkomen. Als de bewerkte schroefdraaddiepte kleiner is dan de effectieve snijlengte van het gereedschap, kan de afschuinfunctie niet worden uitgevoerd. Zorg er daarom bij de gereedschapskeuze voor dat de effectieve snijlengte en de schroefdraaddiepte op elkaar zijn afgestemd.
4 Draadboor- en freesgereedschap
De draadboor- en frees is gemaakt van massief hardmetaal en is een zeer efficiënt bewerkingsgereedschap voor binnendraad met een kleine tot middelgrote diameter. Met deze frees kunnen binnendraadgaten worden geboord, afgeschuind en bewerkt, waardoor er minder gereedschap nodig is. Het nadeel van dit gereedschap is echter de beperkte veelzijdigheid en de relatief hoge prijs. Het gereedschap bestaat uit drie delen: de boorkop, het draadfreesgedeelte in het midden en de afschuinrand aan de basis van de snijkant. De diameter van het geboorde deel is de diameter van de schroefdraad die het gereedschap kan bewerken. Door de beperkte diameter van het geboorde deel kan een draadboor- en frees slechts binnendraad van één specificatie bewerken. Bij de keuze van een draadboor- en frees moet niet alleen rekening worden gehouden met de specificatie van het te bewerken gat, maar ook met de afstemming van de effectieve bewerkingslengte van het gereedschap op de diepte van het te bewerken gat, anders kan de afschuinfunctie niet worden gerealiseerd.
5-draads spiraalfrees
Een draadboor en frees is een volhardmetalen gereedschap voor het efficiënt bewerken van inwendige schroefdraad. Het kan tegelijkertijd gaten en schroefdraad bewerken. Het uiteinde van het gereedschap heeft een snijkant, vergelijkbaar met een vingerfrees. Omdat de spiraalhoek van de schroefdraad niet groot is, snijdt de snijkant eerst het werkstukmateriaal weg om het gat te vormen tijdens de spiraalvormige bewerking. Vervolgens wordt de schroefdraad vanaf de achterkant van het gereedschap bewerkt. Sommige draadboren en frezen hebben ook een afschuinkant, waarmee tegelijkertijd de afschuining van het gat kan worden aangebracht. Het gereedschap heeft een hoge bewerkingsefficiëntie en is veelzijdiger dan draadboren en -frezen. Het gereedschap kan inwendige schroefdraaddiameters bewerken van D tot 2D (waarbij D de diameter van het freeslichaam is).
6 Diepfrees voor draadsnijden
De diepfrees is een diepfrees met één tand. Een gewone diepfrees heeft meerdere tanden aan de snijkant voor het bewerken van schroefdraad. Het contactoppervlak tussen het gereedschap en het werkstuk is groot, de snijkracht is ook groot, en de diameter van het gereedschap moet kleiner zijn dan de schroefdraadopening bij het bewerken van inwendige schroefdraad. Omdat de diameter van het freeslichaam beperkt is, wat de stijfheid van de frees beïnvloedt, en de frees bij het frezen van schroefdraad naar één kant wordt gedrukt, is de kans groot dat het gereedschap loslaat bij het frezen van diepe schroefdraad, wat de nauwkeurigheid van de schroefdraadbewerking beïnvloedt. Daarom is de effectieve snijdiepte van gewone diepfrezen ongeveer twee keer de diameter van het freeslichaam. Het gebruik van diepfrezen met één tand kan deze nadelen beter ondervangen. Doordat de snijkracht wordt verminderd, kan de bewerkingsdiepte aanzienlijk worden vergroot en kan de effectieve snijdiepte van het gereedschap drie tot vier keer de diameter van het gereedschaplichaam bereiken.
7-draadfreesgereedschapsysteem
Veelzijdigheid en efficiëntie vormen een prominente tegenstelling bij draadfreesgereedschappen. Sommige gereedschappen met gecombineerde functies (zoals draadboren en -frezen) hebben een hoge bewerkingsefficiëntie maar een lage veelzijdigheid, en gereedschappen met een goede veelzijdigheid zijn vaak niet efficiënt. Om dit probleem op te lossen, hebben veel gereedschapsfabrikanten modulaire draadfreessystemen ontwikkeld. Het gereedschapssysteem bestaat doorgaans uit een gereedschapshouder, een verzink- en afschuiningsrand en een algemene draadfrees. Afhankelijk van de bewerkingseisen kunnen verschillende typen verzink- en afschuiningsranden en draadfrezen worden gekozen. Dit gereedschapssysteem heeft een goede veelzijdigheid en een hoge bewerkingsefficiëntie, maar de gereedschapskosten zijn relatief hoog.
De functies en kenmerken van een aantal veelgebruikte draadfreesgereedschappen zijn hierboven kort beschreven. Koeling is ook erg belangrijk bij het frezen van schroefdraad. Het wordt aanbevolen om machines en gereedschappen met interne koeling te gebruiken. Wanneer het gereedschap namelijk met hoge snelheid roteert, kan de externe koelvloeistof door de centrifugale kracht moeilijk binnendringen. Naast interne koeling, die het gereedschap goed koelt, is het van groot belang dat koelvloeistof onder hoge druk de spaanafvoer bevordert bij het bewerken van blinde gaten. Met name bij het bewerken van binnengaten met een kleine diameter is een hogere interne koeldruk vereist om een soepele spaanafvoer te garanderen. Bovendien moet bij de keuze van een draadfreesgereedschap rekening worden gehouden met de specifieke bewerkingsvereisten, zoals de productiebatch, het aantal schroefgaten, het werkstukmateriaal, de schroefdraadnauwkeurigheid, de maatspecificaties en vele andere factoren, zodat het gereedschap op een verstandige manier kan worden gekozen.
Geplaatst op: 30 november 2021
