Обработка по 2D профилю.Как выбрать инструмент?

Это вторая часть нашей серии статей о том, как выбрать подходящий фрезерный станок с ЧПУ для любой работы, которую вы выполняете. О выборе сверл для отверстий мы говорили в первой части. В этой статье я расскажу о том, что такое обработка по 2D профилю и выборе фрез для 2D-профилирования.

Что такое обработка по 2D профилю?

В данном случае имеется ввиду вырезание деталей из большого листа материала. Разрезы, необходимые для отделения деталей от материала, представляют собой профилирующие 2D-разрезы. Или к примеру, у вас может быть только один блок материала, и вам нужно обработать внешний край. Это тоже обработка по 2D профилю.

Я называю эти разрезы «2D», потому что рез исключительно вертикальный. Если бы нам пришлось вырезать наклонную поверхность, это правильнее было бы назвать «3D» профилем. Оказывается, если есть небольшой уклон (например, уклон на стенке формы), мы можем использовать конический резак, чтобы сократить этот угол уклона. Давайте пока оставим это в стороне как дополнительную тему и предположим, что наши стены вертикальные.

Мы используем концевые фрезы для обработки по 2D профилю

Для 2D-профилирования мы будем использовать концевые фрезы. Это цилиндрические фрезы с канавкой, очень похожей на сверло, за исключением того, что канавка заточена, поэтому концевая фреза может резать по всей длине канавки. Кроме того, нижняя часть концевой фрезы обычно плоская, иными словами, концевая фреза представляет собой цилиндр.

Материал определяет количество канавок

Учитывая, что нам нужна концевая фреза, следующий вопрос: сколько канавок (режущих кромок) у нее должно быть? Ответ не так уж и сложен. Для большинства материалов вы будете использовать 4 зуба. Для алюминия можно использовать 2 или 3. Лучше не использовать фрезу с 4 зубьями для обработки алюминия, потому что стружка слишком велика. Для алюминия требуется дополнительное пространство в канавках между канавками, чтобы отводить крупногабаритную стружку. Если канавки забились, вы, скорее всего, сломаете фрезу.

Обработка по 2D профилю. Что мне следует использовать: твердосплавные или HSS концевые фрезы?

Это интересный вопрос для новичков. Твердосплав дороже, поэтому мы, по крайней мере, хотели бы узнать его преимущества, прежде чем тратить лишние деньги. Лично я не буду рассматривать HSS для фрез диаметром 10 мм или меньше. Причина в жесткости.

Когда мы прикладываем силу к боковой стороне концевой фрезы во время резки, концевая фреза будет пытаться изгибаться:

Этот изгиб называется «прогибом инструмента». Если ваша концевая фреза слишком сильно отклонится, она сразу же сломается. Но в большинстве случаев у вас будут проблемы и без этого. Слишком большой прогиб радикально увеличивает износ инструмента, делает невозможным точную резку и может вызвать резонанс — «дребезжание», которое еще больше увеличит износ инструмента и чистоту поверхности. Что угодно можно согнуть, если приложить хоть немного силы, вопрос только в том, насколько это согнется. Без правильного калькулятора подачи и скорости, трудно или невозможно узнать, что происходит с отклонением инструмента, или предотвратить его. У него даже есть инструменты, которые помогут вам понять, как избежать слишком сильного прогиба.

Предположим, вы используете какой-то калькулятор, часто они встроены в CAM программу, и вернемся к вопросу о HSS (High Speed ​​Steel) и Carbide (твердосплав). Как я уже сказал выше, одна из причин выбрать карбид — это жесткость. При прочих равных условиях твердость карбида в 3 раза выше, чем у HSS. Чем меньше диаметр инструмента и чем дольше он работает, тем важнее это становится. Увеличение диаметра в 2 раза увеличивает жесткость в 16 раз — какая большая разница! С другой стороны, увеличение длинны инструмента вдвое снижает жесткость в 8 раз. Это не такая большая разница, но все же огромная.

Надеюсь, вы уже поняли, что должны использовать подходящий инструмент самого большого диаметра, но при этом как можно короче. Кроме того, вы получите большую жесткость, используя карбид вместо HSS.

Вторая причина выбрать карбид — это производительность. Карбид может работать на гораздо более высоких оборотах, чем HSS, потому что он лучше выдерживает нагрев. По алюминию я могу вращать твердосплавный резак примерно в 2 раза быстрее, чем резак из быстрорежущей стали. Это может иметь большое значение для производительности. В некоторых случаях, таких как фрезерные станки с ЧПУ, существует довольно высокий нижний предел скорости вращения шпинделя станка. Возможно, он не может двигаться медленнее, чем 10 000 об / мин, например. Возможно, вам придется использовать карбид, чтобы не сгореть даже на самых низких скоростях.

Наконец, карбид просто более прочен. Самый большой недостаток в том, что он хрупкий, поэтому его легче сколоть.

Выберите твердый сплав для любой фрезы диаметром 10 мм или меньше. Чтобы сэкономить деньги, подумайте о HSS для больших фрез.

По крайней мере, это достаточно экономичный способ начать.

Обработка по 2D профилю. Какой диаметр и длина инструмента?

Диаметр концевой фрезы определяется минимальным радиусом внутреннего угла. Радиус вашей концевой фрезы должен быть не больше внутреннего радиуса угла, а желательно чуть меньше. Вы получите лучшее качество поверхности и, вероятно, немного меньше вибраций.

Длина концевой фрезы будет определяться тем, насколько глубоко она должна проникнуть в материал. Для этой работы вам понадобится концевая фреза с канавками как минимум такой длины.

Специальные фрезы для таких материалов, как дерево

У вас есть предпосылки для выбора концевой фрезы, но некоторые материалы, такие как дерево, склонны к растрескиванию. Ему могут понадобиться специальные фрезы. Особо следует рассмотреть два резца: подрезной и обжимной. Весь смысл в том, чтобы не нагружать материал слишком сильно, чтобы избежать разрывов и сколов. Вместо этого спираль на канавках меняется, чтобы вдавливаться в материал. Downcut давит строго сверху вниз, в то время как Upcat резак нажимает сверху вниз, так что ни верх, ни низ материала не раскалываются.

Заключение

Это основы выбора фрез для 2D-профилирования. Следующим шагом будет выбор фрез для операций с карманами.