Фреза это что: Фреза — это… Что такое Фреза?

Фреза — это фреза с одним или несколькими зубьями для фрезерования.В процессе фрезерования зубья фрезы срезают припуск заготовки по очереди и с перерывами. Он имеет цилиндрическую форму с режущей кромкой по окружности и снизу для резки заготовки вращением. Фреза в основном используется для обработки плоскости, ступени, канавки, формующей поверхности и резки заготовки на фрезерных станках и фрезерных станках с ЧПУ (числовое программное управление).

Есть много видов фрез.Далее мы в первую очередь представим концевую фрезу. Фрезы общего назначения ( CNC-фрезы ) можно разделить на следующие типы:

1) Цилиндрическая фреза: используется для обработки плоскости на горизонтальном фрезерном станке. Зубья фрезы распределены по окружности фрезы. По форме зуба они делятся на прямые и спиральные. Спиральная фреза с широкими зубьями имеет меньше зубьев, высокую прочность, пространство для удержания стружки большое, подходит для черновой обработки.Боковая фреза также является цилиндрической фрезой.

2) Торцевая фреза: используется для обработки плоскости на вертикальном фрезерном станке, торцевом фрезерном станке или портальном фрезерном станке. На торце и по окружности имеются зубья фрезы, в ее состав входят цельные, вставные и поворотные.

3) Концевая фреза: используется для обработки канавок, ступенчатых поверхностей и т. Д., Когда зубья фрезы находятся на окружности и торцевой поверхности, ее нельзя подавать в осевом направлении.Когда концевой фрезер имеет концевой зуб, проходящий через центр, он может подаваться в осевом направлении.

4) Плоская фреза: также называемая плоской фрезой или фрезой для слябов, используется для фрезерования плоских поверхностей, причем ее ось параллельна фрезеруемой поверхности.

5) Угловая фреза: включая одноугловые фрезы и двухугловые фрезы

6) Пильная фреза: много зубьев фрезы по окружности глубокой канавки и обрабатываемой детали, есть второстепенные углы отклонения 15 ‘~ 1 ° с обеих сторон от зубьев фрезы.

7) Фреза для Т-образных пазов: используется для фрезерования Т-образных пазов

Существуют также фрезерные фрезы, фрезы для мух, фрезерные фрезы со вставными зубьями, полые фрезы, шаровые фрезы, эвольвентные зубчатые фрезы, фрезы для деревянных ерш, резьбовые фрезы, зубофрезерные фрезы и другие различные типы фрез с ЧПУ.

Концевые фрезы могут иметь прямые или спиральные канавки. Концевые фрезы со спиральными канавками подразделяются на правые и левые, в зависимости от направления вращения канавок.Левая фреза, как правило, представляет собой разновидность фрезы, выбираемую с учетом требований высокоточной обработки, обычно используемой для изготовления клавиш телефона, панели мембранного переключателя, ЖК-панели, акриловой линзы и другой отделочной обработки. Но есть некоторые приложения с высокими требованиями к точности и отделке, например, изготовление и обработка некоторых кнопок мобильных телефонов или электрических панелей, необходимо выбрать обрезку нижнего ряда и повернуть налево, чтобы избежать побеления режущей кромки и кромки. чип.

Выбор режущего инструмента должен основываться на обрабатывающей способности станков, характеристиках обрабатываемых материалов, процедурах обработки, параметрах резания и других факторах. Общий принцип выбора фрезы с ЧПУ: удобство установки и регулировки, хорошая жесткость, высокая прочность и точность. Постарайтесь выбрать более короткую рукоятку инструмента, чтобы повысить жесткость обработки.
1) Размер режущего инструмента должен соответствовать размеру поверхности обрабатываемых деталей
2) Концевая фреза часто используется для обработки периферийного контура плоских деталей
3) Можно использовать твердосплавную фрезу для фрезерования плоскости
4) Концевая фреза из быстрорежущей стали может использоваться для обработки выпуклостей и вогнутых поверхностей
5) Винтовая фреза является идеальным вариантом для обработки заготовок или черновых отверстий
6) Для обработки сплошных профилей и различных угловой профиль, фреза со сферическим концом, кольцевая фреза, коническая фреза и дисковая фреза часто используются

Как профессиональный поставщик прецизионных станков, компания Junying предлагает надежные и подходящие режущие инструменты для предоставления более эффективных услуг по фрезерованию с ЧПУ .

Выбор подходящей конструкции зубофрезерной фрезы для обработки высококачественных параллельных осей, цилиндрических зубчатых колес и шлицев

Инженер-технолог должен принять ряд решений при планировании необходимых процессов для производства параллельных осей, цилиндрических прямозубых или косозубых шестерен и шлицев. Зуборезание, конечно, является наиболее распространенным процессом удаления металла для создания надлежащего зазора между зубьями, необходимого для изготовления этих шестерен. Этот процесс существует уже более 100 лет и доказал свою эффективность.Это процесс формирования формы посредством последовательных и пошаговых разрезов, которые создают правильную форму с помощью ряда режущих зубьев реечного типа с прямым профилем. В процессе фрезерования зубчатое колесо вращается по мере вращения варочной панели и продвигается в осевом направлении по своей поверхности.

Но есть и другой способ выполнить эту задачу. Также эффективны зубофрезерные фрезы, которые фрезеруют все пространство между зубьями при неподвижном зубчатом колесе.Многие инженеры задают следующие вопросы: когда зубофрезерование предпочтительнее зубофрезерования? Какой тип станка нужен для зубофрезерования? Как выбрать подходящий инструмент для зубофрезерования? Как оценивается время цикла? Какие у меня должны быть проблемы с качеством? А как насчет зажима, крепления инструмента, скорости и подачи?

Вооружившись необходимой информацией, продуманным планированием, а также необходимыми инструментами и оборудованием, можно будет найти ответы на эти вопросы. При необходимости могут применяться стабильные и экономичные процессы зубофрезерования или заделки зубьев.Эта статья предназначена для инженеров-технологов, которые, возможно, плохо знакомы с производством зубчатых колес. Это не научный анализ высокого уровня. Он носит практический характер и призван служить ценным руководством для разработки процесса изготовления зубчатых передач.

Основы процесса зубофрезерования

Инженер-технолог должен сначала понять основы фрезерования, чтобы принять рациональное решение о зарезке по сравнению с фрезерованием. Как уже говорилось, зубофрезерование — это порождающий процесс.Зубофрезерование требует сложной кинематики резания. Лучший способ понять это — наблюдать за образующимися рисунками, возникающими при фрезеровании (см. Рисунок 1). Обратите внимание на узор трохоидных петель, как показано.

Как показано, каждый зуб червячной фрезы режет в разном положении в пространстве между зубьями и имеет разные характеристики стружкообразования. По мере того, как шестерня становится меньше в диаметре и имеет меньше зубьев для заданного диаметрального шага (DP) или модуля, пространство между зубьями увеличивается.(См. Рисунок 2.)

По мере увеличения зазора между зубьями и уменьшения диаметра шестерни меньшее количество зубьев червячной фрезы участвует в процессе резания, поскольку длина хорды червячной фрезы уменьшается; следовательно, толщина стружки увеличивается при заданной скорости подачи на оборот шестерни. Кроме того, по мере увеличения зазора каждый зуб фрезы теперь должен принимать больший кусок. Площадь поперечного сечения чипа больше.

. Это означает, что шестерни с меньшим количеством зубьев и большими зазорами, чем их сопряженная шестерня, могут быть весьма требовательными.Именно тогда зубчатые фрезы становятся лучшей технологической альтернативой зубофрезерованию.

Другой фактор, который следует учитывать при зубофрезеровании, — это конфигурация корня и любой необходимый подрез. Поднутрения требуются, когда требуется последующая чистовая операция, например, шлифование. Поднутрения корня достигаются с помощью выступа на кончике зуба фрезы. Эта функция выпуклости создает поднутрение корня с широким трохоидальным рисунком режущего действия.(См. Рисунок 3.)

Величину поднутрения из-за фрезерования небольшого числа зубьев или шага можно контролировать с помощью фрезерных фрез с коротким шагом. Конструкции варочных панелей специальной конструкции считаются нестандартными, возможно, с более длительным сроком изготовления и более высокой стоимостью, чем у обычных варочных панелей. Это был успешный метод борьбы с чрезмерным подрезом на протяжении многих лет, но подробный анализ этих варочных панелей выходит за рамки данной статьи.

