В чём Торцевое фрезерование Разработка?
Торцевое фрезерование — это метод механической обработки, при котором вращающаяся фреза выполняет резание поверхности заготовки. Главная цель процесса резания — получение гладкой и плоской поверхности, обеспечивающей перпендикулярность этой плоскости оси вращения инструмента.
Основной процесс торцевого фрезерования заключается в том, что фреза устанавливается в плоскости, перпендикулярной шпинделю, и несколько режущих зубьев на ее окружности и торцевой поверхности одновременно участвуют в резании. Заготовка обычно закрепляется на рабочем столе и обрабатывается вращающимся режущим инструментом.
Виды методов торцевого фрезерования
Общее торцевое фрезерование
Торцевое фрезерование, как наиболее фундаментальный и широко используемый вид обработки материалов, выполняется с помощью стандартных торцевых фрезерных головок.
Обычная торцевая фрезеровка обычно выполняется с использованием квадратных или круглых пластин и обеспечивает полное покрытие обрабатываемой поверхности за счет небольших перекрывающихся перемещений в осевом и радиальном направлениях.
Если необходимо выполнить черновую или получистовую обработку материалов, предпочтительным методом для создания опорных поверхностей является торцевое фрезерование. Оно обладает высокой эффективностью обработки, но качество получаемой поверхности обычно не самое лучшее.
Высокоточное фрезерование или фрезерование с высокой подачей
В процессах высокоскоростного фрезерования используются фрезы со специальными малыми углами основного отклонения. Их ключевая особенность заключается в использовании очень высокой скорости подачи на зуб, но при этом глубина резания очень мала.
Фрезерование с тонкой обработкой или высокоскоростное фрезерование очень хорошо подходит для обработки тонкостенных деталей. Несмотря на небольшую глубину резания, чрезвычайно высокая скорость подачи обеспечивает очень высокую скорость съема металла, и в то же время позволяет достичь превосходного качества поверхности, что делает его идеальным выбором для эффективной тонкой обработки.
Торцевое фрезерование для тяжелых условий эксплуатации
Для высокоточной торцевой фрезеровки используются прочные и надежные фрезерные головки, обеспечивающие стабильную производительность резания даже при сильных ударах и экстремальных нагрузках.
Процесс высокоточной торцевой фрезеровки особенно подходит для первичной черновой обработки отливок, поковок и других заготовок, поскольку позволяет максимально эффективно удалить излишки материала и заложить основу для последующих чистовых процессов.
Фрезерование торцов под углом
Угловое фрезерование — это особый процесс торцевого фрезерования. Его ключевая особенность заключается в том, что он выполняется с использованием торцевой фрезы с углом отклонения главной фрезы, не равным 90 градусам.
В отличие от стандартного торцевого фрезерования, которое позволяет получать плоские поверхности, угловое торцевое фрезерование позволяет инструменту резать под определенным углом, что делает его идеальным для снятия фасок, снятия фасок и обработки наклонных опорных плоскостей.
MМатериалы, используемые при торцевом фрезеровании.
Легированная сталь
Сталь — это самая крупная категория стали для торцевого фрезерования, включающая в себя низкоуглеродистую, высокоуглеродистую и различные легированные стали. Она обладает превосходными комплексными механическими свойствами и является наиболее распространенным материалом для обработки.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь широко используется благодаря своей превосходной коррозионной стойкости. Однако она обладает низкой теплопроводностью и склонна к упрочнению при механической обработке, что делает ее типичным труднообрабатываемым материалом.
При фрезеровании нержавеющей стали необходимо использовать острорежущие инструменты, а также соответствующие конструкции стружколомных канавок, надлежащее охлаждение и смазку, чтобы предотвратить прилипание инструмента и аномально быстрый износ.
Чугун
Серый чугун, высокопрочный чугун и другие материалы также могут подвергаться фрезерованию. Они обладают высокой твердостью и хрупкостью, а также склонны к образованию стружки во время обработки. В процессе фрезерования обычно требуются средние или относительно высокие скорости резания, что предъявляет более высокие требования к износостойкости режущего инструмента.
