В области прецизионной резки металла выбранное оборудование играет важную роль в определении качества и эффективности операций обработки. концевые фрезы для финишной обработки имеют важное значение для обеспечения достижения надлежащей шероховатости поверхности в пределах указанных допусков. Цель этой статьи — охватить все доступные виды высокопроизводительных чистовых концевых фрез с точки зрения их конструктивных особенностей, материалов прототипов и области применения. Мы рассмотрим новые технологии, которые улучшают их характеристики, и оптимальные стратегии их выбора и использования. Имея базовые знания об этих инструментах, машинисты и инженеры могут корректировать свои рабочие схемы для достижения оптимальных результатов проекта.
Что такое чистовая концевая фреза?
Понимание конструкции концевых фрез
Концевые фрезы для финишной обработки представляют собой обрабатывающие устройства, используемые для металлообработки, требующей высокой чистоты поверхности с жесткими допусками. Обычно они проектируются и изготавливаются короче стандартных концевых фрез, чтобы минимизировать прогиб и повысить работоспособность. Структура этих устройств обычно содержит несколько канавок, что повышает способность удаления стружки и делает резку более эффективной. Кроме того, существуют концевые фрезы для финишной обработки с покрытиями TiN или TiAlN или алмазоподобным углеродом с улучшенной износостойкостью и термической устойчивостью. При изучении таких конструктивных особенностей операторы могут лучше определить тип концевой фрезы которые подходят для данной операции обработки и, следовательно, повышают эффективность и продлевают срок службы инструмента.
Цель чистовой обработки концевыми фрезами
Концевые фрезы для чистовой обработки в основном используются для получения наилучшей возможной отделки поверхности и размерной точности обработанных деталей. Такие инструменты используются на последних этапах процесса обработки, целью которого является сглаживание поверхности заготовки, чтобы она могла быть точной и соответствовать высоким заданным стандартам. Производители могут уменьшить шероховатость поверхности и строгие следы инструмента и даже поддерживать размерный допуск, применяя их к чистовым фрезам, что обычно очень важно в большинстве высокоточных работ. В целом, и без сомнения, эффективное использование этих концевых фрез фрезы улучшают конечный продукт. Это снижает потерю прочности и эффективности окончательной сборки после завершения обработки конструкции.
Разница между черновой и чистовой обработкой
Черновая и чистовая обработка являются последовательными и отдельными процессами обработки, каждый из которых выполняется для определенной цели. Процессы черновой обработки направлены на быстрое удаление максимального количества материала, когда, как правило, требуется только грубая форма. На этом этапе используемые инструменты могут выдерживать более высокие силы резания, и в основном для повышения эффективности используются более высокие скорости подачи и глубины резания. С другой стороны, процессы чистовой обработки ориентированы на улучшение характеристик поверхности и соответствие размерным требованиям. На этом этапе в основном используются определенные типы концевых фрез, известные как чистовые концевые фрезы, которые могут фрезеровать более тонкие поверхности более точно при более низких подачах и меньшей глубине резания. Чтобы выбрать правильный инструмент и улучшить производственные процессы, необходимо понимать сходства и различия этих двух конкретных процессов.
Как правильно выбрать концевую фрезу для финишной обработки?
Факторы, которые следует учитывать
При выборе концевой фрезы для чистовой обработки оператору необходимо учитывать ряд ключевых параметров, чтобы в процессе обработки достичь требуемого результата:
- Материал заготовки: Твердость и состав материала заготовки имеют существенное значение при выборе концевой фрезы. Например, твердые материалы, такие как титан или нержавеющая сталь, потребуют использования концевые фрезы из карбида чтобы гарантировать, что они могут выдерживать износ и нагревание из-за высокой скорости процессов удаления материала.
- Геометрия концевой фрезы: Геометрия режущей кромки, угол наклона спирали и длина концевой фрезы значительно влияют на качество получаемой поверхности. Стружка легче выбрасывается, а вибрации уменьшаются за счет введения большего угла наклона спирали. Для более глубокой полости может потребоваться дополнительная длина реза, вероятно, для концевых фрез с пазами.
