При фрезеровании материал удаляется вращающейся фрезой. Выбор инструмента определяет скорость, стабильность и возможность обработки различных элементов. В большинстве цехов выбор сводится к двум типам фрез: торцевые и концевые.
Вот основное правило. Используйте торцевую фрезу для быстрой обработки больших плоских поверхностей. Используйте концевую фрезу для создания пазов, углублений, выступов, профилей и трехмерных элементов с контролем. Концевые фрезы иногда могут обрабатывать поверхность, но торцевая фреза не может заменить концевую фрезу для обработки элементов.
В Yonglihao Machinery мы поддерживаем Услуги фрезерной обработки с ЧПУдля прототипов и серийных деталей. Когда клиенты спрашивают, какой инструмент им следует выбрать, мы начинаем с геометрии детали и жесткости станка. Затем мы подбираем семейство фрез в соответствии с выполняемой задачей.
Оглавление
Что такое торцевая фреза и что такое концевая фреза?
Торцевая фреза — это резец, предназначенный для обработки поверхности, перпендикулярной оси шпинделя. Она использует несколько пластин или режущих кромок для удаления материала по широкой траектории. Именно поэтому она является предпочтительным выбором для обработки широких плоских поверхностей и подготовительных резов.
Торцевое фрезерование В процессе обработки заготовка располагается так, чтобы целевая поверхность была перпендикулярна оси инструмента. Деталь жестко зажимается, выбирается стабильная скорость вращения шпинделя и подача, после чего фреза перемещается по поверхности. В зависимости от ширины и припуска на заготовку, можно обработать множество поверхностей за один или несколько проходов.
Концевая фреза Это режущий инструмент с режущими кромками на конце и вдоль канавок по бокам. Он может резать в поперечном направлении, а также осевым образом для врезания или наклона, в зависимости от типа инструмента. Это делает его оптимальным выбором для обработки пазов, прорезей, уступов, контуров и элементов штампов.
При торцевом фрезеровании инструмент задействуется в меньшей области, чем при торцевом фрезеровании. Это улучшает доступ и контроль над обрабатываемыми элементами, но также означает, что усилия концентрируются на меньшей фрезе. Отклонение инструмента и вибрация быстрее становятся ограничивающими факторами, особенно при большом вылете инструмента.
Геометрия инструмента и особенности резания
Реальная разница заключается не только в фрезеровании. Она состоит в расположении режущих кромок и в том, какая часть инструмента одновременно контактирует с обрабатываемой деталью. Это определяет направление резания, баланс сил, толщину стружки, нагрев и стабильность.
Торцевая фреза имеет пластины большого диаметра. Она задействует широкую зону, распределяет нагрузку по нескольким кромкам и, как правило, работает с уравновешенными усилиями при правильной настройке. Это обеспечивает устойчивость при обработке больших поверхностей и повышает производительность при необходимости быстрой обработки заготовки.
Концевая фреза имеет меньший диаметр и канавки, которые режут сбоку и на конце. Она может перемещаться в труднодоступные места и создавать элементы нужной глубины. Эта универсальность сочетается с чувствительностью к вылету инструмента, его жесткости и удалению стружки, особенно в глубоких углублениях и узких пазах.
Форма режущей кромки инструмента также имеет значение. Торцевые фрезы обычно используют сменные пластины, что обеспечивает стабильную работу и простоту обслуживания. Концевые фрезы часто представляют собой цельные инструменты, и в зависимости от используемой вами стратегии оснастки им может потребоваться переточка или замена при износе.
Если вы запомните только один геометрический момент, запомните это. Торцевые фрезы изготавливаются для обработки торцевых поверхностей. Концевые фрезы изготавливаются для обработки деталей. Эта одна линия предотвращает большинство ошибок в выборе инструмента.
Сравнительный список характеристик торцевой и торцевой фрез.
Чтобы принять взвешенное решение, сравните оба инструмента, используя один и тот же контрольный список. Цель не в том, чтобы ранжировать их. Цель в том, чтобы сопоставить возможности инструмента с требованиями вашей детали.