Алюминиевый
Алюминиевый сплав — наиболее распространенный легкий металл, мягкий, обладающий хорошей пластичностью и отличной теплопроводностью. Однако в процессе фрезерования этот материал склонен к образованию наростов на режущей кромке и имеет тенденцию прилипать к инструменту.
Поэтому при фрезеровании алюминиевых сплавов обычно рекомендуется использовать инструменты с острыми режущими кромками и большими углами заточки, а также применять параметры процесса, сочетающие высокую скорость резания с большой подачей, чтобы достичь сочетания эффективной обработки и превосходного качества поверхности.
Неметаллические и композитные материалы
Конструкционные пластмассы, такие как нейлон, поликарбонат, PEEK и др., обладают низкой твердостью, но высокой эластичностью и крайне низкой теплопроводностью. При фрезеровании этих материалов тепло, выделяемое при трении, легко приводит к размягчению и деформации заготовки, а также к образованию заусенцев.
Следовательно, при механической обработке следует использовать чрезвычайно острые режущие инструменты с высокой скоростью и малой глубиной резания, а также эффективные меры по удалению стружки и охлаждению.
Необходимые инструменты и оборудование для эффективного торцевого фрезерования
Концевые фрезы
Фреза концевая — это многолезвийный режущий инструмент, режущие кромки которого расположены на цилиндрической поверхности и торцевой части. При торцевом фрезеровании обычно используется меньшая осевая глубина резания.
Концевые фрезы идеально подходят для фрезерования узких плоскостей, ступенчатых поверхностей и т. д. Они широко используются в многофункциональной обработке и финишной обработке пресс-форм.
Летучие резаки
Фрезерный диск обычно представляет собой простое самодельное торцевое фрезерное устройство. Конструктивно он состоит из одной или двух сменных пластин, установленных на конце держателя инструмента. Он очень практичен в серийном и мелкосерийном производстве, ремонтных мастерских или при обработке локальных выступов на крупных заготовках.
Из-за редкости и асимметрии используемых режущих вставок баланс и жесткость летающих фрез относительно неудовлетворительны, а их режущая способность и качество поверхности обычно уступают таковым у стандартных торцевых фрез.
Шелл Миллс
Фрезерные головки для торцевых фрез — один из наиболее типичных и широко используемых стандартных инструментов для фрезерования торцевых поверхностей.
Фрезерные станки являются наиболее распространенными инструментами для фрезерования больших плоских поверхностей в производстве. Типичные области применения включают: обработку станин станков, сопрягаемых поверхностей коробчатых деталей, опорных поверхностей пресс-форм, верхних поверхностей больших листовых деталей и любые другие случаи, когда необходимо эффективно получить плоскую поверхность.
AПреимущества процесса торцевого фрезерования
Высокая эффективность обработки
Торцевые фрезы обычно имеют большой диаметр, могут обрабатывать широкую ширину и оснащены несколькими режущими зубьями, участвующими в одновременном резании, поэтому скорость съема металла очень высока.
На этапе черновой обработки торцевое фрезерование позволяет использовать большую глубину резания и высокую скорость подачи для быстрого удаления значительного количества избыточного материала с поверхности заготовки, закладывая основу для последующих процессов и значительно сокращая общее время обработки деталей. Это идеальный выбор для эффективного серийного производства.
Отличное качество поверхности
Благодаря осевому и радиальному перекрытию режущих зубьев торцевой фрезы во время резания, обрабатываемая поверхность может быть очищена несколько раз за каждый проход, что позволяет получить гладкую и ровную поверхность.
Благодаря выбору тонкошлифованных режущих пластин, настройке разумных параметров резания и использованию высокоточных станков, легко достичь очень высокой точности плоскостности и превосходного качества поверхности, а также заменить некоторые процессы шлифования, реализуя принцип «фрезерование вместо шлифования».
