Полное руководство по концевым фрезам из быстрорежущей стали: советы, методы и инструменты

В машиностроительной промышленности, Концевые фрезы из быстрорежущей стали (HSS) являются одним из важнейших режущих инструментов, предназначенных для быстрой и точной резки различных типов материалов. В этом руководстве мы рассмотрим концевые фрезы HSS, их конструкцию и применение, а также методы, которые помогают в дальнейшей работе с ними. Выбор концевой фрезы также потребует рассмотрения таких параметров, как геометрия, покрытие, параметры резки и многое другое. Более того, мы рассмотрим методы, которые увеличат срок службы инструмента, одновременно достигая отличных результатов. Поэтому, будь то делегаты с продвинутыми знаниями по предмету или только начинающие в этой области, эта статья хочет убедиться, что каждый сможет оптимизировать использование HSS концевые фрезы в его или ее проектах.

Что такое концевая фреза из быстрорежущей стали?

Определение и цель

Быстрорежущая сталь концевые фрезы — это обработка металла Инструменты, которые обеспечивают режущее действие. Они способны работать на заданных высоких скоростях, что позволяет эффективно обрабатывать металлы, пластики и даже композитные материалы. HSS концевые фрезы предназначены для создания различных геометрических форм, деталей, контуров и используются для достижения высокой четкости и отделки в производственных операциях.

Преимущества быстрорежущей стали

Концевые фрезы из быстрорежущей стали (HSS) обладают определенными благоприятными характеристиками, что обеспечивает привлекательность во многих операциях обработки. Во-первых, HSS менее подвержен износу по сравнению с обычными углеродистыми сталями, поэтому режущие элементы сохраняют свои режущие кромки дольше даже в неблагоприятных условиях. Исследования, проведенные Институтом передовых производственных технологий, показали, что при температуре более 600°C (1112°F) инструменты из HSS не теряют твердости; поэтому они подходят для высокоскоростных операций.

Аналогично, концевые фрезы HSS также обладают хорошей прочностью, что помогает предотвратить скалывание и поломку инструмента во время его работы. Это свойство очень важно при резке сложных материалов, поскольку требуется достаточная стабильность инструмента. С точки зрения эффективности резки, инструменты HSS работают со скоростью приблизительно от 40 до 100 режущих футов в минуту (от 12 до 30 метров в минуту) в зависимости от оборудования и обрабатываемого материала.

Кроме того, концевые фрезы HSS полезны для широкого спектра материалов; легированная сталь, нержавеющая сталь и алюминий — вот некоторые из материалов, которые можно обрабатывать концевой фрезой HSS. Это не значит, что у HSS нет недостатков; зачастую эти инструменты, как правило, дешевле твердосплавных инструментов и, следовательно, позволяют операторам в более чувствительных к цене отраслях получать жидкие результаты без особых усилий. В целом, свойства износостойкости, пластичности, разнообразие обрабатываемых материалов и экономичность концевых фрез HSS являются одними из основных альтернатив для каждой фрезерной работы, которую ищет оператор, чтобы легко оптимизировать производительность.

Приложения и варианты использования

В различных отраслях промышленности пользователи предпочитают концевые фрезы HSS из-за их геометрии и эксплуатационных параметров. Их основное применение отмечено в автомобильной промышленности, поскольку они служат для резки материалов деталей двигателей и трансмиссий, обрабатывая легированные и нержавеющие стали на высоком уровне. Сектор аэрокосмической промышленности также получает большую выгоду от инструментов HSS в отношении производства высокоточных компонентов, которые должны выдерживать жесткие условия эксплуатации благодаря высокой износостойкости и прочности компонентов.

Более того, режущие узлы, входящие в состав концевой фрезы HSS, также активно используются в приборостроении и машиностроении для изготовления многочисленных сложных деталей. Благодаря надлежащему качеству удержания кромки их производительность остается стабильной в течение длительного периода, что снижает время простоя и повышает производительность. Кроме того, опытные образцы и небольшие объемы производства обязывают HSS; однако они сохраняют хорошую точность и, следовательно, дешевле. Однако в целом их универсальность и эффективность гарантируют, что концевые фрезы HSS продолжают использоваться во многих различных операциях ротационной обработки в различных отраслях промышленности.

