Полное руководство по инструментам для фрезерования
Концевые фрезы очень популярны в обработке, потому что они настолько универсальны и полезны, что являются наиболее часто используемым режущим инструментом. Для многих новичков в обработке они часто становятся первым инструментом, который они пробуют. Существует множество различных видов концевых фрез, поэтому в этой статье мы рассмотрим их основы и дадим несколько советов, которые помогут вам выбрать лучшую. Это поможет вам выбрать наиболее экономичную и эффективную концевую фрезу для ваших нужд, независимо от того, покупаете вы ее или используете!
Содержание
Что такое фрезерные инструменты?
Концевые фрезы используются в механической обработке, вращаясь, они удаляют материал с поверхности заготовки. Это помогает создавать нужные формы, контуры и поверхности. В основном их можно встретить на фрезерных станках и обрабатывающих центрах. Твердые концевые фрезы обычно изготавливаются из быстрорежущей стали или твердого сплава. Но в зависимости от вашего бюджета вы можете использовать пластины, например PCD или CBN, на режущей кромке, если вы ищете более долговечные. Итак, концевые фрезы довольно универсальны, они режут все виды материалов - металлы, дерево, композиты, пластики. Они идеально подходят для таких отраслей промышленности, как автомобильная, аэрокосмическая, производство пресс-форм, новая энергетика и даже здравоохранение.
Типы инструментов для фрезерования
Фрезы бывают разных типов, каждый из которых предназначен для различных областей применения и уровней производительности. Выбор правильной фрезы в зависимости от ваших конкретных потребностей имеет решающее значение. Ниже приведены некоторые распространенные типы фрез. Вы можете быстро обратиться к таблице для получения общей информации.
| Категория | Тип | приложение | |
|---|---|---|---|
| END Mill | Квадратные концевые фрезы |  | Они идеально подходят для таких операций, как пазование, фрезерование кромок и обработка контуров, особенно когда речь идет о создании прямых углов и пазов с плоским дном. |
| Шаровая концевая фреза |  | Они идеально подходят для высокоточной обработки гладких криволинейных поверхностей, 3D-профилей и сложных контуров. | |
| Концевые фрезы с бычьим носом |  | Отлично подходит для обработки закругленных краев, уменьшения сколов и идеальна для переходных зон. | |
| Скругленные концевые фрезы |  | Отлично подходит для скругления и снятия фаски с внешних кромок, удаления заусенцев и улучшения внешнего вида и безопасности кромок деталей. | |
| Подрезные концевые фрезы |  | Используется для обработки подрезов, пазов, выступов и сложных деталей с труднодоступной геометрией. | |
| Микро концевые фрезы |  | Идеально подходит для микрообработки, производства электронных компонентов, медицинских приборов и микроформ. | |
| Мельницы для лица | Фреза для торцевой фрезеровки |  | Идеально подходит для плоского фрезерования больших площадей, способна выполнять как эффективную черновую обработку, так и высокоточную финишную обработку поверхности. |
| Пазовые фрезы | Фрезы для Т-образных пазов |  | Идеально подходит для обработки Т-образных пазов, используемых для фиксации крепежа или установки и позиционирования раздвижных механизмов. |
| Фрезы для пил |  | Идеально подходит для высокоточной обработки глубоких, узких пазов или разделения тонких заготовок. | |
| Специализированные фрезы | Фреза "ласточкин хвост |  | Используется для обработки треугольных пазов в форме ласточкина хвоста на заготовках. |
| Резьбовые фрезы |  | Идеально подходит для обработки внутренней и внешней резьбы. | |
| Вогнутые и выпуклые фрезы |  | Идеально подходит для обработки вогнутых или выпуклых криволинейных профилей на заготовках, обычно используемых при обработке пресс-форм и декоративных элементов. | |
| Цилиндрическая фрезерная фреза |  | В основном используется для плоского фрезерования больших площадей или прецизионной профильной обработки. |
Далее рассмотрим каждый тип фрез более подробно.
1. Торцевые фрезы
Концевая фреза, наиболее распространенный тип, имеет режущие кромки как на конце, так и по бокам, что означает, что она может резать в любом направлении.
1.1 Квадратные концевые фрезы
Также известные как плоские концевые фрезы, квадратные концевые фрезы имеют плоский наконечник и угол режущей кромки 90°. Если вы решаете такие задачи, как прорезание пазов, прорезка карманов или профилирование, эти инструменты - отличный выбор.
1.2 Шаровая концевая фреза
Называемая также шаровой концевой фрезой, она имеет полусферический наконечник, а ее закругленные режущие кромки идеально подходят для работ, требующих гладких, изогнутых поверхностей или 3D-контурирования.
