Какво е End Mболен?
Фрезоването на края е често използвана техника за механична обработка. При нея се използва ротационен режещ инструмент, наречен крайна фреза, който има режещи ръбове от двете страни и от края. Крайната фреза е монтирана на шпиндела на фреза или обработващ център. Чрез въртеливи и подаващи движения тя отстранява материал от детайла.
Основната характеристика на фрезоването с челно фрезоване е неговата многофункционалност. То може не само да обработва равнини, перпендикулярни на оста на инструмента, но по-важното е, че може да извършва фрезоване на странични стени, фрезоване на канали, контурна обработка, стъпково фрезоване и фрезоване на кухини. Това прави фрезоването с челно фрезоване основна технология за производство на различни елементи върху детайли.
Как работи процесът на фрезоване с край?
Анализ на чертежа
Инженерите трябва внимателно да интерпретират чертежите на детайлите, ясно да идентифицират всички елементи, които трябва да бъдат обработени чрез фрезоване с край, като равнини, стъпала, кухини, канали и др., и да анализират техните размерни допуски, позиционни допуски и изисквания за грапавост на повърхността. В същото време, въз основа на характеристиките на материала на детайла, да планират разумна последователност на обработка.
Затягане на детайла
В зависимост от формата на детайла и машинното оборудване, изберете подходящо приспособление, за да закрепите здраво и прецизно заготовката върху работната маса на машината. При затягане е необходимо да се уверите, че силата на затягане е достатъчна, за да устои на силата на рязане и да предотврати движението на детайла, но не трябва да е твърде голяма, за да причини деформация на детайла.
CNC програмиране
Съгласно установения маршрут на процеса и траекторията на инструмента, компютърно подпомогнатото програмиране се извършва с помощта на CAM софтуер или G-кодът се пише ръчно. Програмирането трябва да генерира ефективни и безопасни траектории на движение на инструмента, включително разумни методи за придвижване и отстъпване на инструмента, траектории на рязане и др. След завършване на програмата, тя трябва да премине през строга проверка за евентуални логически грешки, прерязване или рискове от сблъсък с приспособления, като се гарантира абсолютна безопасност.
Тестова обработка
Преди партидна обработка чрез фрезоване на края, първата част трябва да бъде пробно изрязана. По време на пробното рязане обикновено се приема консервативно съотношение на подаване или първо се тестват ключови характеристики в области с по-голям припуск върху заготовката. Веднага след обработката, използвайте измервателни инструменти, за да измерите ключовите размери на пробно изрязаните части.
Производствена обработка
След като машината е отстранена без грешки, започва официалната партидна или непрекъсната обработка. По време на обработката операторите трябва да извършват непрекъснато наблюдение. Съдържанието на наблюдението включва: слушане дали работният звук на машинния инструмент е плавен и дали има необичайни вибрации или скърцане; наблюдение дали цветът и формата на стружките са нормални; проверка дали режещо-охладителната течност покрива напълно зоната на рязане; и произволна проверка на размерите на детайлите на редовни интервали, в зависимост от зададения живот на инструмента или количеството обработени детайли.
Окончателна проверка
След обработката на готовите детайли е необходима цялостна окончателна проверка. Използвайте по-прецизно оборудване за проверка, като например трикоординатни измервателни машини, профилометри, измерватели на грапавост на повърхността и др., за да проверите количествено всички размери, геометрични допуски и качества на повърхността, изисквани от чертежите.
Данните от тестовете трябва да бъдат оформени в доклад и сравнени със стандартите за качество, за да се определи дали продуктът е квалифициран. Тази стъпка е не само окончателната преценка за качеството на отделните части, но и данните от нея предоставят важна основа за оптимизиране на процеса и проследяване на качеството.
Видове крайни фрези
Фреза с плосък край
Плоските фрези са най-основният и често използван тип фрези. Режещият им ръб е плосък, което позволява ефективно вертикално рязане и странично фрезоване. Този тип режещ инструмент се използва главно за стъпала под прав ъгъл, контури и кухини с правилна форма и може да създаде плоска долна повърхност и вертикални странични стени.