- Покрытие: Использование покрытий, таких как TiN (нитрид титана) или TiAlN (нитрид титана и алюминия), еще больше повышает эффективность концевой фрезы за счет снижения сопротивления трения и увеличения срока службы. Это более выгодно, особенно в условиях недавней коммерциализации высокоскоростной обработки.
- Параметры резки: Эффективные параметры резки, такие как скорость подачи, скорость вращения шпинделя и глубина резания, должны определяться в соответствии с конкретными требованиями к отделке и материалом. Эти параметры влияют на качество получаемой поверхности и срок службы инструмента.
- Требования к допускам и отделке поверхности: параметры допуска и шероховатости поверхности должны соответствовать спецификациям. Концевые фрезы с отделочной конструкцией изготавливаются для конкретных нужд; следовательно, использование фрезы, отвечающей этим требованиям, позволит производить более качественные конечные продукты, особенно с различными покрытиями.
- Возможности станка: используемый станок, например, мощность шпинделя, жесткость, система управления и т. д., определит, какая концевая фреза для финишной обработки подойдет для использования. Более мощные станки могут выдерживать более превосходные условия резания.
Учитывая эти факторы, инженеры и производители могут выбрать финишную обработку концевых фрез с необходимой точностью и в пределах требуемых допусков и качества для конечных компонентов.
Типы концевых фрез и их применение
Каждая концевая фреза имеет свою форму и размер резания, с целью определенной механической операции. Ниже приведены некоторые из их основных типов и цели, которым они служат:
- Фрезы с плоским концом: Это несколько забавно спроектированных типов фрез. Фреза имеет плоское горизонтальное дно и вертикальные края, которые помогают ей создавать ровную поверхность, и часто используется в операциях торцевой фрезы.
- Шаровые концевые фрезы: Шаровые концевые фрезы хорошо закруглены на конце, и они могут гравировать фигурные конструкции для создания сложных форм. Они в основном применяются для обработки компонентов, изготовленных в 3D, а также для пресс-форм и штампов.
- Концевые фрезы с угловым радиусом: Эти концевые фрезы имеют угловой радиус на кончике режущей кромки. Преимущество этих концевых фрез в том, что прочность и качество отделки улучшены. Они популярны в таких важных областях применения, как конструкции самолетов, где необходимо избегать острых кромок и углов.
- Конусные концевые фрезы: имеют коническую форму и могут выполнять резку только под определенным углом, что делает их полезными при работе на наклонной плоскости и даже при резке по кривой.
- Фрезы для обработки шпоночных пазов: это концевые фрезы, имеющие внутреннюю канавку, которая называется шпоночным пазом; фрезы для обработки шпоночных пазов способны прорезать внутренние канавки, называемые шпоночными пазами, с контролируемой шириной и глубиной концевой фрезы, что необходимо для размещения шпонок в механических соединениях.
Выбор подходящего типа концевой фрезы в соответствии с конкретным назначением помогает производителям максимально повысить эффективность обработки и улучшить качество поверхности своих деталей.
Значение материала и покрытия
Концевые фрезы обязаны своей функциональностью, долговечностью и общим качеством производимой заготовки типу используемого материала и покрытия. Существует прямая зависимость между твердостью, прочностью и износостойкостью концевой фрезы и выбором подложки. HSS, карбид и кобальт являются распространенными материалами, используемыми в концевых фрезах, которые предназначены для разных целей, поскольку имеют другие преимущества. Например, твердосплавные концевые фрезы намного сложнее, чем инструменты из быстрорежущей стали, и не так быстро изнашиваются; их можно использовать на очень высоких скоростях.