Как правильно выбрать концевую фрезу для вашего приложения?

Ключевые факторы, которые следует учитывать

1. Совместимость материалов: Определите материал, который вы собираетесь резать, и выберите соответствующую концевую фрезу из быстрорежущей стали для данного типа «легированного» металла, нержавеющей стали и т. д.
2. Геометрия инструмента: Обратите внимание на геометрию концевой фрезы с точки зрения количества канавок и конструкции режущих кромок, поскольку они напрямую влияют на производительность и качество обработки.
3. Варианты покрытия: Обратите внимание на наносимые покрытия, такие как нитрид титана или кобальт, которые могут добавить долговечные характеристики, изменить трение и увеличить срок службы резака.
4. Параметры резки: Оптимально подберите скорость резания и скорость подачи данного инструмента, не повреждая сам инструмент и/или обрабатываемую деталь, что обеспечит наилучший результат операции.
5. Длина и диаметр: Выбирайте длину и диаметр концевой фрезы в зависимости от операции обработки таким образом, чтобы обеспечить достаточный отвод стружки и стабилизацию инструмента.

Сравнение концевых фрез из быстрорежущей стали и твердосплавных фрез

Есть ряд факторов, которые следует учитывать при выборе между концевыми фрезами из быстрорежущей стали и твердого сплава. Хотя концевые фрезы из быстрорежущей стали (HSS) относительно дешевы и очень прочны по сравнению с другими металлами, они больше подходят для низкоскоростной обработки и мягких материалов. Их также легче затачивать, что весьма полезно в условиях мастерской. Высокоскоростная сталь уступает по производительности твердосплавным инструментам. Твердосплавные инструменты тверже и более износостойкие, что приводит к увеличению скорости резания и подачи, тем самым сокращая время цикла. Они особенно используются при обработке твердых материалов и в приложениях с высокими требованиями к скорости и чистоте обработки. Однако этот недостаток смягчает ситуацию при толстых резах, поскольку некоторые привилегированные производственные инструменты становятся хрупкими и, следовательно, могут сломаться при непреодолимых обстоятельствах. В целом, все сводится к конкретным деталям операций обработки, таким как материал, насколько точной должна быть обработка и сколько она должна стоить.

Выбор правильного хвостовика и покрытия

Одним из важных элементов максимизации производительности и продления срока службы инструмента является правильный выбор хвостовика и покрытия для концевых фрез. Типы хвостовиков, такие как прямые, конические и хвостовики Weldon, должны подходить для конкретного фрезерного станка и приспособления. Как правило, прямой хвостовик распространен там, где различия в диапазоне скоростей резания не являются критическими. Хотя конический хвостовик улучшает положительный захват и устойчивость в приложениях с высоким крутящим моментом, он может быть невыгодным, поскольку может потребоваться больше усилий для извлечения инструмента из держателя.

Что касается того, какие покрытия выбрать для оптимизированных по регионам концевых фрез, наиболее популярные из них, нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и алмазоподобный углерод (DLC), обладают уникальными характеристиками, применимыми к определенным материалам. Коммерчески доступные покрытия TIN обеспечивают справедливое сочетание твердости и смазывающей способности, что означает, что покрытие полезно для большинства задач обработки. TiCN увеличивает мощность инструментов в минуту и отлично подходит для высокоскоростных применений, где материал абразивный. Напротив, покрытия DLC предназначены для легких применений на цветных подложках, где требуется низкое трение и высокая твердость. Что касается хвостовика и покрытия, всегда проверяйте конкретные соображения по обработке с точки зрения материала, условий и производительности обработки, которые должны быть достигнуты.

Как увеличить срок службы концевых фрез из быстрорежущей стали?