Фреза с топка за нос
Фрезите със сферичен връх не могат да произвеждат правоъгълни дънни повърхности, но основното им предимство се крие в способността им да обработват триизмерни извити повърхности. Чрез програмиране на траекторията на инструмента, те могат прецизно да обработват сложни кухини на форми, форми на остриета и всякакви извити повърхности, които изискват плавни преходи.
Фреза за ъглов радиус
Фрезите за ъглов радиус съчетават някои предимства на плоските фрези и сферичните фрези. Техните дъгови ъгли са по-стабилни от острите ъгли, по-малко податливи на отчупване и могат да издържат на по-големи сили на рязане. Те обикновено се използват при груба и получистова обработка на стомана и чугун. Повърхността, обработвана с тях, ще има дъгови преходи, но чрез програмиране с малки стъпки могат да се обработват и почти вертикални странични стени и плоски долни повърхности, което ги прави ефикасен избор за груба обработка на кухини.
Фреза за скосяване
Фрезата за скосяване е специално проектирана за скосяване или премахване на мустаци. Режещият ѝ ръб е под определен ъгъл, което позволява директно прецизно скосяване на ръба на детайла, подготвяйки го за последващ монтаж или безопасно боравене. Някои ножове за скосяване са проектирани да позволяват контрол на ширината на скосяване чрез регулиране на аксиалната дълбочина, което ги прави много гъвкави за употреба.
Груба фреза
Фрезите за груба обработка могат да увеличат скоростта на отстраняване на материал. Върху тялото на инструмента има много канали за стружки, които разделят дългите стружки на малки секции, улеснявайки отстраняването на стружките и разсейването на топлината. Вълнообразният ръб или неравномерната стъпка на зъбите могат да намалят вибрациите при рязане, което позволява по-голяма дълбочина на рязане и подаване за ефективна груба обработка и бързо оставяне на равномерен припуск за последваща фина обработка.
Предимства на фрезоването
Универсалност и гъвкавост
Фрезите с един край са едни от най-всеобхватните процеси, извършвани в обработващите центрове. Една фреза с един край може да извършва разнообразни операции, включително фрезоване на равнини, стъпала, кухини, канали и сложни триизмерни контури. Тази функция „един инструмент за многократна употреба“ значително намалява броя на смяната на инструментите по време на обработката, опростява програмирането и управлението на инструментите и е особено подходяща за обработка на сложни детайли с множество геометрични характеристики. Тя е ядрото на съвременната CNC обработка за постигане на високо интегрирано производство.
Високо качество на завършване
Фрезите с крайни зъбци могат да постигнат изключително висока размерна и геометрична точност. По време на финишна обработка, използването на многозъби, високопрецизни фрези с крайни зъбци в комбинация със стратегия за висока скорост, малка дълбочина на рязане и висока скорост на подаване може да постигне отлично покритие на повърхността, да намали или дори да елиминира последващите процеси на шлайфане или полиране и да подобри цялостната ефективност.
Широка съвместимост на материалите
Фрезите с крайни фрези могат да обработват всички инженерни материали. Чрез избора на подходящ инструментален материал и специално покритие, както и чрез съчетаване на подходящите параметри на рязане и методи на охлаждане, те могат ефективно да обработват широка гама от материали - от меки метали като алуминий и мед, до щанцова стомана, неръждаема стомана и дори трудни за обработка материали като високотемпературни сплави и титаниеви сплави, както и композитни материали и неметални материали. Приложимостта им е изключително широка.
Висока скорост на отстраняване на материал
Фрезоването на края използва фрези с голям диаметър или груба обработка с гофрирани ръбове, комбинирани с висока аксиална дълбочина на рязане и радиална ширина на рязане, което може да постигне изключително високи скорости на отстраняване на метал. Съвременните технологии за високоскоростно рязане и високопроизводителна обработка допълнително разкриват потенциала му, позволявайки бърза обработка на заготовки до форма, близка до тази на готовия продукт, което значително намалява общото време за обработка и повишава ефективността на производството.
Недостатъци на фрезоването
Чупливост и износване на инструмента
Фрезите с край, особено тези с малък диаметър, имат голямо съотношение дължина към диаметър, удължение при надвисване и относително ниска твърдост. При обработка на твърди материали или подлагане на неравномерни сили на рязане е много вероятно да възникнат вибрации, отчупване или цялостно счупване. Износването на режещите инструменти също е относително бързо, особено при обработка на трудно режещи се материали. Необходимо е често да се следи състоянието на режещите инструменти и да се сменят, което увеличава разходите и времето за престой.
