Руководство по выбору концевой фрезы для обработки на станках с ЧПУ

В этом руководстве по выбору концевой фрезы объясняется, как выбрать фрезу в зависимости от операции обработки., конечный профиль, инструментальный материал, счет флейты, покрытие, размеры, и настройка машины. Выбор неправильного инструмента может привести к плохой эвакуации стружки., болтовня, быстрый износ кромки, размерные ошибки, поломка инструмента, или неравномерное качество поверхности.

Это руководство написано для машинистов, инженеры-технологи, менеджеры мастерских, дистрибьюторы, и покупатели, которым нужна практическая отправная точка, прежде чем выбирать или заказывать концевую фрезу.

Что такое концевая фреза?

Концевая фреза — это вращающийся режущий инструмент, используемый для прорезания пазов., карманничество, профилирование, боковое фрезерование, черновая обработка, отделка, и 3D контуринг. В отличие от стандартного сверла, он может резать как торцевыми, так и внешними режущими кромками.

Некоторые конструкции с центральным вырезом поддерживают наклон., винтовой вход, или ограниченное погружение. Однако, геометрия центра и метод входа должны подходить для эксплуатации.

Для простого объяснения, читать что такое концевая фреза.

Руководство по выбору быстродействующей фрезы

В таблице ниже приведены практические указания по началу работы.. Окончательный выбор инструмента все равно должен отражать марку заготовки., диаметр фрезы, глубина резания, состояние держателя, жесткость машины, и метод удаления стружки.

Используйте эту матрицу в качестве первого фильтра. После этого, подтвердить конечный профиль, инструментальный материал, счет флейты, покрытие, размеры, и настройка машины.

Шаг 1: Выберите концевую фрезу по операции с ЧПУ

Операция обработки должна определять первое решение, поскольку она определяет направление резания., объем чипа, обручение, и требуемая поверхность.

Долбление

Прорезание пазов на всю ширину создает большой объем стружки, поскольку фреза захватывает материал по всему диаметру..

При вырезании паза на всю ширину, расставьте приоритеты в отношении места для стружки, прежде чем увеличивать количество канавок. Начните с меньшего количества канавок, если стружка крупная или ее эвакуация затруднена..

Для подходящего долбежного инструмента обычно требуется:

• Достаточно места для флейты
• Надежная эвакуация стружки
• Конструкция с центральным вырезом, когда требуется прямой вход
• Короткий и стабильный вылет инструмента
• Прочность кромки соответствует материалу

Для алюминия или других материалов, из которых образуется более крупная стружка, 2–3 флейты обеспечивают практическую отправную точку. Для стали, окончательное количество канавок также зависит от глубины паза, радиальное зацепление, диаметр фрезы, и подача охлаждающей жидкости или воздуха.

Если фишки остались внутри слота, не стоит сразу увеличивать подачу или менять покрытие. Сначала проверьте пространство для флейты, глубина резания, направление воздуха или охлаждающей жидкости, и вылет инструмента.

Карманное фрезерование

Фрезерование карманов может сочетать врезание, винтовой вход, боковая резка, угловое взаимодействие, и нижняя отделка.

Используйте концевую фрезу с центральным сечением, если запрограммированный ввод требует резки вблизи центра инструмента.. Однако, резка по центру не превращает концевую фрезу в стандартное сверло. Геометрия инструмента и стратегия входа в САМ должны поддерживать движение..

Глубокие карманы также требуют надежного удаления стружки.. Застрявшую стружку можно повторно разрезать., что увеличивает нагрев и может повредить режущую кромку.

Когда карман глубокий, но фактическая глубина резания мала, выбирайте инструмент с длинной шейкой, а не концевую фрезу с излишне длинной канавкой.

Боковое фрезерование и профилирование

Боковое фрезерование нагружает внешние режущие кромки. Как результат, радиальное зацепление, жесткость фрезы, закончиться, и точность боковых стенок становятся важными.

