Являясь центральным элементом современной промышленности, точное производство кует материалы в соответствии с требуемыми спецификациями с помощью фрезерных операций. Специализированный станок обеспечивает каждую операцию и обычно требует оператора станка, начиная от простых задач, таких как торцевое фрезерование и сверление, до сложных операций, таких как зубофрезерование. Всестороннее знание фрезерования как процесса и возможностей конкретного станка открывает невозможные пороги с точки зрения точности, скорости и широты применения для производителя. Таким образом, эта статья пытается предоставить более глубокое понимание десяти крупнейших типов фрезерных операций и связанных с ними фрезерных станков для любого профессионала, заинтересованного в обработке на самом высоком уровне точности. Независимо от того, являетесь ли вы опытным машинистом или только начинаете, это исследование поможет вам принять обоснованные решения относительно ваших следующих проектов фрезерования.
Каковы категории фрезерования?
Конкуренция в различных видах фрезерования
Фрезерование как процесс включает в себя ряд операций, которые выполняются для достижения различных требований к обработке. Наиболее распространенными типами являются следующие:
- Торцевое фрезерование – Плоский резак, который прорезает материал на лицевой стороне заготовки. Этот метод позволяет обрабатывать необходимый материал на расстоянии от заготовки и часто применяется как на периферии, так и на лицевой стороне резца.
- Периферийное фрезерование – Поскольку для прорезания и создания глубоких пазов, а также сложных контуров используется периферия инструмента, эта операция ориентирована на нарезание зубьев шестерен.
- Фрезерование пазов – Используйте инструмент, вырезанный точно по размеру прорези, которую необходимо сделать в заготовке, чтобы создать паз или несколько пазов в заготовке.
- Угловое фрезерование – Фреза располагается под определенным углом к заготовке. Это позволяет создавать угловые разрезы в заготовке.
- Бурение и расточка – Часто они выполняются с использованием фрезерного станка в качестве интегрированного инструмента и направлены на достижение высокой точности при создании цилиндрических отверстий или увеличении существующих.
Для каждого уникального процесса обработки необходимо выбирать соответствующую технологию фрезерования, которая соответствует необходимым критериям материала и обработки.
Преимущества различных видов фрезерных работ
- Торцевое фрезерование – Это технология, которая позволяет получить очень гладкую поверхность, поэтому ее можно использовать для создания плоской поверхности перед механической обработкой или любыми последующими этапами сборки.
- Периферийное фрезерование – Это добавляет изюминку, если можно так выразиться, в производство детальных контуров и профилей, которые необходимы для высокой точности и более сложных форм.
- Фрезерование пазов – Он полезен при обработке пазов и канавок, которые необходимы для деталей в механических узлах, таких как замки, а также может обеспечивать более сложные функции.
- Угловое фрезерование – Эта технология обеспечивает угловые разрезы, которые позволяют обрабатывать определенные детали, такие как шестерни или компоненты пресс-формы.
- Бурение и расточка – Эти методы помогают изготавливать цилиндрические отверстия, которые достаточно точны, чтобы детали можно было стыковать друг с другом без отклонений или несоосности.
При правильном использовании все эти операции приносят пользу, поскольку позволяют производителям добиться большей точности, лучшего качества поверхностей и контролируемых процессов удаления материала, соответствующих потребностям текущего проекта.
Основные типы процессов и методов фрезерования
Что касается распространенных типов технологий фрезерования, я ограничу свое обсуждение тремя наиболее распространенными процессами фрезерования.
- Торцевое фрезерование—Этот тип фрезерования создает плоские поверхности или контуры. Он в основном используется отделочниками, которые хотят добиться гладкой конечной поверхности.
- Фрезерование торцов – Одним из ключевых преимуществ этого процесса является возможность создания очень тонких элементов, таких как пазы, карманы и сложные профили, необходимые для сложных деталей.
- Профильное фрезерование в основном это фрезерование контурных или криволинейных поверхностей деталей конструкторских или строительных форм.