Основы процесса зубофрезерования или зарезки

При зарезании зубчатое колесо удерживается неподвижно, в то время как фреза продвигается в осевом направлении по ширине торца заготовки зубчатого колеса.Этот процесс можно использовать для черновой или получистовой обработки пространства между зубьями с дополнительным припуском для последующих операций фрезерования, шлифования, бритья или хонингования. Или он может довести пространство между зубами до окончательной формы. Это можно сделать за один или несколько проходов. Зубофрезы могут быть установлены в тандеме для создания двух или более пространств, и они могут быть сконструированы из стальных корпусов со съемными твердосплавными пластинами. В некоторых редких случаях их заставляют использовать повторно шлифованные твердосплавные лезвия, но с современными технологиями прецизионного шлифования твердосплавных пластин для таких инструментов нет (если вообще есть) оправдания.Иногда используются твердосплавные инструменты, но из-за высокой стоимости и ограничений по размеру твердосплавных инструментов они также становятся менее популярными. Фрезы из быстрорежущей стали можно изготавливать по относительно низкой цене, но они обладают ограниченными скоростными характеристиками и лучше всего подходят для зубчатых колес очень малого объема и модулей меньшего размера, поскольку высокая стоимость материала из быстрорежущей стали делает резцы большего размера непрактичными. (Примеры различных конструкций зубофрезерных фрез показаны на рисунках 5, 6, 7 и 8.)

Зубофрезерные фрезы с тангенциально установленными пластинами довольно распространены.Они отличаются хорошей экономичностью, так как большинство из них имеют твердосплавные пластины с несколькими кромками. Большинство из них предназначены для модулей размером более 8 (DP 3). Требования к мощности и крутящему моменту выше, поскольку их режущая геометрия традиционно предполагает отрицательные осевые и радиальные передние углы. Некоторые новые конструкции имеют пластины с положительной геометрией резания, но обычно это ограничивается инструментами для черновой и получистовой обработки, для которых не требуются точные полнопрофильные пластины. Такие пластины отшлифованы в соответствии с требованиями производителя зубчатых колес; поэтому дорогостоящие прессовые инструменты со вставками обычно не производятся, если это не оправдано очень большими объемами.

Внешний шлицевой фрезерный инструмент и пластины показаны на Рис. 9 и Рис. 10. В прошлом, независимо от того, были ли шлицы эвольвентными или прямолинейными, зубофрезерование было почти единственным методом обработки. Благодаря усовершенствованию станков с ЧПУ с точной индексацией 4-й оси, теперь предпочтительным процессом становится зарезка.

Разгрузка шлифовки (чистовая фрезеровка) в корневой зоне для предотвращения ступенек в активном профиле (см. Рисунок 4) также может быть выполнена с помощью зубофрезерных фрез. Поскольку процесс зубофрезеровки приводит к более выраженному подрезу по мере уменьшения количества зубьев шестерни и уменьшения диаметра делительной окружности, площадь поперечного сечения корня становится тоньше (см. Рисунок 3).Более толстая корня по сравнению с зубофрезерованием дает преимущество в конструкции при зарезании по сравнению с зубофрезерованием.

На Рисунке 4 компоненты с 1 по 6 представляют собой сменные пластины, расположенные по периферии корпуса фрезы. Огибающая прорезей, сделанных каждой пластиной, дает полуфабрикат на боковой поверхности и завершает фрезерованную корневую форму с выступом.

Выбор зарезки поверх зубофрезеровки

Если доступны отдельные индексирующие станки, будь то специальные зубофрезерные станки или оборудование с ЧПУ с возможностью точного индексирования, возможно зарезание / зубофрезерование.При выборе зубофрезерования или зарезки необходимо учитывать следующие факторы:

• Число зубьев шестерни . У шестерен и шестерен с небольшим количеством зубьев (с учетом их модуля или размера DP) зазор между зубьями увеличивается по мере уменьшения дуги делительной окружности. Длина хорды зацепления червячного инструмента будет меньше, чем у шестерни большего диаметра с большим количеством зубьев и большей дугой делительной окружности. Это означает, что меньше зубьев фрезы задействуется для создания необходимого зазора.Это ограничивает подачу варочной панели, так как зубья варочной панели быстро перегружаются. Разрезание может завершать форму за один или несколько проходов, в зависимости от жесткости машины и настройки, мощности и крутящего момента. Время индексации фрезы от одного промежутка зуба к другому сокращается вместе с количеством зубьев. Это работает в пользу продолжительности цикла измельчения.
• Требования к филе корня . Филе корня получают в процессе зубофрезерования и несколько ограничены из-за ранее описанной трохоидальной петли.Если при последующей операции требуется шлифовка, стачивание или хонингование боковых сторон, то необходим соответствующий припуск в области корня. Степень гибкости важна. Зубцевание может создать настоящий поднутрение, как показано на рис. 3. Зарезание приведет к прямому рельефу в корне. Это является предпочтительным во многих случаях из-за увеличения толщины поперечного сечения зуба в области корня ниже начала активного профиля. При малозубчатых шестернях трохиодальная петля может образовывать очень большой подрез при зубофрезеровании.В таких случаях для прочности предпочтительнее зарезание.
• Только с обычным оборудованием с ЧПУ. Если в наличии нет зубофрезерного станка, но есть станок с ЧПУ с возможностью индексации, часто хорошим вариантом является зарезка. Здесь необходимо учитывать, что станок имеет очень качественный индексирующий стол (4-я или 5-я оси), который может обеспечить допуск на погрешность расстояния между зубьями в соответствии с требованиями. Современные многоцелевые токарно-фрезерные станки набирают популярность и обладают огромным потенциалом.Также необходимо учитывать мощность шпинделя и жесткость. Необходимо учитывать качественные интерфейсы между инструментом и шпинделем. Конус № 50 ISO, Coromant Capto или HSK — хорошие варианты интерфейса между шпинделем и инструментом для повышения точности и жесткости. Станки с ЧПУ не будут иметь подвесной оправки, как у традиционных зуборезных станков; поэтому может потребоваться несколько проходов для уменьшения усилий. С другой стороны, шлицевое фрезерование обычно гораздо менее требовательно, поскольку общая глубина часто составляет половину одного и того же размера зубчатого колеса.При шлицевом фрезеровании время цикла часто на 50 процентов меньше, чем при традиционном горизонтальном фрезеровании HSS, особенно если выбранный станок с ЧПУ имеет высокую скорость ускоренного хода. Это может быть меньше одной секунды на зуб.

Сочетание зарезки и зубофрезерования

Инструменты для резки и зубофрезерования можно комбинировать на одном станке. Многие современные зубофрезерные станки имеют функцию управления, позволяющую резаку, установленному на той же оправке, что и варочная панель, выполнять единичную индексацию и черновую или получистовую обработку промежутков между зубьями.Затем фрезерная головка может сместиться — без потери положения зуба на заготовке и местоположения червячной фрезы — для завершения фрезерования зубчатого колеса. Этот метод полезен при использовании резца со сменными пластинами из твердого сплава для удаления большей части заготовки, когда рабочий материал труден и трудно обрабатывать с помощью традиционной фрезы из быстрорежущей стали. Инструмент для варочной поверхности обрабатывает шестерню только за счет удаления минимального количества материала. Длину варочной панели можно уменьшить, а время между переточками можно увеличить. (См. Рисунок 11.)

Определение толщины стружки при зарезке

Наиболее важным фактором при правильном применении зубофрезерных фрез является определение толщины стружки. Поскольку дуга зацепления зуборезной фрезы обычно очень короткая, часть фрезы, задействованная в работе, очень мала по отношению к общей окружности (см. Рисунок 12). Скорость подачи при фрезеровании часто выражается в единицах подачи на зуб. Из-за этой небольшой дуги зацепления фактическая толщина стружки будет значительно меньше подачи на зуб.

С учетом вышесказанного необходимо рассчитать фактическую толщину стружки. Фактическая толщина стружки обозначается как H _ex . Необходимо определить расчет коэффициента модификации fz. Этот коэффициент указывается как множитель фактической подачи на зуб, обозначаемый как f _z . Первым делом нужно определить диаметр фрезы, или D _c . Затем определите фактическую всю глубину пространства между зубьями или глубину фрезерования (если требуется несколько проходов), которая обозначается как A _e .Конечно, правильное значение H _ex должно определяться в соответствии с рекомендациями производителя инструмента.

Формула для f _z , коэффициент модификации:

Уравнение 1

Примером может служить фреза диаметром 8 дюймов, D _c = 8

Однопроходное фрезерование до глубины зазора между зубьями 0,7 дюйма, A _e = 0,7

Таким образом, fz , коэффициент модификации = 5.7143 / 3,229 = 1,769

Следовательно, если требуется H _ex 0,008, тогда f _z 0,008 x 1,769 = 0,014.

Утончение стружки на боковой поверхности по сравнению с корнем

Предыдущий раздел о толщине стружки относится к корневой зоне. В корневой зоне рассчитывается максимальная толщина стружки. Стружка, образующаяся на боковой поверхности зуба, намного тоньше. Простой способ взглянуть на это — рассмотреть базовую V-образную форму стойки.В случае редуктора с углом сжатия 20 градусов вы просто берете тангенс угла 20 градусов, что составляет 0,364. Используя этот коэффициент, толщина стружки, рассчитанная на основе корня 0,008, будет умножена на 0,364. Это будет означать, что толщина боковой стружки составляет около 0,003 дюйма.

