Концевое фрезерование 101: Полное руководство для станочников

Что касается производства, доступны различные процессы обработки, позволяющие нам получать детали с нужным профилем.

Фрезерование торцов является одним из таких жизненно важных процессов. В этом руководстве мы рассмотрим некоторые критические процессы в процессе фрезерования торцов. От определения, классификации, преимуществ до ограничений, вы найдете всю информацию о процессе фрезерования торцов.

Что такое концевое фрезерование?

Мы можем описать это как процесс обработки который использует режущий инструмент, называемый концевой фрезой, имеющий цилиндрическую форму с многочисленными режущими кромками.

Движение этой концевой фрезы может осуществляться вверх-вниз, из стороны в сторону или в комбинации всех этих направлений, чтобы обеспечить желаемую форму профиля.

Вы можете легко отличить его от других фрезерных работ, поскольку ось режущего инструмента ориентирована параллельно плоскости обрабатываемой поверхности. В отличие от этого, при торцевом фрезеровании ось режущего инструмента имеет перпендикулярную ориентацию к обрабатываемой поверхности.

Преимущества концевого фрезерования

Причина, по которой концевое фрезерование является предпочтительным методом обработки в различных отраслях промышленности, заключается в многочисленных преимуществах, которые вы можете получить от него. Вот некоторые из преимуществ, которые вы можете получить от концевого фрезерования:

Концевое фрезерование можно использовать для выполнения различных операций обработки, таких как контурная обработка, профилирование, а также торцевание и прорезание пазов.
Вы достигаете более высокой степени точности с минимальными погрешностями, что является обязательным требованием для сложных компонентов.
Он обеспечивает гладкую и точную отделку, не требующую дополнительных операций вторичной отделки, таких как шлифование.
Он совместим с широким спектром материалов и может использоваться на металлах, пластиках и различных типах композитных материалов.
При правильном материале и оптимальных параметрах эксплуатации можно добиться долговечности инструмента и увеличения срока службы. Это снижает частоту замены инструмента и время смены инструмента.
Процесс быстрый и эффективный, что благоприятно для производственных линий.

Процесс торцевого фрезерования

Это не очень сложный процесс, и вы можете выполнить торцевое фрезерование, используя следующие основные этапы:

Выбор инструмента: вам нужно выбрать правильный тип концевой фрезы, которая подойдет к материалу и обеспечит правильный срез. Тип инструмента, который вы выберете, определяет скорость производства вашей конечной заготовки, ее точность и то, насколько хорошо она выглядит.
Настройка машины: внесите все возможные коррективы в ваш фрезерный станок гарантируя, что ваша заготовка надежно закреплена, а режущий инструмент правильно расположен. Важно, чтобы вы правильно выравнивали ее, чтобы получить идеальный размер и качество поверхности.
Параметры резки: Некоторые из рекомендуемых параметров, которые требуют настройки, — это скорость шпинделя, скорость подачи и глубина резания. Эти параметры отвечают за скорость резания, состояние режущего инструмента и качество поверхности заготовки.

Резка: резка будет происходить после того, как концевая фреза достигнет высокой скорости и войдет в контакт с вашей заготовкой, она следует заданной траектории во время резки. Этот инструмент может резать по нескольким осям, чтобы достичь желаемого дизайна вашей заготовки.
Удаление стружки: Вы можете использовать воздух, охлаждающую жидкость или даже вакуумные системы для удаления металлической стружки, которая образуется в этом процессе. Это сокращает количество повторных резов и продлевает срок службы инструмента, обеспечивая при этом чистую отделку.
Инспекция: После фрезерования проверьте, достигла ли ваша заготовка размерной точности и надлежащей отделки. Вы можете выполнить любые корректирующие корректировки для достижения требуемых спецификаций.

Классификация концевого фрезерования по категориям

Существует несколько способов, которыми мы можем классифицировать концевое фрезерование на основе различных аспектов. Давайте проанализируем некоторые категории, в которые мы можем их сгруппировать, и что мы учитываем:

На основе геометрии инструмента

Фрезы с плоским концом: Они разработаны с плоской режущей кромкой, и мы в основном используем их, когда хотим получить плоскости, пазы и карманы. Они очень важны, особенно в приложениях, требующих точных углов и измерений, таких как производство компьютеров.
Фрезы для закругления углов: Они имеют радиус на режущей кромке, который используется для скругления углов на вашей заготовке. Мы в основном используем их в финальных операциях, поскольку они могут повысить прочность заготовки.
Концевые фрезы с фаской: Их конструкция включает в себя инструмент для боковой резки, единственной целью которого является создание конуса или скоса в дополнение к снятию фаски на вашей заготовке. Мы в основном применяем его, когда хотим снять заусенцы с острых краев и придать вашей заготовке эстетическую привлекательность.
Фрезы со сферическим концом: он наделен закругленной режущей кромкой, которая хорошо подходит для отделки и резки 3D-контурных форм. Вы найдете их применение в основном в изготовлении пресс-форм и производстве компонентов самолетов.

