Руководство по выбору концевой фрезы для станка с ЧПУ
При фрезеровании на станках с ЧПУ, выбор правильной концевой фрезы для конкретного применения имеет решающее значение для достижения оптимальной производительности, эффективности и качества детали. Концевая фреза — это режущий инструмент, отвечающий за удаление материала с заготовки, и выбор подходящей фрезы может существенно повлиять на скорость, точность и срок службы инструмента операции.
В этом руководстве мы расскажем вам о ключевых факторах, которые следует учитывать при выборе подходящей концевой фрезы для вашего проекта фрезерования с ЧПУ.
1. Определите, какой тип резки вам нужен.
Первый шаг в выборе правильной концевой фрезы — это понимание типа резки, необходимого для вашего применения. Существует несколько распространенных типов концевых фрез, предназначенных для различных операций резки:
Фрезы с квадратным концом: Это наиболее часто используемый тип фрез, идеально подходящий для фрезерных задач общего назначения. Они отлично подходят для создания полостей с плоским дном, пазов и обработки боковых стенок материала.
Концевые фрезы со сферическим концом: Эти концевые фрезы имеют закругленный конец, что делает их идеальными для 3D-профилирования, изогнутых поверхностей и создания плавных контуров. Их часто используют при изготовлении форм, литье под давлением и сложных форм.
Концевые фрезы с угловым радиусом: они похожи на концевые фрезы с квадратным радиусом, но имеют слегка закругленный угол. Закругленные края помогают снизить концентрацию напряжений, улучшить качество поверхности и увеличить срок службы инструмента, что делает их пригодными для высокоскоростной обработки и чистовой резки.
Черновые концевые фрезы: Разработанные для более быстрого удаления материала, черновые концевые фрезы имеют специальную конструкцию зубьев, которая позволяет им быстро удалять материал, минимизируя при этом теплообразование. Они идеально подходят для черновой резки перед переходом на чистовой инструмент.
Летучие фрезы: Летучие фрезы, которые обычно используются для выравнивания больших поверхностей, часто используют одну вставку или инструмент для фрезерования большой площади за один раз, обеспечивая более гладкую поверхность за меньшее количество проходов.
2. Выбор материала.
Материал, который вы обрабатываете, играет важную роль в определении правильной концевой фрезы. Материал инструмента должен быть твёрже материала заготовки, чтобы обеспечить эффективную резку. Распространенные материалы инструментов включают:
Быстрорежущая сталь (HSS): обеспечивает хорошую износостойкость и отлично подходит для резки более мягких материалов. Это более доступный вариант, но ему не хватает термостойкости и долговечности.
Концевые фрезы из карбида: они наиболее распространены для точной резки благодаря своей превосходной твёрдости, износостойкости и способности выдерживать более высокие температуры. Они идеально подходят для твердых металлов, таких как нержавеющая сталь, титан и закаленные сплавы.
Концевые фрезы из кобальта: Кобальтовые концевые фрезы, сочетающие в себе прочность быстрорежущей стали и твёрдость сплава, являются прекрасным выбором для резки твердых материалов на умеренных скоростях.
Концевые фрезы с покрытием: покрытия, такие как нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и алмазоподобные покрытия (DLC), повышают износостойкость и производительность инструмента, особенно при обработке таких материалов, как нержавеющая сталь или цветные металлы.
3. Диаметр и длина реза.
Выбор правильного диаметра реза имеет важное значение для желаемой операции обработки. Меньшие диаметры используются для точности и мелких деталей, в то время как большие диаметры подходят для более быстрых и глубоких разрезов.
Диаметр резки: выберите диаметр, который соответствует требуемой отделке и глубине реза. Больший диаметр увеличивает скорость удаления материала, но снижает точность реза.
Длина реза (длина канавки): Длина канавки определяет, насколько глубоко может резать концевая фреза. Более длинная канавка необходима для более глубоких резов, но она может снизить прочность инструмента и вызвать прогиб, если с ней обращаться неправильно.
Общая длина: Общая длина концевой фрезы должна обеспечивать достаточный зазор для заготовки и настройки станка.
4. Геометрия фрезы.
Количество канавок (режущих кромок) концевой фрезы влияет на ее режущую способность, удаление стружки и качество поверхности:
Концевые фрезы с двумя канавками: идеально подходят для резки мягких материалов и обеспечивают лучший отвод стружки, что делает их пригодными для более высоких скоростей подачи и черновой обработки.
Концевые фрезы с тремя канавками: конструкция с тремя канавками часто используется для чистовой обработки, обеспечивая баланс между удалением стружки и качеством обработки поверхности, особенно при обработке таких материалов, как алюминий.
Концевые фрезы с 4 канавками: обеспечивают превосходную отделку поверхности и отлично подходят для фрезерования более твёрдых материалов. Однако они могут иметь меньший зазор для стружки по сравнению с концевыми фрезами с меньшим количеством канавок.