Некоторые стандартные покрытия включают нитрид титана, нитрид углерода титана и оксид алюминия, которые помогают уменьшить трение, износ и абразивное воздействие при контакте с инструментами. Этот широкий спектр покрытий помогает минимизировать резание, оказываемое в различных процессах обработки, и, таким образом, улучшает качество и срок службы инструмента. Поэтому крайне важно выбрать материал и покрытие концевой фрезы таким образом, чтобы улучшить операции обработки, частоту и затраты, связанные с заменой инструмента, а также точность производимых изделий.
Каковы преимущества использования цельных твердосплавных концевых фрез?
Увеличенный срок службы инструмента
Один из типов инструментов, срок службы которого, как предполагается, дольше, чем у многих других, называется цельным. твердосплавная концевая фреза, сражались в различных эксплуатационных характеристиках. Те, кто занимается машиностроением, должны хорошо это знать, поскольку это является основной причиной программ экономической эффективности, интегрированных в режущий инструмент. Это в первую очередь связано с химическими и физическими свойствами карбидов, которые позволяют изготавливать инструменты, работающие на гораздо более высоких скоростях резания и в более горячих условиях, чем инструменты из быстрорежущей стали. Цельные твердосплавные концевые фрезы также имеют дополнительное преимущество: они более прочные, демонстрируют высокую устойчивость к царапинам или износу режущей кромки, тем самым сохраняя режущую кромку в течение длительного времени. Улучшение конструкции этих режущих инструментов также является существенным фактором их срока службы. Инструменты с правильной конструкцией предотвращают вибрацию во время обработки, которая ухудшает режущие инструменты; следовательно, производительность улучшается. Эти новые цельные твердосплавные концевые фрезы могут повысить производительность и эффективность производителей и сократить расходы на контроль и замену инструмента.
Высокая производительность в металлообработке
Высокопроизводительные цельные твердосплавные концевые фрезы участвуют в этой области и сконструированы для металлообрабатывающих приложений. Они разработаны для достижения очень высоких скоростей резания и скоростей подачи, что приводит к сокращению времени, затрачиваемого на удаление материала, и дальнейшему повышению производительности. Сложная геометрия и покрытия современных высокопроизводительных концевых фрез снижают силы резания и способствуют лучшему отводу стружки, что улучшает качество поверхности и точность размерных характеристик, особенно с конструкцией с двумя канавками. Эти инструменты точно изготовлены для обеспечения хорошей стабильности во время обработки и избегания вибрации и дребезга инструмента. В этом случае производители получают преимущество в виде более короткого времени цикла и более длительного срока службы инструмента и, следовательно, эксплуатационной эффективности в производственных условиях, требующих большого объема производства. Интеграция таких высокопроизводительных цельных твердосплавных концевых фрез в различные процессы металлообработки, вероятно, является гибким улучшением, и будут реализованы значительные выгоды по затратам.
Точность и чистота поверхности
Поддержание точности и высококачественной отделки поверхности во время операций обработки имеет важное значение для того, чтобы основные компоненты хорошо функционировали и выглядели великолепно. Когда дело доходит до соблюдения допусков и достижения гладкой отделки, цельные твердосплавные концевые фрезы вносят значительный вклад. Тонко заточенные режущие кромки концевых фрез обеспечивают точность процесса обработки, что приводит к небольшому диапазону изменений размеров. При использовании подходящих толстых покрытий, таких как TiAlN или TiN, они помогают защитить поверхность шпинделей заготовки от повреждений из-за трения и перегрева, что может привести к деформации или износу инструментов.
Более того, высокоскоростная обработка (HSM) и адаптивные стратегии обработки усиливают производительность цельных твердосплавных инструментов. Такие методы оптимизируют параметры резания и обеспечивают лучшую эвакуацию стружки и охлаждение, улучшая качество поверхности. В целом, такое сочетание высокой точности обработки и высококачественной поверхности приводит к функциональному улучшению компонента и минимизирует вторичные процессы после обработки, такие как полировка или шлифование. Наконец, сочетание цельных твердосплавных концевых фрез с передовой технологией обработки устанавливает стандарт для точного производства во многих отраслях промышленности.