На основе материала

Концевые фрезы из кобальта: Их износостойкость очень высока, что делает их лучшим выбором при работе с твердыми заготовками. Их области применения в основном находятся в случаях, когда во время резки выделяется тепло.
Концевые фрезы из быстрорежущей стали (HSS): Они очень прочные и стоят дешевле, что делает их широко используемыми в обычных фрезерных операциях. Вы можете использовать их в фрезерных операциях, связанных с относительно мягкими материалами, такими как мягкая сталь и алюминий.
Концевые фрезы из твердого сплава: они чрезвычайно твердые и могут легко обрабатывать труднообрабатываемые материалы, такие как титан. Их высокоскоростная операция резки служит для улучшения их режущих характеристик.

На основе количества флейт

Концевые фрезы с двумя канавками: Они лучше всего подходят для операций по прорезке пазов, которые в значительной степени зависят от точности удаления стружки. Они достигают этого с помощью двух режущих кромок на своей поверхности.
Концевые фрезы с тремя канавками: они имеют различные характеристики между хорошей эвакуацией стружки и хорошей отделкой поверхности. Мы в основном используем их для промежуточных изделий, которые не являются ни слишком жесткими, ни слишком гибкими.
Концевые фрезы с четырьмя канавками: с четырьмя режущими кромками они могут обеспечить вам идеальную отделку поверхности с очень гладкой текстурой. Они лучше всего подходят для твердых заготовок, таких как нержавеющая сталь.

На основе заявки

Черновые концевые фрезы: Они включают в себя мелковолнистые режущие кромки для удаления больших объемов материала за один раз. Обычно мы используем их на первых этапах операций обработки, где скорость резания важнее, чем качество поверхности.
Концевые фрезы для чистовой обработки: Благодаря гладким режущим кромкам они предназначены для получения гладкой окончательной поверхности. Они обеспечивают очень точные размеры и правильную плоскостность поверхности, где это необходимо.

Ограничения концевого фрезерования

Как и любой другой процесс, концевое фрезерование имеет свою долю недостатков. Вот некоторые из них:

Это приводит к быстрому износу инструмента из-за резки твердых материалов на высоких скоростях, что требует его частой замены или заточки.
Вам требуется сложная процедура настройки для выполнения всей процедуры концевого фрезерования, такая как выбор правильного инструмента и параметров резания, среди прочего.
Концевые фрезы высокого качества, такие как кобальтовые и твердосплавные, относительно дороги, и вы можете потратить много денег только на концевые фрезы.
При обработке длинных заготовок частые вибрации обычно приводят к ухудшению качества поверхности и неправильным размерам.
Вы не сможете выполнить определенные разрезы на сложных конструкциях, поскольку они ограничены геометрией инструмента концевой фрезы.

Концевое фрезерование против традиционного фрезерования

Как концевое фрезерование, так и традиционное фрезерование — это процессы обработки, которые мы широко применяем во многих отраслях. Они могут звучать похоже, но они различаются по нескольким ключевым аспектам, которые мы рассмотрим более подробно.

· Ориентация инструмента

Конструкция размещения инструмента при традиционном фрезеровании такова, что ось инструмента лежит в той же плоскости, что и поверхность заготовки. Это отличается от концевого фрезерования, ось инструмента которого лежит в другой перпендикулярной плоскости.

· Универсальность

С концевым фрезерованием универсальность выходит на другой уровень, поскольку вы можете выполнять множество видов операций, таких как торцевое фрезерование или прорезание пазов с помощью одной фрезы. Традиционное фрезерование имеет более узкие операции с чередующимися инструментами для различных операций.

· Сложность форм

Вы можете легко обрабатывать трехмерные формы с контурами и режущими формами, используя фрезерование с точностью. С другой стороны, традиционное фрезерование лучше всего подходит для резки плоских форм.

· Отделка поверхности

В целом, концевое фрезерование обычно оказывается наилучшим с точки зрения качества поверхности, особенно в случаях, когда вы применяете финишные концевые фрезы. Обычное фрезерование может потребовать от вас применения дополнительных финишных процедур, таких как сглаживание.

· Скорость удаления материала

Благодаря возможности использования большего количества режущих кромок одновременно можно добиться более высокой скорости съема материала по сравнению с традиционным фрезерованием. Это особенно заметно на черновом этапе фрезерования.

