Торцевое фрезерование: торцевая фреза под 45 или 90 градусов?

Торцевая фреза
Spread the love
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Что такое торцевое фрезерование? Представьте себе фрезерование стороной концевой фрезы. Общий термин для этого — «периферийное фрезерование». А что, если мы будем резать строго по низу? Технически это торцевое фрезерование, хотя мы обычно называем его так только тогда, когда используется торцевая фреза.

Если вы используете фрезерный станок с ЧПУ, очень распространенной операцией является «Spoilboard Surfacing», и хотя в большинстве CAM фрезы, используемые для Spoilboard Surfacing называются «Spoilboard Cutters», это просто еще одна форма торцевого фрезерования.

Начнем с выбора лучшего типа торцевой фрезы для ваших нужд. Основные параметры Face Mills:

  • Их диаметр. Вы получите наилучшее качество поверхности, если диаметр вашей торцевой фрезы будет больше, чем площадь обработки. Но для более крупных торцевых фрез требуются более мощные шпиндели, и они не всегда проходят в более узкие места.
  • Количество пластин: чем больше пластин, тем быстрее вы сможете подавать торцевую фрезу. Торцевая фреза только с одной пластиной называется Fly Cutter . Но быстрее не всегда лучше. Если вы не сможете отрегулировать индивидуальную высоту каждой пластины, ваша торцевая фреза с множеством пластин не будет иметь такой гладкой поверхности, как одинарная фреза Fly Cutter.
  • Геометрия: это определяется формой пластины, а также тем, как она удерживается в торцевой фрезере.

Давайте посмотрим на вопрос геометрии более внимательно.

Торцевая фреза, 45 или 90 градусов?

торцевая фреза под 45 или 90 градусов
Торцевая фреза под 45 или 90 градусов

Во-первых, о чем мы говорим, когда говорим о 45 или 90 градусах? Ответ довольно очевиден из фотографии выше, на которой сравниваются две фрезы Glacern Face Mills . Обратите внимание на угол режущей кромки пластин.

Да! Угол — это угол этой режущей кромки: 45 градусов для торцевой фрезы слева и 90 градусов для правой. Этот угол также называется углом подъема фрезы.

А вот оптимальные рабочие диапазоны для разной геометрии:

оптимальные рабочие диапазоны для разной геометрии фрез
Оптимальные рабочие диапазоны для разной геометрии фрез

Так какой из них даст лучшие результаты?

Конечно, если вы можете себе это позволить, хорошо иметь торцевые фрезы под углом 45 и 90 градусов, но каковы плюсы и минусы каждой из них?

За и против

Многие считают, что торцевая фреза под 45 градусов лучше подходит для торцевого фрезерования общего назначения. В пользу этого говорят следующие аргументы:

  • Силы резания лучше сбалансированы, поэтому осевые и радиальные силы примерно равны. Снижение радиальных сил, чтобы они были более сбалансированы с осевыми, может не только улучшить качество поверхности, но и более благоприятно сказаться на подшипниках шпинделя.
  • Срезание входа и выхода ведет себя лучше — меньше ударов, меньше тенденции к прорыву.
  • Режущая кромка под углом 45 градусов лучше всего подходит для сложных резов.
  • Лучшая обработка поверхности — 45 градусные оставляют заметно более красивую отделку. Меньшая вибрация, сбалансированные силы и лучшая геометрия входа — это три причины.
  • Эффект утонения стружки действует и приводит к более высокой подаче.
  • 45 градусные фрезы, как правило, также менее склонны к вибрации.

У торцевых фрез 45 градусов есть и недостатки:

  • Уменьшена максимальная глубина резания за счет угла подъема.
  • Большой диаметр корпуса может вызвать проблемы с зазором.
  • Отсутствие фрезерования углов или уступов под углом 90 градусов
  • Может вызвать сколы или заусенцы на выходной стороне вращения фрезы.
  • Версия под углом 90 градусов оказывает меньшее поперечное (осевое) усилие, примерно вдвое меньше. Это может дать преимущество, когда речь идет о тонких стенках, потому что передача слишком большого усилия на стену может привести к вибрации материала и другим проблемам. Это также может быть преимуществом, когда сложно или невозможно надежно удерживать деталь в приспособлении.

При этом есть еще вариант фрез с круглыми пластинами (пуговичные фрезы), он сочетает в себе некоторые преимущества каждого двух приведенных выше, а также являются самыми сильными. Так что, если вам приходится иметь дело с грязными материалами, с большим количеством примесей, таких как кремний, лучше всего подойдет именно такая фреза.

Торцевая фреза. Подачи и скорости торцевого фрезерования

Легко рассчитать подачу и скорость для сравнения этих двух решений для торцевого фрезерования с помощью одного из калькуляторов подач и скоростей.