Поскольку боковые поверхности не имеют прямой V-образной формы (за исключением фрезерования прямой зубчатой ​​рейки) с типичной конструкцией эвольвентной кривой, нецелесообразно рассчитывать точную толщину стружки на боковой поверхности. Этот метод использования тангенса угла давления приемлем для целей планирования процесса.Этот фактор более тонкой стружки на боковой поверхности также является причиной более легкой подготовки режущей кромки на боковых пластинах. Слишком большая заточка кромки может привести к трению и смазыванию металла из-за слишком большого давления и недостаточного срезающего действия.

По этой причине, когда инструменты изготавливаются с отдельными корневыми и боковыми пластинами, конструкторы часто увеличивают количество корневых пластин по сравнению с боковыми пластинами. Отношение корней к боковым сторонам составляет 2: 1 и 3: 1.Корневые пластины производят примерно в три раза больше работы, чем боковые пластины, поэтому эта концепция имеет смысл для балансировки износа инструмента всех задействованных пластин.

Полноразмерный разрыв

Возвращаясь к Рисунку 6, полноразмерные режущие инструменты во многих случаях имеют свои достоинства. При полном зарезании твердосплавные пластины шлифуются по всей форме производимого пространства зуба (корень и боковые поверхности). Это наиболее точный вариант благодаря универсальной конструкции. В случае отдельных пластин с корнем, левой и правой боковыми поверхностями каждая пластина имеет допуск, плюс гнезда под пластину в корпусе инструмента имеют допуски; следовательно, наложение больше, чем у полноразмерной вставки, где требуются одна вставка и один карман.

Еще одним преимуществом полноформатной конструкции является простота и эффективность удаления стружки. Конструкции тангенциальных пластин с множеством различных корневых и боковых пластин создают различные образования стружки, которые изгибаются в разных направлениях. Прогнозирование этих схем формирования стружки и последующего удаления стружки может оказаться сложной задачей даже для самых опытных разработчиков инструментов. Иногда встречается смазывание стружки и повторная резка. Цельнозубчатые фрезы имеют до двух раз более эффективные зубья, чем тангенциальные фрезы; следовательно, они более производительны.

Незначительным недостатком полноразмерной конструкции является то, что отношение корневой части к боковой поверхности составляет 1: 1, что, как упоминалось в предыдущем разделе, не является идеальным балансом для износа инструмента. Улучшения производительности, качества и удаления стружки обычно перевешивают эти проблемы. По мере увеличения зубчатого модуля или размера DP размер требуемой твердосплавной заготовки становится больше, и в конечном итоге ее производство становится непрактичным как с технической, так и с экономической точки зрения.

Если требования AGMA, DIN или другие требования к качеству зубчатой ​​передачи вызывают озабоченность у разработчика инструмента или инженера-технолога, следует рассмотреть вариант полной формы.

Фрезерование с подъемом и обычным фрезерованием

Распространенной передовой практикой фрезерования является использование подъемного фрезерования для зарезания зубчатых колес. Иногда используется другой процесс, обычно называемый обычным измельчением. Визуализация этих двух методов показана на рисунке 13.

Фрезерование с подъемом позволяет режущей пластине входить в работу с некоторым немедленным стружкообразованием и выходить из зоны резания без толщины стружки.Поскольку карбид лучше всего работает при сжимающей нагрузке, этот метод доказал свою лучшую стойкость инструмента. Разгрузка на выходе менее опасна для инструмента, так как выходной удар минимален.

При обычном фрезеровании инструмент входит в резку без толщины стружки, а затем постепенно формирует стружку по мере продвижения в работу. Он выходит из резания с некоторой толщиной стружки, поэтому разгрузка происходит внезапно и снижает стойкость инструмента. Кроме того, трение при входе инструмента в работу вызывает большее тепловыделение и тепловой эффект.При использовании этого метода также значительно увеличивается давление инструмента. Одним из ощутимых преимуществ является то, что качество обработки поверхности обычно лучше при обычном фрезеровании из-за сжимающего и полирующего действия, когда инструмент начинает формировать стружку. Лабораторные результаты Sandvik Coromant показали снижение Ra на 20-30% при использовании обычного фрезерования по сравнению с резанием с подъемом.

Фрезерование со смазочно-охлаждающей жидкостью и сухое резание

Лучшая практика фрезерования твердосплавными инструментами — это, за некоторыми исключениями, резание всухую.При резке жидкостью твердосплавный инструмент подвергнется термическому удару при выходе из резания. Эффект теплового удара обычно отрицательно сказывается на сроке службы инструмента. Пример этого механизма разрушения показан на рисунке 14. Здесь повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения в конечном итоге приводят к перпендикулярным краевым трещинам, которые в конечном итоге позволяют материалу вставки высвободиться, что приводит к быстрому разрушению. Водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости оказывают наиболее вредное воздействие на тепловой удар, поскольку вода быстро охлаждает инструмент. Смазочно-охлаждающие жидкости также обладают значительным охлаждающим эффектом, но они не удаляют БТЕ так быстро, как вода.Поэтому они несколько лучше воды по стойкости инструмента. Конечно, при использовании жидкостей как на нефтяной, так и на водной основе возникают экологические издержки, и цель должна заключаться в их устранении, когда это возможно.

Применение сжатого производственного воздуха или даже вихревое охлаждение сжатого воздуха может способствовать удалению стружки и охлаждению инструмента и работы. Пример этого метода охлаждения показан на рисунке 15. Это проверенный метод обеспечения охлаждения. Устранение накопления тепла и удаление стружки — основная причина, по которой все еще используются смазочно-охлаждающие жидкости.

могут иметь внутренние воздушные каналы, как показано на Рисунке 16. Такая конструкция способствует удалению стружки и охлаждению инструмента. Однако такие функции значительно увеличивают сложность и стоимость инструмента. Этот метод подачи внутреннего воздуха следует тщательно продумать, так как необходимы модификации шпинделя и оправки станка, плюс стоимость инструмента и сложности, связанные с прохождением воздуха через инструмент, имеют большое значение. При правильной конструкции инструмента для свободного отвода стружки в сочетании с правильной стратегией резания, вероятно, можно избежать внутренних воздушных отверстий.

Сила резания

Требования к мощности и крутящему моменту должны быть определены для эффективного применения зубофрезерных фрез для стабильного процесса обработки. Чтобы правильно оценить усилия обработки, необходимо определить площадь поперечного сечения стружки и удельную силу резания для данного материала. Вычислить точную площадь поперечного сечения для данного пространства зуба довольно сложно, и лучше всего это сделать с помощью компьютерного программного обеспечения, способного создать точный профиль боковой поверхности и конфигурацию корня.Подобные расчеты выходят за рамки данной статьи. Вместо этого цель состоит в том, чтобы найти близкое, пригодное для использования приближение. Для этого можно изучить базовую конфигурацию стойки (V-образную форму) с заданным углом давления без сложного профиля эвольвентной кривой на боковых сторонах. Примечание. При использовании этого метода оценки для фрезерных шестерен или шестерен с малым числом зубьев, как обсуждалось ранее, зазор будет открываться по мере уменьшения делительной окружности. В таких случаях может потребоваться дополнить результаты расчета силы в сторону высоких значений.

Первым шагом в вычислении поперечного сечения микросхемы является определение базовой стойки. (См. Рисунок 17.)

Номенклатура

• H = Общая глубина зазора между зубьями (мм)
• a = Угол давления (градусы)
• V = Смещение боковой поверхности от основания (мм)
• B = Толщина стружки на боковой поверхности (мм)
• D = ширина основания (мм)
• A = Площадь зуба (мм ² )
• f _z = Подача на зуб (мм)
• h _ex = Максимальная толщина стружки (мм)
• h _м = Средняя толщина стружки (мм)
• v _c = Скорость резания (м / мин.)
• M _c = крутящий момент (Нм)
• P _c = Полезная мощность (кВт)
• a _e = рабочее зацепление (мм)
• D _c = Диаметр фрезы (мм)
• k _c1 = Удельная сила резания для данного материала (Н / мм ² )
• м _c = коэффициент удельного увеличения силы резания относительно толщины стружки
• kc = Удельная сила резания при м _c с учетом
• n =
об / мин
• z _c = Общее количество эффективных зубьев фрезы
• M _n = Размер модуля (мм)
• v _f = Скорость подачи (мм / мин.)

В следующем примере показано, как рассчитать мощность и силы резания. Первым шагом является определение частоты вращения фрезы ( n ) на основе рекомендованной скорости резания ( v _c ).