Лучшие практики использования

Для повышения долговечности концевых фрез из быстрорежущей стали (HSS) следует использовать следующие передовые методы:

1. Оптимальная скорость резки: В любом случае используйте рекомендуемую для резки материала скорость резки, чтобы избежать пригорания и преждевременного износа режущих инструментов.
2. Правильная скорость подачи: Просто используйте и контролируйте скорость подачи правильно в зависимости от диаметра режущего инструмента и материала, что убережет кромки от ненужного повреждения.
3. Геометрия инструмента: Выбирайте концевые фрезы с правильными типами канавок, чтобы способствовать отводу стружки и минимизировать силы резания, тем самым продлевая срок службы инструмента.
4. Регулярный осмотр: Всегда проверяйте инструмент на предмет износа или повреждений, а также скопления материала, которые могут привести к поломке.
5. Применение охлаждающей жидкости: При выполнении операций резки следует использовать соответствующую охлаждающую жидкость, чтобы свести к минимуму тепловыделение от трения и тем самым продлить срок службы фрезы, а также улучшить качество обработки поверхности.
6. Правильная настройка: Проверьте правильность позиционирования и закрепления заготовок, чтобы избежать любых вибраций, которые могут отрицательно сказаться на производительности инструментов.

Советы по обслуживанию и уходу

Хотя эффективное обслуживание концевых фрез из быстрорежущей стали может быть немного сложным, оно необходимо, если мы хотим продлить срок службы этих инструментов:

1. Очистка: Тщательно очищайте концевые фрезы после каждого использования, чтобы на инструментах не осталось стружки, охлаждающей жидкости или любого материала. Это можно сделать с помощью мягкой щетки или ультразвукового очистителя.
2. Хранилище: Обеспечьте сухое место для хранения концевых фрез, желательно в ящиках объемом 1 или 11 литров или в другой подобной таре, чтобы избежать химической коррозии или физического истирания.
3. Заточка: Внимательно осмотрите режущие кромки и заточите все инструменты, которые в этом часто нуждаются. Заточку режущих инструментов лучше всего выполнять совместно с профессиональными услугами по заточке.
4. Смазка: Когда инструменты не используются, разумно нанести на них немного маслянистой жидкости, чтобы защитить их от ржавчины, а также предположить, что при следующем использовании инструменты будут функционировать надлежащим образом.

Ознакомление с этими рекомендациями будет иметь большое значение для повышения эффективности и долговечности концевых фрез, изготовленных из быстрорежущей стали.

Распространенные ошибки, которых следует избегать

При обслуживании концевых фрез из быстрорежущей стали есть действия, которые не следует совершать, чтобы не снизить производительность и срок службы режущих инструментов. Вот распространенные ошибки, которых следует избегать:

1. Обзор технического обслуживания инструмента: Само собой разумеется, что без последующего обслуживания некоторые инструменты могут подвергаться некоторому ухудшению в ходе процедуры, поэтому нельзя игнорировать необходимость регулярного капитального ремонта.
2. Использование неправильной скорости подачи и скорости шпинделя: Режущее действие может быть более агрессивным, чем предполагалось, это увеличит нагрев, который поставит под угрозу инструмент; возможен преждевременный износ или поломка. Необходимо следовать рекомендациям производителя, что бы ни случилось.
3. Неправильное применение охлаждающей жидкости: Охлаждающая жидкость важна для снижения повышения температуры, что может привести к износу во время работы, особенно для твердых металлов. Неправильный нагрев может привести к плохой работе или поломке инструмента. В зависимости от разрезаемого материала всегда следует использовать подходящую охлаждающую жидкость.

Решение этих проблем является ключом к повышению производительности и срока службы концевых фрез из быстрорежущей стали у пользователей.

Какие марки концевых фрез из быстрорежущей стали являются лучшими?

Бренды с самым высоким рейтингом

1. Кеннаметал: Высокоуважаемая компания, которая производит прецизионные инструменты и разрабатывает креативные решения.
2. ОСГ: Широко известна своими прочными и высокопроизводительными концевыми фрезами из быстрорежущей стали.
3. Карбид США: Они производят инструмент из быстрорежущей стали, предлагая широкий спектр опций.
4. Горилла Милл: Они производят качественные режущие инструменты и используют инновационные технологии производства.
5. Спиральные решения: Они проектируют концевые фрезы инновационным способом, который улучшает производительность при обработке различных материалов.

