Введение
Фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ позволяет создавать плоские поверхности. Резку производит торцевая поверхность фрезы, а не боковые стороны. Сверление создает отверстия. Фрезерование, как правило, удаляет материал. Фрезерование торцевой поверхности создает готовые плоскости. В этом руководстве рассматривается принцип работы, используемые инструменты и особенности применения на реальных деталях.
Что такое фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ?
Определение процесса
Люди видят работающий станок. Они не всегда понимают его геометрию. Фрезерование торцов на станках с ЧПУ имеет простую конструкцию. Ось шпинделя расположена перпендикулярно заготовке. Прямо вверх и вниз. Фреза направлена непосредственно на деталь.
Цель — ровность. Гладкие поверхности. Выравнивание блока. Отделка палубы. Удаление ровно столько материала, чтобы сделать плоскость идеально ровной. Не глубокие отверстия. Не сложные контуры. Просто ровность.
Краткий обзор резака
Здесь важны две части. Корпус режущего инструмента — это металлический диск. Он удерживает все вместе. Сменные пластины — это собственно режущие зубья. Изготовлены из твердого материала. Сменные. Когда пластина изнашивается, ее меняют. Корпус остается на месте.
Представьте себе толстый диск. Зубья на его лицевой стороне. Зубья и по периферии. Лицевые зубья выполняют основную работу по выравниванию. Периферийные зубья очищают кромки стенок. Один инструмент, две режущие поверхности. Это стандартная конструкция для фрезерования торцевых поверхностей на станках с ЧПУ.
Механика: как работает фрезерование торцов на станках с ЧПУ.
Действие резки
Вот что происходит во время фрезерования торцевой поверхности на станке с ЧПУ. Фреза выступает за край детали. Не по центру. Выступает за пределы обрабатываемой поверхности. Это не ошибка. Это необходимо. Без выступа инструмент не сможет пройтись по всей поверхности за один проход.
Два параметра управляют процессом резания. Шаг резания — это ширина. Какая часть рабочей поверхности резца касается детали сбоку? Глубина резания — это осевое зацепление. Насколько глубоко зубья врезаются в вертикальную поверхность. Люди часто путают эти параметры. Шаг резания — это боковое перемещение. Глубина — это вертикальное проникновение. Разграничивайте их.
Попутное фрезерование против обычного фрезерования
Попутное фрезерование – режущий инструмент вращается в направлении подачи. Зуб захватывает всю толщину материала на входе и срезает до нуля. Это стандарт для торцевого фрезерования на станках с ЧПУ с жестким корпусом. Лучшее качество обработки. Меньше нагрева. Более длительный срок службы инструмента. Один нюанс. Станок должен иметь нулевой люфт. Ослабленные винты вызывают вибрацию или поломку.
Традиционное фрезерование – фреза вращается против подачи. Зуб изначально имеет нулевую толщину. Сначала он трется, затем режет. Больше трения. Больше нагрева. Качество поверхности ухудшается. Этот метод необходим для старых ручных станков с изношенными ходовыми винтами. Также полезен для удаления твердой окалины с отливок. В большинстве случаев при фрезеровании торцов на станках с ЧПУ традиционное фрезерование избегают, если только это не вынужденная мера.
| Характеристика | Подъемное фрезерование | Обычное фрезерование |
| Вращение против подачи | В том же направлении | Противоположное направление |
| Толщина стружки | Макс → ноль | Ноль → максимум |
| Чистота поверхности | Лучшая | Хуже |
| зной | Низкая | Высокая |
| Машина нуждается | Жесткая конструкция, низкий люфт | Незакрепленные винты допустимы. |
| Примеры использования | ЧПУ, отделка | Старые машины, твердые весы |
Понимание угла ведущего винта
Угол наклона режущей кромки изменяет направление приложения силы резания.
- режущие инструменты под углом 90 градусов– Сила направлена вбок. Радиальное направление. Подходит для квадратных выступов. Не подходит для тонких стенок. Деталь деформируется.
- режущие инструменты под углом 45 градусов– Стандартный вариант для цеха. Силы распределяются между радиальным и осевым направлениями. Часть направлена вбок, часть – вниз, на шпиндель. Сбалансировано. Безопасно для большинства. фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ.
- режущие инструменты под углом 75 градусов– компромисс. Осевая сила больше радиальной. Лучше подходит для тонких деталей или слабых приспособлений. Направленная вниз составляющая помогает удерживать заготовку.
Выбирайте угол наклона в зависимости от жесткости детали. Жесткая деталь, жесткий станок? 90 градусов вполне подойдут. Тонкостенная конструкция или ненадежная система? 45 или 75 градусов обеспечат стабильность. Это правило.
