Торцевое и концевое фрезерование имеют важное значение в процессах точной металлообработки, известных как обработка с ЧПУ. Каждый метод позволяет обрабатывать металлическую деталь, но имеет свое назначение и применение внутри производственного процесса. Знание разницы между торцевым и концевым фрезерованием имеет важное значение с точки зрения эффективности и рентабельности. В статье всесторонне рассматриваются два известных метода обработки: торцевое и концевое фрезерование. Эти два подхода типичны для услуг по резке металла, но вот общие факторы, вместе с осторожностью, которые влияют на выбор. Фрезерные операции — это концепция, которую каждый промышленный рабочий должен понимать, чтобы достичь более высоких уровней производительности и лучших методов обработки.
Что такое торцевая фреза и как она работает?
Торцевая фреза — элемент головки станка, используемый для изготовления плоских поверхностей с большой точностью. Головка состоит из вращающегося корпуса, окруженного многочисленными вращающимися или неподвижными острыми кромками, которые могут за один проход удалять большое количество материала. Обычно торцевые фрезы крепятся к шпинделю фрезерный станок и более всеобъемлющи, чем их диаметр. Режущие лезвия вращающейся торцевой фрезы вторгаются в работу, срезая материал с нее до тех пор, пока не будет достигнута плоская поверхность. Это делает операции торцевого фрезерования идеальными, где достигается хорошая отделка поверхности и точность допусков размеров, особенно при обработке поверхностей на большой площади.
Понимание основ работы торцевой фрезы
Прежде чем объяснять принципы работы торцевой фрезы, необходимо рассмотреть основные конструктивные элементы и рабочий процесс. Одним из самых узнаваемых конструктивных компонентов торцевой фрезы является цилиндрический корпус, закрепленный на шпинделе фрезерного станка. Этот корпус несет несколько вращающихся головок или карбидов, называемых вставками или режущими кромками, которые режут материал. Торцевая фреза может резать вращением, так что во время процесса фрезерования режущие кромки циклически врезаются в поверхность заготовки, и таким образом материал удаляется. Форма торцевых фрез способствует легкой резке больших площадей по широкой плоской поверхности, сохраняя точность и качество обработки поверхности. Они способны выполнять тяжелую работу и также очень важны на начальных этапах производства детали, где требуется объемный материал для создания правильной геометрии и допуска поверхности детали.
Как торцевая фреза удаляет материал
Торцевая фреза срезает поверхности преимущественно высокоскоростным резанием и вращением. Торцевые фрезы оснащены зубьями, которые вращаются с заданной скоростью в зависимости от характеристик заготовки и требуемого качества обработки поверхности. Вращающийся инструмент оснащен режущими пластинами, которые соприкасаются с заготовкой на периферии дуги вращения инструмента. Избыточный материал также срезается, и качество обработки поверхности улучшается. Режущие пластины часто размещаются на торцевой фрезе слоями в форме спирали, стремясь добиться равномерного среза по материалам. Мягкая регулировка максимальной скорости вращения и скорости подачи важна для улучшения качества поверхности и точности размеров материала во время процедуры торцевого фрезерования.
Типы торцевых фрез
Все фрезы, предназначенные для торцевого фрезерования, можно разделить на определенные категории в зависимости от таких факторов, как конструкция и области применения. К основным типам относятся:
- Насадные фрезы для торцевого фрезерования: Торцевая фреза насадного типа состоит из установленного блока, используемого для тяжелых фрезерных операций. Подходит для черновых работ, когда необходимо снять больше металла за минимальное время.
- Концевые фрезы Hogging: Имея грубую конструкцию, эти фрезы предназначены для наиболее агрессивного удаления материалов во время операций обработки. Они используются, когда требуется выполнить большую резку материала за очень ограниченное время, а скорость важнее качества отделки.