Используйте фрезу с плоским концом для прямых стенок и уступов.. Выбирайте инструмент с закругленным концом или угловым радиусом, когда внешний угол требует большей прочности..

Для обычного бокового фрезерования стали, инструмент с 4 канавками обеспечивает практический баланс между количеством кромок, основная сила, и место для чипа.

Для более легкого радиального взаимодействия и стабильной чистовой обработки., 5–6 канавок позволяют увеличить количество режущих контактов.. Однако, эвакуация стружки должна оставаться стабильной.

Черновая обработка

Черновая обработка обеспечивает высокую нагрузку резания и объем стружки.. Поэтому, фрезе требуется достаточно места для канавок и конструкция кромки, способная выдержать зацепление..

Для традиционной черновой обработки, выберите меньшее или среднее количество канавок, если удаление стружки затруднено. Геометрия черновой обработки или стружколома делит стружку на более мелкие части и может снизить сопротивление резанию..

Для динамических или трохоидальных траекторий с более легким радиальным зацеплением., большее количество канавок может стать практичным, поскольку каждая канавка удаляет меньшую стружку, в то время как инструмент движется по контролируемому пути зацепления.

Стратегия CAM, жесткость машины, состояние держателя, и геометрия инструмента должны работать вместе. Высокопроизводительный инструмент для черновой обработки не может компенсировать слабый зажим или чрезмерный вылет..

Отделка

Для отделки необходима стабильная геометрия., контролируемое биение, постоянные режущие кромки, и профиль инструмента, соответствующий требуемой поверхности.

Когда радиальное зацепление незначительное, а эвакуация стружки остается стабильной, большее количество канавок увеличивает количество режущих контактов и обеспечивает более гладкую поверхность..

Прежде чем менять фрезу, проверять:

• Ультрасовременный износ
• Точность держателя
• Вылет инструмента
• Зажим заготовки
• Консистенция корма
• Требуемая форма угла

Изношенный инструмент или нестабильный держатель могут привести к плохой отделке, даже если количество канавок правильное..

3D Контурная обработка и обработка пресс-форм

Сферические концевые фрезы широко используются для обработки изогнутых поверхностей., полости плесени, умирает, и 3D отделка. Их закругленный конец более эффективно повторяет сложные поверхности, чем плоский режущий конец..

Инструменты с закругленной головкой подходят для получистовой и профилирующей обработки, когда требуются более прочные внешние углы.. Их угловой радиус усиливает режущую кромку, сохраняя при этом более плоскую центральную часть..

Для закаленной литейной стали, подобрать серию инструмента в соответствии с фактической твердостью заготовки. В инструменте, предназначенном для материалов до HRC45, может использоваться другой класс твердого сплава., подготовка кромок, и покрытие из разработанного для HRC60 или HRC65.

Шаг 2: Выберите конечный профиль

Выберите профиль в соответствии с обрабатываемым элементом..

Фреза с плоским концом позволяет получить детали с плоским дном и прямые стенки.. Фреза со сферической головкой повторяет изогнутые поверхности.. Инструмент с закругленной головкой укрепляет внешний угол и часто подходит для получистовой обработки..

Концевая фреза с центральным режущим элементом может поддерживать определенные входные движения., но его погружающая способность зависит от геометрии центра, диаметр фрезы, материал заготовки, и запрограммированная траектория инструмента.

Для более детального сравнения, прочитайте наш Руководство по типам и использованию концевых фрез.

Шаг 3: Выберите твердый сплав или быстрорежущую сталь

Материал инструмента влияет на жесткость, прочность, износостойкость, потенциал скорости резания, и стоимость.

Цельные твердосплавные концевые фрезы

Твердый сплав обеспечивает высокую жесткость., хорошая износостойкость, и стабильные размерные характеристики при подходящих условиях обработки..

