CNC фрезоване на повърхности: Създаване на перфектни повърхности

Въведение

CNC фрезоването на повърхности създава плоски повърхности. Крайната повърхност на фрезата извършва рязането, а не страните. Пробиването прави отвори. Фрезоването като цяло премахва материал. Фрезоването на повърхности създава готови равнини. Това ръководство разглежда как работи, какви инструменти да се използват и къде е от значение при реални части.

Какво е CNC фрезоване на лице?

Дефиниране на процеса

Хората виждат машината да работи. Те не винаги разбират геометрията. CNC фрезоването на лице има проста настройка. Оста на шпиндела е перпендикулярна на детайла. Право нагоре и надолу. Режещият инструмент е насочен директно към детайла.

Целта е плоскост. Гладки повърхности. Квадратура на блок. Завършване на палуба. Премахване на точно толкова материал, колкото е необходимо, за да се получи правилната равнина. Не дълбоки дупки. Не сложни контури. Просто плоскост.

Бърз поглед към резачка

Тук са важни две части. Тялото на режещия инструмент е металният диск. То държи всичко заедно. Сменяемите пластини са действителните режещи зъби. Твърд материал. Сменяеми. Когато пластината се износи, хората я сменят. Тялото остава.

Представете си дебел диск. Зъби по челото му. Зъби и по периферията му. Челните зъби извършват основната работа по изравняване. Периферните зъби почистват ръбовете на стените. Един инструмент, две режещи повърхности. Това е стандартният дизайн за CNC фрезоване на чело.

Механиката: Как работи CNC фрезоването на лице

Действието на рязане

Ето какво се случва по време на CNC фрезоване на лице. Режещият инструмент виси от ръба на детайла. Не е центриран. Надвесен е. Това не е грешка. Необходимо е. Без надвес, инструментът не може да премине през цялата повърхност с един проход.

Две числа контролират рязането. Стъпката е ширината. До каква част от повърхността на режещия инструмент докосва детайла странично? Дълбочината на рязане е аксиално захващане. Колко дълбоко зъбите захапват вертикално. Хората постоянно бъркат тези понятия. Стъпката е странично движение. Дълбочината е вертикално проникване. Дръжте ги отделно.

Катерене срещу конвенционално фрезоване

Катерене по дължина – фрезата се върти с посоката на подаване. Зъбът захваща пълната дебелина на входа и реже до нула. Това е стандартът за CNC челно фрезоване на твърди машини. По-добра обработка. По-малко топлина. Инструментите издържат по-дълго. Една уловка. Машината трябва да има нулев луфт. Разхлабените винтове причиняват вибрации или счупване.

Конвенционално фрезоване – режещият инструмент се върти срещу подаването. Зъбът започва с нулева дебелина. Първо се трие. След това реже. Повече триене. Повече топлина. Повърхностното качество страда. Старите ръчни машини с износени водещи винтове се нуждаят от този метод. Полезен е и за пробиване на твърда окалина върху отливки. За повечето CNC задачи с челно фрезоване, хората избягват конвенционалното фрезоване, освен ако не са принудени.

Особеност	Изкачване на фрезоване	Конвенционално фрезоване
Ротация срещу подаване	Същата посока	Противоположна посока
Дебелина на чипа	Макс → нула	Нула → максимум
Повърхностно покритие	По-добре	по-лошо
Топлина	Спуснете	По-висок
Нужда от машина	Твърд, нисък хлабинен ход	Разхлабени винтове са приемливи
Случай за употреба	CNC, довършителни работи	Стари машини, твърд котлен камък

Разбиране на ъгъла на водеща линия

Ъгълът на водещия елемент се променя там, където се прилага силата на рязане.

• 90-градусови фрези– силата действа странично. Радиална посока. Подходящо за квадратни рамене. Лошо за тънки стени. Детайлът се огъва.
• 45-градусови фрези– стандарт за производствения цех. Силите са разпределени между радиални и аксиални. Някои странично, други надолу към шпиндела. Балансирано. Безопасно за повечето CNC фрезоване на лице.
• 75-градусови фрези– компромис. По-голяма аксиална сила от радиалната. По-подходяща за тънки части или слаби приспособления. Насочващият се надолу компонент помага за задържането на детайла.