Формула:

Уравнение 2

Для этого примера:

Затем необходимо определить v _f (подача мм / мин). Формула:

Уравнение 3

В этом примере мы предполагаем, что:

Далее необходимо определить k _c .Формула:

Уравнение 4

В этом примере мы используем:

Этот коэффициент доступен в разделах материалов каталогов Sandvik Coromant и в технической литературе в печатном и электронном виде. (См. Рисунок 18.)

Средняя толщина стружки, или h _м , определяется по формуле:

Уравнение 5

В этом примере мы используем полную глубину ( H ) 36 мм. Мы предполагаем однопроходную операцию, поэтому a _e = H и f _z (подача на зуб в мм) 0.04 мм:

Уменьшено до:

Это может быть уменьшено до:

Таким образом, для удельной силы резания мы имеем k _c = 1900 / (0,130,25) = 3188,93

Далее необходимо определить площадь зубного промежутка. Возвращаясь к рисунку 17, мы должны сначала определить C . Формула для этого:

Уравнение 6

В этом примере предполагается размер модуля: M _n = 16 и a = 20:

Далее, из рисунка 17 необходимо определить D .Формула:

Уравнение 7

В этом примере:

Снова из рисунка 17 необходимо определить V . Формула:

Уравнение 8

В этом примере:

Затем, как показано на рисунке 17, необходимо определить A , поэтому формула:

Уравнение 9

В этом примере это:

Выполнив эти шаги, мы можем рассчитать мощность на шпинделе, или P _c .Формула:

Уравнение 10

В этом примере:

Следующий важный расчет — крутящий момент, или M _c . Формула для этого расчета:

Уравнение 11

В этом примере:

Таким образом, модульная фреза 16 мм, диаметром 350 мм с восемью эффективными зубьями, работающая со скоростью 180 м / мин. скорость резки, подача со скоростью 524 мм / мин. Скорость подачи, резка нормальной низколегированной стали с твердостью 300 BHN потребует приблизительно 24 кВт на шпинделе с требуемым крутящим моментом 1392 Нм.

Можно написать простую компьютерную программу для работы с электронными таблицами, чтобы автоматизировать эти вычисления, чтобы сэкономить время и предотвратить ошибки вычислений. Это очень поможет инженеру-производителю зубчатых колес при планировании процесса. Та же самая таблица может быть интегрирована с расчетами времени цикла.

Заключение

Зубофрезерование или зарезание зубцов при обработке зубчатых колес — это хорошо зарекомендовавший себя, эффективный и стабильный метод изготовления зубчатых колес.Возможности повышения производительности, снижения затрат и создания качественных шестерен очевидны. Помощь квалифицированных поставщиков инструментов поможет направить инженера в правильном направлении. Новые концепции инструментов, прогрессивные концепции станков, методы термообработки и материалы для зубчатых колес постоянно меняют производственную среду. И новое поколение профессионалов в области оборудования, приходящих на рабочее место, привносит свежие идеи и готовность использовать новые методы от молодых инженеров, которые руководят технологическим сдвигом.

Наряду с этими факторами, все больше и больше используются многозадачные станки с ЧПУ для изготовления зубчатых колес. У производства зубчатых колес светлое будущее, и ближайшие годы обещают стать захватывающим временем для тех, кто работает в этой отрасли.

Ссылки

1. Антониадис, А., Видакис, Н., Билалис, Н. «Исследование усталостного разрушения твердосплавных инструментов при зубофрезеровании, Часть 1: Моделирование зубофрезерования с помощью МКЭ и вычислительная интерпретация экспериментальных результатов.”Журнал производственной науки и техники, ASME, Vol. 124, ноябрь 2002 г.
2. Антониадис А., Видакис Н. и Билалис Н. «Исследование усталостного разрушения твердосплавных инструментов при зубофрезеровании, часть 2: влияние параметров резания на уровень напряжений инструмента — количественный параметрический анализ». Журнал производственной науки и техники, ASME, Vol. 124, ноябрь 2002 г.
3. Исаков Эдмунд, канд. «Расчетная сила», Разработка режущего инструмента — Плюс, Вып. 64, выпуск 5, май 2012 г.
4. «Техническое руководство Sandvik Coromant — токарная обработка, фрезерование, сверление, растачивание, крепление инструмента». AB Sandvik Coromant, 2010.
5. Абуд, Али М. «Динамический анализ режущих сил при зубофрезеровании». Школа механики и системотехники, Университет Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, декабрь 2002 г.

* Напечатано с разрешения правообладателя, Американской ассоциации производителей оборудования, 1001 N. Fairfax Street, Suite 500, Alexandria, Virginia 22314. Заявления, представленные в этом документе, принадлежат авторам и могут не отражать позицию или мнение Американская ассоциация производителей шестерен (AGMA).Этот документ был представлен в октябре 2015 года на осеннем техническом совещании AGMA в Детройте, штат Мичиган. 15ФТМ11.

8 лучших фрез, используемых в процессе обработки

Фрезерование лучше всего определяется как процесс резки, при котором мы используем фрезу с несколькими вращающимися режущими поверхностями для удаления материала с поверхности заготовки или металла. Доступные во многих формах и размерах, эти фрезы, используемые на нескольких фрезерных станках, играют жизненно важную роль в этом процессе.Сегодня это наиболее часто используемый процесс в промышленности и механических цехах. Выбрать фрезу непросто. При выборе фрезы необходимо учитывать их диаметр, материал, из которого они сделаны, и т. Д.

Типы фрез

Ниже приведены различные типы фрез, которые мы используем в различных фрезерных станках.

• Слябовый стан
• Фреза торцевая
• Концевая фреза
• Концевая фреза для черновой обработки
• Пустотелый стан
• Фреза для скольжения и торца
• Резьбонарезная фреза
• Fly Cutter

1) Фрезерование слябов

Также называется простым фрезерованием, фрезерованием слябов или фрезерованием поверхности.Слябовые станы изготавливаются из быстрорежущей стали. Они в основном используются в процессах группового фрезерования и для обработки поверхностей, как широких, так и больших по форме. Используется для фрезерования плоских поверхностей с осью фрезы, параллельной фрезеруемой поверхности. Обработка обычно производится зубьями на цилиндрической поверхности фрезы.

2) Торцевая фреза

С этим типом фрезы обработка выполняется зубьями на плоской поверхности фрезы.Готовая поверхность обычно перпендикулярна оси фрезы. На его сторонах присутствуют режущие зубья.

Еще одной интересной особенностью этой фрезы является то, что она имеет твердосплавные пластины золотого цвета, и эти наконечники можно заменять. Вы также можете заменить его на новый, если один из наконечников повредится. Цементированный карбид в нем также называется пластиной из сменного карбида.

3) Концевая фреза

Эта фреза, используемая для обработки поверхностей и сторон металлических деталей и предметов, имеет вращающийся режущий инструмент с цилиндрическим хвостовиком с зубьями на конце.Он больше используется в процессах вертикального фрезерования. Для создания концевых фрез используется быстрорежущая сталь (HS или HSS) или твердый сплав.

При повышении температуры быстрорежущая сталь не теряет твердости. Таким образом, быстрорежущая сталь из-за большей твердости используется для изготовления концевых фрез. Концевые фрезы используются в основном для трассерного, врезного и торцевого фрезерования.

4) Концевая фреза для черновой обработки

Фрезы этого типа, широко известные как «риппа», используются, когда необходимо удалить большее количество материала с обрабатываемой детали.Они используются в различных промышленных приложениях и являются более выгодными с коммерческой точки зрения.

5) Полый стан

Фрезы этого типа выглядят как труба с более толстыми стенками. Режущие зубья полых фрез обычно находятся на внутренних поверхностях. Его используют в основном в винтовых станках.

6) Фреза для скольжения и торца

Самый ранний тип фрез, обнаруженный в 1800 году. Доступные в различных формах и размерах, режущие зубья доступны на периферии и по бокам.Торцевой и боковой резаки делают одностороннюю резку простым и эффективным процессом.

7) Резьбонарезная фреза

В основном используются в различных отраслях промышленности, резьбофрезы очень дороги и работают так же, как концевые фрезы. Двигаясь по спирали по металлической поверхности, он удаляет материал с заготовки. Благодаря спиральному движению, которое он имеет, его легко идентифицировать.

8) Fly Cutter

В мухорезках есть несколько невращающихся фрез.Двойные ножницы или штанги относятся к ножам с двумя невращающимися ножами. Высокая эффективность и упрощение процесса резки. Сравнительно намного дешевле в цене.