Я умею адаптировать оборудование и процессы в соответствии с требованиями чертежей инженерных чертежей для эффективного контроля проектирования.
Как работает фрезерный станок?
Общие принципы фрезерования
Процесс плавления начинается с применения надежного крепления заготовки на столе станка или в тисках, чтобы она имела устойчивость и правильное выравнивание. Используемый инструмент представляет собой резак с несколькими прикрепленными режущими кромками, который вращается и входит в контакт с материалом. Перемещение заготовки происходит за счет работы осей станка или вручную со стола, или когда движение предварительно запрограммировано в станке. Резка является прогрессивной путем построения заготовки слой за слоем до тех пор, пока не будут достигнуты конечные размеры или профиль, требуемые заказчиком. Подача, скорость вращения и глубина реза выбираются для достижения целевого значения и текстуры, избегая при этом чрезмерного износа инструмента или резки материала.
Важность фрез и инструментов
Фрезерные устройства и режущие инструменты жизненно важны в операции обработки, поскольку они сильно влияют на качество, точность и скорость завершения готового изделия. Их основная функция — удаление материала; они делают это с оптимальной скоростью, используя правильную конфигурацию и композиционные смеси, необходимые для конкретной операции. Поскольку именно эти инструменты работают, что является критическим фактором в любом процессе обработки, использование хороших инструментов с оптимальной геометрией обеспечивает минимальный износ, эффективность и однородность получаемых продуктов.
Каковы различные типы фрезерных операций?
Понимание основ фрезерования плит/простых фрез
Фрезерование плит или плоское фрезерование можно рассматривать как один из основных методов обработки. При этом подходе несколько зубчатых фрез используются для удаления материала с плоской поверхности вращающейся заготовки, ось вращения которой в основном параллельна поверхности обрабатываемого материала. Заготовку можно легко создать с плоской поверхностью, поскольку плоское фрезерование вращается вокруг обеспечения плоскостей по всему объему. Благодаря этим качествам плоское фрезерование используется в больших количествах во всех, будь то микро- или макропромышленностях по всему миру.
Понимание фрезерования формы
Так же, как инструмент формы используется в качестве патрона или вращающегося дискового копировального аппарата, человек формирует профиль, используя контролируемое движение над заготовкой. Следовательно, можно с уверенностью сказать, что фрезерование формы является контролируемой и регулируемой техникой, которая является довольно передовой. Она также создает сложные детали на деталях, таких как зубья шестерен, пазы или даже полости пресс-формы. Инструменты, используемые для фрезерования формы, называемые фрезами формы, имеют форму, соответствующую предполагаемой поверхности заготовки. Сочетание современного фрезерования формы с программированием ЧПУ CAM повысило точность и усовершенствование компонентов с необходимым допуском. Этот метод широко используется в автомобильной, аэрокосмической и даже инструментальной промышленности, где точность имеет основополагающее значение.
Применение попутного и обычного фрезерования
Попутное фрезерование в основном применяется в операциях, где акцент делается на качестве шероховатости поверхности и износе кромок инструмента, например, при угловом фрезеровании. В таких случаях я ценю преимущества этого метода, особенно при работе с hsm и твердыми материалами, поскольку он приводит к снижению сил резания и увеличению срока службы инструмента. Однако я предпочитаю использовать обычное фрезерование для жесткости или операций на грубых или неровных поверхностях, поскольку оно улучшает поддержку заготовки и минимизирует ее деформацию. Каждая стратегия эффективна для своего применения, и мне пришлось выбирать одну, исходя из конкретных потребностей процесса обработки.
В чем разница между горизонтальными и вертикальными фрезерными станками?
