Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фрезы для ЧПУ, виды, сфера применения

Фрезы для ЧПУ, виды, сфера применения

Сегодня для обработки самых сложных поверхностей применяются специальные станки, оборудованные числовым программным управлением. Их важнейшей составляющей являются различные виды фрез. При помощи такого режущего инструмента на станке можно проводить обработку деталей с самыми сложными поверхностями.

  • Типы фрез
  • Сфера применения
  • Классификация фрез с учётом материала детали
  • Как правильно выбрать фрезу
  • Как заточить фрезу
  • Заключение

Любая фреза крепится в шпиндель станка. Благодаря её большой скорости вращения, выполняется обработка детали. Кромка инструмента касается заготовки, происходит удаление обрабатываемого материала.

Общие сведения

Фрезы для проведения различных видов обработки отличаются формами режущих кромок и способами заточки. Затылованные имеют криволинейную форму и фронтальную заточку; применяются они в работе с профилями. Остроконечные с прямым профилем используются при сверлении; их заточка производится по фронтальным или задним сторонам. Существуют фрезы с двумя режущими кромками. Такая конструкция позволяет сделать инструмент и обработку дешевле, увеличить скорость работы и улучшить качество готового изделия.

Со временем режущая кромка инструмента тупится и стирается. Во избежание частой замены фрезы производят из высокопрочных сплавов с длительным сроком службы.

Руководство по ЧПУ фрезам

В данной статье даётся представление о фрезах, использующихся на фрезерных станках с ЧПУ в различных ситуациях.

Концевые фрезы


Концевые фрезы

Самыми распространёнными являются концевые фрезы. Концевые фрезы принадлежат к группе режущего инструмента, используемуего в промышленном фрезеровании и отличающегося от других фрез областью применения, геометрией рабочей поверхности, креплением в шпинделе фрезерного станка и способами производства.

Карбид вольфрама или быстрорежущая сталь?

Обычно материалы, из которого изготавливаются концевые фрезы — это карбид вольфрама (они называются твердосплавные) или быстрорежущая сталь, но попадаются и экзотические варианты, такие как сплавы порошковых металлов. Для цехов с промышленными масштабами производства, вопрос выбора того или иного материала обычно не стоит — повсеместно используется твердосплавные, т.е. карбид-вольфрамовые, так как бытует мнение, что они универсальны, и в целом — лучше во всех аспектах. Тем не менее, оказывается, что всё зависит от обрабатываемого материала, а также от максимальной скорости вращения шпинделя станка и некоторых других параметров. Если вы работаете с более мягкими материалами, такими как алюминий, а скорость шпинделя не способна достичь рекомендуемых скоростей для твердосплавной фрезы по алюминию, то возможно более рациональным было бы использование концевых фрез из быстрорежущей стали. Для концевых фрез с диаметром от 15 мм и больше, при использовании в небольших станках со скоростью шпинделя не превышающей 6000 об/м, для резки алюминия рекомендуется быстрорежущая сталь, а для фрез более маленьких диаметров — твердосплавные. Это не только позволит избежать крупных затрат на большие концевые фрезы, но и также сохранит жесткость мелких концевых фрез на необходимом уровне.

Размеры

Концевые фрезы бывают различных размеров, как в метрической, так и в дюймовой системах. Существуют и микро-фрезы для обработки чрезвычайно малых деталей. Допуски на диаметр для большинства концевых фрез зачастую имеют некоторый разброс. Если ваши работы требуют повышенной точности, то скорее всего потребуется сделать пробный срез для определения точного диаметра концевой фрезы. Естественно, можно измерить её и непосредственно с помощью, например, микрометра, но пробный срез тест является наиболее надёжным способом.


Микро-фреза

Число зубьев фрезы.