Изберете ъгъла на водеща част въз основа на твърдостта на детайла. Твърда част, твърда машина? 90 градуса работят добре. Тънка стена или хлабава конструкция? 45 или 75 поддържат нещата стабилни. Това е правилото.

Видове CNC челни фрези и Инструментална

Челюстни фрези срещу челни фрези

Хората използват тези термини свободно. Често взаимозаменяемо. Това не е съвсем правилно.

Фрезорезът за челна обработка има интегрирана опашка. Едно цяло. Тялото на режещия инструмент и монтажният вал са от един и същ метален блок. Затяга се директно към шпиндела или държача.

Челюстната фреза е различна. Тялото на режещия инструмент има кух отвор. Монтира се върху отделен шпиндел. След това шпинделът влиза в шпиндела. Челюстните фрези са по-големи. Те се справят с по-големи CNC задачи за челно фрезоване.

Индексируем срещу твърд карбид

• Индексируема повърхност мелници употреба сменяеми вложки. Тялото на режещия инструмент е от стомана или алуминий. Вложките са от карбид. Когато острието се износи, хората го индексират. Завъртат се, за да се използва ново острие. Когато всички остриета изчезнат, вложката се сменя с нова. Тялото остава с години.

Най-добър за големи повърхности. Евтин на режещ ръб. Груба обработка. Отстраняване на голямо количество материал. Недостатък? По-малка прецизност от монолитните инструменти. Биенето се натрупва.

• Твърдокарбидна повърхност мелници сте Едно парче. Тялото и зъбите на режещия инструмент са от една и съща карбидна заготовка. Шлайфани заедно. Перфектна концентричност. Няма вложки за разхлабване.

Най-подходящ за малки части. Висока прецизност. Довършителни обработки. Недостатъкът? Скъп. Когато инструментът се износи, целият се бракува. Няма резервни части.

За типично CNC фрезоване на повърхности, хората използват индексируеми инструменти за груба обработка и твърдосплавни инструменти за довършителна обработка. Два инструмента. Две различни задачи.

Особеност	подлежащо на индексиране	Твърд карбид
строителство	Тяло + вложки	Едно парче
Цена на ръб	ниско	Високо (инструментът е за еднократна употреба)
Прецизност	Добро (някое изтичане)	отличен
Най - доброто за	Големи повърхности, груба обработка	Малки части, довършителни работи
Живот на инструмента	Подменени вложки	Инструмент бракуван

Материали на тялото на режещия инструмент

Тялото държи вложките. Изборът на материал е от значение.

Стоманените тела са евтини. Тежки. Теглото може да намали вибрациите при някои настройки. Но тежкото тегло означава и по-бавно ускорение на шпиндела. Не са идеални за високоскоростно CNC фрезоване на лице.

Алуминиевите тела са леки. По-малка инерция. Машината може да увеличава скоростта по-бързо. По-малко вибрации в много приложения. По-скъпи от стоманата. Струва си за високоскоростна обработка.

Някои висококачествени фрези използват композитни или титаниеви тела. Повечето работилници не се нуждаят от тях. Стоманата или алуминият покриват 95% от задачите. Изберете стомана за бюджетни задачи на твърди машини. Изберете алуминий за високоскоростна работа или когато теглото е от значение.

CNC челно фрезоване срещу CNC крайно фрезоване

Два инструмента. Една и съща машина. Единият изравнява големи повърхности. Другият издълбава прорези и джобове. Геометрията е различна. Резултатите са различни. Животът на инструмента е различен. Нека го разгледаме по-подробно.

Особеност	CNC фрезоване на лице	Крайно фрезоване
геометрия	Използва челото и периферния ръб на режещия инструмент. Плосък диск. Много пластини.	Използва спирални канали по страните и върха. Дълъг цилиндър. От два до четири режещи ръба.
Създаване на повърхности	Широки, равни площи. Блокове за квадратно оформяне. Полагане на глави на двигатели.	Слотове, джобове, контури, шпонкови канали. Вертикални стени. Сложни 3D форми.
Живот на инструмента	Обикновено издържа по-дълго. Няколко пластини споделят износването. Сменяемите ръбове се разменят.	По-кратък живот. По-малко режещи зъбци. Върхът е най-изложен на най-много натоварвания.

CNC челното фрезоване обработва широките, плоски повърхности. Фрезоването на челните части обработва детайлите и кухините. Една машина. Две различни стратегии. Използвайте правилната.