Гибкость процесса
Процесс торцевого фрезерования отличается высокой гибкостью. Заменяя фрезы с различными углами основного отклонения, материалами и типами пазов, один и тот же станок и корпус инструмента могут удовлетворять требованиям обработки различных материалов, от мягких алюминиевых сплавов до высокотвердых закаленных сталей.
Торцевое фрезерование позволяет не только выполнять черновую обработку в тяжелых условиях, но и осуществлять высокоскоростную чистовую обработку. Оно также позволяет обрабатывать наклонные и ступенчатые поверхности. Один процесс может охватывать несколько этапов от черновой до чистовой обработки.
Стабильность обработки
Торцевые фрезы обладают превосходной жесткостью и надежным креплением к шпинделю, эффективно подавляя вибрацию и дребезжание во время обработки. Это помогает минимизировать деформацию заготовки, что делает их особенно подходящими для обработки тонкостенных или маложестких деталей. Стабильность, присущая торцевому фрезерованию, обеспечивает постоянные и предсказуемые размеры обрабатываемой детали.
Высокая экономическая эффективность
Торцевое фрезерование в основном использует сменные пластины. Корпус инструмента можно использовать многократно, и заменять нужно только относительно недорогие пластины. Это значительно снижает долгосрочные эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание инструмента, а также повышает общую экономическую выгоду.
DНедостатки процесса торцевого фрезерования
Высокие требования к оборудованию
При торцевом фрезеровании, особенно при черновом фрезеровании больших объемов материала, необходимо одновременное вращение нескольких режущих зубьев для удаления большого количества материала, что создает огромную силу резания.
Если мощное торцевое фрезерование выполняется на станке с недостаточной мощностью или низкой жесткостью, это с большой вероятностью может вызвать вибрацию, ненормальный износ режущего инструмента и даже снизить точность станка.
Более высокие затраты на оснастку
Для эффективного торцевого фрезерования необходимы высококачественные фрезы большого диаметра, предназначенные именно для торцевого фрезерования, и большое количество сменных пластин. Первоначальные инвестиции в этот инструмент значительны.
Для фрезерных станков часто требуется установка мощных, высокопроизводительных станков с ЧПУ или обрабатывающих центров, а стоимость приобретения оборудования очень высока.
Ограничено плоскими поверхностями
Главное преимущество торцевых фрез — их способность обрабатывать открытые и широкие поверхности. Они позволяют быстро удалять материал и сохранять ровность поверхности. Однако, когда деталь имеет сложные кривые, глубокие и узкие углубления или острые внутренние углы, возможности фрезы ограничены. Инструмент обычно большой, поэтому он может задевать заготовку и вызывать помехи. Из-за этого он не может достичь необходимых участков и эффективно обрабатывать поверхность.
Риск деформации тонких стенок
При обработке тонкостенных деталей, тонких заготовок или изделий с недостаточной опорой зажима сильные радиальные или осевые силы резания могут легко вызвать упругую деформацию заготовки или даже отклонение инструмента. Эти проблемы затрудняют поддержание высокой точности размеров и плоскостности. Во многих случаях для исправления деформации требуется несколько легких резов или специальные методы обработки.
Склонность к вибрации и дребезжанию
При фрезеровании широких поверхностей или использовании инструментальных держателей с большим вылетом контакт между инструментом и заготовкой может стать нестабильным. Это нестабильное состояние легко приводит к возникновению периодической вибрации. Эта вибрация влияет на гладкость резания, качество поверхности и срок службы инструмента.
Такая вибрация не только серьезно ухудшает качество поверхности и оставляет заметные следы вибрации, но и ускоряет износ инструмента и даже приводит к сколам, представляя угрозу для точности и безопасности обработки.