Количество зубьев на концевой фрезе — важный показатель, и зависит от материала, который вы хотите обрабатывать и возможностей вашего станка. Наиболее распространенные варианты — 2, 3 или 4-зубые фрезы. К примеру, не стоит брать фрезу с более чем тремя зубьями для работ по алюминию. Алюминий даёт крупную стружку, которая склонна намертво забивать канавки фрезы даже на умеренных скоростях обработки. Канавки в 2-х и 3-х зубых фрезах имеют достаточный зазор и удобны для работ с алюминием. Для большинства же других материалов использование 4-х зубых фрез является общеприменяемым стандартом. Увеличение количества зубьев является своего рода «умножителем скорости шпинделя». Для данной скорости вращения шпинделя 4 зубой фрезой можно работать в два раза быстрее 2-х зубой, и это, как правило, даст более гладкую поверхность. Также существует немало других разновидностей, встречающихся реже. Концевые фрезы с более чем 4-мя зубьям отлично подходят для повышения производительности работы с жесткими материалами, такими как титан, где оборотов шпинделя зачастую просто нехватает.


Однозубая концевая фреза

Для подбора необходимой фрезы можно воспользоваться специальной программой

Центрорежущая или нет?

Большинство 2- и 3-х зубых концевых фрез являются центрорежущими. Некоторые 4-х зубые фрезы не являются. Центрорежущую концевую фрезу можно погружать прямо в материал. Нецентрорежущие фрезы посередине имеют паз, без режущей кромки, так что ход погружения в материал сильно ограничен:


Центрорежущая слева, нецентрорежущая справа.

Единственным преимуществом нецентрорежущих фрез является их невысокая стоимость. Говоря о стоимости, можно приобрести как двусторонние так и односторонние концевые фрезы, одна двусторонняя стоит гораздо дешевле двух односторонних. Но не все станки имеют возможность использования двусторонних фрез.


Двусторонняя концевая фреза

О рабочей длине.


Рабочая длина

Чем длиннее рабочая часть, тем меньше жесткость инструмента. Если фрезой с длинной рабочей частью работать довольно агрессивно, то это будет вызывать изгиб, который может привести к поломке инструмента. Схематически его можно изобразить следующим образом:

Читать еще:  Особенности и способы самостоятельной заточки цепи бензопилы


Изгиб фрезы

Таким образом можно сделать вывод, что следует отдавать предпочтение фрезам с короткой рабочей частью, пользуясь длинными лишь в тех случаях, когда нет другого выбора.

Покрытия концевых фрез

Хорошее покрытие может резко увеличить производительность работы концевой фрезы, и срок ее службы. Существует много покрытий, как повсеместно распространённых, так и весьма экзотических, и дорогих. Большинство из этих покрытий называются согласно их химическим составам, как-то:

  • Концевые фрезы с покрытием из титрида титана и алюминия (AlTiN), которое создается с использованием техпроцесса осаждения реагентов при помощи катодной дуги;
  • TiN (базовое покрытие с желтоватым цветом, которое в последнее время ушло из широкого использования);
  • TiCN (популярное голубовато-серое покрытие);
  • TiAlN и AlTiN (чрезвычайно популярное темно-фиолетовое покрытие);
  • TiAlCrN, AlTiCrN и AlCrTiN (покрытие на основе поликристаллических алмазов (PCD)).

Достижения в области разработки передовых покрытий для концевых фрез делаются ежегодно. Во многих мастерских премиум-класса уже используются инструменты с покрытием из аморфных и нанокомпозитных поликристаллических алмазов (PCD). Использование концевых фрез с покрытием или без зависит от отношения экономических выгод последних к технологическим преимуществам первых.

Геометрия концевых фрез

Производительность фрезы может зависеть как от типа покрытия, так и от геометрии. Сейчас серийно выпускается великое множество фрез самой разнообразной формы, но некоторые решения весьма спорны. Для стандартных задач скорее стоит выбрать проверенные временем классические торцевые фрезы, оставив фрезы причудливых форм для любителей поэкспериментировать.

