Фрезерование под углом — это процесс обработки, который многие отрасли промышленности используют для создания поверхностей и элементов, которые стандартное фрезерование не может создать — от работы с автомобильными двигателями до общего металлообрабатывающего производства — поскольку он позволяет выполнять точные разрезы на деталях с кривыми или сложными поверхностями. В этой статье объясняется, что такое фрезерование под углом, как оно работает, его общие области применения, а также даются практические советы по достижению наилучших результатов.
Что такое угловое фрезерование?
Фрезерование под углом — это процесс, при котором режущий инструмент снимает материал с заготовки под заданным углом, который не составляет 90 градусов к оси инструмента. Проще говоря, этот процесс создает наклонные или скошенные поверхности. Этот наклон создает точные скосы, канавки или фаски, идеально подходящие для таких деталей, как шестерни, лопатки турбин или компоненты двигателя.
При плоском фрезеровании фреза движется прямо и создает поверхности, которые являются либо плоскими, либо параллельными. Однако при угловом фрезеровании инструмент или заготовка устанавливаются под точным углом. Этот метод приводит к образованию поверхностей с определенными уклонами, которые могут играть решающую роль в функционировании конечной детали. Например, скос на металлическом крае может помочь предотвратить концентрацию напряжений или позволить деталям более надежно сопрягаться.
Эта концепция не нова. Много лет назад машинисты полагались на простые инструменты для создания базовых угловых разрезов. Сегодня передовые машины, такие как фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), гарантируют, что эти разрезы будут сделаны с большой точностью.
Процесс углового фрезерования
Фрезерование под углом начинается с тщательной установки заготовки. Заготовку необходимо прочно удерживать, чтобы предотвратить любое движение во время резки. Часто используются специальные приспособления, такие как угловые блоки или синусные планки. Эти инструменты помогают обеспечить правильное выравнивание заготовки с резцом.
После того, как заготовка закреплена, фрезерный станок устанавливается на нужный угол. Во многих случаях сам режущий инструмент проектируется с угловыми характеристиками. Эти инструменты имеют пазы или грани, которые позволяют им снимать материал под нужным углом. Когда фреза вращается, она следует запрограммированной траектории. Эта траектория часто определяется Программное обеспечение ЧПУ, который сообщает инструменту, где именно и как резать.
Процесс включает в себя несколько ключевых этапов:
- Настройка заготовки: Заготовка очищается и закрепляется на столе станка. Специальные зажимы или приспособления удерживают ее на месте.
- Выбор инструмента: Правильный резак выбирается в зависимости от материала и необходимого типа резки.
- Регулировка машины: Головка станка или заготовка наклонены под нужным углом.
- Резка: Фреза удаляет небольшое количество материала за каждый проход. Движение контролируемое и равномерное.
- Осмотр: После резки поверхность проверяется измерительными инструментами. Этот шаг гарантирует достижение правильного угла и допуска.
Типы угловых фрез
Существует два основных типа фрез, используемых при угловом фрезеровании. Каждый тип предназначен для удовлетворения различных потребностей в процессе обработки.
Фреза одноугловая
Фреза с одним углом имеет режущую кромку на одной конической грани. Эта фреза поставляется с различными вариантами угла, наиболее распространенными из которых являются 30°, 45° и 60°. Фреза с одним углом имеет простую конструкцию. Она делает прямой угловой рез, который идеально подходит для создания соединений «ласточкин хвост», пазов и скошенных кромок.
Благодаря своей конструкции одноугловая фреза хорошо подходит для задач, требующих одного равномерного угла. Многие механические мастерские используют эти фрезы для финишных операций. При правильном использовании фреза может производить гладкую поверхность с постоянным углом.
Двухугловая фреза
Двухугловая фреза имеет две угловые грани. Эти грани образуют V-образную форму, которая позволяет фрезе снимать материал с обеих сторон за один проход. Такая конструкция делает двухугловую фрезу идеальной для создания V-образных канавок, зубцов и симметричных пазов.
Двухугольные фрезы используются, когда требуется более сложная резка. Они обеспечивают более высокую степень точности для задач, требующих симметрии. V-образная конструкция помогает гарантировать, что обе стороны реза идеально совпадают. Это тип фрезерования часто выбирается для работ, требующих точной детализации, таких как фрезерование резьбы или снятие фаски.
Оба типа резцов играют свою роль в процессе обработки. Выбор между ними зависит от конкретных потребностей работы. Понимание этих различий помогает машинистам выбирать правильный инструмент для лучшей производительности и качества.
Преимущества и ограничения углового фрезерования
Как и любой процесс обработки, угловое фрезерование имеет как преимущества, так и проблемы. Важно понимать эти моменты, чтобы получить максимальную отдачу от процесса.
Наши преимущества
- Высокая точность: Фрезерование под углом может обеспечить очень жесткие допуски. Этот процесс позволяет создавать поверхности, которые соответствуют определенным требованиям к углу. Такая точность имеет важное значение во многих высокопроизводительных приложениях.
