В царстве индивидуальная обработка с ЧПУСреди различных процессов прецизионной обработки торцевое фрезерование выделяется как распространенный механический метод, способный удовлетворить требования сложных конструкций изделий.
Но знаете ли вы? Различные операции торцевого фрезерования влекут за собой совершенно разные требования к режущим инструментам. Такие факторы, как скорость резания и возможность удаления материала, являются решающими факторами при выборе инструментов. Поэтому для обеспечения бесперебойной реализации проекта необходимо глубокое понимание процессов торцевого фрезерования!
В этой статье мы углубимся в принципы работы торцевого фрезерования, выбор подходящего инструмента для торцевого фрезерования и различные виды торцевых фрезерных операций. Независимо от того, являетесь ли вы новичком или опытным инженером, если вы хотите получить представление о торцевом фрезеровании, эта статья станет лучшим руководством.
Что такое торцевое фрезерование?
Торцевое фрезерование – это специализированный метод механической обработки, используемый для выравнивания и сглаживания поверхности заготовок. Этот метод включает не только точное удаление лишнего материала с заготовки с помощью режущих инструментов, но также особые углы и методы обработки.
По сравнению с традиционными процессами фрезерования наиболее заметной особенностью торцевого фрезерования является размещение режущего инструмента (обычные инструменты для торцевого фрезерования включают в себя насадные фрезы, концевые фрезы и летучую фрезу). При торцевом фрезеровании ось вращения режущего инструмента, также известная как ось инструмента, удачно расположена перпендикулярно заготовке. Такая конструкция позволяет режущему инструменту взаимодействовать с заготовкой под совершенно новым углом, тем самым достигается эффективная и точная обработка поверхности заготовки.
Представьте себе, что зубья режущего инструмента обращены вниз и плотно прилегают к верхней части заготовки. Когда заготовка медленно проходит через режущий инструмент, инструмент вращается против часовой стрелки, а его острые зубья действуют как точные лезвия, постепенно удаляя излишки материала с поверхности заготовки. Этот процесс не только проверяет навыки станочника, но также демонстрирует тонкость и эффективность процесса торцевого фрезерования.
Разница между торцевым фрезерованием и периферийным фрезерованием
Торцевое фрезерование и периферийное фрезерование являются основными типы процессов фрезерования с ЧПУ, оба основаны на вращающихся режущих инструментах для удаления материала с поверхности заготовки. Ниже приведено подробное сравнение этих двух методов обработки:
Торцевое фрезерование — это метод обработки, ориентированный на поверхность заготовки, с использованием плоских фрез для тонкой обработки поверхности заготовки. С другой стороны, при периферийном фрезеровании используются режущие кромки, распределенные по цилиндрической поверхности фрезы для фрезерования, в основном используемые для обработки плоских поверхностей, которые не являются слишком широкими или узкими. Для поверхностей шириной более 120 мм периферийное фрезерование может оказаться непригодным.
Торцевое фрезерование в первую очередь опирается на верхнюю часть режущего инструмента для фрезерования. Поскольку ось инструмента перпендикулярна заготовке, только верхняя часть инструмента может контактировать с поверхностью заготовки и выполнять резку. Периферийное фрезерование включает в себя боковую часть заготовки, при этом инструмент режет боковую часть заготовки для удаления материала.
Торцевое фрезерование больше подходит для обработки поверхности и удаления небольшого количества материала с заготовки. Благодаря характеристикам метода резания торцевое фрезерование позволяет добиться тонкой обработки поверхности заготовки, улучшая качество поверхности и точность. Периферийное же фрезерование больше подходит для снятия большого количества материала с заготовки, особенно на черновых и получистовых операциях, где эффективность резания выше.
Торцевое фрезерование можно выполнять на станках как с горизонтальным, так и с вертикальным шпинделем, что обеспечивает большую гибкость. С другой стороны, периферийное фрезерование в основном подходит для станков с горизонтальным шпинделем, диапазон его применения относительно ограничен.
Как работает торцевое фрезерование?
Процесс торцевого фрезерования можно разделить на следующие четыре основных этапа, каждый из которых имеет решающее значение для конечного качества и эффективности обработки.