Какво можете да направите? 5 реални професии за CNC фрезоване на лице

1. Блокове на двигатели и автомобили

Повърхността на главата е важна. Това е горната част на блока на двигателя, където се закрепва главата. Трябва да е равна. Абсолютно равна. В противен случай гарнитурата на главата ще тече. Охлаждащата течност ще се разлее. Компресията ще спадне. CNC фрезоването на челно място създава тази уплътнителна повърхност.

2. Корпуси на хидравлични клапани

Масло под високо налягане протича през хидравличния клапан. Клапанът се плъзга в отвора. Компонентите са закрепени с болтове. Всяко изкривяване или деформация ще причини теч. Това ще доведе до загуба на налягане в хидравличната система. След това машината ще се изключи. CNC фрезоването на повърхности може да създаде огледален финиш на свързващите повърхности. Точността на плоскост може да достигне няколко десетхилядни от милиметъра.

3. Фланци за тръби

Фланците свързват тръбите. Между тях има уплътнение. Болтовете придърпват повърхностите една към друга. Уплътнението се компресира и уплътнява. Ако повърхността на фланеца не е равна, уплътнението тече. CNC фрезоване на повърхността изрязва повдигнатата повърхност или напълно равната повърхност. И двата вида се нуждаят от гладка, равна повърхност.

4. Основи на машини и монтажни плочи

Двигателите вибрират. Помпите вибрират. Ако помпата и двигателят са монтирани на неравна повърхност, това ще причини още повече вибрации – болтовете ще се разхлабят и лагерите ще се повредят.

5. Подреждане на суровините

Това е първата стъпка в много машинни цехове. Грубо изрязаната заготовка се внася в цеха. Тя е ръждясала и изкривена, без прави ръбове. Машинистът я затяга на място. Повърхностният слой се отстранява с помощта на CNC фрезоване на повърхността. След това детайлът се обръща, за да се обработи другата страна. Обръща се отново. След няколко преминавания, заготовката образува референтен ъгъл от 90 градуса. Сега тя е квадратна и плоска, готова за следващия процес. Без тази първоначална стъпка на фрезоване на повърхността, никой от следващите компоненти не би паснал заедно.

Всяко приложение изисква CNC фрезоване на лице по една и съща причина: плоскост. Това е, което процесът осигурява.

Плюсове и минуси на CNC фрезоване на лице

CNC фрезоването на лице има ясни силни страни. Също така и реални слабости. Трябва и двете страни да вземат решение.

The Good

1. Висока скорост на отстраняване на материал. За плоски повърхности, CNC фрезоване на лице Бързо сваля метала. Няколко пластини. Широк режещ инструмент. Едно преминаване покрива голяма площ. Драстично спестяване на време в сравнение с крайна фреза.
2. Отлично покритие на повърхността. Стойностите на Ra спадат бързо. Гладки завършеци веднага след обработката. Често не е необходимо вторично шлифоване. Хората го измерват. Доверете му се.
3. Икономична експлоатация. Индексируемите пластини намаляват разходите. Едно режещо тяло издържа години. Пластините се сменят, когато се затъпят. Евтини на ръб в сравнение с инструментите от твърдосплавен карбид.

The Bad

1. Изисква твърди машини.CNC фрезоване на лице Нуждае се от конски сили. Резакът обработва широка лента от материал. Трябва да има мощност на шпиндела. Трябва да има здравина на машината. Леките фрези тракат. Повърхностите страдат.
2. Слабо за 3D контури или дълбоки слотове. Това не е инструмент за скулптуриране. Не е инструмент за тесни кухини. CNC фрезоване на лице Обработва плоски равнини. Това е всичко. Опитвате се да изрежете дълбок канал с челна фреза? Инструментът е твърде широк. Геометрията отвръща на удара.
3. Високи първоначални разходи за инструменти. Един добър корпус на фреза за челно фрезоване струва истински пари. Сменяемите пластини се увеличават допълнително. Твърдосплавните фрези за челно фрезоване са още по-лоши. Първоначалните разходи плашат някои цехове. Те се придържат към крайни фрези за всичко. Това е подходящо за малки задачи. За големи плоски повърхности инвестицията се изплаща бързо.