Вот типичная установка для торцевого фрезерования под углом 90 градусов:

Подачи и скорости торцевая фреза под 90 градусов
Подачи и скорости для торцевой фрезы под 90 градусов

Я выбрал свою машину, материал и тип индексируемого инструмента. Я моделирую небольшую торцевую фрезу диаметром 2 дюйма с 4 пластинами и установил угол подъема на 90 градусов. Моя глубина реза составляет 1/8 дюйма.

Сначала я делаю проход шириной 60%. Это даст лучшее качество и облегчит обработку пластин в твердых материалах, чем проход на всю ширину. Во-вторых, я указал это на сокращение HSM. Это HSM для «высокоскоростной обработки».

Я могу это сделать, так как я буду использовать траекторию, которая плавно входит в разрез, и я буду изгибать конец каждого прохода, чтобы избежать острого угла, а также чтобы не выходить из разреза полностью. Это трюки с траекторией CAM, которые действительно могут помочь вам в уменьшении повреждений инструмента, увеличение качества поверхности, и в этом случае они также позволяют вам выбрать большее увеличение подачи и скорости.

Теперь мы можем проверить торцевую фрезу 45 градусов, просто изменив угол подъема на 45. Давайте предположим, что все остальное останется прежним, вот результаты:

Подачи и скорости торцевая фреза под 45 градусов
Подачи и скорости для торцевой фрезы под 45 градусов

Ух ты! Посмотрите, скорость удаления материала:

  • 34,2 кубических дюйма в минуту для 90 градусов
  • 48,4 кубических дюйма в минуту для 45 градусов

Теперь мы видим, почему модели под углом 45 градусов так популярны — это более чем на 40% больше материала, чем удаляется Фрезой с углом 90 градусов. Это определенно довольно быстро окупит новую торцевую фрезу, если вы используете ее для очень многих деталей.

Альтернативы торцевым фрезам под 45 градусов: восьмиугольные, 75-градусные и «пуговичные» фрезы

В свое время восьмиугольные торцевые фрезы воевали с торцевыми фрезами под 45 градусов за превосходство. У восьмиугольных пластин больше краев, поэтому вы можете повернуть пластину, если на одной из них есть сколы. Но затраты на инструменты обычно составляют всего около 3 процентов от стоимости производства, поэтому в конечном итоге победила более высокая эффективность 45 градусов.

В последнее время вы можете приобрести несколько торцевых фрез, которые используют пластину под углом 45 градусов, которая является двусторонней, так что у нас есть лучшее из обоих миров, поскольку теперь у этих пластин 8 кромок, как у восьмиугольных пластин.

Другие альтернативы включают 75-градусные торцевые фрезы и фрезы для пуговиц (индексируемые фрезы с круглой пластиной). Основная цель 75-градусной торцевой фрезы, кажется, состоит в том, чтобы обеспечить чуть больший зазор, чем 45-градусная. Это может быть ваш третий или четвертый выбор, если у вас уже есть 45 и 90 и вы хотите больше вариантов для сложных случаев.

Пуговичная фрез (также называемый копировальной фрезой или тороидальным ножом ) использует круглую пластину и имеет множество собственных преимуществ. Трудно назвать победителя по сравнению с другими торцевыми фрезами.

Дополнительные советы и методы торцевого фрезерования

Торцевая фреза под углом 45 градусов, проходящая 
сквозь сварной шов
 Торцевая фреза под углом 45 градусов, проходящая 
сквозь сварной шов

Прерванные порезы

Если на поверхности, на которой вы производите торцевое фрезерование, есть паз или другая утопленная деталь, вам придется выполнять несколько прерывистых резов. Если вы имеете дело с твердым материалом, вы можете уменьшить скорость подачи до 50%.

Идеи траектории инструмента

Попробуйте поработать с траекторией в вашей CAM. Это может улучшить качество, а также продлить срок службы вставки.

Вкладыши с алмазным напылением

Использование пластин Wiper может значительно улучшить качество поверхности при торцевом фрезеровании. Этому способствуют высокая скорость подачи и малая глубина резания (0,8 мм или меньше). Пластины с PVD-покрытием (алмазные) с очень острыми краями также могут улучшить качество обработки поверхности.

Торцевое фрезерование

Заключение

У меня в цехе есть торцевая фреза диаметром 2 дюйма под углом 90 градусов, а также торцевая фреза Glacern FM45 под углом 3 дюйма под углом 45 градусов. FM45 наверняка найдет гораздо больше вариантов применения.

Последняя мысль о торцевых фрезах: не пытайтесь использовать на своем станке слишком большую торцевую фрезу. Я довольно легко остановил шпиндель на 3 лошадиные силы, работающий на моем 3-дюймовом шпинделе. Конечно, это меньшая фреза, но вы должны иметь в виду, что даже если у вас достаточно мощности шпинделя, торцевая фреза будет передавать ее в вашу заготовку. Убедитесь, что он плотно прижат!

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.