Ниже приведено краткое сравнение, которое можно использовать при планировании процесса.
| Фактор принятия решения | Фрезерный станок (типичная прочность) | Концевая фреза (типичная прочность) |
|---|---|---|
| Лучший результат | Большие плоские поверхности, подготовительные и чистовые работы. | Карманы, прорези, плечи, профиль, контуры. |
| тенденция к удалению материала | Выше на широких лицах | На широких лицах ниже расположено, лучше подчеркивает черты лица. |
| склонность к качеству поверхности | Очень хорошая плоскостность и однородность поверхностей. | Отлично подходит для проработки деталей и контуров, зависит от типа инструмента. |
| Доступ | Требуется открытая лицевая сторона и зазор. | Достигает труднодоступных мест и позволяет работать с внутренними элементами. |
| Поведение на глубине | Лучше всего подходит для неглубоких и умеренных порезов на лице. | Можно вырезать более глубокие элементы, однако возможности ограничены жесткостью конструкции и отводом стружки. |
| Чувствительность к жесткости | Из-за диаметра фрезы и прилагаемых усилий требуется жесткая конструкция. | Чувствителен к выступанию и отклонению, особенно в глубоких карманах. |
| Типичная форма инструмента | Вставные режущие кромки (легкая замена лезвия) | Цельные или вставные концевые фрезы (различной геометрии) |
Эта таблица — лишь рекомендации, а не закон. Небольшая концевая фреза может обработать небольшую поверхность. Торцевая фреза может создать неглубокие пазы, если это позволяет геометрия. Но наилучшее соответствие остается неизменным.
Когда следует использовать каждый инструмент?
Если деталь имеет большую поверхность, которая влияет на сборку, герметизацию или выравнивание, следует отдавать предпочтение торцевому фрезерованию. Это обеспечивает более быстрое удаление материала и более предсказуемую плоскостность. Кроме того, сокращается время цикла при обработке большой площади.
Фрезерование торцевой поверхности следует использовать, когда необходимо выровнять поверхность, удалить окалину или подготовить базовую поверхность перед обработкой элементов. Это часто применяется при обработке рам, оснований станков, корпусов, имитирующих двигатели, и крепежных пластин. Фрезерованная торцевая поверхность становится эталонной для всей дальнейшей обработки.
Фрезерование концевой фрезой рекомендуется, если деталь требует обработки внутренних геометрических форм. Пазы, углубления, уступы, шпоночные пазы, а также 2,5D или 3D контуры — всё это относится к фрезерованию концевой фрезой. Инструмент может обрабатывать боковые стенки, уменьшать шаг по оси Z и точно следовать траектории профиля.
Фрезерование торцевой фрезой также является лучшим выбором, когда поверхность повреждена существующими элементами. Для торцевой фрезы необходим зазор и чистая зона резания. Если на поверхности имеются выступы, ребра или отверстия вблизи траектории резания, торцевая фреза обеспечит более безопасный доступ и лучший контроль.
Во многих реальных задачах оба инструмента должны использоваться в одной программе. Сначала фрезеруйте базовую поверхность, затем концевыми фрезерами элементы, а затем чистите критически важные поверхности или выступы. Такая последовательность уменьшает погрешность наложения слоев, поскольку последующие резы выполняются относительно проверенной плоской поверхности.
В компании Yonglihao Machinery мы часто планируем работу следующим образом: на раннем этапе создаем стабильные базовые элементы, затем вырезаем элементы с контролируемым взаимодействием, а критически важные интерфейсы завершаем в последнюю очередь. Это обеспечивает предсказуемость процесса контроля.
Факторы настройки, влияющие на результат.
Жесткость станка — это не второстепенный параметр. От нее зависит, будет ли рез гладким или шумным, и будет ли поверхность стабильной или волнистой. Торцевое фрезерование может создавать высокие усилия из-за широкого зацепления, поэтому жесткий шпиндель и надежная фиксация имеют большое значение.
Фрезерование торцом более чувствительно к деформации инструмента. Инструменты меньшего диаметра и с большим вылетом ведут себя как пружина. Если инструмент деформируется, вы теряете размер, прямолинейность стенок и качество поверхности. Именно поэтому для глубоких пазов и тонких стенок требуется дополнительное планирование.
Второй важный фактор — это способ крепления заготовки. Торцевая фреза может толкать заготовку, если зажим слабый, что ухудшает плоскостность. Концевые фрезы могут вибрировать или затягивать стружку в зону резания, если деталь вибрирует, что повреждает кромки и оставляет следы.
Выбор материала влияет на образование стружки и нагрев. Алюминий может накапливаться на кромках без надлежащего удаления стружки и правильной стратегии охлаждения. Твердые стали увеличивают износ и требуют стабильного зацепления для предотвращения сколов. Правильный набор инструментов по-прежнему актуален, но погрешность уменьшается.
Часто скрытым ограничением при концевом фрезеровании является удаление стружки. Глубокие углубления и узкие пазы задерживают стружку, повышают температуру и вызывают повторное резание. Если стружка не может выйти, срок службы инструмента сокращается, а качество обработки быстро ухудшается.