Черновые концевые фрезы

Черновые концевые фрезы, такие как представленная на изображении выше, имеют маленькие зубцы на зубьях, которые называют фрезами со стружколомом. Эт зубцы служат для следующих целей: во первых они размельчают стружку, что позволяет легче убрать её из отверствия, во вторых уменьшают вибрацию и стабилизируют. Черновые концевые фрезы стоят не очень дорого и могут дать ощутимый прирост производительности.

Сферические концевые фрезы

До сих пор мы говорили о концевых фрезах, в основном использующихся для обработки плоских поверхностей, и в подавляющем большинстве случаев этого бывает достаточно, но для 3D-обработки придётся использовать сферические концевые фрезы.


Для пресс-формы часто необходима 3D-обработка

Сферические (концевые) фрезы создают воронки с определенным радиусом или углубления. Также с помощью таких фрез можно формировать выступы, т.е. рельефы произвольной формы. Такой инструмент представлен с 2, 3, 4 или шестью зубцами. Профиль резца представлен в сферической форме. Угол сферической территории режущей части равняется 180 градусам. Модели производятся с углом точно в 180 градусов. Для ликвидации стружки на фрезе есть канавки в виде спирали.


Сферическая фреза

Формирование гребенчатых выступов с помощью сферической фрезы

Фрезы концевые с механическим креплением твердосплавных пластин (наборные фрезы)

Большие цельные концевые фрезы могут срезать много материала, но их прозводство весьма затратно. Вместо них в целях экономии был разработан инструмент с механическим креплением сменных твердосплавных пластин. В рамках данной статьи ограничимся цельными концевыми и торцевыми фрезами такого рода.

Для эффективной черновой работы удобно иметь сборную фрезу со сменными пластинами с диаметром от 15 мм до 20 мм. Это та граница, где покупать и использовать обычные цельные концевые фрезы становится невыгодно, но он достаточно мал, чтобы после черновой обработки сборной фрезой можно было быстро дообработать заготовку цельными концевыми фрезами меньшего диаметра. Так или иначе, всегда придётся идти на компромисс между скоростью работы, стоимостью инструмента и качеством итогового изделия.


Типичная торцевая фреза с механическим креплением сменных твердосплавных пластин

Фрезы для обработки фасок, конические граверы, и другие специальные инструменты


Фрезы для обработки фасок

В технических, технологических целях нередко используется фаска — это скос кромки по торцам материала. В первую очередь она нужна для снижения опасности получения травм об острые кромки изделия, а также для облегчения монтажа. Фаска выполняется под разными углами, значения которых определяются конструктивными целями. Самый распространенный угол равняется 45°. Обязательное фрезерование фасок делается на торцах цилиндрических валов, отверстиях, корпусных деталей. Обработку фасок, V-образных прорезей, поднутренних фасок, снятия фасок для сварки и удаление заусенцев ведут с помощью небольших концевых торцевых, длиннокромочных и специальных фасочных фрез. Обычно эту операцию удобнее всего выполнять на настольных фрезерных станках с ЧПУ, с использованием специальных программ и автоматической сменой инструмента. Не составит большого труда сделать фаску на 4-х и 5-осных мини фрезерных станках, у которых есть возможность вращения не только шпинделя, но и заготовки.


Фреза для скругления кромок и углов

Фрезы для скругления кромок используются, чтобы вместо фаски получить закругление определённого радиуса. Но зачастую из-за вибраций и допусков хода инструмента получить ровную закруглённую кромку без зазубрин несколько сложнее, чем получить фаску.


Конический гравер

Конические граверы используются в основном для гравировки. С помощью такого инструмента можно обрабатывать мельчайшие детали штампов, и выгравировать надписи замысловатым шрифтом или рисунки


Развёртки

Развертки — режущий инструмент, который позволяет быстро и эффективно обработать отверстия, убедитьcя, что они круглые, и вообще получить его конкретный диаметр с достаточно высокой точностью

Виды фрез для станков с ЧПУ

Стандартная фреза представляет собой режущий инструмент, устанавливаемый на шпиндельную бабку станка. Обработка материала происходит методом вращения – кромка инструмента соприкасается с деталью, в результате чего происходит удаление части материала. Это приводит к формированию углублений требуемой конфигурации.