Выбирайте цельный твердосплавный сплав, если требуется:

• Обработка на станках с ЧПУ на более высоких скоростях резания
• Стабильная точность размеров
• Сталь, нержавеющая сталь, чугун, или обработка стали пресс-формы
• Более длительные производственные циклы
• Постоянное качество поверхности
• Малый или средний диаметр фрезы при достаточной жесткости станка

Карбид менее терпим к ударам., чрезмерное биение, нестабильный зажим, и сильная вибрация. Поэтому, станок и держатель должны поддерживать инструмент.

Для твердосплавных вариантов, просмотреть наш Страница продукта твердосплавной концевой фрезы.

Концевые фрезы HSS и HSS-Co

HSS и кобальт HSS обеспечивают большую прочность и в некоторых случаях лучше переносят вибрацию или прерывистую резку..

Выбирайте HSS или HSS-Co, когда:

• Станок работает на более низкой скорости шпинделя.
• Установка имеет ограниченную жесткость.
• Резка прервана
• Требуется специальный нож большего размера.
• Количество заказа небольшое
• Прочность важнее максимальной скорости резания

Для машины низкой жесткости, HSS-Co лучше переносит вибрацию и прерывистое резание, чем твердый сплав.. Однако, Карбид обычно обеспечивает более высокую жесткость и износостойкость, когда установка стабильна..

Окончательный выбор должен отражать машину, заготовка, размер фрезы, операция резки, количество, и целевая стоимость.

Шаг 4: Выберите количество флейт

Количество канавок меняет пространство для чипа, основная сила, возможность подачи, и количество режущих кромок.

Используйте 2–3 канавки, когда пространство для стружки является основным приоритетом.. Это часто относится к прорезям алюминия., глубокие карманы, и операции по производству более крупных чипов.

Использовать 4 канавки как практическая отправная точка для многих операций по обработке стали и боковому фрезерованию.

Выбирайте 5–6 канавок, если радиальное зацепление легче., машина жесткая, и эвакуация стружки уже контролируется.

Большее количество канавок не делает инструмент автоматически пригодным для работы с более твердыми материалами.. В пазах по всей ширине, слишком много канавок могут задерживать стружку и вызывать нагрев, повреждение края, или поломка инструмента.

Для более глубокого объяснения, прочитайте наш руководство по выбору канавок концевой фрезы.

Для прямого сравнения, читать 2 флейта против 4 флейта против 6 концевая фреза с канавками.

Шаг 5: Выберите концевые фрезы с покрытием или без покрытия

Покрытие влияет на трение, термостойкость, износостойкость, Адгезия материала, и передовая защита.

Используйте следующую таблицу в качестве направления выбора, а не фиксированного правила..

Алюминий и цветные металлы

Для алюминия, начни с острого края, полированная флейта, и поверхность без покрытия или с низким коэффициентом трения.

Покрытие с высокой термостойкостью автоматически не подходит для алюминия.. Если поверхность увеличивает адгезию материала, могут возникнуть наросты на кромке и плохой отвод стружки.

Сталь

Для углеродистой и легированной стали, TiAlN, Алтын, TiSiN, или другое подходящее термостойкое покрытие может защитить режущую кромку.

По мере увеличения твердости заготовки и температуры резания, марка твердого сплава, подготовка кромок, и покрытие становится более важным.

Нержавеющая сталь

Для нержавеющей стали, выберите покрытие и геометрию, обеспечивающие контроль тепла и стабильность резки..

AlCrN, TiAlN, или AlTiN могут предоставить полезные стартовые указания., но окончательный выбор должен соответствовать марке нержавеющей стали., операция, счет флейты, состояние охлаждающей жидкости, и резка нагрузки.

Инструменты с алмазным покрытием

Концевые фрезы с алмазным покрытием подходят для графита., Композиты, абразивные цветные металлы, и другие специальные приложения.