Если вы выбираете между скоростью и безопасностью, сначала выберите стабильную срезку. Стабильная срезка позволяет увеличить объем корма позже. Нестабильная срезка никогда не будет эффективной.
Распространенные проблемы и быстрые решения
Дребезжание или вибрация на поверхности, обработанной фрезерованием, обычно указывают на низкую жесткость, неправильное зацепление или затупление кромки. Уменьшите вылет, улучшите зажим и проверьте состояние пластины. Если на поверхности наблюдаются повторяющиеся волны, сначала стабилизируйте ее, прежде чем увеличивать скорость.
Поломка инструмента при концевом фрезеровании часто происходит из-за чрезмерного вылета инструмента или скопления стружки. Необходимо укоротить вылет инструмента, расширить зону обработки и улучшить отвод стружки. Инструмент, не способный эффективно удалять стружку, работает в режиме саморазрушения.
Плохое качество поверхности при торцевом фрезеровании может быть вызвано неравномерной посадкой пластин, неправильной настройкой инструмента или неравномерной подачей. Проверьте посадку пластин, используйте равномерную подачу по всей поверхности и избегайте остановки на поверхности. След остановки обычно является проблемой управления процессом, а не проблемой материала.
Ошибки в размерах стенок или пазов часто указывают на отклонение при концевом фрезеровании. Уменьшите радиальное зацепление, используйте более жесткий инструмент или разделите черновую и чистовую обработку. Легкий чистовой проход со стабильным зацеплением часто исправляет прямолинейность стенок.
При неправильном регулировании температуры могут возникать пригорание, изменение цвета или деформация. Улучшите подачу охлаждающей жидкости и избегайте повторной обработки стружки. При работе с твердыми материалами нестабильное зацепление может вызвать локальный скачок температуры и быстро повредить режущую кромку.
Эти исправления основаны на том же принципе. Контроль жесткости, сцепления и потока стружки. Семейство режущих инструментов работает, когда система это поддерживает.
Заключение
Торцевая фреза — лучший инструмент для обработки больших открытых поверхностей, где производительность и плоскостность имеют первостепенное значение. Концевая фреза — лучший инструмент для обработки элементов, где доступ, глубина и контроль контура определяют результат. Концевые фрезы иногда могут обрабатывать небольшие участки, но торцевые фрезы не могут заменить концевые фрезы при обработке элементов.
Если вам нужен простой рабочий процесс, выполняйте действия в таком порядке: сначала создайте плоскую базовую поверхность, затем обработайте элементы концевыми фрезами, а затем в последнюю очередь обработайте критически важные интерфейсы. 1ТП1Т, мы применяем эту логику ко всем нашим услуги по обработке на станках с ЧПУ для обеспечения предсказуемого времени цикла, точности и качества поверхности как для прототипов, так и для серийных деталей.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли фрезеровать торцевую поверхность концевой фрезой?
Да, концевая фреза может обрабатывать плоские поверхности, особенно на небольших участках. Это практичный выбор, когда зазор ограничен или поверхность прерывается выступами. Обычно она работает медленнее, чем торцевая фреза, на больших открытых поверхностях.
Может ли торцевая фреза выполнять такие задачи фрезерования, как фрезерование пазов и углублений?
В большинстве случаев — нет. Торцевая фреза предназначена для обработки открытых поверхностей, а не для создания узкой внутренней геометрии. Она может создавать неглубокие углубления при открытой геометрии, но не может заменить концевую фрезу для обработки пазов, стоек, уступов и профилей.
В чём наиболее существенное различие между торцевой и концевой фрезой?
Наиболее существенное различие заключается в расположении и зацеплении режущей кромки. Торцевые фрезы режут преимущественно поперек поверхности с широким зацеплением. Концевые фрезы режут с торца и боков, что позволяет создавать глубокие элементы и сложные траектории.
Какой из них обеспечивает лучшее качество обработки поверхности?
На больших плоских поверхностях торцевая фреза обычно обеспечивает более равномерную плоскостность и более чистую обработку поверхности. Для таких элементов, как пазы, контуры и радиусы, подходящим инструментом является концевая фреза, которая может обеспечить превосходную чистоту обработки при условии контроля зацепления и удаления стружки.
Как быстро выбрать между торцевым и торцевым фрезерованием?
Если основная цель — получение большой плоской поверхности и быстрое удаление материала, выбирайте торцевую фрезу. Если основная цель — геометрические параметры: пазы, углубления, уступы, профили или контуры, выбирайте концевую фрезу. Если в задании присутствуют оба параметра, сначала обработайте торцевую поверхность, а затем концевым фрезером обработайте элементы.