Често срещани проблеми и как да ги отстраним

Дори доброто CNC фрезоване на челни машини се сблъсква с проблеми. Машината вибрира. Финишът изглежда като дъска за пране. Инструментите се износват твърде бързо. Но всеки проблем си има причина. Всяка причина си има решение.

Тракане (Вибрация)

Причина: Липса на твърдост някъде. Машината. Приспособлението. Самата част. Или скоростта на подаване е неправилна. Твърде лека или твърде тежка.

Решение: Първо намалете стъпката на рязане. Направете по-тесен разрез. Или променете ъгъла на водещия резец. Инструмент с ъгъл 45 градуса вибрира по-малко от инструмент с ъгъл 90 градуса по време на CNC фрезоване на лице. Хората също така проверяват конуса на шпиндела на машината и държача на инструмента. Разхлабените връзки причиняват вибрации.

Лошо повърхностно покритие (washboarding)

Причина: Износените пластини са първият заподозрян. Ако острието е затъпено, то ще се заклещи и ще издава шум, вместо да реже. Друго нещо, което трябва да проверите, е скоростта на шпиндела, само за да се уверите, че е наред. Твърде бързото въртене генерира топлина, докато твърде бавното въртене може да причини разкъсване на материала.

Решение: Индексирайте пластините към нов ръб. Това решава много проблеми с довършителните работи мигновено. Ако не, увеличете подаването на зъб. Леките подавания могат да причинят триене и вибрации. Хората също така проверяват охлаждащата течност. Липсата на охлаждаща течност върху алуминий води до натрупване на ръб върху пластината. Това разваля покритието.

За NOBLE – Прецизна CNC обработка, на която можете да се доверите

Нашите основни възможности за CNC обработка

1. Триосни, четириосни, петосно CNC фрезованеСложни контури. Подрязвания. Детали, обработвани с една настройка, без да се премества детайлът. CNC струговането с въртящи се инструменти изработва валове, втулки и хибридни компоненти за фрезоване и струговане.
2. Експертиза в челното фрезоване – темата на това ръководство. Ние редовно обработваме деки на двигатели на фрези. Фланци за тръби. Крепежни плочи. Допуски за плоскост? Строги. Хората ни изпращат своите твърди части, защото ние разполагаме с точните данни.
3. Surface довършителни намлява CNC шлайфанеОгледално гладки повърхности веднага след фрезоване. Или прецизно шлифоване на повърхността, когато работата го изисква.
4. От създаване на прототипи до производство. Малкосерийни прототипи за тестване. Големи серии от сто до сто хиляди бройки. Мащабираме.

Нашите сертификати – Качество без компромис

сертифициране	Обхват
ISO 9001: 2015	Нашата система за управление на качеството осигурява последователно и проследимо производство във всички индустрии.
ISO 13485: 2016	Специфично за производството на медицински изделия – стриктно управление на риска, чистота и документация за хирургически и имплантируеми компоненти.

Защо да си партнирате с NOBLE?

Вътрешна инженерна поддръжка. Обратна връзка от DFM преди започване на рязане. Оптимизация на траекторията на инструмента за ефективност.

Лаборатория за пълна инспекция. СММ. Оптични компаратори. Тестери за повърхностна обработка. Измервания на части. Водене на записи.

Кратки срокове за изпълнение. Стандартно от две до три седмици. Бързи опции за хора в затруднено положение.

Често задавани въпроси

CNC фрезоването на лице също ли е като напластяването?

Да, в повечето магазини термините са взаимозаменяеми. Обработка на повърхността означава изработване на плоска повърхност. CNC фрезоване на лице е методът, който хората използват за това.

Могат ли хората да се обърнат към фреза с крайна фреза?

Да, но е по-бавно. Фрезата може да изравни повърхността чрез стъпкови проходи. CNC фрезоването с подходяща фреза е много по-бързо за големи площи.

Каква е най-добрата скорост на подаване за CNC фрезоване на стомана с лицева фреза?

Няма единно число, което да е подходящо за всички случаи. Типичната начална точка е от 0.1 до 0.2 мм на зъб за груба обработка. Регулирайте въз основа на твърдостта на машината и класа на пластината.

Нуждаят ли се хората от охлаждаща течност за CNC фрезоване на лице?

Зависи от материала. Стоманата и неръждаемата стомана се нуждаят от охлаждаща течност за отвеждане на топлина и стружки. Алуминият може да работи на сухо с полирани пластини и въздушна струя.