Читать еще:  Станок токарный металлообрабатывающий настольный Корвет 402

Существует определенная классификация фрез, предназначенных для установки на оборудование с числовым программным управлением. Выбор зависит от типа выполняемой операции, требований к материалу изготовления инструмента, конфигурации, а также параметра износоустойчивости.

По типу обработки

Одним из определяющих критериев выбора фрез для станка с ЧПУ является способ ее установки и принцип изменения конфигурации заготовки. В зависимости от этого показателя режущие инструменты делятся на:

  • концевые. С их помощью можно осуществлять обработку заготовки во всех направлениях. По форме они напоминают стандартные сверла и имеют несколько режущих кромок;
  • торцевые. Представляют собой цилиндрические конструкции с режущими элементами, расположенными на торцах. Применяются для обработки плоских поверхностей заготовок;
  • дисковые. Предназначены для формирования пазов и выемок. За один проход могут делать несколько операций в зависимости от количества и месторасположения режущих кромок;
  • угловые. Область назначения – обработка углов изделий. Для повышения производительности и функциональности могут иметь две режущие части, которые располагаются под различными углами относительно друг друга;
  • фасонные. Относятся к разряду специальных инструментов для формирования кромок сложной формы.

Концевые конструкции применимы для осуществления сложной обработки деталей. Их могут использовать для формирования канавок нужной формы на поверхности деревянных, стальных и полимерных изделий.

Наиболее распространенная область применения торцевых фрез – деревообработка. С их помощью можно делать паз-шип на торцевых и лицевых плоскостях заготовки с достаточно большой точностью.

По сфере применения

Следующим важным моментом является определение области применения режущего инструмента. Зачастую фрезы имеют специализированное назначение. В особенности это касается промышленных станков с ЧПУ. Для комплектации оборудования класса «Хобби» используют стандартные типы режущих инструментов. Но и в этом случае бывают исключения.

Согласно общей классификации фрезы разделяют на следующие классы по сфере применения:

  • грубая обработка. К ним относятся операции по снятию слоя, формированию первичной формы, резка и раскрой;
  • высверливание канавок. С помощью этого инструмента делают бороздки, пазы, впадины и подобные им углубления;
  • обработка угловых плоскостей и кромок на поверхности заготовок;
  • чистовая обработка. Они предназначены для создания углублений сложной формы и конфигурации. Дальнейшие операции по обработке заключаются только в очистке детали и удалению заусенец;
  • формирование художественных узоров.

Одним из преимуществ использования станков с ЧПУ является возможность установки фрез нескольких типов для полной автоматизации процесса обработки материалов. Так, сначала может удаляться черновой слой материалов, затем происходит формирование первичного паза (канавки, отверстия), а затем – заключительный этап чистовой отделки изделия.

Художественное фрезерование заключается в изготовлении сложных 3-D рисунков, формирования элементов из дерева или металла, которые не несут практической нагрузки, а выполняют лишь эстетические функции.

По материалу обработки

Это один из важнейших параметров выбора режущего инструмента. Он напрямую зависит от материала изготовления фрезы, ее конфигурации и технических качеств. В зависимости от свойств обрабатываемой детали фрезы разделяются на следующие типы:

  • для работы по дереву;
  • для обработки металлических изделий и заготовок из цветных металлов;
  • предназначенные для формирования конфигурации изделий из полимеров.

Необходимо помнить, что фрезы по дереву или полимерам не могут быть применены для обработки металлических изделий.

Как выбрать фрезу для фрезерного станка ЧПУ?

Выбор инструмента начинается с типа и диаметра хвостовика – он должен соответствовать конусу шпинделя и диаметру цанги. Скоростная и высокопроизводительная обработка на станках с ЧПУ требует прочного инструмента из быстрорежущей стали.

