Выбор правильного инструмента для правки стали имеет решающее значение, поскольку он определяет эффективность и точность производства. Выбор подходящего количества канавок для концевой фрезы, вероятно, является одним из самых важных решений, с которыми придется столкнуться опытным машинистам. Вы бы предпочли гладкую отделку и повышенную стабильность от конструкции с 4 канавками или вы бы предпочли агрессивную скорость съема материала, которая идет с концевой фрезой с 2 канавками? С помощью этого руководства мы стремимся устранить огромную путаницу между 2-х и 4-х флейтовые концевая фреза. Мы предоставим соответствующую информацию, которая позволит читателям принимать обоснованные решения относительно выполняемой ими концевой фрезеровки. В конце этой статьи у вас будет хорошее представление о том, как конструкция влияет на производительность обработки стали, срок службы инструмента и конечный результат. Независимо от того, работаете ли вы над оптимизацией скорости и точности или над повышением долговечности, эта всеобъемлющая разбивка позволит максимизация эффективности при критической обработке процессы.
Что такое концевая фреза и почему она важна?
Концевую фрезу можно описать как режущий инструмент, имеющий множество применений в промышленности, в частности, при фрезеровании, поскольку она прорезает заготовку. Она может выполнять как боковые, так и осевые резы, поэтому она идеально подходит для многих видов обработки, включая сверла для прорезки пазов, по сравнению со сверлом, которое режет только в осевом направлении. Она очень ценна, поскольку помогает контурировать и создавать различные формы в различных материалах в процессах производства и металлообработки, одним из применений является фреза для канавки. Применение и функциональность концевой фрезы в первую очередь зависят от ее конструкции и материала, поскольку это определяет ее производительность, долговечность и совместимость с обработкой пластмасс, среди прочего.
Понимание структуры и функциональности концевой фрезы
Структура концевой фрезы состоит из хвостовика, канавок и режущих кромок. Хвостовик образует корпус инструмента, соединяя инструмент и шпиндель станка. Режущие кромки на кончике и по бокам отвечают за удаление материала во время обработки. Канавки представляют собой винтовые канавки на хвостовике инструмента, способствующие удалению стружки и повышению эффективности резки. Роль геометрии и материала концевой фрезы определяет ее работу; например, большее количество канавок улучшит качество отделочных работ, в то время как для скоростной резки рекомендуется небольшое количество канавок. Покрытие и тип материала, используемого в конструкции, например, карбид или быстрорежущая сталь, также влияют на производительность и восстановление износостойкости, что более заметно на концевых фрезах.
Типы концевых фрез: обзор различных конструкций концевых фрез
Обзор концевых фрез Концевые фрезы предназначены для различных процессы обработки в различных канавках Дизайны. Некоторые стандартные дизайны включают:
- Концевые фрезы с двумя канавками: Они идеально подходят для более быстрого удаления материала и эффективны при обработке алюминия и других чувствительных материалов. У них широкие канавки, которые обеспечивают более эффективное удаление стружки.
- Концевые фрезы с четырьмя канавками: подходят для финишной обработки жестких материалов. Дополнительные канавки повышают качество обработки поверхности за счет увеличения точек контакта инструмента.
- Концевые фрезы с одной канавкой: Эти типы канавок используются при обработке на высоких скоростях. Они лучше всего работают с пластиковыми материалами, не требующими избыточного тепла. Эти инструменты помогают увеличить удаление стружки.
- Многозубые концевые фрезы (шесть и более зубьев): они предназначены для финишной обработки, поскольку они очень деликатны и снимают очень мало материала.
Все флейты служат различным целям, и можно сочетать скорость, точность и качество отделки с типом материал для обработки с И с выбранной флейтой, разработанной с учетом.
Как сталь влияет на выбор концевой фрезы
Характеристики стали, такие как твердость, прочность и выделение тепла при обработке, в значительной степени влияют на выбор наиболее подходящей концевой фрезы. Твердосплавные материалы являются необходимыми условиями для концевой фрезы, процесса обработки стали, поскольку они долговечны и могут выдерживать тепло. Для некоторых видов стали боеприпасов более низкое количество канавок, например, две или три, полезно, поскольку они способствуют удалению стружки; кроме того, покрытия из нитрида титана и алюминия (TiAlN) повышают износостойкость и уменьшают накопление тепла. Подходящая геометрия инструмента, учитывающая все эти условия, гарантирует эффективную работу инструмента и длительный срок службы инструмента для резки стали.
