iCNC > Блог > Фрезерование торцевыми фрезами

Фрезерование торцевыми фрезами

27.07.2015

933480221_7

С целью обес­пе­че­ния пре­дель­но высо­ко­го каче­ства и при этом высо­кой про­из­во­ди­тель­но­сти метал­ло­об­ра­бот­ки при мини­маль­ных мате­ри­аль­ных затра­тах во вре­мя фре­зер­ной обра­бот­ки нуж­но обра­тить вни­ма­ние на нема­лое коли­че­ство тео­ре­ти­че­ских и прак­ти­че­ских аспек­тов, о кото­рых мы пого­во­рим в рам­ках этой ста­тьи.

Пер­вым делом сле­ду­ет опре­де­лить­ся с типом обра­бот­ки, то есть пла­ни­ру­е­те ли Вы выпол­нить чер­но­вую обра­бот­ку фре­зе­ро­ва­ни­ем, или же финаль­ное фре­зе­ро­ва­ние. Что каса­тель­но чер­но­вой обра­бот­ки, то на этом эта­пе точ­ность раз­ме­ров не игра­ет осо­бо­го зна­че­ния. В зави­си­мо­сти от типа пла­ни­ру­е­мой обра­бот­ки будет зави­сеть выбор инстру­мен­та, а так­же режи­мов рабо­ты ста­ноч­но­го обо­ру­до­ва­ния. Ниже мы рас­смот­рим все наи­бо­лее важ­ные фак­то­ры, кото­рые обя­за­тель­но сто­ит при­ни­мать во вни­ма­ние с целью обес­пе­че­ния мак­си­маль­но эффек­тив­но­го тор­це­во­го фре­зе­ро­ва­ния.

Немного о тонкостях выбора корпуса торцевой фрезы

Цена на кор­пус тор­це­вой фре­зы от зару­беж­но­го про­из­во­ди­те­ля диа­мет­ром до 100 мил­ли­мет­ров может пре­вы­шать 20 000 руб­лей, поэто­му к его выбо­ру сто­ит подой­ти с пол­ной ответ­ствен­но­стью, посколь­ку в про­тив­ном слу­чае мож­но попро­сту лишить­ся сво­их денег. Одним из самых базо­вых пара­мет­ров любой тор­це­вой фре­зы явля­ет­ся шаг пла­стин. Рас­смот­рим более деталь­но ситу­а­цию на про­стом при­ме­ре: допу­стим, у тор­це­вой фре­зы диа­мет­ром в 100 мил­ли­мет­ров с круп­ным шагом может иметь­ся пять пла­стин, сред­ним 9 пла­стин, а круп­ным и вовсе 11. Дело в том, что коли­че­ство пла­стин того или ино­го раз­ме­ра для фрез раз­но­го диа­мет­ра может раз­нить­ся в зави­си­мо­сти от про­из­во­ди­те­ля, а так­же кон­струк­тив­ных осо­бен­но­стей само­го режу­ще­го инстру­мен­та. Если про­из­во­дить чер­но­вую обра­бот­ку на стан­ке, обла­да­ю­щем невы­со­ки­ми пока­за­те­ля­ми жест­ко­сти, то силы реза­ния во вре­мя обра­бот­ки могут спро­во­ци­ро­вать появ­ле­ние чрез­мер­ных виб­ра­ций, кото­рые в свою оче­редь при­ве­дут к умень­ше­нию стой­ко­сти инстру­мен­та. В след­ствие это­го рабо­чие части фре­зы могут начать кро­шить­ся, что при­ве­дет к ее быст­ро­му изно­су и зна­чи­тель­ным повре­жде­ни­ям кор­пу­са само­го режу­ще­го инстру­мен­та.

При усло­вии при­ме­не­ния фрез с доволь­но боль­шим шагом появ­ля­ет­ся воз­мож­ность зна­чи­тель­но пони­зить удель­ную мощ­ность стан­ка и даже силы реза­ния. Тако­го типа фре­зы раци­о­наль­нее все­го исполь­зо­вать во вре­мя про­ве­де­ния чер­но­вой обра­бот­ки на стан­ках, кото­рые обо­ру­до­ва­ны шпин­де­ля­ми с кону­са­ми 30 и 40 мил­ли­мет­ров.

