Også kendt som Dynamisk fræsning… High speed milling Også kendt som Dynamisk fræsning…

Baggrund for dynamisk fræsning Dynamisk fræsning er ca. 20 år gammelt Udviklet til værkstøjsmaskiner med få KW spindler Ønske om at skrubbe & slette på samme maskine

Kendetegn ved dynamisk fræsning Stor spåndybde (𝑎𝑝) – gerne hele skærelængden Spåntykkelsen ( ℎ 𝑒𝑥 ) er konstant Spånbredden (𝑎𝑒) er maks 50% - normalt 5-10% Indgrebsvinkel (𝜓) 37° Højere tilspænding ( 𝑣 𝑓 ) Højere omdrejningstal (𝑛) Varmen forsvinder i spånerne Kortere spåntid Længere levetid på skæret

Kendetegn ved dynamisk fræsning Stor spåndybde (𝑎𝑝) – gerne hele skærelængden Spåntykkelsen ( ℎ 𝑒𝑥 ) er konstant Spånbredden (𝑎𝑒) er maks 50% - normalt 5-10% Indgrebsvinkel (𝜓) 37° Højere tilspænding ( 𝑣 𝑓 ) Højere omdrejningstal (𝑛) Varmen forsvinder i spånerne Kortere spåntid Længere levetid på skæret Forklaring på traditionel skæredata, med fokus på ligheden mellem spåntykkelsen og tilspænding pr tand, ved 50% indgreb er samme værdi. Dvs den opslåede tilspænding pr tand, er i virkeligheden hvad fræseren kan holde til at tage i spåntykkelse.  

Fakta omkring skæredata 𝑎𝑒 = spånbredde Tilspænding pr. tand ( 𝑓 𝑧 ) ℎ 𝑒𝑥 = spåntykkelsen Så snart 𝑎𝑒 er under 50% er ℎ 𝑒𝑥 mindre end 𝑓 𝑧 og ikke ens som i eksemplet før Jo mindre 𝑎𝑒, desto mindre ingrebsvinkel Optimal indgrebsvinkel (𝜓) = 37° Ø10 Forklaring på at spåntykkelsen bliver mindre, i forhold til tilspændning pr tand, når ae kommer under 50%. Derved kan tilspændning pr tand øges, for at opnå den samme spåntykkelse som fra forrige slide   10% 𝑎𝑒 Spåntykkelse ( ℎ 𝑒𝑥 )

Fakta omkring skæredata Samme tilspænding ( 𝑓 𝑧 ) Spåntykkelse ( ℎ 𝑒𝑥 ) Mindre spåntykkelse ( ℎ 𝑒𝑥 ) 50% 𝑎𝑒 Sammenligning hvor det tydeligøres med spåntykkelsen.   10% 𝑎𝑒 Spåntykkelse ( ℎ 𝑒𝑥 )

Fakta omkring indgrebsvinkel Optimal indgrebsvinkel (𝜓) = 37° 𝑎𝑒= −1×𝑐𝑜𝑠𝜓×0,5×𝐷 +0,5×𝐷 𝑎𝑒= −1×0,799×0,5×10 +0,5×10 𝑎𝑒=1 𝜓 Ø10 𝑎𝑒 𝑖 %= 𝑎𝑒×100 𝐷 Omregner 𝑎𝑒 til procent Eksempel på hvordan spånbredden udregnes med den optimale indgrebsvinkel   𝑎𝑒 𝑖 %= 1×100 10 𝑎𝑒 =10% 37° indgreb 1mm 𝑎𝑒

Opgave 1, A: Udregn spånbredden (𝑎𝑒), når din endefræsers indgrebsvinkel (𝜓) er 37°, og diameter (𝐷) er Ø12. Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝑎𝑒= −1×𝑐𝑜𝑠𝜓×0,5×𝐷 +0,5×𝐷

Udregning af ingrebsvinkel 𝑐𝑜𝑠𝜓= (0,5×𝐷−𝑎𝑒) 0,5×𝐷 𝑐𝑜𝑠𝜓= (0,5×10−1,5) 0,5×10 𝜓 Ø10 𝑐𝑜𝑠𝜓=0,7 Eksempel på hvordan indgrebsvinklen udregnes med den bestemt spånbredde   𝜓=45,57° 1,5mm 𝑎𝑒 45,57°indgreb

Opgave 1, B: Hvad er ψ, når endefræserens diameter er ø8 og du arbejder med en spånbredde på 2mm, i messing? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝜓= 𝑐𝑜𝑠 −1 0,5×𝐷−𝑎𝑒 0,5×𝐷

OPGAVETID Opgave 1: Eleverne skal nu lave resten af opgave 1.  

𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2 𝑓 𝑧 = 0,085×10 2× 1×10− 1 2 Teorien bag dynamisk fræsning 𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2 Spåntykkelse ( ℎ 𝑒𝑥 ) 𝑓 𝑧 = Tilspænding pr. tand ℎ 𝑒𝑥 = Maks. spåntykkelse 𝐷 = Værktøjsdiameter 𝑎𝑒 = Spånbredde 𝑓 𝑧 = 0,085×10 2× 1×10− 1 2 Her gennemgår man hvordan man omregner traditionel Fz, til dynamisk Fz pga spåntykkelsen (hex)   Spånbrdde (𝑎𝑒) 𝑓 𝑧 =0,142𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 𝑓 𝑧 =0,085𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 Tilspænding pr tand udregnet, med 10% 𝑎𝑒 Tilspænding pr tand fra tabel, med 50% 𝑎𝑒

Opgave 2, A.1: 𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2 Du får oplyst at din ø10 endefræser har 4 tænder (𝑧). Den skal fræse med en spåntykkelse( 𝐻 𝑒𝑥 ) på 0,09mm og en spånbredde(𝑎𝑒) på 1mm. Skærehastighed (𝑣 𝑐 ) er 190 m/min. Hvad skal din fræser køre med i tilspænding pr. tand (𝑓 𝑧 )? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2

Udregning af omdrejninger 𝑆𝑓=2− 1−(1− 𝑎𝑒 𝑖 % 100 ) 2 Der er ikke nogen korrekt måde at udregne sine omdrejninger på Kontakt værktøjsleverandøren Dette er blot et eksempel på, hvordan en værktøjsleverandør udregner sine omdrejninger 𝑆𝑓 = Speed Faktor 𝑆𝑓=2− 1−(1− ( 10 100 )) 2 𝑆𝑓=1,56411

Opgave 2, A.2: Du får oplyst at din ø10 endefræser har 4 tænder (𝑧). Den skal køre med en spåntykkelse( 𝐻 𝑒𝑥 ) på 0,09mm og en spånbredde(𝑎𝑒) på 1mm. Skærehastighed (𝑣 𝑐 ) er 190 m/min. Hvad er din speed faktor (Sf)? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝑆𝑓=2− 1− 1− 𝑎𝑒 𝑖 % 100 2

Udregning af omdrejninger 𝑣 𝑐 =185 Omdrejninger uden Speed Factor Omdrejninger med Speed Factor 𝑛= 1000× (𝑣 𝑐 ×𝑆𝑓) 𝜋×𝐷 𝑛= 1000× 𝑣 𝑐 𝜋×𝐷 𝑛= 1000×(185×1,564) 𝜋×10 𝑛= 1000×185 𝜋×10 𝑛=5891 𝑛=9215

Opgave 2, A.3: Du får oplyst at din ø10 endefræser har 4 tænder (𝑧). Den skal køre med en spåntykkelse( 𝐻 𝑒𝑥 ) på 0,09mm og en spånbredde(𝑎𝑒) på 1mm. Skærehastighed (𝑣 𝑐 ) er 190 m/min. Hvad er dine omdrejninger (𝑛) ? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝑛= 1000× 𝑣 𝑐 ×𝑆𝑓 𝜋×𝐷

Udregning af omdrejninger Traditionelle skæredata Dynamiske skæredata 𝑎𝑒=50%, 𝑓 𝑧 =0,085 𝑎𝑒=10%, 𝑓 𝑧 =0,142 𝑣 𝑓 = 𝑓 𝑧 ×𝑧×𝑛 𝑣 𝑓 = 𝑓 𝑧 ×𝑧×𝑛 𝑣 𝑓 =0,085×4×5891 𝑣 𝑓 =0,142×4×9215 𝑣 𝑓 =2002 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 𝑣 𝑓 =5234 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 𝑛=5891 𝑛=9215

Opgave 2, A.4: Du får oplyst at din ø10 endefræser har 4 tænder (𝑧). Den skal køre med en spåntykkelse( 𝐻 𝑒𝑥 ) på 0,09mm og en spånbredde(𝑎𝑒) på 1mm. Skærehastighed (𝑣 𝑐 ) er 190 m/min. Hvad er bordtilspændingen (𝑣 𝑓 )? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen   𝑣 𝑓 = 𝑓 𝑧 ×𝑧×𝑛

OPGAVETID Opgave 2: Eleverne skal nu lave resten af opgave 2.  