Когда следует использовать двухзубую концевую фрезу?
Преимущества конструкций с 2 канавками
Что касается обработки, то использование концевых фрез с 2 канавками может дать немало преимуществ. Для начала, уменьшение количества канавок на фрезерных инструментах увеличивает зазор для удаления стружки, что особенно полезно при резке более мягких материалов, таких как алюминий, латунь или даже пластик. Такая конфигурация снижает вероятность засорения инструмента и обеспечивает аккуратную и непрерывную резку материалов. Более того, концевые фрезы с 2 канавками также отлично подходят для обработки пазов из-за увеличенной площади канавок, что обеспечивает точную и аккуратную резку даже при высокоскоростной обработке.
В дополнение к преимуществам, упомянутым выше, геометрия конструкций двухканавочных концевых фрез обладает прочной режущей кромкой, поскольку инструмент режет одной или двумя канавками и испытывает меньшее сопротивление, чем инструменты с большим количеством канавок. Исследования показали, что наличие меньшего количества канавок повышает эффективность, поскольку оно генерирует меньше тепла, повышает целостность материала и снижает износ инструментов. Все эти факторы гарантируют, что двухканавочные концевые фрезы остаются идеальными для случаев, когда требуется высокоскоростное острое снятие материала, при этом продлевая срок службы инструмента, особенно для низкопрочных сплавов и цветных металлов. Наконец, уменьшенное количество канавок означает, что можно достичь более высоких скоростей подачи за счет оптимизации процесса снятия материала в производственных условиях.
Оптимальные области применения двухзубых концевых фрез
Концевые фрезы с 2 канавками могут эффективно использоваться для обработки алюминия, меди, латуни и пластика. Они больше подходят для высокоскоростной обработки, поскольку они реже засоряются из-за уменьшенного количества канавок, что обеспечивает более эффективный отвод стружки. Кроме того, эти концевые фрезы отлично подходят для фрезерования с высокой подачей, прорезания пазов и обработки карманов.
Хороший пример работы двухканавочных концевых фрез можно найти в обработке алюминия. Если параметры установлены правильно, по сути, если скорость и скорость подачи настроены правильно, эти концевые фрезы могут достигать шероховатости поверхности 32 Ra или лучше. Более того, по данным APPLIED PRECISION, это мощные концевые фрезы, идеально подходящие для обработки сложных деталей или изящных углов из-за уменьшенного прогиба, который они испытывают на высоких скоростях.
И последнее, но не менее важное: эти концевые фрезы обеспечивают длительный срок службы инструмента в расширенном диапазоне благодаря своей эффективной конструкции рассеивания тепла. Такая конструкция позволяет им работать совместимо с обрабатывающими центрами, оснащенными системами кондиционирования воздуха или циркуляционными охлаждающими жидкостями. Производители и эксперты настоятельно рекомендуют использовать эти концевые фрезы для материалов мягче 30 HRC, чтобы обеспечить максимальную эффективность при обработке.
Проблемы и ограничения двухканавочных фрез
Хотя двухканавочные фрезы имеют некоторые преимущества и типичные области применения, они создают некоторые сложности и недостатки, которые пользователи должны учитывать. Первое ограничение заключается в том, что они не могут поддерживать достаточную жесткость при работе с высокой подачей. По сравнению с инструментами с большим количеством канавок двухканавочные фрезы могут иметь более высокий прогиб при воздействии высоких нагрузок, что ставит под угрозу их точность и качество поверхности.
Еще одной областью беспокойства является скорость удаления материала. Поскольку у них всего две режущие кромки, двухканавочные фрезы удаляют меньше материала, чем фрезы с большим количеством канавок. Это может привести к увеличению рабочего времени в любом проекте, включающем тяжелый процесс удаления материала, особенно с алюминием, мягким металлом.