- Фрезы с индексируемым торцом — также известные как торцевые фрезы с заостренным концом, эти фрезы поддерживают индексируемые сменные пластины, которые можно переставлять и заменять без смены инструмента. Этот тип распространен в промышленной сфере из-за своей низкой стоимости и различных структур и конфигураций для одинаковых рабочих условий.
Все типы имеют уникальные функции и преимущества, такие как выбор материала и определение степени точности и производительности. Таким образом, выбор торцевой фрезы очень важен, так как он поможет улучшить операции обработки.
Что такое концевая фреза и для чего она используется?
Основы концевой фрезы: что вам нужно знать
Концевые фрезы — это фрезерные инструменты», режущие инструменты, используемые во фрезерных станках для сверления, прорезания пазов и контурной обработки. Концевые фрезы могут резать не только в осевом направлении, как сверло, но также в боковом и осевом направлении, поскольку концевые фрезы могут использоваться для формования и контурной обработки заготовок. Концевые фрезы обычно изготавливаются из быстрорежущей стали или твердого сплава. Концевые фрезы имеют одну или несколько спиралевидных канавок, обернутых вокруг оси вращения вала, чтобы они могли резать материал. Размеры и формы значительно различаются: от концевых фрез, которые могут гравировать сложные изображения с помощью станка с ЧПУ, до концевых фрез, которые выполняют агрессивную черновую обработку.
Распространенные области применения концевых фрез
Концевые фрезы — это замечательные инструменты, которые используются в различных отраслях промышленности для различных задач фрезерования. В производстве использование концевых фрез имеет решающее значение для контурной обработки, профилей и врезания для сложных форм и элементов на деталях. Концевые фрезы важны в этих двух отраслях, поскольку они изготавливают различные сложные компоненты. Они также находят широкое применение в производстве форм и штампов, тем самым позволяя формировать точные формы и штампы. Кроме того, концевые фрезы с пяткой вниз помогают машинистам в создании прототипов, поскольку конструкторы могут дорабатывать и перепроектировать идеи продукта перед массовым использованием. Что отличает концевые фрезы от других устройств или приспособлений для резки, так это их более полное использование, поскольку они применяются для черновой обработки и точной контурной обработки поверхности материалов.
Типы концевых фрез
- Фрезы с квадратным концом: Типы фрезерных инструментов, хорошо подходящих для различных целей: Фрезы с квадратным концом считаются самой доминирующей категорией концевых фрез и используются для многочисленных фрезерных операций, включая прорезку пазов, торцевание и профилирование. Все эти фрезы, включая фрезы с квадратным концом, имеют острую квадратную кромку, которая эффективно режет сыпучий материал. Фрезы с квадратным концом имеют круглую форму в поперечном сечении.
- Концевые фрезы со сферическим концом: этот тип концевой фрезы использует закругленный режущий кончик для достижения тонкой отделки и для процессов 3D-обработки, таких как скульптурирование и контурирование. Он широко применяется для изготовления прототипов трех логарифмических форм и трех поверхностей изгиба.
- Концевые фрезы с угловым радиусом. Концевая фреза с угловым радиусом представляет собой компромисс между стандартной квадратной концевой фрезой и концевой фрезой с радиусом. Ее конструкция помогает уменьшить сколы и продлевает срок службы, что делает ее идеальной для использования во время черновых циклов и увеличивает срок службы инструмента.
Каждый из этих трех распространенных типов концевых фрез для фрезерования имеет свои особые функции, расширяя возможности и точность, которые могут быть достигнуты при выполнении операций четвертого фрезерования в различных отраслях промышленности.
Торцевое и концевое фрезерование: в чем разница?
Основные различия между торцевым и концевым фрезерованием
Торцевое и торцевое фрезерование принципиально различаются по своей методологии и, следовательно, по своей полезности для применения. При торцевом фрезеровании заготовка режется с использованием доступной поверхности на головке фрезы (обычно в положении, перпендикулярном плоскости заготовки). Этот метод наиболее подходит для обработки плоских горизонтальных поверхностей, и скорость также считается высокой при съеме металла. Напротив, при торцевом фрезеровании фреза располагается сбоку или ее конец перпендикулярен заготовке. Торцевое фрезерование обычно применяется для упражнений по профилированию, контурной обработке и прорезанию пазов. Торцевое фрезерование в основном режет вниз и тщательно дорабатывает заготовку по форме и виду. Напротив, торцевое фрезерование не прорезает значительно заготовку, за исключением выравнивания поверхности.