1.3 Концевые фрезы с бычьим носом
Известные также как угловые радиусные концевые фрезы, они похожи на квадратные концевые фрезы, но с закругленной режущей кромкой вместо острого угла 90°. Такая конструкция позволяет продлить срок службы инструмента и предотвратить сколы, поэтому они идеально подходят для обработки закругленных кромок.
1.4 Закругленные концевые фрезы
С особым радиусом на режущей кромке они специально разработаны для обработки закругленных углов. Они идеально подходят для снятия фаски с краев деталей с закругленной поверхностью.
1.5 Подрезные концевые фрезы
Наконечник имеет сферическую форму, напоминающую леденец, поэтому их еще называют леденцовыми фрезами. В основном они используются для обработки труднодоступных мест и деталей с вырезами, например, при изготовлении пресс-форм.
1.6 Микроконцевые фрезы
Микроконцевые фрезы - это сверхмалые инструменты, обычно диаметром менее 4 мм, а иногда и менее 1 мм. Эти маленькие ребята широко используются в отраслях, где важны точность и внимание к деталям, например в электронике и производстве крошечных деталей. И да, даже стоматологи используют микроконцевые фрезы, чтобы «починить» ваши зубы, когда у них возникают проблемы!
2. Фрезерные станки
Существует два типа: Регулируемый торцевой фрезер PCD и сварочный торцевой фрезер PCD. Благодаря головкам большого диаметра эти инструменты могут покрывать большую площадь резания, что повышает эффективность. Конструкция сменных пластин обеспечивает как быстрый съем материала при черновой обработке, так и высокоточную чистовую обработку, что помогает снизить затраты.
3. Пазовые фрезы
Пазовые фрезы - это фрезерные инструменты, предназначенные для вырезания пазов или узких канавок.
3.1 Фрезы для Т-образных пазов
Зубья расположены перпендикулярно внешнему диаметру, а режущая кромка имеет форму буквы «Т». Головка более широкая, что делает ее идеальной для обработки Т-образных пазов. Они часто используются для создания монтажных и скользящих положений для крепежа или крепежных устройств.
3.2 Пильные фрезы
Лезвия тоньше и предназначены для обработки узких пазов или щелей глубиной больше толщины лезвия.
4. Специализированные фрезы
Это нестандартные концевые фрезы, специально разработанные и оптимизированные под конкретные задачи обработки для решения уникальных проблем обработки конкретных заготовок.
4.1 Фреза «ласточкин хвост
Разновидность формообразующей концевой фрезы, имеет широкий наконечник и трапециевидную режущую кромку, специально предназначенную для обработки пазов типа «ласточкин хвост». Она может нарезать конструкции типа «ласточкин хвост» с трапециевидным сечением, часто используемые при обработке скользящих деталей или неподвижных соединений.
4.2 Резьбовые фрезы
Это тип концевых фрез, специально предназначенных для обработки внутренней или внешней резьбы. В отличие от традиционного нарезания резьбы, резьбовая фреза использует процесс фрезерования для нарезания резьбы, обеспечивая лучшую стабильность и большую функциональность.
4.3 Вогнутые и выпуклые фрезы
Разновидность формообразующей концевой фрезы, специально разработанная для обработки криволинейных профилей на поверхности заготовки.
4.4 Цилиндрическая фрезерная фреза
Режущие кромки распределены по внешнему периметру цилиндрического корпуса, что делает его идеальным для фрезерования плоских поверхностей или больших участков заготовки.
Варианты материалов фрезерных фрез
Выбор материала концевой фрезы напрямую влияет на производительность обработки и срок службы инструмента. По структуре они делятся на цельные (например, из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.) и вставные (например, PCD, CBN и т. д.). Выбрав правильный материал и структуру, вы сможете повысить эффективность обработки и качество продукции.
1. Цельные фрезы
1.1 Фреза из быстрорежущей стали
Быстрорежущая сталь (HSS) - это сплав, в состав которого входят вольфрам, молибден и хром. Это делает инструмент очень прочным, поэтому торцевые фрезы из быстрорежущей стали не так легко раскалываются. Но вот в чем дело - при температуре свыше 600°C он начинает терять свою твердость. Поэтому он действительно хорош для средне- и низкоскоростного резания. И да, вам нужно будет использовать охлаждающую жидкость, чтобы поддерживать стабильность во время резки. Одним из плюсов является то, что HSS имеет умеренную твердость, а значит, ее легко заточить, когда она затупится. Она не так точна, как твердосплавная, но она дешевле, так что если вы работаете с низкоскоростной обработкой, то это надежный и экономичный выбор.