Сравнение концевого фрезерования и сверления

Мы можем классифицировать концевое фрезерование и бурение в той же категории, поскольку в обоих случаях мы имеем дело с вращающимися инструментами и удалением материала. Однако оба они служат разным целям, которые мы кратко рассмотрим, например:

· Режущее движение

Направление движения при сверлении обычно находится по вертикальной оси, что приводит к созданию цилиндрических отверстий на заготовке. С другой стороны, концевое фрезерование включает в себя несколько движений в разных направлениях, что позволяет создавать различные трехмерные формы и контурные поверхности.

· Геометрия инструмента

Сверла оснащены острыми концами, которые призваны облегчить процесс создания отверстий. Это отличается от концевых фрез, которые имеют плоский или закругленный режущий конец как по бокам, так и на концах.

· Приложение

Единственная цель процесса сверления — создание отверстий для различных применений. С другой стороны, концевое фрезерование может дать вам больше операций, таких как сверление, прорезание пазов, торцевание и даже контурирование.

· Точность и отделка

Если сравнить эти два метода, то вы с большой вероятностью достигнете лучшей отделки поверхности на вашей заготовке, используя концевое фрезерование. Это в дополнение к тому, что этот процесс более точен, чем сверление.

· Износ инструмента

Вы испытаете более высокий локальный износ кончиков сверл во время ваших операций. С другой стороны, концевые фрезы изнашиваются от периферийной режущей кромки, что по-разному влияет на срок службы инструмента и режущую способность.

Лучшие практики для концевого фрезерования

Если вы хотите достичь оптимальных результатов во время концевого фрезерования, есть несколько процедур передовой практики, которым вам нужно следовать. Давайте сразу же рассмотрим некоторые из них и то, как они могут помочь вам достичь этого:

Выбор инструмента: убедитесь, что вы выбрали наиболее подходящую концевую фрезу для повышения эффективности резки, а также долговечности инструмента. Наличие правильного инструмента снижает абразивный износ, и вы можете добиться требуемой текстуры поверхности.
Параметры резки: вы можете добиться более длительного срока службы инструмента с максимальной режущей способностью, выбрав правильную скорость шпинделя и скорость подачи. Вы можете сократить поломки инструмента и стандартизировать фрезерование реза, правильно отрегулировав настройки.
Использование охлаждающей жидкости: Добавляя смазочно-охлаждающую жидкость или хладагент как к заготовке, так и к режущему инструменту, можно значительно снизить тепловыделение и трение. Вы можете добиться лучшей отделки поверхности, уменьшив накопление стружки на режущем инструменте.
Техническое обслуживание инструмента: рекомендуется периодически проверять и менять изношенные концевые фрезы, чтобы обеспечить плавность резания. Регулярное техническое обслуживание гарантирует, что ваши инструменты будут достаточно острыми, чтобы обеспечить точную режущую кромку, которая минимизирует ошибки.
Управление чипом: Вы можете использовать надлежащие способы обработки стружки, в том числе пылесосить или обдувать ее воздухом.
Контроль вибрации: Если вы хотите добиться минимальной вибрации, выбирайте инструмент правильной длины и условия резания, чтобы снизить усилия резания.

Применение концевого фрезерования

Концевое фрезерование — очень важный процесс, который оказывает большое влияние на работу различных отраслей промышленности. Некоторые из его наиболее заметных применений включают:

В аэрокосмической промышленности он используется для создания небольших и сложных компонентов, таких как лопатки турбин и прецизионные фитинги.
Производители автомобилей используют его для изготовления деталей двигателей и различных узлов трансмиссии.
В медицинской промышленности компания производит медицинское оборудование, такое как имплантаты для тела и общие операционные инструменты.
В общей обработке мы используем концевое фрезерование для создания кронштейнов, корпусов и различных индивидуальных изделий.
Инструментальная и штамповая промышленность использует его для изготовления форм, штампов и оснастки, используемых в массовом производстве.

Заключение

Важно, чтобы у вас было четкое понимание типов концевых фрез, их использования и правильных методов применения для получения наилучших результатов. Это связано с тем, что техника концевого фрезерования помогает создавать точные и подробные компоненты в различных областях.

Связанные ресурсы:

Фрезерование резьбы – Источник: ЦИНФА

3-х, 4-х и 5-ти осевое фрезерование – Источник: ЦИНФА

Попутное фрезерование против обычного фрезерования – Источник: ЦИНФА

Процесс фрезерования – Источник: ВИКИПЕДИЯ

Динамическое фрезерование – Источник: ЦИНФА

Горизонтальное и вертикальное фрезерование – Источник: ЦИНФА