Как концевые фрезы для финишной обработки улучшают качество поверхности?
Роль канавок и покрытия
Концевые фрезы для чистовой обработки имеют особую конструкцию канавок, которая помогает контролировать качество поверхности обработанных деталей. Количество канавок, которое варьируется от двух до четырех, влияет на нагрузку стружки и скорость удаления материала при черновой и чистовой обработке. Предполагаемый принцип работы нескольких канавок прост: они позволяют выбрасывать больше стружки, а не просто заполнять или заполнять обработанное внутреннее пространство, тем самым способствуя созданию более гладких внутренних поверхностей, особенно при черновой и чистовой обработке. С другой стороны, большее количество канавок хорошо работает при чистовой обработке, поскольку обеспечивает лучший и более тонкий срез.
Более того, еще одной особенностью этих чистовых концевых фрез является использование покрытий, таких как нитрид титана (TiN) и алмазоподобный углерод (DLC), что также повышает долговечность фрез, а также качество поверхности. Меньше инструментов означает меньшее трение, что приводит к меньшему нагреву, выделяемому при резке, тем самым уменьшая износ инструмента и тепловое воздействие на заготовку. Это значительно облегчает инструменту поддержание производительности резки и качества поверхности заготовки в течение длительного времени во время тяжелых операций резки. Во всех операциях обработки чистовая обработка поверхности не может быть достигнута без правильной конструкции канавки и выбора покрытия канавки.
Методы достижения гладкой поверхности
Следующие меры или методы составляют дополнительные работы, дополняя и улучшая метод обработки и используемые инструменты, обеспечивая превосходную гладкую отделку обработанных поверхностей. Во-первых, оптимальные скорости подачи и скорости шпинделя должны быть отрегулированы для предотвращения вибраций и улучшения качества поверхности; такая регулировка особенно полезна при обычной обработке. Более того, подходящие для внутренних углов фрезерования торцом вперед с подходящими покрытиями и другими конструктивными особенностями, как было указано ранее, могут еще больше улучшить окончательную отделку.
Вдобавок ко всему, правильный выбор охлаждающих жидкостей или смазок может положительно повлиять на результат процедуры. Эти жидкости охлаждают инструмент и заготовку, обеспечивая меньшую термическую деформацию и лучшие условия смазки, тем самым обеспечивая более качественную резку. Наконец, другие методы, такие как абразивные среды, шлифование и хонингование, могут быть выполнены после применения основных процессов обработки. В заключение, сочетание этих методов может значительно улучшить качество поверхности и других компонентов, которые влияют на точность производительности при конечном использовании компонентов.
Сравнение с традиционными концевыми фрезами
Сравнивая современные передовые концевые фрезы с традиционными, можно увидеть множество преимуществ. Концевые фрезы обычной конструкции в основном изготавливаются из быстрорежущей стали (HSS) и твердого сплава и выполняют общие задачи, но большую часть времени они не оснащены конкретной моделью и покрытиями, включенными в конструкцию современных концевых фрез. Например, передовые концевые фрезы могут состоять из сложных геометрий, таких как многозубые концевые фрезы, которые повышают качество выполняемой работы за счет усиления скорости удаления стружки. Это напрямую повышает скорость обработки и сокращает время цикла, что имеет важное значение в нынешнюю производственную эпоху.
Вдобавок к этому, с введением дополнительных требований к эффективности инструментов, увеличение размеров и применение таких покрытий сильно затруднили работу инструментов с селективными коррозионно-стойкими покрытиями. Эти покрытия, такие как TiAlN или TiN, также могут обеспечить значительную износостойкость в дополнение к тепловой защите, что помогает им выдерживать высокие температуры, возникающие в процессе резки. Однако в классических концевых фрезах часто наблюдается более быстрый износ инструмента, а режущие кромки стали менее эффективными в аналогичных условиях. Наконец, можно подвести итог, что имеющаяся технология концевых фрез соответствует достижениям в области материаловедения и машиностроения, что делает современные концевые фрезы превосходными для точных операций обработки.