Не используйте алмазное покрытие как универсальный вариант для всех металлов.. Химический состав заготовки и условия резания должны быть совместимыми..

Точное покрытие должно соответствовать марке твердого сплава., геометрия инструмента, класс заготовки, операция резки, и состояние охлаждающей жидкости.

Шаг 6: Подтвердите размеры и геометрию

Диаметр фрезы — это только одна часть спецификации инструмента..

Перед заказом, подтверждать:

• Диаметр фрезы
• Длина канавки
• Габаритная длина
• Диаметр хвостовика
• Требуемая глубина обработки
• Досягаемость инструмента
• Угловой радиус
• Угол спирали
• Количество флейт
• Требование к центрированию резки
• Размерный допуск

Используйте самый короткий практический инструмент, доходящий до зоны обработки..

Если требуемый вылет велик, но глубина резания мала, выбирайте инструмент с длинной шейкой, а не концевую фрезу с излишне длинной канавкой. Более короткая режущая секция может обеспечить лучшую жесткость..

Чрезмерная длина канавки или общая длина увеличивает риск:

• Болтовня
• Отклонение инструмента
• Ошибка размеров
• Неравномерный износ
• Угловой скол
• Поломка инструмента

Выбирайте нестандартную концевую фрезу, если стандартные размеры или геометрия не могут соответствовать элементу или требуемому диаметру., угловой радиус, терпимость, покрытие, или цель приложения.

Шаг 7: Проверить машину, Держатель, и условия зажима

Правильная концевая фреза все равно может плохо работать при нестабильной установке..

Вылет инструмента

Большой вылет снижает жесткость. Держите инструмент как можно ближе к держателю, насколько позволяет глубина обработки..

Перед изменением покрытия или количества канавок, проверьте, не выдвигается ли резак дальше, чем необходимо.

Биение держателя

Из-за биения одна режущая кромка может нести большую нагрузку, чем другие.. Это вызывает неравномерный износ и может привести к ухудшению качества поверхности., сколы, или преждевременный выход из строя.

Осмотр держателя, цанга, чистота хвостовика, и посадка инструмента, когда одна канавка изнашивается больше, чем другие.

Жесткость машины

Состояние шпинделя, точность держателя, структура машины, и зажим заготовки все влияет на результат.

Жесткий твердосплавный инструмент не может корректировать движение заготовки или держателя..

Подача стружки и охлаждающей жидкости

Воздух или охлаждающая жидкость должны достигать зоны резки..

Плохая доставка может привести к тому, что фишки останутся в глубоких карманах и слотах.. Затем инструмент повторно режет эти стружки., что увеличивает нагрев и повреждает кромку.

Зажим заготовки

Движение заготовки может выглядеть как проблема с инструментом.

Прежде чем менять фрезу, убедитесь, что приспособление надежно удерживает деталь и что траектория инструмента не создает ненужной вибрации.

Как материал заготовки влияет на выбор концевой фрезы

Материал заготовки остается важным, но это следует рассматривать вместе с операцией механической обработки.

• Алюминию нужны острые кромки и достаточно места для стружки..
• Углеродистая и легированная сталь требуют более прочных режущих кромок и износостойкости..
• Нержавеющая сталь требует стабильной резки для контроля нагрева и наклепа..
• Чугуну необходима хорошая стойкость к истиранию..
• Пресс-форма и инструментальная сталь требуют серии инструментов, соответствующей фактической твердости..
• Титановые сплавы требуют тщательного контроля нагрева и стабильного сцепления..

Для детального выбора материала, читать как выбрать твердосплавную концевую фрезу.

Проблемы выбора и настройки концевой фрезы

Проблема с механической обработкой может иметь несколько причин.. Изменение только покрытия или количества канавок может не решить проблему..

Начните с настройки, поток стружки, состояние инструмента, и участие. Затем оцените, нужно ли изменить геометрию инструмента..