Отзывы и рекомендации пользователей

В случае концевых фрез из быстрорежущей стали отзывы пользователей в первую очередь фокусируются на долговечности и надежности работы. Как сообщает армия станочников, инструменты Kennametal обеспечивают исключительную точность, необходимую для сложной обработки. OSG входит в число инструментов, рекомендуемых почти всеми пользователями из-за его хороших характеристик в условиях высоких напряжений и того факта, что он изнашивает меньше инструментов, чем конкуренты. Carbide USA выделяется тем, что создает решения, которые соответствуют конкретным проблемам обработки заказчика, гарантируя максимальную эффективность. Gorilla Mill часто упоминается из-за интеллектуальных конструкций, которые направлены на максимальное упрощение процессов резки. Helical Solutions также заслуживает упоминания с ее ассортиментом концевых фрез, которые могут резать практически любой материал. В целом, выбор бренда может основываться на типе выполняемой задачи, а также на том, как отдельный пользователь испытал продукт, тем самым повышая потребность во всесторонней оценке и внедрении.

Где купить и цены

Когда дело доходит до поиска концевых фрез из быстрорежущей стали, несколько авторитетных интернет-магазинов предлагают широкий ассортимент и справедливые цены.

1. Амазон: Сайты электронной коммерции, особенно Amazon, как правило, предлагают большой выбор брендов и/или продуктов, обычно подкрепленных рейтингом клиентов, фотографиями и ценой. Перед покупкой разумно прочитать отзывы, поскольку цены могут различаться в зависимости от продавцов и доступных акций.
2. Промышленные поставки MSC: Как одна из компаний-поставщиков промышленных товаров, MSC имеет на складе широкий ассортимент промышленной продукции, включая концевые фрезы из быстрорежущей стали. Клиенты могут легко просмотреть подробный уровень продукта и различные технические характеристики продукта, а также цены и скидки при оптовых закупках.
3. Грейнджер: Grainger также предлагает ряд концевых фрез из быстрорежущей стали среди других промышленных инструментов и оборудования. Их веб-сайты имеют удобный просмотр и возможность сравнения продуктов, а также видимость цен и варианты доставки для улучшения процесса покупки.

Эти платформы не ограничиваются только предоставлением доступа к различным доступным продуктам, но большинство из них также включают дополнительные отзывы клиентов и сравнения продуктов, которые могут помочь в принятии решений.

Как добиться точности с помощью концевых фрез из быстрорежущей стали?

Методы точной резки

При работе с концевыми фрезами из быстрорежущей стали можно добиться абсолютной точности, если соблюдать следующие советы:

1. Правильный выбор инструмента: Используйте правильный тип и размер концевой фрезы, чтобы выполнить правильный рез с минимальным количеством ошибок.
2. Правильная скорость резки: Используйте скорость резания, соответствующую свойствам заготовки и используемого инструмента, для повышения производительности и минимизации разрушения инструмента.
3. Регулировка скорости подачи: Убедитесь, что подача или скорость инструмента соответствуют операциям резки, чтобы свести к минимуму любые боковые перемещения режущего инструмента.
4. Эффективное удержание: Надежно закрепите заготовку в таком положении, чтобы на нее не передавалось режущее движение.
5. Периодическое обслуживание инструмента: Затупившиеся инструменты или сломанные концевые фрезы следует регулярно заменять или ремонтировать, чтобы добиться точности и качества требуемой операции обработки.

Обсуждение метода более точной обработки или повышения производительности обработки может в той или иной степени включать в себя каждый из этих методов.