Каковы общие области применения чистовых концевых фрез?
Типы заготовок
Концевые фрезы для финишной обработки подходят для многих заготовок, особенно когда требуется высокая точность и хорошая отделка поверхности. Типичные области применения включают:
- Металлические компоненты: Концевые фрезы для чистовой обработки находят применение в большинстве металлов, включая алюминий, сталь и титан. Они обеспечивают сложные характеристики, критически важные для таких деталей, как автомобили, фитинги в аэрокосмической отрасли и медицинское оборудование, где каждый допуск имеет первостепенное значение.
- Пластики и композиты: Неметаллические концевые фрезы могут эффективно разрушать композитные и пластиковые материалы. В электронной промышленности и производстве потребительских товаров спекающие концевые фрезы формуют корпуса и контуры корпусов до квазикруглых и других сложных поверхностей.
- Отделка дерева и пола: Для обычных работ по дереву финишные концевые фрезы подчеркивают детали в шкафах и декоративные элементы мебели. Их также можно применять в напольных покрытиях для создания гладких, острых, чистых, функциональных, заметных краев и плоскостей.
Короче говоря, концевые фрезы для чистовой обработки расширили сферу своего применения, увеличив их использование в производственных операциях различных отраслей промышленности.
Использование в обработке на станках с ЧПУ
Концевые фрезы для финишной обработки являются неотъемлемой частью обработки с ЧПУ (числовым программным управлением), и все аспекты вращаются вокруг точности и повторяемости процесса. Эти инструменты используются для улучшения отделки поверхности и контроля границ обработанных деталей, что является неизменными требованиями в многочисленных сложных приложениях. Концевые фрезы для финишной обработки также могут использоваться на этапах обработки в процессах фрезерования с ЧПУ для финишной обработки сформированных поверхностей обработанных деталей после черновых операций, которые могут не соответствовать ожидаемым стандартам. Кроме того, использование концевых фрез для финишной обработки в обработке с ЧПУ относительно сокращает время цикла постобработки, что повышает производительность и эффективность производителей. Кроме того, поскольку станки с ЧПУ предопределены для получения оптимальных параметров резки, правильное использование передовых концевых фрез для финишной обработки, в свою очередь, эффективно достигнет желаемых результатов, а износ инструмента будет сведен к минимуму.
Отраслевые приложения
Концевые фрезы для финишной обработки широко используются в различных областях, поскольку они улучшают качество поверхности и точность обработки изготовленных деталей. В автомобильной промышленности такие инструменты необходимы для производства систем двигателей и других компонентов трансмиссии, а идеальная отделка имеет важное значение для надежности и долговечности. Концевые фрезы для финишной обработки широко используются даже в аэрокосмической промышленности, где лопатки турбин и детали фюзеляжа подвергаются строгим требованиям по весу и производительности. Кроме того, в случае с отраслью медицинских приборов, где детали часто подвергаются точной обработке, эти медицинские приборы связаны особыми правилами, что делает высококачественные концевые фрезы для финишной обработки необходимыми для хирургических инструментов и имплантатов, которые обеспечивают функциональность и безопасность. Эти и многие другие различные применения в различных отраслях промышленности подчеркивают, насколько важны концевые фрезы для финишной обработки для достижения желаемого качества производимой продукции в различных секторах.
Справочные источники
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: В чем разница между черновой и чистовой концевыми фрезами?
A: Черновые концевые фрезы эффективны для быстрого удаления большого количества материала, но они оставляют после себя очень грубую поверхность. Чистовые концевые фрезы используются для точной резки и обеспечения чистовой обработки поверхности там, где это необходимо. Отмечено, что черновые концевые фрезы имеют меньше канавок и большие карманы для стружки, тогда как чистовые концевые фрезы имеют больше канавок, которые располагают зубья ближе друг к другу для большей чистоты. Вот разница между черновой и чистовой обработкой.