Исполь­зо­ва­ние фрез с более круп­ным шагом наи­бо­лее оправ­да­но при рабо­те с мате­ри­а­ла­ми, даю­щи­ми во вре­мя обра­бот­ки круп­ную слив­ную струж­ку. Посколь­ку в таком слу­чае места для раз­ме­ще­ния струж­ки будет доста­точ­но мно­го, исклю­ча­ет­ся веро­ят­ность ее вто­рич­но­го про­ре­за­ния фре­зой во вре­мя финаль­ной обра­бот­ки.

frezi_torzevie

Во вре­мя обра­бот­ки финиш­но­го фре­зе­ро­ва­ния зна­чи­тель­но сни­жа­ет­ся глу­би­на реза и пода­ча на зуб, посколь­ку на дан­ном эта­пе нет необ­хо­ди­мо­сти исполь­зо­вать всю доступ­ную мощ­ность стан­ка, что поз­во­ля­ет эффек­тив­но при­ме­нять фре­зы с мел­ким шагом пла­стин. Сто­ит отме­тить, что уве­ли­че­ние коли­че­ства пла­стин поз­во­ля­ет обра­ба­ты­вать заго­тов­ку с боль­шей минут­ной пода­чей сто­ла, одна­ко при этом пока­за­тель пода­чи на зуб оста­ет­ся мини­маль­ным. Про­бле­мы с раз­ме­ще­ни­ем струж­ки во вре­мя финиш­но­го фре­зе­ро­ва­ния воз­ни­ка­ют крайне ред­ко, посколь­ку реза­ние про­ис­хо­дит на неболь­шой глу­бине.

Выбираем пластины

Сде­лать пра­виль­ный выбор пла­стин мож­но толь­ко при усло­вии взя­тия во вни­ма­ние типа обра­бот­ки. В неко­то­рых слу­ча­ях целе­со­об­раз­нее все­го исполь­зо­вать шли­фо­валь­ные пла­сти­ны, кото­рые име­ют боль­шую точ­ность и остро­ту рабо­чей режу­щей поверх­но­сти, а в неко­то­рых слу­ча­ях намно­го эффек­тив­нее исполь­зо­вать нешли­фо­ван­ные пла­сти­ны. Если нуж­но про­ве­сти чер­но­вое фре­зе­ро­ва­ние, то реко­мен­ду­ет­ся при­ме­нять нешли­фо­ван­ные пла­сти­ны, пото­му что их рабо­чая кром­ка осна­ще­на спе­ци­аль­ной фас­кой, при­да­ю­щей ей пре­дель­ную проч­ность во вре­мя обра­бот­ки заго­то­вок на боль­шой глу­бине вре­за­ния. Сто­ит обра­тить Ваше вни­ма­ние, что цена таких пла­стин намно­го ниже, неже­ли шли­фо­ван­ных. В боль­шин­стве слу­ча­ев нешли­фо­ван­ные пла­сти­ны вви­ду сво­их кон­струк­тив­ных осо­бен­но­стей попро­сту не могут обес­пе­чить такую точ­ность обра­бот­ки как шли­фо­ван­ные. Это явле­ние вызва­но по боль­шо­му сче­ту невы­со­кой точ­но­стью самих пла­стин, пото­му что они име­ют доволь­но раз­лич­ный вылет отно­си­тель­но кор­пу­са во вре­мя фре­зе­ро­ва­ния. Если Вам нуж­но про­из­ве­сти финаль­ное шли­фо­ва­ние, то реко­мен­ду­ет­ся исполь­зо­вать шли­фо­ван­ные пла­сти­ны, кото­рые спо­соб­ны обес­пе­чить высо­кое каче­ство и точ­ность фре­зер­ной обра­бот­ки. При­ме­ча­тель­но, что гео­мет­рия перед­них пла­стин шли­фо­ван­но­го типа отли­ча­ет­ся от нешли­фо­ван­ных ана­ло­гов более высо­кой остро­той, кото­рая дает воз­мож­ность эффек­тив­но­го реза­ния на неболь­ших глу­би­нах. Если вдруг остро­ты пла­сти­ны будет недо­ста­точ­но для фре­зе­ро­ва­ния на той или иной глу­бине, то это неми­ну­е­мо при­ве­дет к пла­сти­че­ско­му дефор­ми­ро­ва­нию метал­ла. В конеч­ном ито­ге каче­ство обра­бо­тан­ной поверх­но­сти будет мини­маль­ным, а износ фре­зы может вырас­ти в несколь­ко раз.