1. Позиционирование заготовки
Перед торцевым фрезерованием стабилизируйте и закрепите заготовку на рабочем столе, чтобы она не двигалась и не вибрировала в течение всего процесса обработки.
2.Выравнивание станка и выбор инструмента.
Установите фрезерный станок в положение, перпендикулярное заготовке, чтобы обеспечить точную обработку поверхности заготовки вершиной инструмента. Одновременно выберите подходящую торцевую фрезу в зависимости от материала, формы и требований к обработке заготовки, чтобы обеспечить остроту и долговечность инструмента.
3. Отрегулируйте скорость подачи и скорость шпинделя.
Скорость подачи определяет скорость, с которой движется заготовка во время обработки, а скорость шпинделя влияет на скорость вращения инструмента. Отрегулируйте эти два параметра в соответствии с материалом, толщиной и требованиями к обработке заготовки, чтобы добиться наилучших результатов обработки.
4.Обработка и мониторинг
После завершения всех приготовлений запустите станок с ЧПУ для обработки. На этом этапе станок автоматически будет следовать заданной программе обработки, а машинист внимательно следит за процессом, чтобы убедиться, что все идет гладко.
Выбор идеального режущего инструмента для торцевого фрезерования
При торцевом фрезеровании тремя основными инструментами являются насадные фрезы, концевые фрезы и летучие фрезы.
Шелл Мельница
Насадные фрезы являются наиболее часто используемым инструментом при торцевом фрезеровании. Этот режущий инструмент, оснащенный множеством зубьев и режущими кромками, установленными по периферии, без особых усилий создает очень однородную поверхность. Как показано на рисунке ниже.
Такая конструкция не только контролирует количество материала, удаляемого при каждом разрезе, но и обеспечивает сбалансированные силы резания. Кроме того, оболочечные мельницы подходят для обработки различных материалов, что делает их широко применимыми.
Однако важно отметить, что в зависимости от твердости материала режущие пластины насадных фрез могут нуждаться в регулярной замене для поддержания их режущих характеристик.
Летающий резак
Летучий резак имеет только одну режущую кромку и одно лезвие и в основном используется для обработки больших поверхностей. Существуют различные типы летучих фрез, в том числе одноточечные летучие фрезы (где «одноточечные» относятся к режущему инструменту, имеющему одну режущую кромку, способную удалять материал за один проход) и инструменты с вращающимся изгибом.
Они могут обеспечить прекрасную отделку поверхности с низким потреблением энергии. Поэтому для задач обработки, где требуется высококачественная обработка поверхности при минимизации энергопотребления, летучие фрезы являются идеальным выбором.
Более подробную информацию о летающих ножах можно найти в этой статье: Знакомство с Fly Cutter: прецизионная обработка во всей ее красе
End Mill
Концевые фрезы известны своей уникальной конструкцией режущей кромки, используемой для создания плоских поверхностей вдоль оси высокоскоростного вращающегося шпинделя, особенно подходящей для сложных финишных операций на заготовках. Однако при выполнении задач по обработке, требующих удаления большого количества материала, концевые фрезы могут оказаться не оптимальным выбором.
Кроме того, из-за своей относительно более слабой конструкции концевые фрезы могут быть ограничены в обработке некоторых материалов. Поэтому при выборе концевых фрез необходимо соблюдать баланс с учетом конкретных требований к обработке и характеристик материала.
Советы по выбору подходящего торцевого фрезерного инструмента
Когда дело доходит до выбора оптимального инструмента для торцевого фрезерования, разные типы операций торцевого фрезерования требуют разных вариантов. Вот несколько ключевых моментов и подробные пояснения, которые помогут вам выбрать правильный инструмент для конкретных задач.
При работе с твердыми материалами предпочтительным выбором являются оболочечные мельницы. Их конструкция с несколькими режущими кромками позволяет эффективно удалять большие объемы материала.
Для обработки мягких материалов летучие фрезы являются идеальным инструментом для торцевого фрезерования. Их конструкция позволяет получать высококачественную поверхность с низким энергопотреблением.
