1. Знакомство с фрезерным и режущими инструментами
фрезерным фрезы, также известные как фрезы, являются ключевым компонентом ротационных инструментов, используемых на обрабатывающих центрах с ЧПУ и ручных фрезерных станках для придания формы металлам и другим материалам. Они выполняют различные операции, включая, помимо прочего, пазование, профилирование, наращивание и погружение. Исторически сложилось так, что для удержания заготовок на месте использовались механические зажимы (тиски, зажимные приспособления). Однако в современной обработке все чаще используются магнитные патроны и прецизионные зажимные системы. Основными преимуществами этих современных методов являются повышенная чистота, скорость и надежность при минимизации возможных деформаций. Уход за фрезой имеет первостепенное значение. Правильный выбор концевых фрез также важен, как и учет их влияния на срок службы инструмента и время простоя. В результате повышается качество обработки поверхности и точность.
2. Основные компоненты и зажимные механизмы
Функциональность каждой фрезерной системы зависит от двух основных интерфейсов: интерфейса между фрезой и держателем и интерфейса между держателем и шпинделем. Неправильный зажим может привести к проскальзыванию инструмента, повреждению заготовки или катастрофическому вылету фрезерным.
2.1 Проблемы с пружинными зажимами и антикоррозийным маслом
В большинстве обрабатывающих центров для консольного закрепления фрезы используются пружинные зажимы. Однако между хвостовиком инструмента и отверстием держателя может образовываться масляная пленка. Эта масляная пленка может образовываться в результате нанесения антикоррозийных покрытий на новые фрезы и от нерастворимых в воде смазочных материалов. Доказано, что эта пленка толщиной в микрон препятствует эффективному контакту металла с металлом, что снижает силу зажима и может привести к смещению или полному вылетанию фрезы в процессе фрезерования.
Лучшие практики:
- Перед установкой обязательно очистите хвостовик инструмента и отверстие держателя чистящей жидкостью и высушите их сжатым воздухом.
- Необходимо убедиться, что номинальное усилие зажима пружинного зажима пропорционально диаметру фрезы и требуемому крутящему моменту.
2.2 Методы плоского надреза и боковой фиксации
Для фрез большого диаметра, где даже чистый интерфейс может соскочить, производители поставляют инструменты с плоской фрезерованной выемкой и соответствующим боковым фиксатором на держателе. Эта механическая блокировка позволяет отказаться от использования только силы трения.
Рекомендуется периодически проверять кромки пазов на износ и заменять или перетачивать держатели, если пазы больше не прилегают с четкой кромкой.
3. Вибрация и устойчивость фрезы
Вибрация, также известная как “болтанка”, характеризуется вращательным движением или неравномерным резанием, что пагубно влияет на качество обработки поверхности и ускоряет износ инструмента.
3.1 Причины дребезжания
- Чрезмерный свес: длинные инструменты усиливают прогиб.
- Недостаточная фиксация: как указано выше, масляная пленка или изношенные держатели снижают жесткость.
- Параметры резания: высокая скорость при низкой подаче, или наоборот, могут возбуждать резонансные частоты.
- Зажим заготовки: ослабление зажима приводит к вибрации всего узла.
3.2 Стратегии смягчения последствий
- Уменьшите скорость резания и подачу: снижение каждой из них на 40% обычно устраняет вибрацию.
- Увеличьте количество зубьев: большее количество зубьев распределяет нагрузку, что уменьшает сцепление.
- Оптимизируйте зажим: используйте устройства боковой фиксации или предварительной настройки инструмента, чтобы минимизировать биение.
- Измените глубину пропила: меньшая радиальная глубина может привести к смещению собственной частоты системы.
4. Методы торцевого резания для глубоких полостей
При наличии обрабатывающих штампов или глубоких полостей торцевое резание становится необходимостью. Было показано, что фрезы с длинной кромкой отклоняются сильнее, поэтому предпочтительнее использовать фрезы с короткой кромкой на длинных хвостовиках. Это позволяет ограничить прогиб шейки инструмента, а не режущих пазов. В контексте горизонтальных станков с ЧПУ вес фрезы большого диаметра также может вызвать прогиб, что требует значительного снижения скорости и подачи для обеспечения безопасного поперечного резания.
5. Выбор параметров резания
Оптимальная скорость резания (Vc) зависит в первую очередь от материала заготовки. Например:
- Сталь (HSS): 15-30 м/мин.
- Алюминий (AlSi): 80-150 м/мин.
- Титановые сплавы: 10-20 м/мин.
- Скорость подачи на зуб (fz) зависит от твердости материала и геометрии фрезы:
- Более мягкие материалы допускают более высокую fz; более твердые сплавы требуют более низкой fz, чтобы избежать напряжения инструмента.