Что­бы обес­пе­чить мак­си­маль­ное каче­ство поверх­но­сти во вре­мя фре­зе­ро­ва­ния реко­мен­ду­ет­ся при­ме­нять пла­сти­ны зачист­но­го типа. В кор­пус исполь­зу­е­мой фре­зы вме­сте с пла­сти­на­ми долж­на уста­нав­ли­вать­ся одна из таких пла­стин, кото­рая будет высту­пать из кор­пу­са в осе­вом направ­ле­нии более пла­стин. Это дает воз­мож­ность зна­чи­тель­но повы­сить каче­ство обра­ба­ты­ва­е­мых пла­стин при мини­маль­ных финан­со­вых затра­тах. При­ме­ча­тель­но, что эта же тех­но­ло­гия в насто­я­щее вре­мя широ­ко исполь­зу­ет­ся для про­из­вод­ства инстру­мен­та для точе­ния метал­лов и выпол­не­нию дру­гих тру­до­ем­ких опе­ра­ций.

О СОЖ и износостойких покрытиях фрез

Что каса­тель­но исполь­зо­ва­ния СОЖ во вре­мя финиш­но­го и чер­но­во­го фре­зе­ро­ва­ния, то на этот счет суще­ству­ет боль­шое коли­че­ство мне­ний. Если Вы буде­те при­ме­нять во вре­мя рабо­ты фре­зу боль­шо­го диа­мет­ра, то это может суще­ствен­но затруд­нить под­вод охла­жда­ю­щей жид­ко­сти к зоне реза­ния, посколь­ку пло­щадь этой зоны доста­точ­но вели­ка. Если пери­о­ди­че­ски охла­ждать и нагре­вать пла­сти­ны фре­зы, то в конеч­ном ито­ге это может при­ве­сти к появ­ле­нию тер­ми­че­ских тре­щин и раз­ру­ше­нию пла­сти­ны. Если вовре­мя не заме­тить этот дефект, то в ско­ром вре­ме­ни вый­дет из строя и сам кор­пус фре­зы. Бла­го­да­ря изно­со­стой­ким покры­ти­ям, кото­рые нано­сят на фре­зы, уда­ет­ся про­из­во­дить обра­бот­ку фре­зе­ро­ва­ни­ем без при­ме­не­ния охла­жда­ю­щих жид­ко­стей, при этом исклю­ча­ет­ся веро­ят­ность появ­ле­ния тер­ми­че­ских тре­щин на поверх­но­сти режу­щей части инстру­мен­та. При­ме­ча­тель­но, что неко­то­рые совре­мен­ные покры­тия для фрез при повы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры ста­но­вят­ся толь­ко твер­же.