Виды торцевых фрез с ЧПУ и Инструменты
Разновидности обжимных и торцевых прокатных станов
Люди используют эти термины довольно свободно. Часто взаимозаменяемо. Это не совсем правильно.
Торцевая фреза имеет цельный хвостовик. Корпус фрезы и монтажный вал представляют собой один и тот же кусок металла. Она крепится непосредственно к шпинделю или держателю.
Фрезерный станок для обработки торцов отличается. Корпус фрезы имеет полое отверстие. Он крепится на отдельную оправку. Затем оправка входит в шпиндель. Фрезерные станки для обработки торцов больше по размеру. Они предназначены для выполнения более крупных задач фрезерования торцов на станках с ЧПУ.
Сменные против твердосплавных
- Индексируемая лицевая панель мельниц используют Сменные пластины. Корпус режущей кромки изготовлен из стали или алюминия. Пластины изготовлены из карбида. Когда режущая кромка изнашивается, её поворачивают на новую. Когда все режущие кромки изношены, заменяют пластину на новую. Корпус служит годами.
Лучше всего подходит для больших поверхностей. Недорог в пересчете на режущую кромку. Черновая обработка. Сильное удаление материала. Недостаток? Меньшая точность, чем у цельнометаллических инструментов. Биение накапливается.
- Поверхность из твердого сплава мельниц Цельная конструкция. Корпус фрезы и зубья изготовлены из одной твердосплавной заготовки. Заточены вместе. Идеальная соосность. Нет вставок, которые могли бы ослабнуть.
Идеально подходит для мелких деталей. Высокая точность. Чистовая обработка. Недостаток? Дорого. Когда инструмент изнашивается, весь инструмент выбрасывается. Замена невозможна.
Для типичной обработки торцевых поверхностей на станках с ЧПУ используют сменные инструменты для черновой обработки и твердосплавные инструменты для чистовой обработки. Два инструмента. Две разные задачи.
| Характеристика | Индексируемый | Твердый карбид |
| Строительство | Корпус + вставки | Один кусочек |
| Стоимость за ребро | Низкий | Высокий (инструмент одноразовый) |
| Точность | Хорошо (есть небольшие дефекты) | Прекрасно |
| Лучше всего | Большие поверхности, шероховатые | Мелкие детали, отделка |
| Срок службы инструмента | Вставки заменены | Инструмент списан. |
Материалы корпуса режущего инструмента
Корпус удерживает вставки. Выбор материала имеет значение.
Стальные корпуса дешевы. Тяжелы. Вес может гасить вибрации в некоторых конфигурациях. Но большой вес также означает более медленное ускорение шпинделя. Не идеально для высокоскоростного фрезерования торцевых поверхностей на станках с ЧПУ.
Корпуса из алюминия легкие. Меньшая инерция. Станок может быстрее наращивать скорость. Меньше вибрации во многих областях применения. Дороже, чем стальные. Оправданы для высокоскоростной обработки.
В некоторых высококачественных фрезах используются корпуса из композитных материалов или титана. Большинству цехов они не нужны. Сталь или алюминий подходят для 95% работ. Выбирайте сталь для бюджетных задач на жестких станках. Выбирайте алюминий для высокоскоростной обработки или когда важен вес.
Фрезерование торцов на станках с ЧПУ против фрезерования концевых поверхностей на станках с ЧПУ
Два инструмента. Один и тот же станок. Один выравнивает большие поверхности. Другой вырезает пазы и углубления. Геометрия разная. Результаты разные. Срок службы инструмента разный. Давайте разберемся.
| Характеристика | Фрезерование торцевых поверхностей на станках с ЧПУ | Концевое фрезерование |
| Geometry | Использует режущую кромку и периферийную кромку фрезы. Плоский диск. Много сменных пластин. | Использует спиральные канавки по бокам и на конце. Длинный цилиндр. От двух до четырех режущих кромок. |
| Создание поверхности | Широкие плоские площадки. Выравнивание блоков. Выравнивание головок двигателей. | Пазы, карманы, контуры, шпоночные пазы. Вертикальные стенки. Сложные трехмерные формы. |
| Срок службы инструмента | Как правило, служат дольше. Износ распределяется между несколькими вставками. Сменные кромки заменяются. | Более короткий срок службы. Меньше флейт. Кончик подвергается наибольшему износу. |
Фрезерование торцевых поверхностей на станках с ЧПУ обрабатывает широкие плоские поверхности. Фрезерование концевых поверхностей обрабатывает детали и полости. Один станок. Две разные стратегии. Используйте правильную.
Что можно изготовить? 5 реальных профессий для фрезерных станков с ЧПУ.