Введение, особенности и типы фрез

Введение в фрезы

Фрезерный инструмент — это высокоэффективный метод резки заготовок с помощью вращающегося многолезвийного инструмента. Инструмент вращается во время работы (для основного движения), заготовка перемещается (для движения подачи), и заготовка может быть зафиксирована, но вращающийся инструмент также должен двигаться (как основное движение, так и движение подачи). Инструментальные станки для фрезерования — это горизонтальные или вертикальные фрезерные станки или большие портальные фрезерные станки. Это могут быть обычные инструментальные станки или станки с числовым программным управлением.Обработка вращающейся фрезой в качестве режущего инструмента. Фрезерование обычно выполняется на фрезерном или расточном станке и подходит для обработки плоскостей, канавок, различных формующих поверхностей (например, шпонок для фрезерования цветов, шестерен и резьбы) и специальных форм форм.

2. Толщина реза каждого зуба в процессе резания варьируется.

3. Подача на зуб αf (мм / зуб), которая указывает относительное смещение заготовки за время, когда фреза поворачивается на один зуб.

При комнатной температуре режущая часть материала должна иметь твердость, достаточную для врезания в заготовку; с высокой стойкостью к истиранию инструмент не изнашивается, продлевая срок службы.

Инструмент будет выделять много тепла во время процесса резания, особенно при высокой скорости резания температура будет очень высокой, поэтому материал инструмента должен иметь хорошую термостойкость, оба при высокой температуре могут сохранять более высокую твердость. , может продолжать резать характеристики, он обладает свойством высокотемпературной твердости, также известной как термическая твердость или красная твердость.

В процессе резания инструмент должен выдерживать сильные удары, поэтому материал инструмента должен иметь более высокую прочность, иначе его легко сломать и повредить.Поскольку резак подвержен ударам и вибрации, материал резца также должен иметь хорошую вязкость, чтобы предотвратить выкрашивание и растрескивание.

(1) Легирующие элементы вольфрам, хром, молибден и ванадий имеют более высокое содержание, а твердость при закалке может достигать HRC62-70, что позволяет поддерживать более высокую твердость при 6000 ° C.

(2) Хорошая прочность и ударная вязкость режущей кромки, высокая устойчивость к вибрации, может использоваться при производстве режущих инструментов со средней скоростью резания, для станков с меньшим количеством стали, использование высокоскоростного стального резака, все еще может резать плавно .

(3) Хорошая производительность процесса, ковка, обработка и заточка относительно просты, также можно изготавливать инструменты более сложной формы.

(4) По сравнению с твердосплавными материалами все еще существуют недостатки, такие как более низкая твердость и более низкая твердость и износостойкость.

(2) Твердосплавные концевые фрезы: большинство из них приварены или механически закреплены на корпусе фрезы.

(2) Фрезы для обработки пазов (или ступеней): вертикальные фрезы, дисковые фрезы, фрезы для пильных полотен и т. Д.

(3) Фрезы для специальных поверхностей: Формовочные фрезы и т. Д.

(2) Фреза с зубьями лопаты: усеченная форма задней части зуба представляет собой спираль Архимеда. После заточки фрезы этого типа, если передний угол остается неизменным, а форма зуба остается неизменной, она подходит для формирования фрезы.

(1) Главный угол отклонения Kr:
Угол между основной режущей кромкой и обрабатываемой поверхностью. Изменение влияет на длину основной режущей кромки, участвующей в резке, изменяя ширину и толщину стружки.
(2) Угол малого отклонения Krˊ:
Угол между подрезной кромкой и обработанной поверхностью. Эффект состоит в том, чтобы уменьшить трение между вторичной режущей кромкой и обрабатываемой поверхностью и повлиять на эффект полировки вторичной режущей кромки на обрабатываемой поверхности.
(3) Угол наклона режущей кромки λs:
Угол между основной режущей кромкой и базовой поверхностью. В основном он служит для резки под углом.

Задний изгиб зуба должен удовлетворять двум основным условиям: первое состоит в том, что задний угол фрезы остается практически неизменным после каждой переточки; другой прост в изготовлении.

Кривые, удовлетворяющие неизменному заднему углу, представляют собой всего лишь логарифмические спирали, но их сложно построить. Спираль Архимеда удовлетворяет тому, что задний угол практически не изменился, прост в изготовлении и прост в использовании. Вот почему спирали Архимеда широко используются в производстве в качестве обратной кривой для формирования фрез.

Согласно геометрическим знаниям, значение радиуса вектора ρ в точках на линии архимедовой спирали увеличивается и уменьшается пропорционально значению угла θ радиуса вектора.

Таким образом, спираль Архимеда может быть получена, если она состоит из комбинации двусмысленного вращательного движения и двусмысленного прямолинейного движения по радиусу.

Выражается в полярных координатах: когда θ = 00, ρ = R, (R — радиус фрезы), когда θ> 00, ρ
Общее уравнение для задней части зуба фрезы: ρ = R-CQ

Предполагая, что лопата не возвращается, концевая фреза должна иметь межзубный угол ε = 2π / z для каждого поворота лопаты, и количество зубьев лопаты должно быть К.Чтобы лопата могла двигаться с одинаковой скоростью, кривая на кулачке должна быть архимедовой спиралью, и поэтому ее легко сделать. Кроме того, размер кулачка определяется только значением K объема продаж лопаты и не связан с количеством зубьев в диаметре фрезы и задним углом. Пока производство и продажи равны, кулачок универсален. Это причина того, что спираль Архимеда теперь широко используется на задней части зубьев фрезерных фрез, образующих лопату.

Если известны радиус фрезы R и величина перфорации K, можно получить C.
Когда θ = 2π / z ρ = R-K
тогда R-K = R-2πC / z ∴ C = Kz / 2π

Выше представлены описание, характеристики, тип и тип фрезы. В реальном производственном применении, когда пассивация фрезы, мы должны остановиться вовремя, чтобы проверить износ фрезы, если износ относительно небольшой, можно использовать для ремонта режущей кромки с помощью масляного камня, а затем использовать; если износ более сильный, необходимо заточить, чтобы предотвратить чрезмерный износ фрезы.

8 лучших фрезерных инструментов для резки с ЧПУ

В режущих инструментах с ЧПУ нет ничего нового. С незапамятных времен люди создавали и совершенствовали инструменты — от первых каменных топоров до самых передовых концевых фрез. В этой статье мы рассмотрим 8 основных фрезерных инструментов, которые составляют основу любой профессиональной обработки. Прежде чем вы даже начнете думать о каналах и скоростях, вам нужно разобраться в этих основах. Конечно, мы не можем охватить все в одном коротком блоге, поэтому воспринимайте это как фундаментальные знания, которые можно использовать, когда вы сталкиваетесь с различными или специальными инструментами.

Прежде чем переходить к каждому инструменту, давайте сосредоточимся на том, что у них общего — материале инструмента и основных операциях. Наиболее распространенные материалы, с которыми вы столкнетесь в фрезерных инструментах с ЧПУ, включают:

Это самый недорогой материал из всех пучков, он содержит в общей сложности 0,6–1,5% углерода с небольшими количествами марганца и кремния. Обычно этот материал используется для низкоскоростных операций в спиральных сверлах, формовочных инструментах, фрезах и токарных станках.

Этот материал сочетает в себе хром, вольфрам и молибден, что обеспечивает улучшенную твердость, ударную вязкость и износостойкость HSS по сравнению с углеродистой сталью. Инструменты из быстрорежущей стали обычно дороже других, но они рассчитаны на длительный срок службы и обеспечивают высокую производительность съема как черных, так и цветных металлов.

Этот материал более устойчив к износу, чем HSS, и склонен к сколам вместо равномерного износа с течением времени.По этой причине твердый сплав используется в основном для чистовой обработки на новых фрезерных станках или станках с меньшим износом шпинделя. Обычно твердосплавные инструменты изготавливаются путем спекания карбида с другим металлом, таким как вольфрам, титан или тантал, что придает этим инструментам высокую термостойкость и делает их идеальными для высококачественной обработки поверхности.

Керамика устойчива к коррозии и изготовлена ​​из оксида алюминия и нитрида кремния. Их термостойкость и износостойкость означает, что они могут работать в условиях резания при высоких температурах, в отличие от других инструментов.Эти инструменты обычно идеально подходят для обработки чугуна, твердых сталей и жаропрочных сплавов.

Независимо от того, используете ли вы концевую фрезу из быстрорежущей стали или углеродистой стали, все ваши инструменты будут работать одинаково. Принципы направления вращения, стружкообразования, нагрузки стружки и ориентации фрезерования будут сопровождать вас на протяжении всей вашей карьеры машиниста.

Каждый инструмент, за исключением тех, которые обозначены как левый, например, метчик для левой руки, будет вращаться по часовой стрелке, если смотреть вниз на деталь со шпинделя станка.

Режущие инструменты удаляют металл из блока материала посредством резки по вызову процесса. Это приведет к выталкиванию металла вверх через канавки инструмента, когда он движется через материал.