Dynamisk fræsning – Maskinens begrænsninger Der er typisk 3 ting der kan begrænse en maskine i at kunne udføre dynamisk fræsning: - Spindlens omdrejninger - Aksernes hastighed, især accelleration & decelleration - Maskinens processer Hvis de udregnede værdier overstiger maskinens begrænsninger, kan man ved hjælp af de næste slides regne baglæns så værdier matcher maskinen.   Vores maskine: Spindelomdrejninger: 8000 omdr/min Maks bordtilspænding: 5000 mm/min

Dynamisk fræsning – Baglæns udregning Kendte værdier 𝑛= 1000× (𝑣 𝑐 ×𝑆𝑓) 𝜋×𝐷 𝑎𝑒=10% 𝑛=8000(𝑀𝑎𝑘𝑠) 𝑣 𝑓 =5000⁡(𝑀𝑎𝑘𝑠) 𝑣 𝑐 =185 𝐷=10 𝑆𝑓=𝑛/( 1000× 𝑣 𝑐 𝜋×𝐷 ) Udregnede værdier 𝑆𝑓=8000/( 1000×185 𝜋×10 ) Check 𝑛=9215 𝑆𝑓=1,56411 𝑣 𝑓 =5234 𝑆𝑓=1,358

Opgave 3, A.1: Maskinen kan køre 8000 omdr/min. Max 𝑣 𝑓 er 4000mm/min. Brug værdierne fra opg. 2 A. Hvad er din 𝑆𝑓? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen. Få evt eleverne til at oplyse værdier fra forrige opgave   𝑆𝑓= 𝑛 1000× 𝑣 𝑐 𝜋×𝐷

Dynamisk fræsning – Baglæns udregning Er 𝑎𝑒 over 50%, er maskinen ikke egnet til at køre dynamisk med det pågældende værktøj og materiale Tradionelt bearbejdning vil være hurtigere 𝑆𝑓=2− 1−(1− 𝑎𝑒 𝑖 % 100 ) 2 𝑎𝑒 𝑖 %=100×(1− 1−(2−𝑆𝑓 ) 2 ) Check 𝑎𝑒 𝑖 %=100×(1− 1−(2−1,358 ) 2 ) 𝑎𝑒 =23,32%  𝑎𝑒 =10%

Opgave 3, A.2: Maskinen kan køre 8000 omdr/min. Max 𝑣 𝑓 4000mm/min. Brug værdierne fra opg. 2 A. Hvad er din 𝑎𝑒 i % ? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen. Få evt eleverne til at oplyse værdier fra forrige opgave   𝑎𝑒 𝑖 %=100×(1− 1−(2−𝑆𝑓 ) 2

Dynamisk fræsning – Udregning på ny Udregning af 𝑓 𝑧 med de nye værdier: Udregning af 𝑣 𝑓 med de nye værdier: 𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2 𝑣 𝑓 = 𝑓 𝑧 ×𝑧×𝑛 𝑓 𝑧 = 0,085×10 2× 2,3×10− 2,3 2 𝑣 𝑓 =0,101×4×8000 Check 𝑣 𝑓 =3232 𝑣 𝑓 =5234  𝑓 𝑧 =0,101  𝑓 𝑧 =0,142 𝑎𝑒=23% 𝑎𝑒=10%

Opgave 3, A.3: Maskinen kan køre 8000 omdr/min. Max 𝑣 𝑓 4000mm/min. Brug værdierne fra opg. 2 A. Hvad er 𝑓 𝑧 ? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen. Få evt eleverne til at oplyse værdier fra forrige opgave   𝑓 𝑧 = ℎ 𝑒𝑥 ×𝐷 2× 𝑎𝑒×𝐷− 𝑎𝑒 2

Opgave 3, A.4: Maskinen kan køre 8000 omdr/min. Max 𝑣 𝑓 4000mm/min. Brug værdierne fra opg. 2 A. Hvad er 𝑣 𝑓 ? Gennemgå opgaven fra det udleverede hæfte sammen med eleverne, evt på tavlen. Få evt eleverne til at oplyse værdier fra forrige opgave   𝑣 𝑓 = 𝑓 𝑧 ×𝑧×𝑛

OPGAVETID Opgave 3:

Dynamisk fræsning = CAM programmering Cam-programmerne kompenserer for den uligevægt der opstår mellem udv & indv hjørner, ved at justere 𝑎𝑒, således at 𝐻 𝑒𝑥 værdien er konstant.