1. Блоки цилиндров и автомобильные компоненты
Поверхность блока цилиндров имеет значение. Это верхняя часть блока, к которой крепится головка блока. Она должна быть ровной. Абсолютно ровной. В противном случае прокладка головки блока будет протекать. Охлаждающая жидкость будет вытекать. Компрессия упадет. Фрезерование на станке с ЧПУ создает эту герметизирующую поверхность.
2. Корпуса гидравлических клапанов
Масло под высоким давлением протекает через гидравлический клапан. Клапан скользит внутри отверстия. Компоненты скреплены болтами. Любое искривление или деформация приведут к утечке. Это вызовет падение давления в гидравлической системе. В этом случае машина остановится. Фрезерование на станках с ЧПУ позволяет получить зеркальную поверхность сопрягаемых деталей. Точность плоскостности может достигать нескольких десятитысячных миллиметра.
3. Фланцы для труб
Фланцы соединяют трубы. Между ними находится прокладка. Болты стягивают поверхности фланцев друг к другу. Прокладка сжимается и герметизирует. Если поверхность фланца неровная, прокладка протекает. Фрезерование на станках с ЧПУ позволяет вырезать выступающую или плоскую поверхность. В обоих случаях необходима гладкая, ровная поверхность.
4. Основания станков и монтажные пластины
Двигатели вибрируют. Насосы вибрируют. Если насос и двигатель установлены на неровной поверхности, это вызовет еще большую вибрацию — болты ослабнут, и подшипники выйдут из строя.
5. Выравнивание сырья
Это первый этап во многих механических цехах. В цех привозят черновую заготовку. Она ржавая и деформированная, без прямых кромок. Токарь зажимает её на месте. Поверхностный слой удаляется с помощью фрезерования на станке с ЧПУ. Затем заготовку переворачивают, чтобы обработать другую сторону. Её переворачивают ещё раз. После нескольких проходов заготовка образует опорный угол в 90 градусов. Теперь она квадратная и плоская, готовая к следующему этапу обработки. Без этого начального этапа фрезерования ни один из последующих компонентов не подошёл бы друг к другу.
Для каждого применения фрезерование торцевых поверхностей на станках с ЧПУ необходимо по одной и той же причине: для достижения идеально ровной поверхности. Именно это и обеспечивает данный процесс.
Преимущества и недостатки фрезерования торцов на станках с ЧПУ.
Фрезерование торцов на станках с ЧПУ имеет очевидные преимущества. Но есть и реальные недостатки. Необходимо мнение обеих сторон.
Хорошо
- Высокая скорость удаления материала. Для плоских поверхностей, фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ Быстро снимает металл. Множество сменных пластин. Широкая фреза. Один проход покрывает большую площадь. Значительная экономия времени по сравнению с концевой фрезой.
- Отличная чистота поверхности. Значения Ra быстро падают. Гладкая поверхность сразу после обработки. Часто дополнительная шлифовка не требуется. Люди это измеряют. Доверяйте этому.
- Экономичная эксплуатация. Сменные пластины снижают стоимость. Один корпус фрезы служит годами. Пластины заменяются по мере затупления. Стоимость обработки одной режущей кромки ниже, чем у инструментов из цельного твердосплава.
Плохой
- Требуются прочные механизмы.фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ Необходима мощность. Фреза обрабатывает широкий участок материала. Мощность шпинделя должна быть достаточной. Жесткость станка также должна быть достаточной. Легкие фрезерные станки вибрируют. Качество поверхности ухудшается.
- Не подходит для создания трехмерных контуров или глубоких пазов. Это не инструмент для скульптурной обработки. Не инструмент для обработки узких полостей. фрезерование торцевой поверхности на станках с ЧПУ Обрабатывает плоские поверхности. Вот и все. Пытаетесь вырезать глубокий паз торцевой фрезой? Инструмент слишком широкий. Геометрия мешает.
- Высокая первоначальная стоимость оснастки. Качественный корпус торцевой фрезы стоит немалых денег. Сменные пластины увеличивают стоимость. Цельнотвердосплавные торцевые фрезы еще хуже. Первоначальные затраты отпугивают некоторые мастерские. Они предпочитают использовать концевые фрезы для всего. Это подходит для небольших работ. Но для больших плоских поверхностей инвестиции быстро окупаются.
Распространенные проблемы и способы их решения
Даже качественная фрезеровка на станках с ЧПУ сталкивается с проблемами. Станок вибрирует. Поверхность получается шероховатой, как стиральная доска. Инструменты изнашиваются слишком быстро. Но у каждой проблемы есть причина. У каждой причины есть решение.
