Концевая фреза - это разновидность фрезы , режущего инструмента, используемого в промышленных фрезерных приложениях. Он отличается от сверла своим применением, геометрией и производством. Хотя сверло может резать только в осевом направлении, большинство фрез могут резать в радиальном направлении. Не все фрезы могут резать в осевом направлении; фрезы, предназначенные для осевой резки, известны как концевые фрезы.
Концевые фрезы используются для фрезерования, например, профильного, трассерного, торцевого и врезания.
Типы [ править ]
Существует несколько широких категорий инструментов для торцевого и торцевого фрезерования, таких как центрорезание или нецентровое резание (может ли фреза выполнять врезание врезанием); и категоризация по количеству флейт; по углу винтовой линии; по материалу; и материалом покрытия. Каждую категорию можно дополнительно разделить по конкретному применению и особой геометрии.
Очень популярный угол наклона спирали, особенно при обычной резке металлических материалов, составляет 30 °. Для чистовых концевых фрез обычно используется более узкая спираль с углами спирали 45 ° или 60 °. Концевые фрезы с прямыми канавками (угол спирали 0 °) используются в специальных областях, например, для фрезерования пластмасс или композитов из эпоксидной смолы и стекла. Концевые фрезы с прямыми канавками также исторически использовались для резки металла до изобретения концевой фрезы со спиральной канавкой Карлом А. Бергстромом из Weldon Tool Company в 1918 году.
Существуют концевые фрезы с переменной спиралью канавки или псевдослучайным углом спирали, а также с прерывистой геометрией канавок, которые помогают дробить материал на более мелкие куски при резке (улучшая отвод стружки и снижая риск заклинивания) и уменьшая зацепление инструмента при больших резаниях. Некоторые современные конструкции также включают мелкие детали, такие как стружколом . Хотя такие концевые фрезы являются более дорогими из-за более сложной конструкции и производственного процесса, они могут служить дольше из-за меньшего износа и повышения производительности при высокоскоростной обработке (HSM).
Все чаще традиционные сплошные концевые фрезы заменяются более экономичными вставными режущими инструментами (которые, хотя и являются более дорогими на начальном этапе, сокращают время смены инструмента и позволяют легко заменять изношенные или сломанные режущие кромки, а не все режущие кромки целиком. инструмент).
Концевые фрезы продаются как с имперскими, так и с метрическими диаметрами хвостовика и режущей кромки. В США метрика легко доступна, но она используется только в некоторых механических цехах, а не в других; в Канаде, из-за близости страны к США, во многом то же самое. В Азии и Европе стандартными являются метрические диаметры.
Геометрия и инструменты [ править ]
Различные канавки, прорези и карманы в заготовке могут быть выполнены с помощью различных насадок. Распространенными типами долот являются: фрезы с квадратным концом, фрезы со сферическим концом, фрезы с Т-образным пазом и гильзы. Квадратные концевые фрезы могут обрабатывать квадратные прорези, карманы и края. Фрезы со сферическим концом фрезеруют пазы с радиусом закругления или галтели. Фрезы с Т-образными пазами фрезеруют именно это: Т-образные пазы. Концевые фрезы с ракушками используются для обработки больших плоских поверхностей и резки под углом. Также существуют вариации этих типов инструментов.
У каждого режущего инструмента есть четыре критических угла: угол концевой режущей кромки, угол осевого скоса, радиальный угол скоса и радиальный передний угол .
В зависимости от обрабатываемого материала и того, какая задача должна быть выполнена, могут использоваться различные типы инструментов и геометрия. Например, при фрезеровании такого материала, как алюминий , может быть выгодно использовать инструмент с очень глубокими полированными канавками, очень острой режущей кромкой и большими передними углами. Однако при обработке твердого материала, такого как нержавеющая сталь , неглубокие канавки и прямоугольная режущая кромка оптимизируют съем материала и срок службы инструмента.
Для изготовления режущих инструментов используются самые разные материалы. Твердосплавные пластины являются наиболее распространенными, поскольку они подходят для высокопроизводительного фрезерования. Быстрорежущая сталь обычно используется, когда требуется особая форма инструмента, которая обычно не используется для высокопроизводительных процессов. Керамические вставки обычно используются при высокоскоростной обработке с высокой производительностью. Алмазные вставки обычно используются в изделиях, требующих жестких допусков, обычно с высококачественной поверхностью (цветные или неметаллические материалы). В начале 90-х стало более распространенным использование покрытий для уменьшения износа и трения (среди прочего). Большинство этих покрытий имеют химический состав, например:
- TiN (основное желтоватое покрытие, вышедшее из широкого использования)
- TiCN (популярное голубовато-серое покрытие)
- TiAlN и AlTiN (чрезвычайно популярное темно-фиолетовое покрытие)
- TiAlCrN, AlTiCrN и AlCrTiN ( PVD- покрытие).
- PCD вены. Хотя это и не покрытие, некоторые концевые фрезы изготавливаются с «жилкой» поликристаллического алмаза. Вена образуется в среде с высокой температурой и высоким давлением. Формируется вена в заготовке, а затем материал измельчается вдоль жилы, чтобы сформировать режущую кромку. Хотя инструменты могут быть очень дорогими, они могут прослужить во много раз дольше, чем другие инструменты.
Однако в области покрытий для концевых фрез наблюдаются успехи: такие покрытия, как аморфный алмаз и нанокомпозитные покрытия PVD, начинают появляться в магазинах дорогих товаров (по состоянию на 2004 год).
Концевые фрезы обычно изготавливаются на станках с ЧПУ (числовое управление с числовым программным управлением) для шлифовальных и режущих инструментов с использованием смазок под высоким давлением, таких как вода, водорастворимое масло и масло с высокой температурой воспламенения. Шлифовка внутри станка осуществляется абразивными кругами, установленными на шпинделе (а в некоторых случаях и на нескольких шпинделях). В зависимости от того, какой материал шлифуется, эти круги изготавливаются из технического алмаза (при шлифовании карбида вольфрама ), кубического нитрида бора (при шлифовании кобальтовой стали) и других материалов (при шлифовании, например, керамики), закрепленных на связке ( иногда медь).
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- Роберт Х. Тодд, Делл К. Аллен, Лео Алтинг, «Справочное руководство по производственным процессам», Industrial Press Inc., Нью-Йорк, 1994, стр. 49-53