Торцевое фрезерование против периферийного фрезерования: объяснение ключевых различий.
| Размер сравнения | Торцевое фрезерование | Периферийное фрезерование |
| Основное определение | Использует лицевую и периферийную поверхности фрезы для создания поверхности, перпендикулярной оси инструмента. | Использует зубья, расположенные по окружности, для обработки поверхностей, параллельных оси инструмента, таких как профили или кромки. |
| Тип инструмента | Торцевая фреза (дисковый резец) с пластинами на торце и по периметру. | Концевая фреза, слябовая фреза и т. д., с режущими кромками, расположенными преимущественно по окружности. |
| Поверхность произведена | Плоские поверхности (горизонтальные плоскости, ступени и т. д.). | Вертикальные стены, щели, рельефные поверхности и т. д. |
| Основная цель | Эффективно создавать большие плоские поверхности. | Профили обработки, канавки или сложные трехмерные элементы. |
| Типичные применения | Столы станков, поверхности корпусов, поверхности разъема пресс-форм и т. д. | Шпоночные пазы, зубья шестерен, выемки, контуры деталей и т. д. |
| Характеристики силы резания | Более высокое осевое усилие, прижимающее заготовку к столу, обеспечивает, как правило, большую стабильность. | Более высокое радиальное усилие, склонность к деформации и вибрации инструмента. |
| Качество поверхности | Как правило, достигается более высокая плоскостность и более гладкая поверхность. | Может оставлять следы от инструмента или неровности; для получения более качественной отделки требуется тонкая обработка. |
Типичные проблемы торцевого фрезерования и способы их решения
Плохое качество поверхности
На обработанной поверхности появляются регулярные вибрационные линии; она имеет аномальную шероховатость, царапины или другие неровности.
Решение
- Повышение жесткости: выберите более толстую и прочную рукоятку ножа; обеспечьте жесткость заготовки и приспособления.
- Настройка параметров: изменение скорости резания, скорости подачи или глубины резания для устранения резонансной частоты; использование асимметричной ширины резания или резания с переменной скоростью.
Короткий срок службы инструмента
Лезвие сильно изношено, потрескалось или повреждено, и срок его службы далек от завершения.
Решение
- Оптимизация параметров: выберите подходящую линейную скорость и скорость подачи в зависимости от материала заготовки и рекомендуемых параметров лезвия. Избегайте трения, вызванного «низкоскоростной легкой резкой».
- Для удаления наростов на кромке: увеличьте скорость резки; используйте острое лезвие с положительным углом заточки; увеличьте смазывающие свойства охлаждающей жидкости.
Плохая плоскостность
Обработанная плоскость неровная, с углублением посередине и выступами по краям, или же имеются явные стыки между несколькими проходами инструмента.
Решение
- Снижение деформации: выбирайте инструменты и держатели инструментов с большей жесткостью; оптимизируйте схему зажима, чтобы предотвратить деформацию заготовки во время обработки.
- Калибровка станка: Регулярно проверяйте и регулируйте вертикальность шпинделя.
Заусенцы и сколы кромок
При резке заготовки инструментом на ее кромке образуются заусенцы или сколы материала.
Решение
- Измените метод резки: немного уменьшите скорость подачи перед резкой кромки.
- Оптимизируйте режущие инструменты: используйте более острые лезвия с положительным углом заточки; следите за тем, чтобы режущий инструмент всегда находился в хорошем режущем состоянии, и избегайте использования изношенных лезвий.
- Добавить процессы: Организовать специальные процедуры удаления заусенцев.
AПрименение процесса торцевого фрезерования
Общая техника
Фрезерование торцевых поверхностей наиболее широко применяется в крупномасштабном машиностроении. Оно в основном используется для обработки станин, рабочих столов и поверхностей установки направляющих рельсов различных типов станков.
Автомобили индустрии
В автомобильной промышленности торцевое фрезерование используется для обработки сопрягаемых поверхностей блока цилиндров и головки цилиндров двигателей, корпусов трансмиссий и монтажных плоскостей рам шасси.