- Ознакомьтесь с техническими характеристиками производителя и отрегулируйте Vc и fz в соответствии с жесткостью машины, типом охлаждающей жидкости и желаемой чистотой поверхности.
6. Обзор типов фрез
Выбор наиболее подходящей фрезы имеет решающее значение для обеспечения оптимальной точности, эффективности и срока службы. В следующем обзоре описаны наиболее распространенные семейства концевых фрез.
6.1 Квадратные концевые фрезерным и канавочные сверла
- Квадратные концевые фрезы: 4+ флейты, острые углы, идеально подходят для обдирки/финишной обработки плоских поверхностей.
- Пазовые насадки: 1-3 флейты, центральная насечка для закрытых пазов (ключей, пазов).
6.2 Шаровые концевые фрезы и концевые фрезерным с угловым радиусом
Fresas шаровидный нос: сферический конец для 3D-профилей, угловых радиусов и гладких поверхностей.
Fresas радиус угла: закругленный угол укрепляет кромку и уменьшает сколы.
6.3 Фаскосниматели, фрезы типа “ласточкин хвост”, фрезерным с Т-образным пазом/деревянной стружкой и фрезы для черновой обработки
Fresas снятие фасок: создание фасок для подготовки сварного шва и эстетических кромок.
Fresas “ласточкин хвост”: точные углы для соединений “ласточкин хвост” на оснастке и приспособлениях.
Fresas для Т-образных пазов/дерево: сформируйте Т-образные пазы для установки Т-образных гаек.
Fresas рыхлители: крупные зубья, высокая производительность при обработке твердых сплавов.
6.4 Кусачки с уменьшенной горловиной, длинной горловиной и ребристые кусачки
Уменьшенная шейка lFresas: тонкая шейка для удобства в кармане.
Длинная горловина lFresas: удлиненная горловина для глубоких карманов.
Fresas ребристый: обработка тонких стенок и ребер с минимальным прогибом.
6.5 Фрезы с конической шейкой и боковые/лицевые фрезы
Коническая шейка lFresas: конический хвостовик для жесткости при профилировании и прорезании канавок.
Fresas Боковые и торцевые фрезы: большой диаметр для плоского фрезерования и пазования.
7. Техническое обслуживание и передовые методы работы с фрезерным пластинами
Техническое обслуживание необходимо для получения стабильных результатов и продления срока службы фрезы.
7.1 Ежедневный осмотр и очистка
- Проверка кромок: проверьте, нет ли сколов или износа на зубьях; при необходимости слегка заточите.
- Очистка поверхности: удалите металлическую стружку и смазку с помощью сжатого воздуха и мягкой щетки.
7.2 Хранение и обработка
- Защитные футляры: после очистки всегда возвращайте боры в индивидуальные футляры.
- Не роняйте: небольшое падение может расколоть твердосплавный обод; храните их в безопасном месте на полке.
8.Сравнительный анализ типов фрез
| Тип фрезы | Приложение | Главная особенность | Подходящие материалы |
| Квадратная концевая фреза | Канавки, углубления, плоские поверхности | Острые углы, более 4 рифлений | Сталь, алюминий |
| Шаровая концевая мельница | 3D-контурирование, радиусы углов | Сферический конец, гладкая поверхность | Сталь, титановые сплавы |
| Фреза для снятия фаски | Снятие фаски, снятие фаски с кромок | Режущая кромка под углом | Сталь, латунь |
| Фреза “ласточкин хвост | Соединения типа “ласточкин хвост | Прецизионные угловые фланцы | Сталь, чугун |
| Фреза с Т-образным пазом/хвостовиком | Т-образные пазы для Т-образных гаек | Уникальная геометрия Т-образного профиля | Алюминий, сталь |
| Черновая фреза (рыхлитель) | Удаление сыпучих материалов | Крупные зубья, высокая скорость подачи | Стали, чугун |
| Фреза с уменьшенной шейкой | Фрезерование полостей, обрезка | Тонкая горловина для увеличения свободного пространства | Сталь, сплавы |
| Фреза с конической шейкой | Профилированные труднодоступные участки | Конический хвостовик для жесткости | Пластмассы, композиты, металлы |
9. Заключение
Глубокое понимание выбора фрезы, методов зажима, контроля вибраций, методов торцевого резания и технического обслуживания имеет решающее значение для современной обработки. Выбор правильного типа фрезы, оптимизация параметров резания и соблюдение передового опыта – все это необходимо производителям для достижения превосходной чистоты поверхности, точности размеров и увеличения срока службы инструмента. Эти усилия имеют решающее значение для минимизации времени простоя и брака.