Если вам нужно создать эстетически привлекательный дизайн с помощью торцевого фрезерования, лучшим выбором станут концевые фрезы. Концевые фрезы оснащены несколькими зубьями на хвостовике, что позволяет им гибко адаптироваться к различным требованиям обработки, будь то плавные кривые или сложные узоры.
Помимо типа инструмента, важным фактором также является угол, под которым инструмент входит в заготовку. Большинство инструментов входят в заготовку под углом 45° или 90°.
Выбираете между 45° и 90°?
Режущая кромка под углом 45° больше подходит для резки с высокими требованиями. Это может обеспечить лучшее качество поверхности, меньшую вибрацию и более сбалансированные силы резания.
Торцевая фреза с углом 90° подходит для тонкостенных деталей, плохо зажатых деталей и ситуаций, требующих точной обработки под углом 90°.
4 распространенных типа операций торцевого фрезерования
При фрезеровании обычно используются различные методы торцевого фрезерования, каждый из которых имеет конкретное применение и передовой опыт. Ниже мы подробно опишем эти четыре распространенных типа операций торцевого фрезерования.
Общее торцевое фрезерование
Общее торцевое фрезерование (см. рисунок 1) — это самый простой и распространенный метод торцевого фрезерования при механической обработке. Ее можно выполнить с использованием различных типов режущего инструмента, наиболее распространенными являются инструменты с углом подъема 45°.
Инструменты с углом в плане 45°:
- Предпочтительно для общих целей
- Снижение вибрации при больших вылетах
- Малая толщина стружки для повышения производительности
Инструменты с углом в плане 90°:
- Тонкостенные детали
- Плохо закреплены детали
- Ситуации, требующие формирования под углом 90°
Фрезы с круглыми пластинами:
- Универсальный инструмент
- Повышенная прочность режущей кромки
- Несколько режущих кромок на пластину
- Подходит для обработки жаропрочных сплавов.
- Обеспечивает плавное режущее действие.
Чтобы оптимизировать общий процесс торцевого фрезерования, станочники могут принять во внимание следующие советы:
- Выберите подходящий диаметр инструмента, обычно рекомендуется, чтобы он был на 20–50 % больше диаметра заготовки.
- При фрезеровании деталей с плохой осевой жесткостью используйте фрезу с углом 90°, чтобы направить большую часть сил резания в осевом направлении.
- Избегайте осевой глубины резания 0.5–2 мм.
- Используйте острые режущие кромки с положительным передним углом для уменьшения сил резания, подходящие для торцевого фрезерования тонкостенных и фасонных профилей.
- Отклоняйте точку входа от центра заготовки, чтобы получить более тонкую стружку на выходе, уменьшая износ инструмента и перегрев.
Торцевое фрезерование для тяжелых условий эксплуатации
Торцевое фрезерование в тяжелых условиях (см. рис. 2) в основном используется для обработки крупных заготовок и удаления значительного количества материала. При этом методе обработки станочникам необходимо обращать внимание на силы резания, температуру резания и долговечность инструмента. Торцевые фрезы с углом в плане 60° пользуются популярностью из-за высокой скорости подачи и превосходных характеристик резания.
Ключом к оптимизации тяжелого торцевого фрезерования является:
При использовании магнитного стола для закрепления заготовки значительное количество образующейся стружки обычно имеет тенденцию скапливаться вокруг инструмента, что приводит к прерыванию стружки или частичной эвакуации стружки, а также к повторному резанию стружки, что может поставить под угрозу срок службы инструмента.
Чтобы избежать этой ситуации, важно поддерживать зону без стружки в зоне обработки. Этого можно достичь за счет увеличения осевой глубины резания, чтобы предотвратить контакт хрупких кончиков инструментов с абразивными поверхностными слоями и оксидами, а также путем смещения точки контакта с поверхностью к более прочным основным режущим кромкам пластины.