1.2 Фрезы из цементированного карбида
Цементированный карбид (твердый сплав) изготавливается путем спекания твердых частиц, таких как карбид вольфрама (WC), со связующим веществом, обычно кобальтом (Co), посредством порошковой металлургии. Он намного тверже и износостойче, чем инструменты из быстрорежущей стали. И даже при температуре 1000°C он сохраняет свою твердость, что делает его отличным инструментом для высокоскоростной обработки. Однако недостатком является то, что карбид более хрупок, чем быстрорежущая сталь, поэтому его легче сломать. Но, несмотря на это, твердосплавные концевые фрезы имеют более длительный срок службы и более высокую точность, что делает их идеальными для обработки твердых материалов, таких как чугун и цветные металлы.
1.3 Фрезерная фреза из твердого сплава с покрытием
Твердосплавные концевые фрезы с покрытием - это инструменты с одним или несколькими износостойкими покрытиями (например, TiN, TiAlN или AlTiN), нанесенными на твердосплавную подложку. Эти покрытия помогают снизить трение между инструментом и заготовкой, что уменьшает износ инструмента. Покрытия также обладают высокой термостойкостью, что позволяет инструменту сохранять работоспособность при высокоскоростном или сухом резании. Кроме того, материал покрытия более устойчив к химическим реакциям с заготовкой, что предотвращает такие проблемы, как прилипание инструмента или окисление при обработке таких материалов, как нержавеющая сталь или жаропрочные сплавы. В результате инструменты с покрытием служат в 2-10 раз дольше, чем инструменты без покрытия, обеспечивая гораздо более высокую экономическую эффективность.
2. Фрезы с наконечниками
2.1 Фреза PCD
Итак, PCD, или поликристаллический алмаз, изготавливается путем спекания крошечных алмазных зерен вместе. Довольно круто, правда? Он в 80-120 раз тверже, чем инструменты из обычного сплава. Именно поэтому он служит очень долго, когда вы работаете с такими прочными материалами, как керамика, графит, стекловолокно и даже углеволоконные композиты. Кроме того, благодаря устойчивости к коррозии он отлично работает с такими липкими материалами, как алюминиевые или медные сплавы - больше никаких засоров! Но есть одна загвоздка. Когда температура достигает примерно 700°C, PCD начинает терять свою твердость. И да, если температура достаточно высока, он может даже вступить в реакцию с углеродом в стали, что является проблемой. В общем, это не лучший вариант для высокотемпературных работ или обработки черных материалов, таких как сталь.
2.2 Фреза с КНБ
Фрезерная фреза CBN - это инструмент с режущей кромкой, изготовленной из Кубический нитрид бора (КНБ). КНБ - второй по твердости материал после алмаза, и он демонстрирует исключительную химическую инертность при обработке черных материалов, таких как сталь и чугун. В отличие от алмаза, КНБ не вступает в химическую реакцию с материалами на основе железа, что делает его лучшим выбором для обработки стали. С другой стороны, из-за высокой твердости КНБ его режущая кромка не такая острая, поэтому он не подходит для обработки цветных металлов, таких как алюминий и медь. Кроме того, из-за отличной теплопроводности этих металлов зона резания остается более холодной во время обработки, а значит, высокая жаростойкость фрез из КНБ в этих условиях не так заметна, что ограничивает их эксплуатационные преимущества.
3.3 Фреза с твердосплавными наконечниками
Фреза с твердосплавными напайками - это инструмент, в котором режущая головка изготовлена из цементированного карбида, а хвостовик, как правило, из более дешевой стали. Такая конструкция позволяет сбалансировать производительность и стоимость, сочетая высокую твердость карбида с прочностью стали. Для стандартных условий обработки это самый экономичный выбор для фрезерования, предлагающий высокую цену за производительность.
Выбор подходящей фрезы
Выше мы представили различные типы и структуры материалов фрез. Если вы все еще не уверены в характеристиках каждого типа, не стесняйтесь быстро обратиться к таблице типов инструментов выше.
Конечно, при реальной обработке необходимо учитывать и другие факторы, включая условия обработки, требования к обработке и, что немаловажно, экономическую эффективность.
1. Условия обработки
Прежде всего, необходимо оценить производительность станка. Скорость вращения шпинделя и мощность оборудования также влияют на выбор инструмента. Например, высокопроизводительные станки могут работать с высокоскоростными инструментами, такими как твердосплавные или CBN-фрезы. Большие инструменты требуют большей мощности, а маленькие - согласования максимальной скорости вращения шпинделя станка с минимальной скоростью резания инструмента. Кроме того, убедитесь, что шпиндель и система зажима станка совместимы с размером и конструкцией инструмента.