Преимущества торцевого фрезерования по сравнению с концевым фрезерованием
Однако этот метод, по-видимому, имеет недостатки с точки зрения плохой отделки поверхности, что может быть вызвано увеличением сил резания по сравнению с плоской поверхностью. Эта причина объясняет предпочтение многих станочников торцевому фрезерованию, поскольку оно быстро удаляет механическую обработку или излишки материала. Другим фактором, который всегда сокращает время обработки, является тот факт, что существует значительная экономия на отходах кодирования, в первую очередь при работе с большими деталями, которым нужна плоская поверхность. Кроме того, концевое фрезерование предназначено для выполнения нескольких операций резания исключительно в вертикальном направлении носом для определенных целей, облегчая аналогичные челюсти и все другие конструкции. Оба метода имеют важное значение для производственного процесса, поскольку каждый из них имеет ситуативные преимущества относительно применений фрезерования и желаемых результатов.
Когда использовать торцевое фрезерование, а когда торцевое фрезерование
Решение о торцевой или концевой фрезеровке определяется спецификой задачи, включая вид фрезерования, который вы планируете выполнить. Используйте торцевую фрезеровку, когда вы хотите быстро исправить плоские поверхности, в основном плоские поверхности на довольно большой площади. Эта техника лучше всего подходит для работ с большими объемами удаляемых материалов, но сложные детали не являются проблемой. Напротив, выбирайте торцевую фрезеровку, когда вы хотите сделать определенные разрезы, такие как формы или узоры, которые требуют форм и пазов в сочетании с точной резкой. Эта техника предпочтительна для индивидуальных проектов, требующих широкомасштабных разрезов и детальной обрезки. Когда вы оцениваете целевые требования к материалу и ожидаемые результаты, вы можете легко определить наиболее эффективный метод для использования в целях достижения качества.
Как выбрать правильный фрезерный инструмент для вашего станка
Факторы, которые следует учитывать при выборе фрезерных инструментов
Фрезерные инструменты имеют различные спецификации, и когда вы собираетесь выбрать подходящий для вашего станка, следует обратить внимание на несколько факторов. Это особенно касается таких факторов, как тип фрезерования, которое будет выполняться.
- Обрабатываемый материал: Материал заготовки влияет на тип фрезерного инструмента, используемого в любой операции обработки. Резка более твердых материалов требует использования более совершенных инструментов из более прочных материалов, таких как карбид или быстрорежущая сталь. Более мягкие материалы обрабатываются с использованием инструментов с другими покрытиями, которые повышают эффективность и долговечность режущих кромок.
- Покрытие и материал инструмента: При использовании концевой фрезы помните о покрытии и конструкции вашего фрезера. Некоторые покрытия, такие как TiAlN и TiCN, могут продлить срок службы инструмента и повысить его стойкость. Тип инструмента, карбид или HSS, определяет, насколько прочным, быстрым и эффективным будет инструмент в рабочих условиях фрезерования.
- Мощность машины и число оборотов в минуту являются критическими параметрами, которые должен знать оператор станка при работе со станком. Мощность вашего станка, как в лошадиных силах, так и в скорости вращения шпинделя, также определяет выбор инструмента. Крайне важно, чтобы высокоскоростные инструменты справлялись с инструментами с очень высокой частотой вращения и предударным эффектом на большинстве станков. Убедитесь, что характеристики инструмента совместимы с характеристиками станка, чтобы избежать перегрузки инструмента или выполнения неоптимальных операций.