Вибрация (треск)
Причина: Недостаточная жесткость где-то. В станке. В приспособлении. В самой детали. Или неправильная скорость подачи. Слишком легкая или слишком тяжелая деталь.
Решение: Сначала уменьшите шаг резания. Сделайте более узкий срез. Или измените угол наклона фрезы. Инструмент, установленный под углом 45 градусов, вибрирует меньше, чем инструмент, установленный под углом 90 градусов, во время фрезерования торцевой поверхности на станке с ЧПУ. Также проверяют конусность шпинделя станка и держатель инструмента. Ненадежные соединения вызывают вибрацию.
Некачественная обработка поверхности (эффект «стиральной доски»)
Причина: В первую очередь следует проверить изношенные вставки. Если лезвие затупилось, оно застрянет и будет издавать шум вместо того, чтобы резать. Также следует проверить скорость вращения шпинделя, чтобы убедиться, что она в порядке. Слишком высокая скорость приводит к нагреву, а слишком низкая — к разрыву материала.
Решение: Сведите пластины к новой заточке. Это мгновенно решает многие проблемы чистовой обработки. Если это не помогает, увеличьте подачу на зуб. Небольшая подача может вызвать трение и вибрацию. Также проверяют охлаждающую жидкость. Отсутствие охлаждающей жидкости на алюминии приводит к образованию нароста на пластине, что ухудшает качество обработки.
О компании NOBLE – Высокоточная обработка на станках с ЧПУ, которой вы можете доверять
Наши основные возможности обработки на станках с ЧПУ
- Трехосевой, четырехосевой, пятиосевая фрезеровка с ЧПУСложные контуры. Подрезы. Детали, обработанные за одну установку без перемещения заготовки. Токарная обработка на станках с ЧПУ с использованием приводного инструмента позволяет изготавливать валы, втулки и гибридные фрезерно-токарные компоненты.
- Опыт торцевого фрезерования – тема данного руководства. Мы регулярно фрезеруем торцевые поверхности блоков цилиндров двигателей, фланцев труб, крепежных пластин. Допуски на плоскостность? Очень жесткие. Люди присылают нам свои детали, потому что мы держим эти параметры на должном уровне.
- Обработка поверхности и Шлифование с ЧПУ. Зеркальная чистота поверхности сразу после фрезеровки. Или прецизионная шлифовка поверхности, когда этого требует задача.
- От прототипирования до серийного производства. Малосерийные прототипы для тестирования. Серийное производство от ста до ста тысяч экземпляров. Мы масштабируем производство.
Наши сертификаты – бескомпромиссное качество.
| Сертификаты | Объем |
| ISO 9001: 2015 | Наша система управления качеством обеспечивает стабильное и отслеживаемое производство во всех отраслях. |
| ISO 13485: 2016 | В контексте производства медицинских изделий особое внимание уделяется строгому управлению рисками, чистоте и документации для хирургических и имплантируемых компонентов. |
Почему стоит сотрудничать с NOBLE?
Собственная инженерная поддержка. Обратная связь по DFM (проектированию с учетом технологичности) перед началом резки. Оптимизация траектории движения инструмента для повышения эффективности.
Полноценная лаборатория контроля качества. Координатно-измерительные машины. Оптические компараторы. Приборы для измерения качества поверхности. Детали измеряются. Ведется учет.
Короткие сроки выполнения заказа. Стандартная продолжительность — две-три недели. Возможна срочная доставка для тех, у кого ограниченное время.
FAQ
Фрезерование торцов на станках с ЧПУ — это то же самое, что и наплавка поверхностей?
Да, в большинстве мастерских эти термины взаимозаменяемы. Поверхностная обработка означает создание плоской поверхности. Для этого используется фрезерование на станке с ЧПУ.
Можно ли столкнуться с фрезерным станком с концевой фрезой?
Да, но это медленнее. Концевая фреза может выравнивать поверхность за несколько проходов. Фрезерование торцевой поверхности на станке с ЧПУ с использованием подходящей торцевой фрезы намного быстрее для больших площадей.
Какова оптимальная скорость подачи для торцевого фрезерования стали на станке с ЧПУ?
Единого универсального значения не существует. Типичная отправная точка составляет от 0.1 до 0.2 мм на зуб для черновой обработки. Корректировка производится в зависимости от жесткости станка и класса пластины.
Нужна ли охлаждающая жидкость для фрезерования торцевых поверхностей на станках с ЧПУ?
Зависит от материала. Сталь и нержавеющая сталь нуждаются в охлаждающей жидкости для отвода тепла и стружки. Алюминий может работать без охлаждения при использовании полированных вставок и обдува воздухом.