Суще­ству­ет доста­точ­но весо­мый аргу­мент в поль­зу выпол­не­ния фре­зе­ро­ва­ния без СОЖ – во вре­мя рабо­ты стан­ка опе­ра­тор может в реаль­ном вре­ме­ни наблю­дать за про­цес­сом обра­зо­ва­ния струж­ки, ее отво­дом и кон­тро­ли­ро­вать цвет сре­зан­но­го слоя метал­ла. Этой инфор­ма­ции вполне доста­точ­но для того, что­бы ста­ло понят­но о пра­виль­но­сти выбо­ра инстру­мен­та и режи­ма реза­ния. Все метал­лы име­ют раз­ную струк­ту­ру и состав, поэто­му могут реа­ги­ро­вать совер­шен­но по-раз­но­му на воз­дей­ствие повы­шен­ной тем­пе­ра­ту­ры в месте обра­бот­ки. Напри­мер, если про­из­во­дить обра­бот­ку обыч­ной ста­ли в пра­виль­ном режи­ме и с пра­виль­но выбран­ным инстру­мен­том, то долж­на обра­зо­вы­вать­ся струж­ка корич­не­во­го цве­та. Дело в том, что при повы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры во вре­мя фре­зе­ро­ва­ния угле­род, содер­жа­щий­ся в заго­тов­ке, начи­на­ет всту­пать в хими­че­ские реак­ции с кис­ло­ро­дом, поэто­му струж­ка начи­на­ет при­об­ре­тать синий отте­нок – имен­но его мож­но все­гда уви­деть при обра­бот­ке фре­зе­ро­ва­ни­ем. Если во вре­мя обра­бот­ки струж­ка ста­нет при­об­ре­тать чер­ный отте­нок, то это вер­ный знак того, что ско­рость реза­ния нуж­но пони­зить, из-за появ­ле­ния чрез­мер­но высо­кой тем­пе­ра­ту­ры в обла­сти реза­ния. Что каса­тель­но рабо­ты с нержа­ве­ю­щей ста­лью, то она обла­да­ет пре­дель­но низ­ким уров­нем теп­ло­про­вод­но­сти, поэто­му теп­ло­та пло­хо пере­хо­дит в струж­ку. Во вре­мя рабо­ты в долж­ном режи­ме с этим метал­лом цвет струж­ки дол­жен быть лег­ко-корич­не­во­го цве­та. Если цвет струж­ки нач­нет стре­ми­тель­но тем­неть, то зна­чит, нуж­но сни­зить ско­рость фре­зе­ро­ва­ния до появ­ле­ния струж­ки долж­но­го оттен­ка.

tortsevoe1

Что­бы предот­вра­тить наро­сты на поверх­но­сти обра­ба­ты­ва­е­мой поверх­но­сти нержа­вей­ки, нуж­но обес­пе­чить под­вод неко­то­ро­го коли­че­ства теп­ло­ты, выде­ле­ние кото­рой в долж­ной сте­пе­ни мож­но обес­пе­чить пра­виль­ным под­бо­ром ско­ро­сти вра­ще­ния фре­зы во вре­мя обра­бот­ки. Дело в том, что, если чрез­мер­но охла­ждать деталь во вре­мя фре­зе­ро­ва­ния, струж­ка будет нали­пать на режу­щую поверх­ность, что может спро­во­ци­ро­вать пор­чу инстру­мен­та или сни­же­ние его экс­плу­а­та­ци­он­но­го сро­ка. Если пода­ча теп­ло­ты будет чрез­мер­ной, то это так­же может спро­во­ци­ро­вать появ­ле­ние наро­стов на поверх­но­сти дета­ли. Если пода­вать фре­зу на низ­кой ско­ро­сти, то воз­ни­ка­ет веро­ят­ность пла­сти­че­ской дефор­ма­ции заго­тов­ки.

Глав­ная зада­ча во вре­мя фре­зер­ной обра­бот­ки без исполь­зо­ва­ния охла­жде­ния добить­ся рабо­ты в таком режи­ме, что­бы теп­ло­та ухо­ди­ла непо­сред­ствен­но в струж­ку. Если гово­рить о рабо­те с лег­ко­вос­пла­ме­ня­ю­щи­ми­ся мате­ри­а­ла­ми, то в таком слу­чае целе­со­об­раз­но исполь­зо­вать СОЖ и при этом дер­жать воз­ле рабо­че­го места огне­ту­ши­тель. Сто­ит отме­тить, что при фре­зе­ро­ва­нии без при­ну­ди­тель­но­го охла­жде­ния обя­за­тель­но нуж­но нано­сить неболь­шое коли­че­ство смаз­ки на все поса­доч­ные поверх­но­сти пла­стин, а так­же на вин­ты, одна­ко недо­пу­сти­мо пере­усерд­ство­вать, посколь­ку это может вызвать суще­ствен­ное иска­же­ние во вре­мя фре­зе­ро­ва­ния, так как уве­ли­чит­ся ход пла­стин.