Проведя детальный анализ параметров обработки, вы сможете выбрать наиболее подходящие фрезерные инструменты для вашего конкретного процесса обработки и тем самым оптимизировать эффективность и точность вашей производственной деятельности.
Сравнение концевых фрез со сменными пластинами и фрез
Как индексируемые концевые фрезы, так и фрезы имеют свои уникальные преимущества, которые будут служить различным целям обработки. Индексируемые концевые фрезы имеют основные характеристики фрезы с режущей кромкой, состоящей из сменных наконечников, которые будут полезны непрерывно без необходимости переточки, тем самым экономя время и деньги, особенно при массовом производстве или больших операциях по удалению материала. Гибкие вставки обычно предпочтительны, поскольку эти фрезы могут быстро и эффективно адаптироваться к различным условиям резания.
С другой стороны, даже если фрезы, такие как цельные концевые фрезы, являются относительно небольшими инструментами среди режущих инструментов, они обеспечивают жесткую точность, необычную для большинства инструментов. Кромки твердой эмульсии жестких концевых фрез можно шлифовать под углом, что обеспечивает правильность в отталкивании от высокоразвитых вращательно-фрезерных операций. Концентрация при фрезеровании цельными концевыми фрезами способствует высоким скоростям и высокой производительности при сохранении качества отделки и абсолютной точности инструмента. В результате все эти расходы увеличивают износ инструментов, которые становятся дорогими в конце своего жизненного цикла, поскольку требуют смены инструмента и переточки концевых фрез.
Однако принятие решения о том, какие индексируемые концевые фрезы и фрезы использовать, сводится к рассмотрению работы, которую предстоит выполнить, вида материала, объема производства и требуемой точности. Эти параметры изготавливаются, и все же большинство производителей стремятся оптимизировать, насколько производительно, но экономически неэффективно достигается в их процессах.
Понимание типов хвостовиков и их совместимости
В категориях типов хвостовиков варианты почти всегда прямые, конические, а не резьбовые. Прямые хвостовики широко распространены, учитывая их основную природу, подходящую для работы с довольно широким спектром шпинделей станков. Конические хвостовики, такие как конус Морзе, имеют преимущества перед другими хвостовиками — их способность оставаться концентричными, обеспечивая при этом прочное соединение. Резьбовые хвостовики, которые в основном используются с цангами, обеспечивают быструю стрельбу и удерживают инструмент на месте достаточно хорошо для использования в станках с ЧПУ. Единственное ограничение — это форма шпинделей станков и то, что влечет за собой процесс обработки, что требует учета как возможностей удержания инструмента, так и эксплуатационных требований для достижения эффективной производительности, а также точности.
Советы по оптимизации операций торцевого и концевого фрезерования
Лучшие практики использования инструментов для торцевого фрезерования
Подводя итог, следует отметить, что для повышения эффективности и точности торцевого фрезерования необходимо рассмотреть некоторые важные аспекты. Для начала, детальное рассмотрение материала режущего инструмента и его геометрических параметров имеет первостепенное значение, поскольку они определяют срок службы инструмента при обработке и качество отделки поверхности. Высокопоточные торцевые фрезы, в частности, работают очень хорошо и очень эффективны, когда необходимо быстро и точно удалить много материала, исключая время на черновую обработку заготовки. Скорость, скорость подачи и глубину резания следует изменять в зависимости от типа обрабатываемого материала, чтобы уменьшить износ инструмента и улучшить качество отделки. Кроме того, неправильное обслуживание инструмента и станка, такое как ненадлежащее выравнивание, плохое удержание инструмента и игнорирование разжимания держателя инструмента, может вызвать ненужные вибрации во время работы и нестабильность. Кроме того, применение охлаждающего эффекта или смазочно-охлаждающей жидкости на станке творит чудеса в увеличении срока службы инструмента, легком и эффективном удалении стружки, а также регулировании температуры и повышении эффективности торцевого фрезерования.