Более того, эвакуация стружки обеспечивает конструктивную и ценную помощь в определенных случаях. Тем не менее, она не может предложить такую помощь при обработке более плотных материалов или при использовании высокоскоростной обработки. Из-за этого стружка может накапливаться внутри зоны резания, что приводит к перегреву, износу материала или царапанию поверхности. Пользователям необходимо более тщательно оценить полезность улучшенного удаления стружки по отношению к обрабатываемому материалу.
Фрезы с 2 канавками эффективны при обработке более мягких материалов. Однако при обработке более сложных сплавов они не столь эффективны из-за ограниченного зацепления кромок, и в большинстве случаев это приводит к значительному снижению их производительности. Кроме того, при обработке заготовок, превышающих 30 HRC, инструменты с большим количеством канавок, как правило, работают лучше, сохраняя при этом целостность инструмента благодаря своей способности лучше распределять механические нагрузки. Эти соображения подчеркивают важность выбора режущих инструментов.
В чем преимущество концевой фрезы с четырьмя канавками?
Преимущества выбора конфигурации с 4 канавками
Концевая фреза с 4 канавками — популярный инструмент для обработки, особенно когда необходим компромисс между производительностью и долговечностью инструмента. Ее конфигурация обеспечивает ряд преимуществ, которые повышают ее производительность и эффективность.
Во-первых, большее количество канавок увеличивает скорость подачи, поскольку больше режущих кромок могут одновременно взаимодействовать с заготовкой. Это увеличенное взаимодействие кромок приводит к повышению скорости съема материала, что выгодно в операциях, где высокая скорость съема материала является проблемой, например, с концевыми фрезами с канавками. Например, в случае более твердых материалов, таких как нержавеющая сталь или титан, конфигурация с 4 канавками обеспечивает повышенную прочность относительно крутящего момента, обеспечивая при этом умеренное режущее действие.
Во-вторых, концевая фреза имеет повышенную устойчивость, поскольку пространство между канавками меньше, чем у двух- или трехканавочных инструментов. Компактная конструкция уменьшает изгиб инструментов, что бесценно при точной обработке, поскольку гарантирует лучшие допуски и качество поверхности. Благодаря этому конфигурации с четырьмя канавками идеально подходят для финишных операций и сложных конструкций, где требуются точные измерения.
Кроме того, технологические разработки в области покрытий инструментов, таких как титан-алюминиевый нитрид (TiAlN), которые наносятся на многочисленные 4-канавочные концевые фрезы, помогают повысить их производительность в условиях высоких скоростей и температур. Эти покрытия повышают износостойкость, увеличивают срок службы инструмента и ограничивают накопление тепла в процессе производства, гарантируя бесперебойную работу в тяжелых условиях.
Универсальность концевых фрез с 4 канавками позволяет операторам станков достигать надежных результатов при работе с различными материалами и в различных отраслях промышленности; это радикально снижает необходимость в распределении многочисленных инструментов. Эта гибкость также повышает рентабельность и простоту операций в текущих производственных процессах.
Идеальные задачи обработки для 4-х зубчатых концевых фрез
Гравировка и отделка закаленных сталей, нержавеющей стали и легированных материалов лучше всего выполнять с помощью четырехканавочных концевых фрез, поскольку эта задача подразумевает резку при более низкой температуре, чем обычно, что приводит к более умеренно грубой отделке поверхности. Задачи резки, требующие неглубокого кармана, также могут быть сглаживанием для четырехканавочных концевых фрез и контролируемыми условиями наряду с удалением стружки для более мягких металлов и композитов. Проектирование концевых фрез позволяет достигать отделки поверхности и контроля размеров в пределах приемлемых допусков.
Соображения и общие проблемы, связанные с 4-канавочными фрезами для обработки стали
Существует множество факторов и проблем, которые необходимо учитывать при определении максимального срока службы инструмента при обработке стали концевыми фрезами с 4 канавками. Эвакуация стружки является критическим моментом, поскольку она напрямую влияет на износ фрезы. Пространство канавки на концевой фрезе с 4 канавками, как правило, меньше, чем у ее аналогов с двумя или тремя канавками, что затрудняет извлечение стружки в случае более глубоких резов или высоких подач. Отсутствие надлежащего охлаждения или методов извлечения стружки приведет к обилию стружки, что, в свою очередь, вызовет перегрев, увеличение усилий резания и ранний износ фрезы.