Попутное и встречное фрезерование

Боль­шин­ство из всех опе­ра­ций, кото­рые про­из­во­дят­ся на нежест­ких фре­зер­ных стан­ках, выпол­ня­ют­ся посред­ством мето­да встреч­но­го фре­зе­ро­ва­ния, то есть в этом слу­чае ско­рость реза­ния, а так­же пода­ча сто­ла направ­ле­ны в про­ти­во­по­лож­ном направ­ле­нии. Кро­ме это­го реко­мен­ду­ет­ся на тако­го рода обо­ру­до­ва­нии при­ме­нять еще и метод попут­но­го фре­зе­ро­ва­ния, когда направ­ле­ние дви­же­ние заго­тов­ки и фре­зы сов­па­да­ют. О пре­иму­ще­стве попут­но­го фре­зе­ро­ва­ния сви­де­тель­ству­ет сле­ду­ю­щее мне­ние: во вре­мя про­ве­де­ния встреч­но­го фре­зе­ро­ва­ния момент нача­ла реза­ния про­ис­хо­дит без какой-либо суще­ствен­ной нагруз­ки на режу­щую кром­ку, что при­во­дит к эффек­ту пла­сти­че­ско­го дефор­ми­ро­ва­ния частей заго­тов­ки. В свою оче­редь это явле­ние может вызвать чрез­мер­ный износ пла­стин фре­зы. Сле­ду­ет при­ме­нять попут­ное фре­зе­ро­ва­ние, при этом пред­по­чти­тель­нее все­го уста­нав­ли­вать шири­ну поряд­ка двух тре­тей по срав­не­нию с шири­ной самой фре­зы. В этом слу­чае при вре­за­нии пла­стин не будет наблю­дать­ся пла­сти­че­ское дефор­ми­ро­ва­ние заго­тов­ки. После это­го име­ет смысл сме­нить шири­ну фре­зе­ро­ва­ния, а так­же выявить экс­пе­ри­мен­таль­но, какое имен­но соот­но­ше­ние меж­ду диа­мет­ром фре­зы и шири­ной в дан­ном слу­чае будет самым опти­маль­ным для того или ино­го ста­ноч­но­го обо­ру­до­ва­ния или режу­ще­го инстру­мен­та. При­ме­ча­тель­но, что попут­но мож­но про­кон­тро­ли­ро­вать изме­не­ние шеро­хо­ва­то­сти обра­ба­ты­ва­е­мой поверх­но­сти.
Если умень­шить шири­ну фре­зе­ро­ва­ния до поло­ви­ны зна­че­ния диа­мет­ра само­го режу­ще­го инстру­мен­та, то может начать­ся пла­сти­че­ское дефор­ми­ро­ва­ние заго­тов­ки, посколь­ку это вызо­вет умень­ше­ние тол­щи­ны сни­ма­е­мой струж­ки. При воз­ник­но­ве­нии такой ситу­а­ции реко­мен­ду­ет­ся быст­ро уве­ли­чить пода­чу фре­зы на зуб, что при­ве­дет к повы­ше­нию пока­за­те­ля стой­ко­сти режу­ще­го инстру­мен­та, а так­же повы­сит про­из­во­ди­тель­ность в целом. Во вре­мя финаль­но­го фре­зе­ро­ва­ния зна­че­ние пода­чи инстру­мен­та может опре­де­лять­ся в зави­си­мо­сти от каче­ства тре­бу­е­мой обра­бот­ки поверх­но­сти изде­лия.

Оцениваем результаты фрезерования

С целью про­из­ве­де­ния опре­де­ле­ния уров­ня про­из­во­ди­тель­но­сти выпол­нен­но­го тор­це­во­го фре­зе­ро­ва­ния про­во­дят­ся срав­не­ния вари­ан­тов объ­е­ма мате­ри­а­ла, кото­рый был уда­лен в опре­де­лен­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни при усло­вии дости­же­ния нуж­но­го резуль­та­та. Необ­хо­ди­мо про­из­ве­сти умно­же­ние шири­ны, глу­би­ны фре­зе­ро­ва­ния и вре­ме­ни, кото­рое при­шлось затра­тить на выпол­не­ние рабо­ты.

В насто­я­щее вре­мя име­ет­ся огром­ный выбор фре тор­це­во­го типа, поэто­му к их выбо­ру сто­ит под­хо­дить с пол­ной ответ­ствен­но­стью. Если Вы не хоти­те потра­тить день­ги зря, то поку­пать такой инстру­мент сто­ит толь­ко под чут­ким руко­вод­ством зна­ю­щих масте­ров метал­ло­об­ра­бот­ки.