Оптимизация скорости подачи и глубины резания
Крайне важно правильно зафиксировать скорость подачи, а также глубину резания, поскольку необходимо достичь желаемой эффективности обработки и срока службы инструмента. Поэтому скорость подачи должна варьироваться в зависимости от свойств материала, технических характеристик режущего инструмента и силовых агрегатов обрабатывающих станков. Производительность можно повысить, увеличив скорость подачи; однако, если рекомендовать более высокие скорости без их надлежащей балансировки, это приведет к повышенному износу инструмента и низкому качеству обработки поверхности. Помимо этого, глубина резания определяет способность удаления материала и общую продолжительность цикла обработки. Важно понимать, что правильный выбор глубины зависит от жесткости заготовки и крепления. Слишком большое увеличение глубины приведет к прогибу и вибрации. При восстановлении понимания инженером этих вопросов усилия по изменению этих факторов должны основываться на испытаниях машины и прошлых записях поведения некоторых скоординированных усилий для соблюдения указанных допусков вместе с требуемыми уровнями качества отделки. Поддержание точности продукта и целостности инструментов требует регулярных регулировок и мониторинга.
Поддержание качества отделки поверхности
Стало необходимым принять различные параметры процесса для достижения желаемого качества поверхности резки во время обработки. Во-первых, выбор инструмента имеет решающее значение, поскольку использование резцов с желаемыми покрытиями и формами снижает трение и улучшает поверхность. Кроме того, важно поддерживать остроту инструментов и менять их по мере износа, чтобы не повредить или не деформировать поверхность. Управление циклическими движениями обрабатываемых деталей должно осуществляться с помощью виброгасящих приспособлений, чтобы избежать негативных факторов в конечном результате. Использование правильного объема, охлаждающих или смазочных материалов не только служит цели сделать операции резки эффективными, но и уменьшает деформацию скручивания обрабатываемой детали. Наконец, эта информация может предотвратить проблемы или позволить выполнять корректирующие меры в нужное время, особенно в процессе производства, путем управления параметрами процесса в реальном времени.
Справочные источники
Фрезерование (механическая обработка)
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Какая особенность является основным отличием торцевого фрезерования от концевого?
A: Торцевое фрезерование и концевое фрезерование — это два разных процесса фрезерования. Например, торцевое фрезерование использует фрезу с зубьями по окружности и плоской поверхностью для создания плоских поверхностей, обычно под прямым углом к оси инструмента. Концевая фреза — это фреза с режущими зубьями на конце (внизу) и по бокам, что позволяет ей выполнять различные операции резки, включая пазы, карманы и контуры. Фрезерование наклонных поверхностей — это движение для относительно больших плоских плоскостей, тогда как радиусное концевое фрезерование делает движение более деликатным по направлению к выходу, то есть для более сложных работ.
В: Перечислите типы режущих инструментов, используемых при торцевом фрезеровании.
A: При торцевом фрезеровании обычно встречаются режущие инструменты относительно больших диаметров: индексируемые торцевые фрезы, насадные фрезы и летучие фрезы. Эти инструменты обычно имеют различные режущие кромки/вставки, которые улучшают съем материала. Типичное фрезерное оборудование включает в себя индексируемые торцевые фрезы с износостойкими, частично сменными наконечниками, которые обеспечивают экономическую эффективность операций. Режущие устройства или инструменты с полыми плугами по-прежнему широко используются для торцевого фрезерования из-за их эффективности при тяжелых резах и эксплуатационной гибкости.
В: В чем принципиальное различие между торцевой фрезой со сменными пластинами и цельной концевой фрезой?
A: Фреза с индексируемыми торцевыми пластинами использует режущие кромки в виде сменных вставок, в то время как цельная концевая фреза представляет собой цельную часть инструмента, включающую режущие кромки. Обычно, фрезы с индексируемыми торцевыми пластинами большего диаметра в основном используются для торцевого фрезерования на плоских поверхностях с преобладанием обычных цилиндрических фрез. В отличие от центральной фрезы, они допускают различные изношенные ножницы без смены устройства. Напротив, цельные концевые фрезы относительно компактны и многофункциональны по своей природе, и их можно использовать для профилирования, прорезания пазов, врезания и других типов фрезерования.