Назначение и поставленные задачи

Фрезы для ЧПУ классифицируются по производимым технологическим операциям:

  • черновая обработка;
  • вырезание канавок, бороздок, впадин и пазов;
  • чистовая обработка углов с торцов;
  • финишная обработка всей поверхности;
  • создание объемных рисунков.

Обдирка осуществляется многолезвийным инструментом с прерывистым лезвием, расположенным по спирали. Вырезание канавок и пазов осуществляется цилиндрическим и фигурным инструментом, по форме и размерам, соответствующему конфигурации выборки.

Финишная обработка производится твердосплавным многолезвийным инструментом с режущими кромками по разным плоскостям. Рисунки создают фрезами с конусным торцом по типу сверла. Лезвия спиральные, 2–4 шт.

Правила работы с материалом

В рекламном производстве для раскроя мягкого дерева, пластика, применяют цилиндрические фрезы с одной спиральной режущей кромкой. При обработке этих материалов образуется крупная стружка. При большем количестве лезвий, она будет забивать канавки, и ломать инструмент. Дерево твердых пород, фанера и древесные плиты обрабатываются двухлезвийными инструментами.

Скоростная фрезеровка жестких и хрупких материалов производится фрезами с 2 и более лезвиями. Дробление стружки и ее вывод из зоны реза обеспечивают специальные канавки с увеличенной глубиной. Для получения чистого реза по дереву и мягким материалам, используют двухлезвийную спиральную фрезу. Благодаря симметричному расположению режущих кромок, возникающие при резе напряжения компенсируют друг друга.

При раскрое дерева, фанеры и других волокнистых материалов, на поверхности реза образуется ворс. Получить чистую гладкую поверхность можно, используя фрезы с левой спиралью. При вращении вправо, стружка удаляется вниз, волокна срезаются ровно, не «распушиваясь».

Фрезы разных типов и конфигураций увеличивают количество операций, производимых на фрезерном станке по дереву, превращают его в многофункциональное оборудование. Специалист, серьезно занимающийся изготовлением мебели и деревянных поделок, имеет в своем запасе большое количество различного инструмента. Он быстро и качественно вырезает любые элементы деталей.

Разновидности лезвий

Виды фрез для фрезера по дереву также различаются по типу лезвий. Они бывают быстрорежущими (маркировка: НМ) и твердосплавными (маркировка HSS). Первый вариант отлично подходит для работы с мягкими сортами дерева, а второй — для твердых разновидностей древесины.

Читать еще:  Рекомендации по выбору абразивного инструмента

Лезвия могут быть расположены вертикально либо же под наклоном. Наклонный тип лезвий дает возможность аккуратно срезать слой дерева, не допустив сколы по краям. Вертикальные лезвия рубят пиломатериал.

Обладает одной режущей гранью с наклонной заточкой. Позволяет обрабатывать пластик, акрил, ПВХ. В основе применения такой фрезы – высокоскоростная обработка.

Обладает двумя режущими кромками со скругленной формой зуба. Такая фреза нашла свое применение в обработке 3D-объектов, где есть много небольших деталей. Благодаря низкой вибрации, получается гладкая поверхность у обрабатываемой заготовки. При фрезеровке дерева получается полированная поверхность.

В заключении этой темы, можно лишь отметить, что новые технологии также применимы для фрез для станков с ЧПУ. Также, нужно бережно относится к фрезам, используемым на станках с ЧПУ – их хранить желательно в специальном кейсе, дабы не испортить этот инструмент.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Физическое лицо
  • Статус: Выполнено
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 30.10.2014
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: какие типы фрез применяются на станках с ЧПУ

Похожие материалы (по тегу)

  • Сферические фрезы для цветных металлов

Медиа

14 комментарии

  • КомментироватьПятница, 05 Декабрь 2014 14:37 написал Смирнов Антон

Интересный материал, не знал что такие точные твердосплавные фрезы бывают.