Настройка станка с ЧПУ

Внимание к деталям имеет первостепенное значение при работе с ЧПУ-станком для достижения максимальной эффективности и точности. Поэтому при настройке необходимо выполнить следующие шаги:

1. Калибровка машины: Начните с задачи калибровки осей станка, цель которой — обеспечить перемещение режущего инструмента в соответствующих запрограммированных координатах. Она включает в себя проверку линейного перемещения этих осей X, Y и Z; в противном случае, если есть искажение, конечный продукт, скорее всего, также будет искажен.
2. Последовательность установки инструмента и резки: Осторожно установите концевую фрезу Hoch Speed Spindle на шпиндель, затянув ее в соответствии с техническими характеристиками, указанными производителем, чтобы предотвратить тряску инструмента во время его использования.
3. Зажим заготовки: Установите заготовку на стол ЧПУ в пределах заданных тригонометрических границ, при этом обязательно укажите начало координат с помощью точных измерительных приборов. Закрепите объект с помощью соответствующих приспособлений или зажимов, поскольку заготовка должна быть устойчивой во время обработки.
4. Программное обеспечение машины: Загрузите соответствующую программу ЧПУ на блок управления станка, убедившись, что каждая из переменных соответствует таким параметрам, как глубина резания, скорость и скорость подачи станка и инструментов, контактирующих с обрабатываемым материалом.
5. Пробный прогон: Пробный прогон программы выполняется без загрузки материала в станок, просто для того, чтобы проверить траектории движения инструмента и устранить любые сбои в движении и программировании, тем самым снижая вероятность возникновения ошибок во время фактической обработки.

При соблюдении таких процедур настройки операторы могут повысить эффективность и точность процесса обработки и, таким образом, добиться лучших результатов в своих проектах.

Регулировка скорости подачи и скорости

Изменение скорости подачи и скорости играет важную роль в улучшении обрабатываемости заготовки и используемого инструмента. Скорость подачи — это расстояние, пройденное режущим инструментом за один оборот, и обычно выражается в дюймах в минуту (IPM) или миллиметрах в минуту (M/min). Однако этот параметр может меняться в зависимости от инструмента, обрабатываемого материала и требуемой отделки поверхности. Хотя высокие скорости подачи могут повысить производительность, существует высокая тенденция к износу или поломке инструментов.

Скорость, также известная как скорость шпинделя, — это скорость вращения шпинделя в минуту, которую можно назвать RPM. Аналогично, скорость шпинделя настраивается в зависимости от типа материала и используемого режущего инструмента, а также характеристик резки. Например, тонкие абразивные материалы обрабатываются на более низких скоростях, чтобы сохранить остроту инструмента и увеличить срок службы, в то время как более высокие скорости повышают эффективность резки мягких абразивных материалов.

По сути, для реализации правильных скоростей и скоростей подачи необходимо обращаться к руководствам, предоставляемым производителями, или использовать калькуляторы режущего инструмента, учитывающие тип материала, диаметр инструмента и другие условия резания, с целью повышения производительности резания и эффективности операций.

Справочные источники

Концевая фреза

Быстрорежущая сталь

Фрезерование (механическая обработка)

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое концевые фрезы из быстрорежущей стали и как их отличить от других видов, если таковые имеются?

A: Концевые фрезы из быстрорежущей стали относятся к семейству инструментов, называемых режущими инструментами, которые состоят из инструментальной стали, которая имеет более высокую степень твердости даже при повышении температуры. Они отличаются от цельных твердосплавных концевых фрез, поскольку они дешевле и имеют применение для более широкого спектра материалов, но их эксплуатация или эффективность на некоторых минералах может быть ниже, чем у большинства инструментов.

В: Как вы думаете, работают ли концевая фреза HSS и фреза-концеватель одинаково? Что их отличает?

A: Хотя оба являются режущими и формообразующими инструментами, концевые фрезы HSS и фрезы для фрезерования имеют разное назначение. Концевые фрезы HSS — это режущие инструменты, обычно устанавливаемые или монтируемые на фрезерных станках, особенно для металлообработки, в то время как фрезы для фрезерования — это режущие инструменты, обычно устанавливаемые на инструменты для деревообработки. Фрезы для фрезерования предназначены для более низких скоростей и подач, в то время как концевые фрезы HSS могут работать на очень высоких скоростях и подачах по сравнению с большинством фрез для фрезерования, что делает их пригодными для операций с металлом.

В: Почему концевые фрезы из быстрорежущей стали с кобальтовым покрытием имеют больше преимуществ, чем обычные концевые фрезы из быстрорежущей стали?