В железнодорожном транспорте фрезерование торцевой поверхности используется для создания точных плоских поверхностей на важных несущих элементах. К ним относятся тележки высокоскоростных локомотивов, основания локомотивов и другие ключевые конструктивные элементы. Этот процесс помогает обеспечить стабильность, прочность и правильную сборку в сложных условиях эксплуатации.
Промышленность по производству пресс-форм
В производстве пресс-форм большое значение имеет торцевое фрезерование. Торцевое фрезерование используется для обработки разъемной поверхности пресс-форм. Качество этой плоскости напрямую определяет точность изделия и срок службы пресс-формы.
Торцевое фрезерование также используется для обработки опорных поверхностей оснований пресс-форм и шаблонов. Технология высокоскоростного твердого фрезерования часто применяется, поскольку к ней предъявляются чрезвычайно высокие требования к качеству поверхности, плоскостности и эффективности обработки.
Аэрокосмическая индустрия
В аэрокосмической промышленности торцевое фрезерование используется для обработки сопрягаемых поверхностей нервюр крыла, перегородок и обшивочных панелей. Оно также применяется для оснований крепления двигателей и прецизионных поверхностей сопряжения конструктивных элементов космических аппаратов. Эти поверхности должны соответствовать очень высоким требованиям к точности, поэтому этот процесс является важным этапом в аэрокосмическом производстве.
Почему стоит выбрать NOBLE в качестве своего партнера? Лицо Фрезерование Поставщик обработки
Технология торцевого фрезерования в компании NOBLE разработана для обеспечения высокоточной и высокоэффективной обработки поверхностей как металлических, так и пластиковых деталей. Мы используем передовые технологии. фрезерные с ЧПУ Станки, оснащенные жесткими шпинделями и высококачественными фрезерными станками с индексируемой заточкой, позволяют получать плоские, гладкие и однородные по размеру поверхности с превосходной повторяемостью.
Компания NOBLE выбирает наиболее подходящий диаметр фрезы, геометрию пластины, параметры резки и стратегию оснастки, исходя из требований к материалу и допускам каждого проекта.
Компания NOBLE, благодаря своим мощным возможностям, стабильной технологии обработки и строгому контролю качества, может выполнять как мелкосерийные, так и крупносерийные производственные заказы, обеспечивая при этом неизменно высокое качество поверхности всех деталей.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какие материалы можно обрабатывать торцевым фрезерованием?
Торцевое фрезерование позволяет обрабатывать многие материалы, включая алюминий, нержавеющую сталь, углеродистую сталь, латунь, медь, титан и конструкционные пластмассы. Правильный выбор инструмента и параметры резания корректируются в зависимости от твердости и обрабатываемости каждого материала.
В чем разница между торцевым и концевым фрезерованием?
Торцевое фрезерование использует фрезу большого диаметра для обработки широких и плоских поверхностей. Основная цель — достижение хорошей плоскостности и высокой эффективности. Концевое фрезерование, напротив, использует инструменты меньшего диаметра для вырезания пазов, углублений и более сложных форм. Оно в основном применяется для детальной контурной обработки и создания точных элементов на заготовке.
Какие факторы влияют на качество фрезерной обработки торца?
Геометрия инструмента, скорость вращения шпинделя, скорость подачи, глубина резания, жесткость станка, расход охлаждающей жидкости и стабильность зажима заготовки.
Каковы основные области применения торцевого фрезерования?
Торцевое фрезерование широко применяется в автомобильной, аэрокосмической, машиностроительной, литейной промышленности и производстве прецизионных компонентов.
Как добиться качественной обработки поверхности при торцевом фрезеровании?
Для достижения гладкой поверхности важно использовать острые режущие пластины. Скорость подачи должна быть правильно установлена, а фреза должна оставаться стабильной во время обработки. Выбор правильной траектории движения инструмента также способствует улучшению результата. Для достижения наилучшего качества поверхности рекомендуется выполнить отдельный чистовой проход с меньшей скоростью подачи и меньшей глубиной резания.