Поскольку сталь является жестким материалом, необходимо устанавливать умеренные скорости, чтобы избежать чрезмерного выделения тепла. Выбор скорости и подачи является адаптивным, и в случае резки 4-канавочными концевыми фрезами из углеродистой стали лежит в диапазоне от 100 до 300 SFM с важными дополнительными факторами, такими как марка стали и применяются ли покрытия, такие как TiAlN или AlTiN, поскольку они приводят к меньшему ограничению скорости из-за повышенной устойчивости к теплу.
Резка быстрорежущей стали и тонких стенок или применение в условиях расширенного выноса может привести к вибрации и прогибу инструмента, что, как правило, снижает точность размерности. Однако, жесткие концевые фрезы и правильное крепление могут помочь решить такие проблемы. Совместимость материалов инструментов требует равного рассмотрения. Закаленные стали, как правило, имеют предпочтение твердосплавным фрезам с 4 канавками вместо альтернативы HSS, поскольку они и сложные, и износостойкие, обеспечивая более длительный срок службы инструмента в сложных условиях.
Смазка и охлаждение также должны быть выполнены надлежащим образом. Охлаждение потоком или высокопроизводительные смазочно-охлаждающие жидкости могут иметь решающее значение для увеличения срока службы инструмента, поскольку накопление стружки во время высокопроизводительных циклов может быть эффективно устранено. Инструменты со стальными канавками могут иметь несколько проблем, таких как сколы кромок, плохая отделка или низкая долговечность, но тщательное управление этими проблемами очень эффективно.
Как определить правильное количество канавок для вашего проекта по фрезерованию стали?
Анализ эффективности и удаления стружки с передовых технологий
Согласно последним данным о производительности инструмента, количество канавок концевой фрезы влияет на ее эффективность и результативность в таких задачах, как удаление стружки. Например, фрезы с 2 или 3 канавками могут обеспечить эффективное удаление стружки, что делает их подходящими для более мягких материалов или задач резки тупых поверхностей, где требуется глубокая резка, но потребность в удалении стружки высока. Однако фреза с 4, 5 канавками или любая другая фреза с большим количеством канавок требует меньше внимания к удалению стружки и больше внимания к зацеплению и финишной обработке для более сложных материалов, что лучше всего соответствует этому требованию.
Кроме того, усовершенствованные покрытия, такие как титан-алюминиевый нитрид или алмазоподобные покрытия, вывели покрытия инструментов на новый уровень. Они помогают повысить эффективность и долговечность инструментов за счет снижения трения и термостойкости. Исследования показали, что инструменты с некомбинированной конструкцией канавок и усовершенствованными покрытиями могут увеличить MRR фрезерования стали примерно на 30%. В целом, инструменты с усовершенствованными покрытиями наряду с инновационными геометрическими конструкциями могут повысить MRR, сохраняя долговечность. Как и покрытие, геометрия канавок, которая включает угол спирали и передний угол, также играет роль в динамике резания; более высокий угол спирали выгоден для высокоскоростной обработки.
Выбор правильного количества канавок подразумевает объединение свойств материала, требуемой обработки поверхности и эксплуатационных факторов концевых фрез для ограничения как эффективности, так и контроля стружки в концевых фрезах. В сочетании с этими переменными развертывание программного обеспечения для моделирования позволяет получить несколько идей и позволяет вносить необходимые точные корректировки для обеспечения наилучших возможных результатов обработки.
Влияние станка и скорости подачи на выбор канавки
Возможности станка и выбранная скорость подачи также играют важную роль в определении геометрии канавки, но в определенных пределах. При более высоких скоростях подачи обычно меньше канавок, чтобы избежать засорения во время удаления стружки, что может привести к повреждению инструмента. С другой стороны, меньшая подача и жесткие станки позволяют использовать большее количество канавок на инструменте, поскольку они способствуют лучшей отделке поверхности и стабильности резания. Точное соответствие скорости вращения продольной подаче инструмента в минуту при наличии некоторых осевых канавок является обязательным условием для минимизации износа инструмента во время операций.