- Универсальные дизайны: С помощью углового фрезерования станочники могут создавать формы, которые невозможно получить с помощью простого фрезерования. Этот процесс позволяет создавать скосы, фаски, ласточкин хвост и V-образные канавки. Такая универсальность открывает инженерам множество вариантов дизайна.
- Снижение необходимости дополнительных шагов: Поскольку угловое фрезерование позволяет создать окончательную форму за один проход, оно часто устраняет необходимость во вторичных операциях, таких как шлифование или полировка. Такое сокращение количества шагов экономит время и помогает снизить производственные затраты.
- Материальная эффективность: Хорошо спланированная операция углового фрезерования удаляет только тот материал, который необходим. Такое тщательное удаление уменьшает отходы и повышает общий выход сырья.
ограничения
- Износ инструмента: Фрезерование под углом подразумевает больший контакт инструмента с заготовкой. Этот увеличенный контакт может привести к более быстрому износу фрезы. Регулярный осмотр и своевременная замена инструментов необходимы для поддержания качества.
- Комплексная установка: Процесс требует точного выравнивания и надежного зажима заготовки. Необходимость в специализированных приспособлениях и тщательном измерении увеличивает время настройки. Неопытным операторам эта сложность может показаться сложной.
- Влияние на другие характеристики: При использовании углового фрезерования на деталях с несколькими характеристиками (например, головках цилиндров) изменения в одной области могут повлиять на другие области. Например, смещение отверстий под болты или каналов охлаждения может потребовать дополнительных работ для исправления. Эту взаимозависимость необходимо тщательно контролировать.
- Стоимость станков с ЧПУ: Современные станки с ЧПУ помогают преодолеть многие ограничения ручных настроек. Однако эти станки стоят дорого. Небольшим цехам может быть сложно инвестировать в такую технологию, хотя она значительно улучшает процесс.
Лучшие практики для углового фрезерования
Успех углового фрезерования зависит от тщательного планирования и точного выполнения. В этом разделе мы обсудим лучшие практики, которые ведут к успешному фрезерованию.
Настройка станка и зажим заготовки
Перед началом резки заготовка должна быть правильно установлена. Механики должны использовать соответствующие зажимы и приспособления для фиксации заготовки. Незакрепленная заготовка может сместиться во время резки, что приведет к ошибкам. Использование угловых блоков или синусных линеек может помочь добиться правильного выравнивания. Каждый оператор должен проверить выравнивание с помощью надежного измерительного инструмента перед началом процесса.
Выбор и подготовка инструмента
Выбор правильного инструмента имеет решающее значение. Для твердых или абразивных материалов часто наилучшим выбором являются фрезы с твердосплавными наконечниками. Для более мягких металлов может подойти инструмент из быстрорежущей стали (HSS). Каждый тип фрезы имеет свои сильные стороны и подходит для определенных материалов. Механики также должны убедиться, что инструмент острый и не имеет повреждений. Изношенная фреза может привести к некачественному резу и повышенному износу станка.
Вопросы скорости, подачи и охлаждения
Скорость и подача являются важными параметрами при угловом фрезеровании. фрезерный станок необходимо работать на скорости, которая соответствует как резцу, так и материалу. Если скорость слишком высокая, инструмент может перегреться. Перегрев может привести к быстрому износу инструмента. Более низкая скорость может потребоваться для более жестких материалов. Аналогично, скорость подачи следует устанавливать осторожно. Более низкая скорость подачи дает инструменту больше времени для резки, что полезно для твердых материалов.
Охлаждение — еще один ключевой фактор. Во многих операциях используется охлаждающая жидкость, чтобы предотвратить перегрев резака и заготовки. Водная или масляно-водная смесь является обычной при резке металлов, таких как сталь. Для более мягких материалов туманообразная охлаждающая жидкость может быть достаточной для предотвращения сварки стружки и поддержания чистоты поверхности.
Инспекция и контроль качества
После фрезерования необходимо осмотреть новую поверхность. Механики используют угловые индикаторы и штангенциркули, чтобы проверить, что достигнут правильный угол и глубина. Регулярный осмотр помогает обнаружить любые ошибки на ранней стадии. В современных цехах координатно-измерительные машины (КИМ) обеспечивают очень точные измерения. Этот шаг необходим для обеспечения соответствия заготовки требуемым допускам.
Применение в угловом фрезеровании
Во многих отраслях промышленности этот процесс повышает ценность продукции за счет улучшения ее дизайна и функциональности.
Аэрокосмическая индустрия
В аэрокосмической отрасли детали должны соответствовать очень строгим допускам. Угловое фрезерование используется для производства лопаток турбин, структурных кронштейнов и других компонентов. Этим деталям требуются точные наклонные поверхности, чтобы гарантировать их работоспособность при высоких нагрузках. Используя угловое фрезерование, инженеры могут добиться жестких допусков, необходимых для безопасности и производительности. Этот процесс помогает формировать компоненты, которые должны идеально подходить друг другу в высокопроизводительных средах.