Концевые фрезы с высокой спиралью: имеют более крутой угол резания и подходят для высокоскоростной резки. Они часто используются в приложениях, где требуется гладкая отделка, особенно при обработке алюминия.
5. Покрытие и обработка поверхности.
Покрытия могут увеличить срок службы инструмента, уменьшить трение и улучшить термостойкость. Обычные покрытия включают:
Нитрид титана (TiN): обеспечивает повышенную твёрдость и износостойкость, продлевая срок службы инструмента и позволяя использовать более высокие скорости резания.
Карбонитрид титана (TiCN): обеспечивает лучшую производительность, чем TiN, особенно при обработке более твёрдых материалов и на более высоких скоростях.
Алмазные покрытия: Алмазные покрытия, используемые для цветных металлов, обеспечивают исключительную твердость и износостойкость, идеально подходят для высокоточной крупносерийной обработки.
6. Выбор подходящей для материала концевой фрезы.
Обрабатываемый материал играет решающую роль в определении наилучшей концевой фрезы:
Алюминий: для резки алюминия и других цветных металлов рассмотрите возможность использования концевых фрез из быстрорежущей стали (HSS) или твёрдосплавных фрез с большим углом наклона спирали для эффективного удаления стружки.
Сталь: Для обработки мягкой стали часто наилучшим выбором является твёрдосплавная или кобальтовая концевая фреза с покрытием, продлевающим срок службы инструмента.
Нержавеющая сталь: для нержавейки требуется более прочный инструментальный материал, например, карбид или кобальт, с износостойким покрытием, выдерживающим тепло, выделяемое во время резки.
Титан и его сплавы: Для титана и других твёрдых материалов рекомендуется использовать твёрдосплавную концевую фрезу со специальным покрытием, например TiCN или TiAlN, поскольку этот материал склонен к упрочнению.
7. Срок службы инструмента и скорость подачи.
Выбор концевой фрезы также включает понимание требуемого срока службы инструмента и скорости подачи для обрабатываемого материала. Как правило, твёрдосплавные концевые фрезы обеспечивают более высокие скорости подачи и более длительный срок службы инструмента по сравнению с концевыми фрезами HSS, но они более хрупкие и требуют осторожного обращения.
В этом руководстве мы расскажем вам о ключевых факторах, которые следует учитывать при выборе подходящей концевой фрезы для вашего проекта фрезерования с ЧПУ.
1. Определите, какой тип резки вам нужен.
Первый шаг в выборе правильной концевой фрезы — это понимание типа резки, необходимого для вашего применения. Существует несколько распространенных типов концевых фрез, предназначенных для различных операций резки:
Фрезы с квадратным концом: Это наиболее часто используемый тип фрез, идеально подходящий для фрезерных задач общего назначения. Они отлично подходят для создания полостей с плоским дном, пазов и обработки боковых стенок материала.
Концевые фрезы со сферическим концом: Эти концевые фрезы имеют закругленный конец, что делает их идеальными для 3D-профилирования, изогнутых поверхностей и создания плавных контуров. Их часто используют при изготовлении форм, литье под давлением и сложных форм.
Концевые фрезы с угловым радиусом: они похожи на концевые фрезы с квадратным радиусом, но имеют слегка закругленный угол. Закругленные края помогают снизить концентрацию напряжений, улучшить качество поверхности и увеличить срок службы инструмента, что делает их пригодными для высокоскоростной обработки и чистовой резки.
Черновые концевые фрезы: Разработанные для более быстрого удаления материала, черновые концевые фрезы имеют специальную конструкцию зубьев, которая позволяет им быстро удалять материал, минимизируя при этом теплообразование. Они идеально подходят для черновой резки перед переходом на чистовой инструмент.
Летучие фрезы: Летучие фрезы, которые обычно используются для выравнивания больших поверхностей, часто используют одну вставку или инструмент для фрезерования большой площади за один раз, обеспечивая более гладкую поверхность за меньшее количество проходов.
2. Выбор материала.
Материал, который вы обрабатываете, играет важную роль в определении правильной концевой фрезы. Материал инструмента должен быть твёрже материала заготовки, чтобы обеспечить эффективную резку. Распространенные материалы инструментов включают:
Быстрорежущая сталь (HSS): обеспечивает хорошую износостойкость и отлично подходит для резки более мягких материалов. Это более доступный вариант, но ему не хватает термостойкости и долговечности.
Концевые фрезы из карбида: они наиболее распространены для точной резки благодаря своей превосходной твёрдости, износостойкости и способности выдерживать более высокие температуры. Они идеально подходят для твердых металлов, таких как нержавеющая сталь, титан и закаленные сплавы.