2. Требования к обработке
2.1 Требования к материалу заготовки
Различные материалы заготовки определяют материал и покрытие фрезы. Для обработки мягких материалов, таких как алюминиевые сплавы и цветные металлы, отлично подходят инструменты из твердого сплава. Если позволяет бюджет, можно выбрать инструменты из PCD для увеличения срока службы. Для обработки более твердых материалов, таких как нержавеющая сталь и титан, хорошим выбором будут инструменты из CBN, обладающие повышенной износостойкостью. Твердосплавные инструменты с покрытием также помогут продлить срок службы инструмента и улучшить термостойкость. А если вы обрабатываете композитные материалы, такие как стекловолокно, то инструменты PCD - лучший вариант для достижения наиболее эффективных результатов.
2.2 Требования к отделке поверхности:
Разные проекты требуют разной чистоты и точности обработки поверхности. Для черновой обработки выбирайте инструменты большего размера, чтобы повысить эффективность съема материала. Для чистовой обработки вам понадобятся фрезы с большим количеством зубьев и более тонкими деталями, чтобы получить более гладкую поверхность.
3. Параметры инструмента
3.1 Структура фрезы
Структура фрезы определяет ее идеальный сценарий обработки. Цельные инструменты отлично подходят для чистовой обработки, а сменные - для черновой. Что касается отношения длины инструмента к его диаметру (L/D), то инструменты с низким отношением L/D (менее ⅓) лучше подходят для обработки в условиях высокой жесткости. Однако они не идеальны для обработки глубоких полостей, поскольку длина инструмента ограничена. Для обработки сложных глубоких полостей или контуров вам понадобятся инструменты с отношением L/D больше ⅓. Но имейте в виду, что такие длинные инструменты имеют меньшую жесткость и подвержены вибрации. Чтобы уменьшить это, можно использовать антивибрационные держатели, снизить скорость вращения шпинделя (n) и скорость подачи (f) или уменьшить радиальную глубину резания (ap ≤ 0,3D), чтобы снизить силы резания.
3.2 Покрытие фрезерной фрезы
Покрытие фрезы может значительно повысить ее износостойкость, термостойкость и устойчивость к окислению. SUNDI предлагает множество различных типов покрытий. Для обработки цветных металлов и композитных материалов вы можете использовать цветные DLC-покрытия (алмазоподобный углерод). Для получения более подробной информации нажмите на ссылку, чтобы ознакомиться с «50 покрытий для инструментов из различных материалов».
3.3 Количество зубьев фрезы
Количество зубьев на фрезе напрямую связано с ее способностью снимать материал. Меньшее количество зубьев позволяет снимать больше стружки, что делает их идеальными для черновой обработки, особенно при работе с более мягкими материалами. Фрезы с 4 и более зубьями, напротив, лучше подходят для чистовой обработки, и они особенно эффективны при обработке твердых материалов, таких как сталь или чугун.
3.4 Геометрия инструмента
Угол ракеля, угол наклона режущей кромки и угол разгрузки следует подбирать в зависимости от материала инструмента, материала заготовки и условий обработки. Больший угол наклона подходит для более мягких материалов, таких как алюминий, а для более твердых материалов, таких как сталь, меньший угол наклона способствует повышению стабильности резания.
3.5 Экономическая эффективность
Наконец, при выборе подходящего инструмента необходимо тщательно взвесить стоимость, срок службы и время замены инструмента. Для небольших проектов использование некоторых экономичных альтернативных марок может обеспечить более высокую экономическую эффективность. С другой стороны, в специфических условиях производства выбор инструментов с более длительным сроком службы, например, инструментов PCD для обработки алюминия, может быть более дорогостоящим на начальном этапе. Однако более длительный срок службы инструмента позволяет сократить время простоя и расходы на замену, что в конечном итоге обеспечивает более высокую долгосрочную экономическую эффективность, особенно в условиях крупносерийного производства или прецизионной обработки.
Заключение
В заключение следует сказать, что фрезы являются одним из наиболее широко используемых инструментов в обработке, а разнообразие их типов и материалов делает их универсальными во многих отраслях промышленности. Если вы все еще не уверены в том, какая фреза вам подходит, обращайтесь к нашим специалистам SUNDI. Имея за плечами десятилетия опыта, наши инженеры по продажам помогут вам выбрать идеальный инструмент для вашего проекта и обеспечить получение высококачественных результатов.
Есть вопросы? Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы узнать цену!
Russian 
English 
German 
Spanish 
French 
Portuguese