В: Опишите черновую концевую фрезу и чем она отличается от стандартной.
A: Черновая концевая фреза — это тип фрезы, которая явно используется для резки или формовки больших кусков материала как можно быстрее. Обычно она состоит из 2-3 канавок или меньше и имеет более глубокие, более широкие впадины внутри канавок, чтобы обеспечить некоторое размещение для крупной стружки. Эта фреза будет использоваться для черновой резки, когда большой объем материала удаляется с компонента. Она играет важную роль на этапе предварительной обработки, чтобы обеспечить последующие процессы финишной обработки.
В: Для обработки каких материалов можно использовать высокопроизводительные концевые фрезы для чистовой обработки?
A: Высокопроизводительные концевые фрезы для финишной обработки могут работать с различными материалами, такими как нержавеющая сталь, алюминий и титан, среди прочих сплавов. Говорят, что большинство концевых фрез имеют какое-либо покрытие, например, AlTiN или кобальт, что обеспечивает их эффективную работу на высоких скоростях и температурном режиме на различных материалах.
В: Как количество канавок влияет на производительность концевой фрезы?
A: Количество канавок на концевой фрезе влияет на режущее действие и качество отделки. Как правило, меньшее количество (2-3) было более эффективным в задачах чернового концевого фрезерования, где много материалов выбрасывалось залпом за короткий промежуток времени. Относительная проблема возникла при увеличении количества канавок более четырех, подходящих для чистового концевого фрезерования и удовлетворяющих требуемому качеству отделки поверхности. Выбор зависит от материала заготовки и желаемого результата.
В: Каковы преимущества использования твердосплавного режущего инструмента для концевых фрез?
A: Для концевых фрез их превосходство в износостойкости, повышенная твердость и лучшее сохранение режущих кромок при высоких скоростях и температурах облегчают операции резки бисквитных инструментов. Покрытие, которое лучше всего подходит для карбидов. Эти свойства приводят к лучшей, более быстрой обработке материала, более длительному сроку службы инструментов и эффективной обработке проблемных материалов, таких как нержавеющая сталь, по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали.
В: Почему пользователи предпочитают покрывать концевые фрезы покрытием?
A: Покрытия концевых фрез, такие как AlTiN, TiAlN или TiCN, помогают улучшить механические характеристики и срок службы концевой фрезы. Они помогают улучшить твердость, износостойкость и способность управления теплом. Это позволяет инструментам служить дольше без необходимости повторной заточки, работать на более высоких скоростях вращения и работать в сложных условиях обработки, тем самым повышая производительность и срок службы инструмента.
В: Какие факторы следует учитывать при выборе между концевыми фрезами OEM и вторичными?
A: При использовании концевых фрез OEM или вторичного рынка, ключевыми аспектами, которые следует учитывать, являются цена, качество, доступность и рациональное использование инструментов. Инструменты OEM, как правило, хорошего качества и обеспечивают наилучшую производительность для указанных предлагаемых машин, хотя они и более дорогие. Traver Tools и другие производители вторичного рынка производят и продают качественные концевые фрезы, которые доступны по относительно сниженной цене, тем самым минимизируя стоимость без ущерба для качества, необходимого для различных операций.
В: В какой области концевые фрезы имеют существенные преимущества, которые необходимо использовать более подробно?
A: Есть три области, на которых следует сосредоточиться, чтобы улучшить характеристики концевой фрезы. Во-первых, вы должны использовать черновую концевую фрезу, чтобы удалить как можно больше материала как можно быстрее. Эта фреза является описанием типа концевой фрезы, которая разработана для «вытягивания» материалов. Затем, чистовая концевая фреза позволяет получить требуемую чистоту поверхности и размерную точность. Использование правильного инструмента для правильного этапа имеет важное значение для предотвращения длительных периодов неэффективного удаления материала и снижения конечного качества готовых деталей, при этом продлевая срок службы инструмента и его производительность.