Толщина материала, выбрасываемого из инструмента, называется нагрузкой на стружку. Многие приложения CAM показывают расчетную нагрузку на стружку на основе выбранных параметров инструмента, скорости шпинделя и линейной скорости подачи.Они также могут программировать подачи и скорости на основе желаемой загрузки стружки в качестве входных данных. Наблюдение за размером, формой и цветом стружки может помочь опытному станочнику регулировать скорость резания на лету.

Обычное фрезерование традиционно используется на ручных станках, где важно минимизировать люфт. В этом направлении резания инструмент режет от небольшого количества материала до большей толщины, трясь о материал через разрез.

с ЧПУ, которые имеют более высокую жесткость и значительно менее подвержены люфту, будут использовать процесс фрезерования с подъемом, когда инструмент продвигается через материал от максимальной до минимальной толщины. Этот процесс резания позволяет теплу покидать резку вместе со стружкой, уменьшая тепловыделение и износ инструмента, обеспечивая при этом лучшее качество поверхности, чем при обычном фрезеровании.

Нужно начать отрезать много материала? Концевые фрезы — ваш ответ.Хотя концевые фрезы могут иметь разные формы, они обычно имеют острые режущие канавки на концах и сторонах и могут использоваться в различных областях резки:

Все концевые фрезы имеют одинаковую базовую анатомию. Общую длину инструмента можно разрезать на две части: хвостовик и отрезок. Хвостовик зажимается в держателе инструмента, а длина резки включает такие элементы, как канавки и режущие кромки.

Изображение предоставлено Makezine.

Покрытия на концевых фрезах повышают твердость, увеличивают срок службы инструмента и позволяют увеличить скорость резания.К наиболее популярным покрытиям относятся:

• Нитрид титана (TiN) . Стандартная отделка используется для легированной стали, алюминия и пластика.
• Карбонитрид титана (TiCN) . Обеспечивает лучшую износостойкость, чем TiN.
• Нитрид титана Super-Life (Al-TiN) . Лучшее покрытие для высоких скоростей подачи и высоких температур.

Плоские концевые фрезы из быстрорежущей стали с титановым покрытием. Изображение любезно предоставлено Champion Cutting Tool.

Концевые фрезы бывают либо с центрированием, либо без центров. По сути, это способность инструмента резать прямо в материале без предварительного просверливания отверстия. Концевая фреза с центрированием имеет режущие кромки, которые проходят в центр инструмента, что позволяет ему врезаться в материал. Концевая фреза с нецентральной режущей кромкой имеет режущие кромки только по бокам, и для врезания прямо вниз требуется пилотное отверстие, наклон или спиральное движение.

Каждая концевая фреза включает несколько режущих кромок, которые врезаны в боковую часть инструмента.Они обеспечивают легкий путь для выброшенной стружки, когда ваш инструмент срезает блок материала.

Существуют конфигурации канавок от одной до 8 или более канавок. Какой из них лучше? Это зависит от материала, который вы хотите разрезать, и от того, с чем может справиться ваша машина. Например, при резке чего-то вроде алюминия образуются большие стружки. Использование фрезы со слишком большим количеством канавок может помешать эффективному удалению стружки, что приведет к засорению инструмента и нагреванию инструмента.

Изображение любезно предоставлено Шапоко.

Вот хорошее практическое правило: чем тверже материал, тем больше канавок вы захотите использовать. Это снизит нагрузку на стружку и улучшит чистоту поверхности. Помните об этих соображениях при выборе между наиболее распространенными флейтами — двумя, тремя и четырьмя:

• Две флейты . Эта конфигурация обеспечивает наибольшее пространство для выброса стружки и идеально подходит для резки более мягких материалов, таких как алюминий.
• Три флейты .Эта конфигурация может работать как с черными, так и с цветными металлами и обеспечивает лучшую отделку деталей и общую прочность.
• Четыре флейты . Дополнительная канавка в этой конфигурации обеспечивает более высокую скорость подачи и более высокое качество обработки, чем установка с двумя или тремя канавками. Однако вы также рискуете уменьшить пространство для удаления стружки и заедать.

Вы воспользуетесь этим инструментом, чтобы создать плоскую область на блоке материала. Обычно это делается на верхней части заготовки, чтобы расплющить ее перед использованием других фрезерных инструментов. Торцевая фреза состоит из одного твердого тела с несколькими режущими пластинами, которые можно менять местами при необходимости. Чем больше фрез, тем быстрее можно удалить металл.

Изображение предоставлено MSC Direct.

Вам нужно добиться великолепной отделки поверхности? Мухорезы могут сделать это возможным. Эти режущие инструменты движутся по поверхности материала по часовой стрелке, создавая ультрачистый блеск.

Изображение любезно предоставлено Шерлин.

Сверла имеют коническую режущую кромку с валом с одной или несколькими канавками, как у концевой фрезы. Чаще всего спиральные сверла изготавливаются из быстрорежущей стали (HSS) или твердого сплава.Покрытия золотого цвета, такие как TiN, обычно используются для увеличения твердости сверла, уменьшения износа и увеличения срока службы инструмента.

Изображение любезно предоставлено RS Components.

Эти короткие инструменты используются для создания точного конического отверстия перед сверлением, что помогает предотвратить «хождение» бурового долота во время работы или сверление отверстия в неточном месте. Существуют также комбинированные сверла с зенковкой и зенковкой, с помощью которых можно за одну операцию создать отверстие с зазором под винт и зенковку.

Изображение любезно предоставлено Unicorn Tool.

Чертеж сверла, входящего в конусообразное направляющее отверстие, проделанное центрирующим сверлом — изображение любезно предоставлено компанией American Machine Tools.

Метчики используются для нарезания внутренней резьбы в материале. Однако не все резьбы получаются методом нарезания. Метчики Roll Form вдавливаются в отверстие, после чего материал формируется вокруг метчика. Это отлично подходит для более мягких материалов, таких как алюминий, медь, латунь и пластик.Фрезы аналогичны, но могут нарезать как внутреннюю, так и внешнюю резьбу.

Изображение любезно предоставлено Pixabay.

могут расширять существующие отверстия до определенного допуска, а также улучшать качество поверхности. Вы будете использовать их, чтобы обеспечить точную округлость и диаметр отверстия. Для разверток требуется предварительно просверленное отверстие достаточно близкого размера, чтобы удалить лишь небольшое количество материала.

Изображение любезно предоставлено компанией Carbide and Diamond Tooling.

Правильный выбор инструмента с ЧПУ для работы настроит вас на успех обработки.Хотя существует множество других инструментов, с которыми вы столкнетесь в процессе своей карьеры в области механической обработки, этот список послужит основой для дальнейшего развития. Ознакомьтесь с принципами работы каждого из них, убедитесь, что выяснили, какие инструменты важны для приложений вашего конкретного магазина, и со временем вы будете знать, как выполнять любую работу, которая встречается на вашем пути.

Требуется сгенерировать некоторые траектории для будущей детали? Попробуйте Fusion 360 бесплатно сегодня!

Как правильно выбрать фрезу и метод фрезерования?

При выборе фрезы, подходящей для задачи обработки, необходимо учитывать различные аспекты, такие как геометрия, размер и материал обрабатываемых деталей.

Выбор подходящего фрезерного инструмента, использование прокатного фрезерования при торцевом фрезеровании и использование фрезы для обработки отверстий в подходящих условиях, производители могут значительно увеличить производственные мощности и повысить эффективность обработки, не вкладывая средства в новое оборудование, что экономит много времени и средств. Стоимость.

Основной угол наклона — это угол между режущей кромкой и плоскостью реза.Главный угол наклона имеет большое влияние на радиальную силу резания и глубину резания. Величина радиальной силы резания напрямую влияет на мощность резания и устойчивость инструмента к вибрации. Чем меньше главный угол наклона фрезы, тем меньше радиальное усилие резания и лучше устойчивость к вибрации, но при этом уменьшается глубина резания.

При фрезеровании плоскости с квадратными уступами выберите угол подъема 90 °. Этот вид инструмента обладает хорошей универсальностью и используется как при единичной, так и при мелкосерийной обработке.Поскольку радиальная сила резания у этого типа инструмента равна силе резания, сопротивление подаче велико, и он легко вибрирует, поэтому от станка требуется большая мощность и достаточная жесткость.

При обработке плоской поверхности с квадратным уступом также можно использовать фрезу с основным углом 88 °. По сравнению с фрезой с основным углом наклона 90 °, ее режущая способность была улучшена. Торцевое фрезерование фрезами для обработки уступов 90 ° также очень распространено.В некоторых случаях такой выбор имеет смысл. Форма фрезерованной заготовки неправильная, или поверхность отливки приведет к изменению глубины резания. Фреза для обработки уступов может быть лучшим выбором. Но в других случаях стандартная торцевая фреза 45 ° может принести больше пользы.