Отклонение на силата на рязане
Радиалната сила на рязане, генерирана по време на фрезоване с край, е сравнително голяма, особено при използване на инструменти с дълъг ръб за обработка на дълбоки кухини или странични стени. Тази радиална сила е склонна да причини деформация на тънки или тънъкостенни детайли, което влияе върху точността на обработка. В същото време тя е и основната причина за вибрации при рязане.
Предизвикателства при евакуацията на чипове
При фрезоване на затворени или дълбоки кухини, отстраняването на стружки е ключово предизвикателство. Задържаните стружки ще бъдат повторно отрязани от инструмента, което ще доведе до влошаване на качеството на обработената повърхност, рязко повишаване на температурата на инструмента, бързо износване на режещия ръб и дори отчупване.
Проблеми с обработката на ъгли
При използване на фреза с плоско дъно за обработка на вътрешни прави ъгли, дължината на режещата контактна дъга и дебелината на рязане в ъгъла на инструмента рязко се увеличават, което води до рязко увеличение на силата на рязане и лошо разсейване на топлината. Това ще причини засилени вибрации на инструмента, ускорено локално износване, а в ъглите е податливо на отклонение на инструмента, прерязване или остатъчен материал, което влияе върху точността на размерите и формата.
Маркировки на повърхностни инструменти
Когато фрезоването с край се използва за фина обработка на равнини с голяма площ или извити повърхности, между съседни траектории на инструментите ще останат малки стъпаловидни следи. При смяна на инструменти или промяна на стратегиите за обработка, видими „следи от инструменти“ могат да се появят и на кръстовищата на повърхности, обработвани от различни програмни сегменти или инструменти.
Фрезоване на край срещу фрезоване на лице
| Особеност | Крайно фрезоване | Фрезоване на лице |
| Основни режещи ръбове | По периферните страни и края на инструмента. | Предимно по челната повърхност/оста на инструмента. |
| Типичен инструмент | Дълга, цилиндрична крайна фреза с по-малък диаметър. | Къса, дискова фреза или челюстна фреза с голям диаметър. |
| Първично движение | Върти се около оста си и се движи странично (X, Y, Z). | Върти се около оста си и се движи предимно перпендикулярно на оста си (подаване по оста Z). |
| Основни приложения | Профилиране, шлицове, джобиране, контуриране и обработка на сложни вертикални елементи. | Облицоване с големи, плоски повърхности за създаване на гладка, хоризонтална равнина. |
| Повърхностна обработка на плоска повърхност | Може да е добро, но може да показва линии на траекторията на инструмента. | Обикновено отличен и много равномерен по цялата повърхност. |
Какви фактори влияят върху качеството на повърхността при фрезоване
Геометрия и състояние на инструмента
Геометричният дизайн на режещия инструмент влияе пряко върху процеса на рязане. Острите режещи ръбове и подходящите ъгли на спиралата могат да осигурят гладко рязане и гладко отстраняване на стружките, като по този начин се постига по-добра повърхност. Състоянието на износване на режещия инструмент също е от жизненоважно значение. Износеният режещ ръб ще увеличи силата на рязане, ще доведе до образуване на мустаци и ще влоши качеството на повърхността.
Настройки на параметрите за рязане
Скоростта на рязане, подаването и дълбочината на рязане са основните параметри на процеса. Твърде ниската скорост на рязане може да причини натрупване на ръб и да повреди повърхността. Ако е твърде висока, може да причини вибрации или да ускори износването на инструмента. Скоростта на подаване на зъб определя дебелината на рязане. Ако скоростта на подаване е твърде висока, тя ще остави видими следи от подаване. Ако е твърде ниска, може да причини прекомерно триене между инструмента и детайла, вместо необичайно рязане, което да доведе до втвърдяване.
Машинен инструмент
Прецизността, твърдостта и динамичният отговор на самата машинна машина са основата. Радиалното и аксиалното биене на шпиндела трябва да се контролира на изключително високо ниво; в противен случай то ще се отрази директно върху повърхността на детайла.