Сравнение вертикального и горизонтального фрезерования
Вертикальные и горизонтальные шпиндели — это различие между двумя типами станков. Шпиндель вертикального фрезерного станка расположен вертикально, что позволяет режущему инструменту перемещаться вверх и вниз в вертикальном направлении. Такие конфигурации эффективны для точных операций, таких как резка и сверление, и хорошо работают с более короткими, более точными инструментами. Шпиндель горизонтально-фрезерных станков ориентирован горизонтально, что позволяет использовать более длинные режущие инструменты. Эти станки являются более эффективными режущими станками для тех материалов (резка), которые тяжелее; то есть они больше подходят для черновой обработки или больших объемов обработки, таких как выполнение нескольких резов одновременно вдоль канавок или пазов. Выбор между вертикальным и горизонтальным фрезерованием будет зависеть от требований задачи, таких как сложность задачи, тип материалов и точность, необходимая для заготовки.
Каковы преимущества использования фрезерных станков с ЧПУ?
Без сомнения, производство делает шаг вперед и значительно улучшается с использованием фрезерных станков с ЧПУ благодаря преимуществам, которыми обладают эти станки:
- Точность: Эти машины способны обеспечивать стабильные результаты независимо от сложности конструкций, повышая точность с поразительной скоростью.
- Продуктивный: Эти машины работают без участия человека на большей части различных этапов производства, поскольку они запрограммированы, что исключает возможные ошибки и повышает производительность.
- Универсальность: Как и ожидалось от фрезерных станков с ЧПУ, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности, они могут работать с металлом, пластиком и всем, что находится между ними.
- Эффективность производства: Оборудование может работать с максимальной эффективностью при обработке больших объемов продукции за счет низкой частоты отключений.
- Повышенная безопасность: Автоматизация подвергает операторов минимальным угрозам и опасностям, делая рабочее место более безопасным.
- Возможности настройки: Возможность создания сложных и индивидуальных проектов упрощает удовлетворение индивидуальных потребностей конкретного дизайн-проекта.
В связи с этим фрезерные станки с ЧПУ считаются сегодня базовыми инструментами, повышающими эффективность производственных процессов и качество продукции.
Как выбрать лучший фрезерный станок для ваших целей?
Рекомендации по выбору фрезерного инструмента подходящего размера
Совместимость с материалом: Правильное соответствие фрезерного инструмента обрабатываемому материалу имеет важное значение. Для таких материалов, как алюминий и различные типы стали или композитных материалов, существуют различные оптимизированные для них инструменты.
- Размер и форма инструмента: Обязательно выберите инструмент, который имеет правильный диаметр и необходимую длину и обеспечивает режущие кромки нужной формы. Эти элементы определяют точность и эффективность операций в процессе обработки.
- Скорость резания и скорость подачи: Определите требуемые скорости резания и подачи, которые можно поддерживать на протяжении всего процесса резания, не влияя на качество готовой поверхности и срок службы инструмента.
- Покрытие для инструментов: Выбирайте инструменты с необходимым покрытием, например, инструменты с покрытием из нитрида титана (TiN) будут дороже, но прослужат дольше и будут иметь лучшую термостойкость, чем инструменты без покрытия или инструменты с покрытием из алмазоподобного углерода (DLC).
- Совместимость с машинами: Проверьте, соответствует ли инструмент спецификациям вашего фрезерного станка с ЧПУ. Это включает проверку размера шпинделя инструмента и параметров скорости.
- Цена и производительность: Примите во внимание цену инструмента, чтобы убедиться, что вы не заплатите за него слишком много, но при этом убедитесь, что он надежен и выполняет свою функцию.
Эти факторы позволят вам выбрать фрезерный инструмент, подходящий по точности, эффективности работы и долговечности.