A: Концевые фрезы HSS с кобальтовым усилением включают в себя сорт, в который тонко добавлен кобальт, повышающий твердость и прочность изготавливаемого резака, что повышает термостойкость и впоследствии выдерживает даже более допуски температур материалов, чем текущая HSS. Это позволяет увеличить скорость резания и подачи, что дает возможность применять их в некоторых областях, где требуется более высокая эффективность. Они также более устойчивы к истиранию, что может позволить несколько изгибов инструмента при правильном использовании.

В: Есть ли преимущества в использовании концевых фрез HSS с луженым покрытием по сравнению с непокрытыми концевыми фрезами HSS?

A: Концевые фрезы HSS с луженым покрытием обычно обеспечивают превосходные услуги по сравнению с непокрытыми концевыми фрезами HSS. Оловянное покрытие способствует увеличению поверхности, на которую воздействуют, а также повышению внутреннего трения скольжения в эксплуатируемом компоненте, т. е. режущего инструмента и термостойких свойств. Это помогает достичь более длительного срока службы инструмента, меньшего сопротивления трения и возможности работать на более высоких скоростях. Напротив, непокрытые концевые фрезы HSS могут оказаться используемыми в экономичных вариантах или в приложениях, включающих повторную заточку на высоких частотах.

В: Каковы преимущества использования концевой фрезы HSS с четырьмя канавками?

A: Концевая фреза с 4 канавками из быстрорежущей стали часто является предпочтительной из-за ее преимуществ, таких как более высокая скорость подачи, лучшее удаление стружки для некоторых материалов и улучшение соматического заживления и работы с больными операторами. Они также обрабатывают больше радиальных резов, тем самым увеличивая скорость удаления материала. Однако концевые фрезы с 4 канавками не используются каждый день, особенно для фрезерования мягких материалов или глубоких карманов.

В: Мне предлагают концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные фрезы. Как мне выбрать, какие из них использовать в своем проекте?

A: Концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные фрезы — это некоторые из доступных вариантов, и их выбор зависит от ряда ограничений, таких как обрабатываемый материал, желаемая скорость резания и бюджет. Концевые фрезы из быстрорежущей стали дешевле и подходят, когда необходимо обрабатывать высокопрочные материалы; однако часто менять инструменты может быть невыгодно с точки зрения затрат. Кромки и кончик твердосплавная концевая фреза намного тверже стали и могут выдерживать и оставаться острыми дольше, что делает их пригодными для высоких скоростей резки более жестких материалов. В конце концов, подумайте о конкретных потребностях вашего проекта и о том, насколько он экономичен в конечном итоге.

В: Какие методы можно использовать для максимального использования концевых фрез из быстрорежущей стали (HSS)?

A: Для правильного использования концевых фрез HSS необходимо учитывать следующие факторы: 1) Необходимо учитывать тип обрабатываемого материала; необходимо соблюдать скорости резания и подачи. 2) Должно быть достаточное количество охлаждающей или смазочно-охлаждающей жидкости для увеличения срока службы инструмента. 3) Минимизируйте слишком глубокие резы, когда в этом нет необходимости, чтобы увеличить долговечность фрез. 4) Будьте осторожны, чтобы не подвергать инструмент слишком сильному нагреву, так как он может стать мягким. 5) Выберите подходящую геометрию концевой фрезы в соответствии с требованиями конечного пользователя. 6) Изменяйте частоту режущего инструмента и периодически затачивайте его, чтобы добиться эффективности резания.

В: Если концевые фрезы из быстрорежущей стали могут затупиться, можно ли их использовать для черновой обработки?

A: Да, концевые фрезы HSS хороши, например, для расточки или черновой обработки более мягких материалов. Они, как правило, менее дороги для черновой обработки, чем твердосплавные инструменты. С другой стороны, для черновой расточки или концевой фрезеровки твердых металлов или когда необходимо удалить значительный объем материала, лучше всего подойдут цельные твердосплавные концевые фрезы или фрезы со сменными пластинами. Для обеспечения эффективной черновой шлифовки необходимо соблюдать соответствующую геометрию инструмента и параметры резания.