Ако общата твърдост на машинния инструмент е недостатъчна, тя ще предизвика лека еластична деформация и вибрации под действието на силата на рязане. Този вид вибрации, особено високочестотното трептене, са една от основните причини за появата на вибрационни следи по повърхността и влошаване на грапавостта.
Материал на детайла
Свойствата на материала на детайла, като твърдост, жилавост, склонност към втвърдяване и топлопроводимост, имат фундаментално влияние върху качеството на повърхността. Например, при обработка на меки и лепкави материали е склонно към образуване на натрупвания по ръбовете, докато при обработка на твърди и крехки материали е вероятно отчупените стружки да надраскат повърхността.
Условия на смазване
Функцията на режещата течност или смазката не е само да охлажда и смазва. Ефективното охлаждане може да понижи температурата в зоната на рязане, да намали термичното износване на режещия инструмент и да намали термичната деформация на детайла. Доброто смазване може да намали силата на рязане, да предотврати образуването на натрупвания по ръбовете и грапавини и да помогне за постигане на по-гладка повърхност.
Съвети за поддръжка и дълготрайност на крайните фрези
Правилен избор на инструмент
При фрезоване с край трябва да се изберат съответстващи материали за инструменти, покрития и геометрични параметри въз основа на материалите и процедурите. За груба обработка се избират инструменти с рядко назъбване и големи ъгли на спиралата, за да се улесни отстраняването на стружките, докато за чиста обработка са необходими инструменти с гъсто назъбване, за да се осигури повърхностна обработка. Преди монтаж почистете държача на инструмента и конусния отвор на шпиндела. Използвайте високопрецизни патронници или хидравлични държачи за инструменти и се опитайте да скъсите дължината на надвеса на инструмента, за да увеличите твърдостта.
Оптимизиране на параметрите на рязане
Операторът трябва да зададе разумни параметри като скорост на въртене, скорост на подаване и дълбочина на рязане, въз основа на препоръчителните стойности от производителя на инструмента. При реална обработка е необходимо да се избягва използването на прекомерна радиална дълбочина на рязане за рязане с пълна ширина, особено при обработка на ъглови области; скоростта на подаване трябва да се намалява активно. Трябва да се прилагат целенасочени стратегии за регулиране за различните материали на детайла.
Ефективно охлаждане
При фрезоване на крайни части трябва да се избере подходящ метод за охлаждане въз основа на характеристиките на обработвания материал. За инструменти от циментиран карбид се препоръчва използването на охлаждаща течност на маслена основа по време на периодично рязане, за да се намали термичният удар. При извършване на обработка с дълбоки кухини трябва да се проектират специални дюзи или да се използват инструменти с вътрешно охлаждане, за да се гарантира, че охлаждащата течност достига директно до режещия ръб, предотвратявайки вторични повреди от рязане, причинени от лошо отстраняване на стружките.
AПриложения на крайни фрези
Контуриране на детайли
Фрезоването на крайни части може прецизно да обработва двуизмерни или триизмерни сложни контури на части. Независимо дали става въпрос за сложния външен ръб на механични части или за извитата разделителна линия на повърхността на матриците, всички те могат да бъдат завършени чрез 3-осно или 5-осно фрезоване с лостов механизъм.
Фрезоване на шлици и джобове
Фрезоването с край е предпочитаният метод за обработка на всички видове канали и кухини. То може ефективно да фрезова различни функционални канали, като Т-образни канали и канали за изтегляне на инструменти, както и сложни неправилни кухини във форми. Фрезоването с край може ефективно да отстранява материали и да обработва затворени или полузатворени пространства с точни размери и добро качество на повърхността и се използва широко в производството на механични части и форми.
Челно и стъпково фрезоване
Фрезоването на крайни повърхности има уникални предимства при обработката на малки равнини, прекъснати равнини и многостъпкови странични повърхности. То може да завърши фината обработка на страничните стени и долните повърхности едновременно, осигурявайки вертикалност и точност на размерите между всяка стъпкова повърхност.
При обработка на преградни стени, вдлъбнатини и многостепенни стъпаловидни валове във вътрешните кухини на кутиевидни детайли, процесът на вертикално фрезоване демонстрира изключително висока гъвкавост и прецизност.