Фрезерование с высокой подачей
Фрезерование с высокой подачей (см. рисунок 3) — это метод высокоскоростного резания, который требует, чтобы инструменты имели чрезвычайно высокие скорости резания и подачи. При использовании инструментов с малым углом подъема или фрез с круглыми пластинами благодаря эффекту тонкой стружки торцевое фрезерование можно выполнять с чрезвычайно высокими подачами на зуб (до 4 мм/z).
Финишная обработка вставками Wiper
Пластины Wiper в основном используются для отделка поверхности. Путем использования пластин Wiper вместе со стандартными пластинами можно еще больше улучшить качество поверхности заготовки. Обычно они бывают разной длины и имеют левостороннюю и правостороннюю версии. Выбор зависит от типа стандартных пластин и скорости подачи на оборот.
Советы по оптимизации торцевого фрезерования
Методы торцевого фрезерования — это важнейшие навыки, которыми станочники должны овладеть в процессе обработки, что напрямую влияет на эффективность обработки и качество продукции. Вот некоторые основные методы торцевого фрезерования:
- Выберите рекомендуемую скорость шпинделя в зависимости от инструмента и материала заготовки, чтобы избежать чрезмерного износа инструмента.
- Расположите режущий инструмент немного смещенно от центра заготовки. Такое расположение позволяет создавать более тонкую стружку, уменьшая сопротивление во время резки и повышая эффективность резки.
- Избегайте частого входа и выхода из заготовки, что может создать ненужное напряжение, влияющее на точность обработки и срок службы инструмента.
- При фрезеровании канавок или отверстий избегайте многократного входа и выхода заготовки. В качестве альтернативы для решения этих проблем используйте специальные стратегии резки.
- Внедрить технологию ЧПУ для автоматизации и точного контроля процесса резки.
- Выберите подходящий тип инструмента и параметры резания (например, скорость резания, скорость подачи и т. д.) в зависимости от материала заготовки и требований к обработке.
- Эффективно контролируйте величину и направление сил резания, чтобы избежать чрезмерных сил резания, вызывающих деформацию заготовки или повреждение инструмента.
Вывод
Торцевое фрезерование является ключевым процессом для получения гладкой поверхности и точной обработки деталей, поэтому выбор подходящей торцевой фрезы и оптимизация процесса имеют решающее значение. Как профессионал фрезерные услуги поставщик, БоЙи может эффективно справиться с потребностями в фрезеровании пластиковых и металлических деталей по индивидуальному заказу, будь то производство прототипов или массовое производство, гарантируя как качество, так и скорость. Сотрудничая с нами, вы получите профессиональные и оперативные услуги по фрезерованию, позволяющие решить все фрезерные трудности.
Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста напишите нам и мы предоставим вам предложение и отзыв в течение 12 часов.
FAQ
Торцевое фрезерование направлено на фрезерование верхней поверхности заготовки с использованием верхней части режущего инструмента. И наоборот, боковое фрезерование включает в себя фрезерование сторон заготовки, расширяя действие фрезерования. Торцевое фрезерование подходит как для станков с горизонтальным, так и с вертикальным шпинделем, тогда как боковое фрезерование предназначено исключительно для станков с горизонтальным шпинделем.
Торцовкой при фрезеровании называется процесс создания плоской поверхности под прямым углом к оси фрезы. Это предполагает вращение торцевого инструмента против часовой стрелки, в то время как заготовка перемещается по фрезе, эффективно удаляя материал.
Торцевое фрезерование располагает режущий инструмент перпендикулярно шпинделю, разрезая поверхность заготовки. С другой стороны, при периферийном фрезеровании фреза движется параллельно поверхности, сохраняя параллельность фрезы.
Торцевое фрезерование имеет ряд преимуществ, таких как получение гладкой поверхности, универсальность для различных материалов, таких как пластмассы, композиты и металлы, а также достижение более высоких скоростей подачи.
Торцевое фрезерование обычно используется при создании больших плоских поверхностей. Оно обеспечивает превосходное качество поверхности по сравнению с периферийным фрезерованием, но при более медленной скорости съема материала. Хотя торцевое фрезерование выполняется быстрее, чем торцовое, оно может дать немного более шероховатую поверхность.
Метки: Руководство по обработке с ЧПУ
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.