Когда угол резания фрезы меньше 90 °, толщина осевой стружки будет меньше скорости подачи фрезы из-за утонения стружки. Угол резания фрезы будет иметь большое влияние на применяемую подачу на зуб.

При торцевом фрезеровании торцевая фреза с углом 45 ° сделает стружку тоньше. По мере уменьшения угла резания толщина стружки будет меньше подачи на зуб, что, в свою очередь, может увеличить скорость подачи до 1,4 раза по сравнению с исходной. Радиальная сила резания фрезы с главным наклоном 45 ° значительно снижена, что примерно равно осевой силе резания. Режущая нагрузка распределяется на более длинную режущую кромку. Обладает хорошей вибростойкостью и подходит для вылета шпинделя расточно-фрезерного станка.Более длительные случаи обработки. При обработке плоских поверхностей с помощью этого типа инструмента частота поломки лезвия низкая, а долговечность высокая; при обработке чугунных деталей края заготовки не склонны к выкрашиванию.

Диаметр стандартной торцевой фрезы со сменными пластинами составляет Φ16 ～ Φ630 мм. Диаметр фрезы следует выбирать в соответствии с шириной и глубиной фрезерования. Как правило, чем больше глубина и ширина перед фрезерованием, тем больше диаметр фрезы.При черновом фрезеровании диаметр фрезы фрезерного станка меньше; при чистовом фрезеровании диаметр фрезы больше, насколько это возможно, чтобы уместить всю ширину обработки детали и уменьшить следы соединения инструмента между двумя соседними подачами.

При торцевом фрезеровании больших деталей используются фрезы меньшего диаметра, что оставляет много возможностей для повышения производительности. В идеальном случае у фрезы должно быть 70% режущих кромок, задействованных в резании.При фрезеровании отверстий фрезой размер инструмента становится особенно важным. По сравнению с диаметром отверстия диаметр фрезы слишком мал, тогда в центре отверстия во время обработки может образоваться стержень. Падение сердечника может привести к повреждению обрабатываемой детали или инструмента. Если диаметр фрезы слишком большой, это приведет к повреждению самого инструмента и обрабатываемой детали, поскольку фреза не режет в центре и может столкнуться с нижней частью инструмента.

Еще один способ улучшить процесс фрезерования — оптимизировать стратегию фрезерования торцевой фрезой. При программировании фрезерования поверхности пользователь должен сначала учитывать способ врезания инструмента в заготовку. Обычно фреза просто врезается прямо в заготовку. Этот метод резания обычно сопровождается большим ударным шумом, потому что, когда пластина вынимается, фреза образует самую толстую стружку. Поскольку лезвие оказывает сильное воздействие на материал заготовки, оно часто вызывает вибрацию и создает растягивающее напряжение, которое сокращает срок службы инструмента.

Лучшим способом подачи является использование метода раскатки, то есть без снижения скорости подачи и скорости резания фреза врезается в заготовку. Это означает, что фреза должна вращаться по часовой стрелке, чтобы обеспечить фрезерование. Сформированная таким образом стружка бывает от толстой до тонкой, что может снизить вибрацию и растягивающее напряжение на инструменте, а также передать стружке больше тепла при резании. Изменяя способ, фреза каждый раз врезается в заготовку, срок службы инструмента может быть увеличен в 1-2 раза.Для достижения этого метода подачи программный радиус траектории инструмента должен составлять 1/2 диаметра фрезы и увеличивать расстояние смещения от инструмента до обрабатываемой детали.

Хотя метод прокатки и резания в основном используется для улучшения способа врезания инструмента в заготовку, тот же принцип обработки может быть применен и к другим этапам фрезерования. Для плоского фрезерования большой площади обычно используется метод программирования, когда инструмент проходит через всю длину заготовки один за другим и завершает следующий рез в противоположном направлении.Для поддержания постоянного радиального приема инструмента и устранения вибраций использование комбинации винтового нижнего ножа и углов заготовки для фрезерования обычно дает лучшие результаты.

Механики знакомы с шумом при резке, вызываемым вибрацией. Обычно это происходит, когда инструмент врезается в заготовку или когда инструмент делает резкий поворот на 90 ° во время еды. Валковое фрезерование углов заготовки может устранить этот шум и продлить срок службы инструмента. Как правило, угловой радиус заготовки должен составлять 75% -100% диаметра фрезы, что может сократить длину дуги фрезы и уменьшить вибрацию, а также позволить использовать более высокие скорости подачи.

Для продления срока службы инструмента при торцевом фрезеровании следует избегать использования инструмента как можно дальше от отверстия или прерывистой части заготовки (если возможно). Когда торцевая фреза проходит через середину отверстия в заготовке, фреза фрезеруется вдоль одной стороны отверстия, а обратное фрезерование выполняется на другой стороне отверстия, что оказывает сильное воздействие на пластину. . Этого можно избежать, пропустив отверстия и карманы при программировании траектории инструмента.

Все больше и больше производителей используют фрезы для обработки отверстий со спиральной или круговой интерполяцией. Хотя скорость обработки этого метода немного ниже, чем у сверления, он более выгоден для многих процессов. При сверлении отверстий на неровных поверхностях сверлу может быть трудно просверлить заготовку по центральной линии, что приведет к смещению сверла по поверхности заготовки. Кроме того, сверлу требуется около 10 лошадиных сил на каждые 25 мм отверстия, а это означает, что при сверлении на небольшом электроинструменте оптимальное значение мощности может быть не достигнуто.Также на некоторых деталях нужно обработать множество отверстий разного размера. Если емкость инструментального магазина ограничена, использование фрезерных отверстий позволяет избежать частой остановки станка из-за замены инструмента.

При фрезеровании отверстий фрезой размер инструмента становится особенно важным. Если диаметр фрезы слишком мал по сравнению с диаметром отверстия, во время обработки в центре отверстия может образоваться стержень. Падение сердечника может привести к повреждению заготовки или инструмента.Если диаметр фрезы слишком большой, это приведет к повреждению самого инструмента и обрабатываемой детали, поскольку фреза не режет в центре и может столкнуться с нижней частью инструмента.

Для продления срока службы инструмента при торцевом фрезеровании следует избегать расположения инструмента как можно дальше от отверстия или прерывистой части заготовки. Когда торцевая фреза проходит через середину отверстия в заготовке, фреза фрезеруется вдоль одной стороны отверстия, а обратное фрезерование выполняется на другой стороне отверстия, что оказывает сильное воздействие на пластину. .Этого можно избежать, пропустив отверстия и карманы при программировании траектории инструмента.

Выбирая подходящий угол фрезы, размер и метод подачи, инструмент может врезаться в материал заготовки с минимальной вибрацией и растягивающим напряжением, и знать, при каких обстоятельствах фрезерование отверстий более эффективно, чем сверление, а производители могут быть более эффективными, Недорогая обработка заготовок на изысканные детали.

Что такое твердосплавные фрезы?

Твердосплавные фрезы — это фрезы из твердого сплава.Чтобы понять фрезу из цементированного карбида, мы должны сначала узнать, что такое твердый сплав. В основе цементированного карбида лежит микронный порошок карбида (WC, TiC) из тугоплавкого металла высокой твердости с кобальтом (Co) или никелем (Ni). Молибден (Мо) представляет собой связующее и представляет собой продукт порошковой металлургии, спекаемый в вакуумной печи или печи восстановления водородом.

Классификация твердосплавных фрез

Твердосплавные фрезы в основном делятся на: твердосплавные фрезы | твердосплавные фрезы с прямым хвостовиком | полотна из твердосплавных пил фрезы | твердосплавные фрезы для шнеков | фрезы с разверткой для станков из твердого сплава | Твердосплавные концевые фрезы | Твердосплавные концевые фрезы

Применение фрезы твердосплавной

Твердосплавные фрезы обычно используются в обрабатывающих центрах с ЧПУ и гравировальных станках с ЧПУ.Его также можно загрузить на обычный фрезерный станок для обработки некоторых твердых и несложных материалов для термообработки.

1. Цилиндрическая фреза из твердого сплава: используется для обработки плоскости горизонтального фрезерного станка. Зубья распределены по окружности фрезы и делятся на прямые и спиральные зубья в соответствии с формой зуба. По количеству зубов различают два вида грубых и мелких зубов. Фреза со спиральными зубьями и крупными зубьями имеет небольшое количество зубьев, высокую прочность зуба и большое пространство для стружки, что подходит для черновой обработки; фреза с мелкими зубьями подходит для чистовой обработки.

2. Твердосплавная торцевая фреза: Используется для вертикального фрезерного станка, концевого фрезерного станка или портального фрезерного станка. Он имеет режущие зубья на торце и окружности, а также имеет крупные и мелкие зубья. Структура имеет три типа: интегральный тип, тип вставки и индексируемый тип.