Правене на дупки
Фрезите с край могат да произвеждат високопрецизни кръгли отвори, резбовани отвори и зенкеровани отвори с голям диаметър. В сравнение с традиционното пробиване и нарязване на резба, фрезоването на резби има предимствата на висока точност на обработка, липса на мустаци и възможност за обработка на резби с еднаква стъпка и различни диаметри с един инструмент. Предимствата му са особено очевидни при обработка на резби от трудно режещи се материали.
Тънкостенна обработка
За части с ниска твърдост, като например тънкостенни компоненти от алуминиеви сплави и корпуси на прецизни електронни компоненти в аерокосмическата област, фрезоването с край е основният метод за субтрактивно формоване.
Фрезоването с край използва стратегия за леко рязане, включваща инструменти с малък диаметър, малка дълбочина на рязане и високи скорости на въртене. В комбинация със специално планиране на траекторията на инструмента, то може ефективно да контролира силата на рязане, да предотвратява деформация на детайлите и да произвежда високопрецизни тънкостенни, оребрени и микроканали, както и други прецизни елементи.
Почистване и скосяване
Специализираните фрези за скосяване могат ефективно и последователно да извършват скосяване и обезмасляване на ръбовете на детайлите. Чрез просто програмиране, пасивационната обработка на всички остри ръбове може да се извърши автоматично, което повишава безопасността на частите и удобството при сглобяване. Това е незаменим последващ процес в съвременните автоматизирани производствени линии.
NOBLE
Ние предлагаме високопрецизни CNC решения за фрезоване на крайни части за широк спектър от индустрии. Използвайки усъвършенствани многоосни обработващи центрове и богат набор от първокласни карбидни фрези, ние обработваме сложни елементи с изключителна точност.
От бързо прототипиране до производство в големи количества, ние доставяме компоненти с превъзходна повърхностна обработка и строги допуски, осигурявайки надеждност и производителност за вашите най-взискателни приложения. Партнирайте с нас за ефективни, висококачествени резултати от фрезоване.
Често задавани въпроси
Какво е основното определение за фрезоване с край?
Фрезоването е основен процес на обработка, при който въртящ се режещ инструмент, наречен крайна фреза, се използва за отстраняване на материал от детайла. За разлика от свредлото, което реже предимно в аксиална посока, режещите ръбове на крайната фреза са разположени както по периферията, така и по челната ѝ повърхност.
Какви са основните предимства на използването на фрезоване с край?
Ключовите предимства на фрезоването с край включват високата му гъвкавост при създаването на разнообразни характеристики на детайлите, отлична прецизност и повърхностна обработка при оптимизиране, съвместимост с широка гама от материали от пластмаси до суперсплави и ефективни скорости на отстраняване на материал, особено със съвременни инструменти и CNC стратегии.
Кои са ключовите фактори, влияещи върху живота на инструмента при фрезоване?
Животът на инструмента при фрезоване с край се влияе главно от твърдостта и абразивността на материала на детайла, параметрите на рязане, избора на материал на инструмента и покритие, ефективността на охлаждането и смазването, както и стабилността на обработката.
Колко важна е охлаждащата течност/смазването при процесите на фрезоване с край?
Охлаждащата течност и смазването са от решаващо значение при фрезоването с край по няколко причини. Те спомагат за разсейване на топлината от зоната на рязане, намаляват триенето между инструмента и детайла, предотвратяват заваряването на стружките и подобряват отвеждането им.
Как се сравнява фрезоването с други често срещани процеси на обработка, като пробиване или струговане?
Фрезоването на края се различава коренно от пробиването и струговането по отношение на режещото движение и обхвата на приложение. Докато пробиването е проектирано специално за създаване на кръгли отвори чрез аксиална сила, струговането завърта детайла спрямо неподвижен инструмент, за да се създадат цилиндрични форми, а фрезоването на края завърта инструмента, за да реже в множество посоки. Това прави фрезоването на края уникално способно за създаване на прорези, джобове, сложни контури и 3D повърхности, които не са осъществими само с пробиване или струговане, предлагайки по-голяма геометрична гъвкавост на обработващите центрове.