Балансировка качества обработки поверхности и скорости съема материала
Когда достижение высококачественной отделки поверхности имеет первостепенное значение, я рассматриваю возможность увеличения количества канавок на инструменте и использования более медленной скорости подачи для уменьшения следов инструмента на концевых фрезах. Что касается конкретного применения, я использую скорость съема материала и баланс канавок. Когда мне нужно достичь высокой скорости съема материала, я масштабирую скорость подачи, чтобы гарантировать, что инструмент постоянно получает свежую стружку, используя инструменты с меньшим количеством канавок. Поиск наилучшего решения — это не только упражнение в понимании целей проекта. Однако это также требует точной настройки параметров обработки, гарантируя, что такие качественные показатели, как срок службы инструмента и эксплуатационные расходы, являются приемлемыми.
Существуют ли альтернативы двух- и четырехканавочным фрезам?
Роль трехзубых концевых фрез при фрезеровании стали
Использование 3-канавочных концевых фрез при фрезеровании стали обеспечивает более универсальный вариант, чем популярные конфигурации с 2 и 4 канавками. Я ценю 3-канавочные инструменты из-за их сбалансированного удаления стружки наряду с отделкой поверхности. По сравнению с 2-канавочными инструментами, те, у которых есть три канавки, имеют дополнительную режущую кромку, которая повышает их эффективность при обработке стали. Кроме того, эта конструкция имеет преимущество в снижении вибрации, что обеспечивает стабильность и увеличение срока службы инструмента. Я обычно обращаюсь к 3-канавочным концевым фрезам, когда мне нужна агрессивная обработка с умеренной и контролируемой точностью.
Изучение специализированных конструкций канавок, таких как шаровидные и высокозакрученные
Что касается специализированных конструкций канавок, то как двухзубые концевые фрезы, так и инструменты с высокой спиралью хорошо справляются с определенными задачами. Сферические концевые фрезы могут хорошо выполнять контурную обработку и 3D-профилирование, поскольку их концы закруглены, что снижает усилия наконечника инструмента, тем самым улучшая переходы поверхности. Напротив, концевые фрезы с высокой спиралью были разработаны для улучшения удаления стружки, снижения силы резания, возникающей при более жесткой обработке более мягких материалов, и улучшения отделки высокоскоростной обработки на основе требований. С помощью этих конструкций я могу оптимизировать выбор инструмента для каждой работы на основе ее требований, что помогает достичь точности и эффективности.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: В чем принципиальное различие между концевыми фрезами с 2 и 4 канавками при резке стали?
A: Существует критическая разница между 2- и 4-концевыми фрезами в отношении эвакуации стружки и дальнейшей резки. 2-канавочные концевые фрезы обеспечивают лучший отвод стружки и подходят для черновых операций. Для сравнения, 4-канавочные концевые фрезы имеют больше режущих кромок, чем их 2-канавочные аналоги, что делает их отличными для чистовой резки стали. Выбор концевой фрезы обычно зависит от специальной операции или типа обрабатываемой стали.
В: Почему следует использовать двухзубую концевую фрезу при обработке стали?
A: Концевая фреза с 2 канавками подходит для использования на стали, когда она удаляет стружку с заготовки более эффективно, чем на инструментах из вольфрама с цементацией, особенно при черновой обработке или глубокой резке. Более мягкие стали или глубокие врезные резы также предпочтительны. Концевые фрезы с 2 канавками снижают силы резания и нагревание во время обработки.
В: В каких случаях подойдет концевая фреза с четырьмя канавками для обработки стали?
A: Если вам требуется более качественная отделка и более высокие скорости подачи, а также вам нужно работать с более прочными сталями, то подойдет 4-канавочная концевая фреза. Они лучше всего подходят для финишных операций, небольшой глубины резания и высокой скорости. Концевые фрезы с четырьмя канавками также обеспечивают более высокую стабильность и сниженный уровень вибрации заусенцев, что делает их подходящими для стали.
В: Чем отличается удаление стружки у фрез с 2 и 4 канавками?
A: Благодаря увеличенному объему канавки двухканавочные фрезы улучшают удаление стружки. Они очень эффективны для глубокого долбления или прорезания пазов в стали, где удаление стружки является существенным. Хотя пространство для эвакуации у четырехканавочных фрез ограничено, у них больше режущих кромок, что делает отделку более гладкой и обеспечивает лучшую скорость подачи при обработке стали.