Сравнение нескольких типов фрезерных станков
В этом случае я сосредоточусь на применении, функциях и эксплуатационных возможностях фрезерных станков. Например, вертикальные фрезерные станки наиболее эффективны в сложных процессах, таких как сложная резка и формовка, поскольку они обладают гибкостью и диапазоном необходимых регулировок. И наоборот, благодаря их прочной структурной концепции и горизонтальным шпинделям, имеет смысл использовать эти станки для изготовления более крупных и тяжелых заготовок. Поэтому для фрезерования кулачков лучше всего подходят горизонтальные фрезерные станки. Фрезерные станки с ЧПУ — мой выбор, когда требуется большая автоматизация и точность. Для более легких и простых работ существуют консольные или настольные фрезерные станки, которые экономичны и подходят для рабочего пространства. Когда дело доходит до производства, точность и тип обрабатываемого материала определяют выбор типа станка.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Каковы наиболее распространенные виды фрезерования, классифицированные в зависимости от фрезерных механизмов?
A: Согласно механизмам фрезерования, наиболее распространенными типами фрезерования являются торцевое фрезерование, периферийное фрезерование и концевое фрезерование. При торцевом фрезеровании резка выполняется с использованием торца фрезы, при периферийном фрезеровании используется внешний диаметр фрезы, в то время как при концевом фрезеровании используется как торцевое, так и периферийное резание. Другие операции включают в себя групповое, разнесенное и фасонное фрезерование, каждое из которых использует различные режущие инструменты и методы.
В: Что такое универсальный фрезерный станок? Можете ли вы описать процесс фрезерования с использованием этого типа станка?
A: Универсальный фрезерный станок — это многоцелевой станок, используемый для фрезерных операций. Он может выполнять горизонтальные, вертикальные и угловые фрезерные операции. Этот станок имеет шпиндель, который может быть наклонен в разные положения, что облегчает сложные разрезы и формы. При использовании этого станка выполняются такие операции, как зубофрезерование, винтовое фрезерование, которые выполняют различные задачи на различных материалах с различными режущими инструментами, поэтому он применим для ручной и ЧПУ фрезерной резки.
В: Что такое резьбофрезерование и чем оно отличается от других фрезерных операций?
A: Резьбофрезерование, с одной стороны, можно охарактеризовать как специализированную операцию вращательного фрезерования, поскольку оно используется для нарезания внутренней и внешней резьбы на заготовках. Однако этот процесс отличается от других процессов фрезерования и специфичен в своем подходе, поскольку он использует спиральную траекторию инструмента, и существует необходимость в согласованном интерфейсе между вращающимся режущим инструментом и соответствующей заготовкой. Несколько раз резьбовые деревянные шаблоны интегрируются в станки с ЧПУ, и их основное преимущество заключается в возможности фрезеровать резьбу на более твердых металлах и возможности формировать резьбу большего диаметра с использованием меньших резьбофрезерных инструментов по сравнению с обычными методами нарезания резьбы.
В: Какие типы фрез используются в станках?
A: На станках используется несколько фрез, каждая из которых подходит для различных операций. К ним относятся плоские фрезы, которые используются для обработки таких материалов, как алюминий или сталь, для выполнения общих работ; боковые фрезы, используемые для прорезки и резки канавок и пазов; концевые фрезы для изготовления карманов и различных профилей; фасонные фрезы для обработки различных сложных форм, фрезы для скругления углов и пильные фрезы. Резьбовая фреза и зубчатая фреза — это два типа специализированных фрез, которые используются для определенных применений. Выбор фрезы зависит от типа фрезерования, типа заготовки и типа требуемой отделки.
В: В чем разница между фрезерованием вручную и на станках с ЧПУ?
A: При фрезеровании некоторые сотрудники вынуждены выполнять задачи вручную, поскольку этот тип операций может быть связан с простыми задачами, не требующими автоматизации. Большинство задач, выполняемых вручную, просты в изучении и использовании, что позволяет быстро выполнять действия, но снижает точность выполняемой работы. ЧПУ, что означает числовое программное управление, выполняет задачи с максимальной точностью, поскольку оно полагается на инструкции автоматизации, подаваемые в компьютер, который управляет всеми аспектами и операциями различных машин с компонентом ЧПУ. Повышение эффективности и выносливости, испытываемое при работе с ЧПУ, больше фокусируется на улучшении результатов, чем при работе с ручными инструкциями. ЧПУ делает возможной автоматизацию практически всех аспектов фрезерной задачи.