Медицинские и хирургические инструменты
В медицинской сфере точность имеет первостепенное значение. Хирургические инструменты и имплантаты часто требуют специальных углов для правильной работы. Угловое фрезерование может производить гладкие, чистые разрезы, необходимые для этих деликатных устройств. Этот процесс помогает снизить потребность в дополнительной отделочной работе и гарантирует безопасность инструментов для использования в медицинских учреждениях.
Изготовление пресс-форм и штампов
Производители литьевые формы и штамповочные штампы также используют угловое фрезерование. Формы требуют точных, гладких поверхностей, которые помогают формировать сложные детали. Используя угловое фрезерование, эти производители могут достичь желаемых контуров за один проход. Такая эффективность помогает сократить отходы материала и ускорить время производства.
Автомобильные Приложения
Фрезерование под углом особенно популярно в автомобильной промышленности. Одно из его основных применений — модификация головок цилиндров. Головки цилиндров — это верхние части двигателя, в которых размещаются клапаны. Регулировка углов клапанов может улучшить работу двигателя и его производительность.
Когда механик выполняет угловое фрезерование головки блока цилиндров, он удаляет небольшое, рассчитанное количество материала. Этот процесс изменяет угол клапанов. Небольшое изменение угла клапана может улучшить смешивание воздуха и топлива внутри двигателя. В результате двигатель может вырабатывать больше мощности и работать более эффективно.
При правильном выполнении угловое фрезерование может привести к созданию более прочного и эффективного двигателя. Однако оно требует тщательного баланса между достижением желаемого угла клапана и сохранением общей целостности головки блока цилиндров.
Улучшение процессов и современные технологии
Современные достижения в области технологий усовершенствовали процесс фрезерования под углом. Станки с ЧПУ теперь позволяют автоматизировать траектории инструмента и точно контролировать параметры резки. Интеграция цифрового управления снизила вероятность человеческой ошибки. Передовые датчики и измерительные системы также помогают поддерживать точность в процессе фрезерования.
Эти улучшения привели к ряду преимуществ:
- Лучше качество: Станки с ЧПУ могут производить резку с очень высокой точностью. Такая последовательность приводит к лучшему качеству готовой продукции.
- Сокращение времени настройки: Благодаря автоматизированному выравниванию и программированию сократилось время, необходимое для настройки заготовки и станка.
- Увеличенный срок службы инструмента: Современные режущие инструменты изготавливаются из современных материалов. Они более долговечны и устойчивы к износу, даже в условиях резки под углом.
- Большая гибкость: Технология ЧПУ позволяет быстро менять траекторию резки. Такая гибкость облегчает изготовление сложных деталей за одну операцию.
Ожидается, что тенденция к автоматизации в обработке продолжится. По мере совершенствования технологий стоимость станков с ЧПУ и передовых инструментов может снизиться. Это изменение позволит даже небольшим цехам извлечь выгоду из современных методов углового фрезерования.
Заключение
По мере дальнейшего развития технологий обработки угловое фрезерование будет играть все большую роль в производстве высококачественных деталей. Механические цеха, которые инвестируют в хорошие инструменты и обучение, обнаружат, что преимущества углового фрезерования перевешивают проблемы. Используя этот процесс с умом, производители могут экономить материал, сокращать отходы и производить детали с превосходными характеристиками.
бойы Обработка с ЧПУ предлагаем точную обработку с высоким допуском как для прототипов, так и для массового производства. Мы используем передовые 3-5-осевые станки с ЧПУ и опытную инженерную команду для обработки даже самых сложных угловых геометрий. Свяжитесь с нами бойы сегодня, чтобы получить расценки на ваши индивидуальные детали.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
FAQ
Одноугольные фрезы хорошо подходят для простых ласточкиных хвостов, пазов или скошенных кромок. Напротив, двухугольные фрезы лучше подходят для создания симметричных пазов, V-образных пазов и более сложных элементов.
При плоском фрезеровании обычно создаются поверхности, параллельные или перпендикулярные оси инструмента, тогда как при угловом фрезеровании резка осуществляется под заданным углом, в результате чего получаются наклонные поверхности.
Выбор зависит от материала заготовки. Твердые материалы обычно требуют твердосплавных или покрытых фрез, в то время как более мягкие материалы могут хорошо работать с инструментами из быстрорежущей стали (HSS).
Обычно угловое фрезерование выполняется в несколько проходов. Черновой проход снимает большую часть материала, а один или несколько чистовых проходов обеспечивают желаемую точность и качество поверхности.
Новичкам следует начать с простых резов под одним углом, ознакомиться с креплением заготовки и настройкой станка, а также рассмотреть возможность прохождения учебных курсов или практической работы под руководством специалиста.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