В: Подходят ли концевые фрезы с 3 канавками для обработки стали? Как они работают по сравнению с вариантами с 2 и 4 канавками?
A: Да, концевые фрезы с 3 канавками также могут использоваться для обработки стали и имеют варианты от 2 до 4 канавок. Они также имеют больше режущих кромок, чем концевые фрезы с двумя канавками, и при этом обеспечивают лучший отвод стружки, чем концевые фрезы с четырьмя канавками. Концевые фрезы с 3 канавками подходят как для черновой, так и для чистовой обработки стали и, таким образом, служат хорошим промежуточным вариантом для многих задач по обработке.
В: Какие параметры следует учитывать оператору при выборе концевых фрез с 2 или 4 канавками для обработки стали?
A: На этот вопрос нет конкретного ответа, так как оператор должен учитывать несколько факторов: тип стали, требуемую отделку, характеристики резания, такие как глубина резания и нагрузка на стружку, тип станка, выполняемая операция и т. д., а также материал концевой фрезы и покрытие HSS оловом для продления срока службы. Ответ также сложен, поскольку он требует выбора между концевыми фрезами с 2 и 4 канавками, что зависит от различных факторов.
В: Какие характеристики отличают концевые фрезы с 4 и 2 канавками с точки зрения их способности фиксации при обработке стальных деталей?
A: Концевые фрезы с 4 канавками снижают дросселя более эффективно, чем концевые фрезы с 2 канавками при резке стали. Дополнительные канавки расширяют эффективную контактную площадь и распределяют нагрузку во время обработки. Однако концевые фрезы с 2 канавками все равно помогут снизить дросселя в определенных условиях, таких как более глубокие разрезы или лучшее удаление стружки. Это необходимо для того, чтобы избежать повторного использования стружки, что вызывает тряску.
В: Имеет ли применение концевых фрез с 2 или 4 канавками для обработки стали на станках с ЧПУ какие-либо заслуживающие упоминания последствия?
A: Действительно, в обработке стали с ЧПУ концевые фрезы с двумя канавками имеют такие преимущества, как улучшенный поток стружки, сниженные требования к крутящему моменту резания и возможности врезного резания. Они часто используются для черновой обработки компонентов и работы с более мягкими сталями. Концевые фрезы с четырьмя канавками имеют более существенные преимущества, такие как более высокая скорость подачи, улучшенные свойства поверхности и повышенная стабильность, поэтому лучше всего подходят для чистовой резки и наращивания стали при изготовлении болтов.
Справочные источники
1. (Шари и др., 2014, стр. 538–542.) В этой статье авторы рассматривают материалы форм с твердостью 62HRC или более, а обработка форм проводилась с помощью шаровой фрезы из карбида вольфрама с 2 и 4 канавками. Важные выводы:
- У любых концевых фрез с 2 и 4 канавками износ задней поверхности увеличивается с увеличением твердости материала.
- Шероховатость поверхности постоянно зависела от твердости материала, а концевые фрезы с двумя канавками обеспечивали более высокое качество обработки, чем концевые фрезы с четырьмя канавками.
2. (Лин и др., 2022) В данной статье предлагается силовая модель для двухканавочного непрерывного фрезерования с учетом биения и прогиба инструмента. Основные выводы следующие:
- Представлен алгоритм расчета толщины необработанной стружки для двухканавочного непрерывного фрезерования.
- Была создана силовая модель для прогнозирования сил резания с помощью неитеративных методов.
- Экспериментальные результаты показали удовлетворительную корреляцию с прогнозируемыми силами резания.
3. (Сурайда и др., 2020 г.) Моделирование алюминия 6061 было выполнено французами и выполнено с помощью 2-канавочной и 4-канавочной разновидности, используемой при фрезеровании. В этой статье анализируется влияние и распределение напряжений концевых фрез von Mises на силы резания. Основные выводы:
- Результаты моделирования и реальных экспериментов были приведены в соответствие с измеренными крутящими моментами резания.
- Форма стружки, полученной при использовании концевых фрез с двумя и четырьмя канавками, была одинаковой.