В: Что означает термин «фрезерование в несколько рядов» и почему он важен в процессе фрезерования?
A: Каждая организационная задача должна быть автоматизирована, поскольку это приводит к повышению эффективности, согласованности и управлению временем. Фрезерование группами делает именно это, поскольку автоматизирует задачу использования нескольких фрез для фрезерования нескольких поверхностей одновременно, требуя очень мало человеческих усилий. Детали с большим количеством плоских контактных поверхностей обычно значительно улучшаются с помощью фрезерования группами, поскольку все поверхности могут обрабатываться одновременно. Сокращение времени, наблюдаемое при фрезеровании с использованием одной фрезы, безусловно, превосходит сокращение времени, наблюдаемое при работе с несколькими фрезами. С ним можно использовать горизонтальное боковое фрезерование и фрезы групп из разных материалов.
В: Что такое продольно-фрезерный станок и каковы его преимущества?
A: Фрезерные станки с продольно-фрезерным столом — это станки, используемые для фрезерования, в которых рабочий стол остается неподвижным, а шпиндельная головка подвижна. Вес этой конструкции удерживается в пользу ее конструкции, поскольку она имеет преимущество устойчивости, что обеспечивает тяжелую резку и точную точность работы. Поэтому такие станки полезны для больших заготовок и могут выполнять множество различных типов фрезерных операций, включая торцевую, торцевую и расточку. Эти технологии находят применение в производстве крупногабаритных компонентов, которые имеют высокую точность и используются в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и тяжелое машиностроение.
Справочные источники
- Фрезерование трех типов тонкостенных элементов из полимерного композиционного материала и титановых и алюминиевых сплавов, используемых в авиационной промышленности
- Авторы: К. Цецеланг, К. Залески
- Год публикации: 2022
- Краткое содержание: В этом исследовании рассматриваются процессы фрезерования тонкостенных элементов из трех различных материалов: полимерных композитов, титановых сплавов и алюминиевых сплавов. В исследовании освещаются проблемы, возникающие при фрезеровании этих материалов, особенно в отношении качества поверхности и точности размеров.
- Методология: Авторы провели эксперименты с использованием складных двухлезвийных фрез с алмазными вставками. Они измерили максимальные вертикальные силы и шероховатость поверхности после обработки элементов различной толщины и неподдерживаемой длины. Результаты были проанализированы с помощью ANOVA для определения влияния типа материала и условий фрезерования на результаты(Цецеланг и Залески, 2022).
- Сравнение точности поверхности Intaglio временных зубных коронок, изготовленных с помощью технологий SLA 3D-печати, DLP 3D-печати и фрезерования
- Авторы: Кеунбада Сон и др.
- Год публикации: 2021
- Краткое содержание: В этой статье сравнивается точность поверхности временных зубных коронок, изготовленных с использованием трех различных технологий: стереолитографической (SLA) 3D-печати, цифровой обработки света (DLP) 3D-печати и фрезерования. Исследование выявило значительные различия в точности коронок, изготовленных каждым методом.
- Методология: Исследование включало изготовление коронок с использованием каждой технологии и измерение их правильности с помощью 3D-сканера. Статистический анализ сравнил результаты по различным методам изготовления(Сон и др., 2021 г.).
- Общий метод бесконтактной калибровки на станке для определения биения фрезы
- Авторы: Син Чжан и др.
- Год публикации: 2022
- Краткое содержание: В этом исследовании представлен метод калибровки биения фрезы, который обеспечивает точность фрезерных операций. В исследовании подчеркивается важность точной калибровки в различных процессах фрезерования.
- Методология: Авторы разработали метод бесконтактной калибровки, который использует передовые методы измерения для оценки биения резца. Эффективность метода была подтверждена экспериментальными результатами.(Чжан и др., 2022, стр. 7341–7361).
- Приобретите фрезы с квадратным концом лучшего качества от SAMHO!