Для фрез для станков с ПУ очень важно устанавливать их в патрон с минимальным биением. Я всегда после зажима в цанге, проверяю, что бы было не больше сотки

Сферические фрезы для ЧПУ чаще используют на 4-5 координатных станках, для получения более гладкой и сложной поверхности

Уточню автора, одно заходная фреза применяется там где нет переменных нагрузок, т.е. материал достачтоно вязких чтобы не вызывать колебания инструмента при обработке. Это связано с тем что при симметричном расположении зубьев когда один зуб уже режет второй, как правило, заканчивает резать и перепады вибраций уменьшаются

Фрезы ЧПУ имеющие режущую частью в виде рыбьего хвоста при фрезеровании насквозь предотвращают появление на обработанной поверхности неровностей, сколов, заусенцев.

Если у Вашего станка нет подвода СОЖ в зону резания но нужно изготовить к примеру алюминий, то в этом случае можно применить аэрозоль ВД-40, но внимательно слушайте звук при обработке, фреза при таком способе не умрет мгновенно и качество обработки будет удовлетворительным.

При обработке титана фрезой по титану при невозможности подводу СОЖ лучше уменьшать время обработки, но при этом не уменьшать глубину резания, т.к. это приведет к быстрому износу фрезы

Советую выбирать фрезы для ЧПУ из твердого сплава, желательно не советского производства. Современные твердые сплавы имеют значительную возможность работы при высоких температурах и не лопаться. В случае если произойдет столкновение, но не глубокое, то они смогут незначительно прогнуться под нагрузкой возможно спася шпиндель станка

Да современные твердые сплавы позволяют фрезеровать одной фрезой значительно больше времени, чем позволяли фрезы советского производства

Особенно радует, что при производстве фрез сейчас требуют биение режущий кромки относительно хвостовика не более 0,01 мм, в место как раньше относительно технологических центров

Да согласен за последнее лет 15 качество режущего инструмента резко выросло

При нынешнем массовом использовании станков с ЧПУ очень полезная статья

Часто пользуемся концевыми двухзаходными фрезами, не знал что так много отличий по способу применения в зависимости от геометрии

да двузаходные пфрезы почти универсальны при черной обработке или в случае исли выход стружки затруднен

Вид обработки: чистовая или черновая?

Как правило, черновая обработка связана со значительным съемом материала. При этом, к чистоте получаемых поверхностей не предъявляются высокие требования. Для эффективной черновой фрезеровки применяются как фрезы с плоским торцом (EndMill), так и со сферическим (BallNose). Черновой инструмент должен обеспечивать высокую скорость выборки, а значит его размеры должны быть ограничены только размерами самых малых элементов (полостей или выступов) на заготовке.

Для чистовой обработки требуется фреза, которая при обработке формирует гладкие поверхности. В зависимости от геометрии детали, здесь так же применяются EndMill или BallNose фрезы.

Отдельно нужно сказать о фрезах для 3D обработки. В этой группе есть и универсальные фрезы, способные вести и черновую и чистовую обработку. Как правило, это V-образные фрезы со сферическим окончанием.

Чем больше режущих кромок имеет фреза, тем большая скорость подачи для нее доступна, а значит меньше времени требуется на обработку детали.

Считается, что для большинства задач подходят двухзаходные фрезы. Они имеют высокие показатели и скорости обработки и чистоты получаемых поверхностей.

Возможности фрез

Как уже было сказано выше, с помощью данного инструмента можно обрабатывать почти все виды материалов, начиная от дерева и заканчивая металлами и сплавами. Также вы сможете обработать сталь, чугун, медь и другие материалы.

На сегодняшний день станки с Числовым Управлением обладают отличной эргономичной конструкцией, высокой безопасностью, датчиками, которые контролируют скорость, с которой вращается фреза. Поэтому если вы правильно выберете и своевременно будете затачивать режущий инструмент, то это позволит вам работать с максимальной отдачей и высокой точностью.

Таким образом вы сможете придать детали необходимую и точную форму.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×