Концевые фрезы из кобальта: Кобальтовые концевые фрезы, сочетающие в себе прочность быстрорежущей стали и твёрдость сплава, являются прекрасным выбором для резки твердых материалов на умеренных скоростях.
Концевые фрезы с покрытием: покрытия, такие как нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и алмазоподобные покрытия (DLC), повышают износостойкость и производительность инструмента, особенно при обработке таких материалов, как нержавеющая сталь или цветные металлы.
3. Диаметр и длина реза.
Выбор правильного диаметра реза имеет важное значение для желаемой операции обработки. Меньшие диаметры используются для точности и мелких деталей, в то время как большие диаметры подходят для более быстрых и глубоких разрезов.
Диаметр резки: выберите диаметр, который соответствует требуемой отделке и глубине реза. Больший диаметр увеличивает скорость удаления материала, но снижает точность реза.
Длина реза (длина канавки): Длина канавки определяет, насколько глубоко может резать концевая фреза. Более длинная канавка необходима для более глубоких резов, но она может снизить прочность инструмента и вызвать прогиб, если с ней обращаться неправильно.
Общая длина: Общая длина концевой фрезы должна обеспечивать достаточный зазор для заготовки и настройки станка.
4. Геометрия фрезы.
Количество канавок (режущих кромок) концевой фрезы влияет на ее режущую способность, удаление стружки и качество поверхности:
Концевые фрезы с двумя канавками: идеально подходят для резки мягких материалов и обеспечивают лучший отвод стружки, что делает их пригодными для более высоких скоростей подачи и черновой обработки.
Концевые фрезы с тремя канавками: конструкция с тремя канавками часто используется для чистовой обработки, обеспечивая баланс между удалением стружки и качеством обработки поверхности, особенно при обработке таких материалов, как алюминий.
Концевые фрезы с 4 канавками: обеспечивают превосходную отделку поверхности и отлично подходят для фрезерования более твёрдых материалов. Однако они могут иметь меньший зазор для стружки по сравнению с концевыми фрезами с меньшим количеством канавок.
Концевые фрезы с высокой спиралью: имеют более крутой угол резания и подходят для высокоскоростной резки. Они часто используются в приложениях, где требуется гладкая отделка, особенно при обработке алюминия.
5. Покрытие и обработка поверхности.
Покрытия могут увеличить срок службы инструмента, уменьшить трение и улучшить термостойкость. Обычные покрытия включают:
Нитрид титана (TiN): обеспечивает повышенную твёрдость и износостойкость, продлевая срок службы инструмента и позволяя использовать более высокие скорости резания.
Карбонитрид титана (TiCN): обеспечивает лучшую производительность, чем TiN, особенно при обработке более твёрдых материалов и на более высоких скоростях.
Алмазные покрытия: Алмазные покрытия, используемые для цветных металлов, обеспечивают исключительную твердость и износостойкость, идеально подходят для высокоточной крупносерийной обработки.
6. Выбор подходящей для материала концевой фрезы.
Обрабатываемый материал играет решающую роль в определении наилучшей концевой фрезы:
Алюминий: для резки алюминия и других цветных металлов рассмотрите возможность использования концевых фрез из быстрорежущей стали (HSS) или твёрдосплавных фрез с большим углом наклона спирали для эффективного удаления стружки.
Сталь: Для обработки мягкой стали часто наилучшим выбором является твёрдосплавная или кобальтовая концевая фреза с покрытием, продлевающим срок службы инструмента.
Нержавеющая сталь: для нержавейки требуется более прочный инструментальный материал, например, карбид или кобальт, с износостойким покрытием, выдерживающим тепло, выделяемое во время резки.
Титан и его сплавы: Для титана и других твёрдых материалов рекомендуется использовать твёрдосплавную концевую фрезу со специальным покрытием, например TiCN или TiAlN, поскольку этот материал склонен к упрочнению.
7. Срок службы инструмента и скорость подачи.
Выбор концевой фрезы также включает понимание требуемого срока службы инструмента и скорости подачи для обрабатываемого материала. Как правило, твёрдосплавные концевые фрезы обеспечивают более высокие скорости подачи и более длительный срок службы инструмента по сравнению с концевыми фрезами HSS, но они более хрупкие и требуют осторожного обращения.
Заключение
Выбор концевой фрезы является ключом к достижению высококачественных результатов фрезерования с ЧПУ. Принимая во внимание такие факторы, как тип резки, материал, геометрия канавки и покрытие, вы можете оптимизировать процесс фрезерования, чтобы максимизировать эффективность и сократить время простоя. Всегда подбирайте инструмент в соответствии с материалом и операцией для наилучших результатов и долговечности как для инструментов, так и деталей. Независимо от того, работаете ли вы с алюминием, нержавеющей сталью или различными сплавами сплавами, существует широкий ассортимент концевых фрез, которые удовлетворят любые потребности.