В: Зачем мне использовать концевую фрезу с квадратным уступом?
A: Фреза с квадратным уступом с индексируемым концом актуальна в обеих категориях инструментов или работы операторов, подобно фрезе с пластиной и концевой фрезе. Можно легко создавать операции по фрезерованию квадратных уступов и торцевых поверхностей под углом 90 градусов. Запасные режущие кромки для индексируемых пластин снизили затраты, направленные на достижение оптимизированных углов резания. Эти инструменты полезны для обработки, поскольку позволяют выполнять фрезерование как торцевых, так и квадратных уступов за одну установку, что повышает производительность и точность.
В: Какова связь между количеством канавок и производительностью фрезерования?
A: Количество канавок на фрезе влияет на эффективность резки и удаления стружки. В принципе, уменьшенное количество канавок облегчает удаление стружки. Она используется при черновой фрезеровке или при фрезеровании материалов, которые имеют тенденцию к образованию длинной стружки. Большее количество канавок обеспечивает более тонкую отделку и используется при финишной обработке. При торцевой фрезеровке поверхность шлифуется с использованием вставок или инструментов с большим количеством канавок для получения гладкой поверхности, тогда как концевые фрезы изготавливаются с различным количеством канавок в зависимости от детали и материала, из которого она изготовлена.
В: Не могли бы вы дать определение термину «хвостовик R8» и подробнее рассказать о его применении во фрезерном оборудовании?
A: Хвостовик R8 — это держатель инструмента, применяемый ко многим видам вертикально-фрезерных станков. Это хвостовик с конусом, который входит в шпиндель фрезерного станка и обеспечивает оптимальную установку фрезы. Хвостовики R8 в основном используются с торцевыми фрезерными инструментами, а также с концевыми фрезерными инструментами. Для торцевого фрезерования индексируемая торцевая фреза с хвостовиком R8 может использоваться для больших горизонтальных поверхностей, в то время как держатель концевой фрезы с хвостовиком R8 используется для менее грубой резки. Система R8 обеспечивает как простоту и скорость смены инструмента, так и достаточно эффективный контроль биения.
В: Какой метод использует более высокие скорости резания между торцевым и концевым фрезерованием?
A: Скорость резания фрезерных операций определяется многими факторами, включая инструмент, который используется в процессе, материал заготовки и желаемую отделку. С точки зрения скорости резания торцевое фрезерование, как правило, более производительная операция, чем концевое фрезерование, из-за увеличенного диаметра торцевых фрез и лучшей способности распределения тепла. Однако численное значение скорости резания будет во многом зависеть от таких параметров, как используемый инструмент (например, быстрорежущая сталь или твердосплавные пластины), материал заготовки и является ли это черновой или чистовой операцией. Также следует учитывать тот факт, что когда фрезерный станок с ЧПУ программируется и управляется направлениями подачи и такими параметрами скоростей резания, компьютер будет делать наилучшие скорости резания на основе запрограммированных параметров.
В: Что такое твердосплавные пластины APKT1604 и области их применения?
A: Твердосплавные пластины APKT1604 являются одним из многих типов сменных режущих кромок, используемых на фрезерных индексируемых инструментах. Первые две буквы APKT связаны с конфигурацией и особенностями пластины, в то время как последние две цифры, 1604, описывают размеры. Они имеют чрезвычайно широкую область применения и применяются для торцевого фрезерования, а также для некоторых концевых фрезерований, индексируемых торцевых фрез и индексируемых концевых фрез с квадратным уступом. Они ценятся за универсальность применения, поскольку могут выполнять грубую и тонкую обработку самых разных материалов. Состав таких лезвий основан на цементированном карбиде вольфрама, что обеспечивает значительную эффективность резания и защиту от износа.