3. Твердосплавная концевая фреза : используется для обработки канавок, ступенчатых поверхностей и т. Д., Зубья находятся на периферии и торцевых поверхностях и не могут подаваться в осевом направлении во время работы.Когда концевая фреза имеет зуб, проходящий через центр, ее можно подавать в осевом направлении.

4. Твердосплавная трехсторонняя фреза: используется для обработки различных канавок и поверхностей ступеней с зубьями с обеих сторон и по окружности.

5. Твердосплавные угловые фрезы: используются для фрезерования канавок под определенным углом. Существуют два вида фрез с одним и двумя углами.

6. Твердосплавный фрезерный станок для пильного полотна : используется для обработки глубоких канавок и резки деталей с большим количеством зубьев по окружности.Чтобы уменьшить трение во время фрезерования, с обеих сторон фрезы имеется вторичный наклон 15 ‘~ 1 °. Кроме того, существуют фрезы для шпоночных пазов, фрезы «ласточкин хвост», фрезы для Т-образных пазов и различные формовочные фрезы.

Купите стальной пруток, который может рекламироваться в журнале «Инструментальная промышленность»

Твердосплавная фреза Метод фрезерования

Направление фрезерования твердосплавной фрезы относительно заготовки и направление вращения фрезы в основном представляют собой следующие два метода фрезерования:

Первый — подрубочный.Направление вращения фрезы такое же, как и направление подачи резания. В начале резания фреза прикусывает заготовку и отрезает последнюю стружку.

Второй вид — поднятое фрезерование. Направление вращения фрезы противоположно направлению подачи резания. Перед началом резки фреза должна скользить по заготовке. Толщина резки начинается с нуля, а толщина резки достигает конца резки.максимум.

При фрезеровании сила резания прижимает заготовку к столу, а сила резания заставляет заготовку покидать стол во время фрезерования снизу вверх. Поскольку режущий эффект при фрезеровании вниз является наилучшим, обычно предпочтительнее резание вниз. Только когда у станка есть проблема с зазором резьбы или если есть проблема, которая не может быть решена с помощью нисходящего фрезерования, рассматривается восходящее нарезание.

Каждый раз, когда фрезерная пластина из твердого сплава входит в режущую кромку, режущая кромка подвергается ударной нагрузке, которая зависит от поперечного сечения стружки, материала заготовки и типа резания.В идеале диаметр фрезы должен быть больше ширины заготовки. Центральная линия фрезы всегда должна быть немного отделена от средней линии заготовки. Когда инструмент помещается напротив центра резания, легко образуются заусенцы. Направление радиальной силы резания будет непрерывно меняться по мере того, как режущая кромка входит и выходит из зоны резания. Шпиндель станка может вибрировать и выйти из строя. Лезвие может сломаться, а обработанная поверхность будет шероховатой.Твердосплавная фреза будет немного смещена по центру, и направление силы резания больше не будет колебаться, фреза получит предварительный натяг.

Обслуживание фрезы твердосплавное

Когда осевая линия фрезы из твердого сплава и линия кромки заготовки совпадают или приближаются к линии кромки заготовки, ситуация будет очень серьезной, оператор должен выполнить соответствующие работы по техническому обслуживанию оборудования:

1. Проверьте мощность и жесткость станка, чтобы убедиться, что на станке можно использовать фрезу требуемого диаметра.

2. Вылет инструмента на шпинделе должен быть как можно короче, что снижает влияние оси фрезы и положения заготовки на ударную нагрузку.

3. Используйте правильный шаг фрезерования, подходящий для этого процесса, чтобы не было слишком много лезвий для одновременного зацепления с заготовкой и возникновения вибрации во время резки. С другой стороны, убедитесь, что имеется достаточно лезвий при фрезеровании узких заготовок или фрезерных полостей. Зацепляется с заготовкой.

4. Убедитесь, что подача на лезвие используется для достижения правильных результатов резания, когда стружка достаточно толстая, чтобы уменьшить износ инструмента. Индексируемая пластина с положительной формой канавки обеспечивает плавные результаты резания и низкую мощность.

5. Используйте фрезу, диаметр которой соответствует ширине заготовки.

6. Используйте правильный угол подъема.

7. Правильно установите фрезу.

8. Используйте смазочно-охлаждающую жидкость только при необходимости.

9. Соблюдайте правила обслуживания и ремонта инструмента и следите за износом инструмента.

Правильное обслуживание твердосплавных фрез может продлить срок службы инструмента и повысить эффективность работы.

Выбор твердосплавных фрез

Фрезерование нержавеющей стали, за исключением концевых фрез и некоторых концевых фрез и карбида в качестве материалов для фрез, все другие типы фрез изготовлены из быстрорежущей стали, особенно вольфрам-молибденовая и быстрорежущая сталь с высоким содержанием ванадия, имеют хороший эффект, долговечность инструмента может быть в 1-2 раза выше, чем W18Cr4V.Для изготовления фрез из нержавеющей стали подходят марки твердых сплавов YG8, YW2, 813, 798, YS2T, YS30, YS25 и т. Д.

Эффект распылительного охлаждения является наиболее значительным, что может увеличить срок службы фрезы более чем на один раз; если он охлаждается обычной 10% эмульсией, поток СОЖ должен быть достаточно охлажден. При фрезеровании твердого сплава твердосплавной фрезой возьмите Vc = 70 ～ 150 м / мин, Vf = 37,5 ～ 150 мм / мин и настройте его в соответствии с маркой сплава и материалом заготовки.

Нержавеющая сталь обладает прочной адгезией и плавлением, а стружка легко прилипает к режущей кромке фрезы, что ухудшает условия резания. Когда выполняется фрезерование, режущая кромка сначала скользит по закаленной поверхности, что увеличивает склонность к деформационному упрочнению; удар во время фрезерования. Вибрация велика, поэтому лезвие фрезы легко выкрашивается и изнашивается.

При фрезеровании нержавеющей стали режущая кромка должна быть острой и выдерживать удар, а карман для стружки должен быть большим.Могут использоваться фрезы с большим винтом под углом (цилиндрические фрезы, концевые фрезы). Угол наклона винта b увеличивается с 20 ° до 45 ° (gn = 5 °), а стойкость инструмента может быть увеличена более чем в 2 раза, поскольку фреза в это время работает. Передний угол g0e увеличивается с 11 ° до более 27 °, и фрезерование происходит легко. Однако значение b не должно быть большим, особенно концевая фреза должна иметь b ≤ 35 °, чтобы не ослабить зубья.

Труба из нержавеющей стали или тонкостенные детали обрабатываются концевой фрезой с волновой кромкой, резка легкая, вибрация мала, стружка хрупкая, а заготовка не деформируется.Высокоскоростное фрезерование твердосплавными концевыми фрезами и фрезерование нержавеющей стали концевыми фрезами со сменными пластинами дало хорошие результаты.

Фрезерование 1Cr18Ni9Ti серебряными концевыми фрезами с геометрическими параметрами gf = 5 °, gp = 15 °, af = 15 °, ap = 5 °, kr = 55 °, k′r = 35 °, g01 = -30 °, bg = 0,4 мм, re = 6 мм, когда Vc = 50 90 м / мин, Vf = 630 ～ 750 мм / мин, a′p = 2 ～ 6 мм и величина подачи на зуб достигает 0,4 ～ 0,8 мм, усилие фрезерования уменьшается. Меньше от 10% до 15%, мощность фрезерования снижается на 44%, а эффективность значительно повышается.Принцип заключается в том, что отрицательная фаска шлифуется на основной режущей кромке, а наросты искусственно создаются во время фрезерования, чтобы ее можно было разрезать вместо режущей кромки. Передний угол gb нароста может достигать 20 ~~ 302 из-за угла опережения. Эффект заключается в том, что нарост создается за счет усилия, создаваемого на передней поверхности, параллельной режущей кромке, и становится вспомогательной. стружки, тем самым отводя тепло резания и снижая температуру резания.

При фрезеровании нержавеющей стали ее следует обрабатывать таким же способом, насколько это возможно.Асимметричный метод поперечного фрезерования может гарантировать, что режущая кромка плавно отрезается от металла, а площадь контакта стружки мала, и ее легко разбить под действием высокоскоростной центробежной силы, чтобы стружка ударялась о переднюю поверхность при повторном врезании зуба в заготовку. Отслаивание и скалывание увеличивают долговечность инструмента.

Материалы из нержавеющей стали широко используются при механической обработке, фрезеровании, сверлении и нарезании резьбы.Но поскольку нержавеющая сталь имеет характеристики, отличные от других обычных материалов, обработка нержавеющей стали стала большой проблемой для технических специалистов!

Проверьте наши концевые фрезы и многие другие твердосплавные режущие инструменты !