Распространенные ошибки при выборе концевой фрезы

Выбор только по диаметру

Две концевые фрезы одинакового диаметра могут иметь разную длину канавок., Количество флейт, концевые профили, марки твердого сплава, покрытия, и приложения.

Всегда просматривайте полную спецификацию.

Игнорирование эвакуации стружки

Плохая эвакуация стружки приводит к перегреву, перерезка стружки, застроенный край, болтовня, и поломка инструмента.

Эта проблема особенно распространена при выполнении пазов на всю ширину., глубокие карманы, и обработка алюминия.

Использование слишком большого вылета инструмента

Чрезмерный вылет снижает жесткость.

Используйте самый короткий инструмент, который безопасно достигает глубины обработки.. Если функция глубокая, рассмотрите вариант с длинной шейкой и минимально необходимой длиной реза.

Выбор большего количества канавок без проверки места для стружки

Большее количество режущих кромок улучшает производительность подачи и стабильность поверхности, когда зацепление легкое, а поток стружки остается стабильным..

В глубокой прорези, однако, чрезмерное количество канавок может привести к застреванию стружки и повреждению фрезы..

Выбор покрытия только по названию

Более дорогое покрытие не означает, что оно автоматически лучше..

Соотнесите покрытие с материалом, марка твердого сплава, геометрия, охлаждающая жидкость, температура резки, и эксплуатация.

Использование одной концевой фрезы для каждой операции

Черновая фреза, отделочный инструмент, долбежная концевая фреза, и сферическая фреза выполняют разные работы.

Выбирайте концевую фрезу в соответствии с особенностью и этапом обработки, а не используйте один общий инструмент для каждой операции..

Вопросы и ответы

Можно ли концевой фрезой просверлить отверстие?

Некоторые концевые фрезы с центральным сечением поддерживают врезание под углом., винтовой вход, или ограниченное погружение. Однако, они не должны автоматически заменять сверло.

Подтвердите геометрию центра, диаметр фрезы, материал заготовки, и запрограммированный метод ввода перед использованием концевой фрезы для осевого ввода.

Что выбрать: твердосплавный или быстрорежущий для станка с низкой жесткостью??

HSS или HSS-Co могут обеспечить большую прочность и устойчивость к вибрации на низкоскоростных или менее жестких машинах..

Карбид обеспечивает большую жесткость и износостойкость., но ему нужен устойчивый держатель, контролируемое биение, и надежный зажим.

Почему концевая фреза ломается при прорезании пазов?

Распространенные причины включают упаковку стружки., чрезмерное количество флейт, слишком большой вылет инструмента, нестабильный зажим, тяжелая помолвка, и плохая подача охлаждающей жидкости или воздуха.

Прежде чем предположить, что марка твердого сплава является единственной проблемой, проверьте эвакуацию стружки и стабильность установки..

Когда следует выбирать концевую фрезу с изменяемым шагом спирали?

Выбирайте геометрию с изменяемой спиралью или геометрией с неравным шагом, если повторяющиеся силы резания создают вибрацию во время бокового фрезерования., профилирование, или отделка.

Конструкция может уменьшить вибрацию, но для этого все равно требуется жесткий держатель и стабильный зажим заготовки.

Когда следует использовать концевую фрезу с длинной шейкой вместо концевой фрезы с длинной канавкой?

Используйте инструмент с длинной шейкой, когда для функции требуется дополнительный радиус действия, но требуется только короткая режущая часть..

Уменьшенная длина канавки обычно обеспечивает большую поддержку, чем излишне длинная режущая кромка..

Какая информация поможет при заказе специальной концевой фрезы?

Отправьте доступные размеры инструмента, рисунок, изображение продукта, материал заготовки, операция механической обработки, необходимая функция, текущая модель инструмента, количество, и любые существующие проблемы обработки.

Вам не нужно готовить каждую деталь перед обращением к поставщику. Отсутствующие спецификации могут быть подтверждены в процессе предложения..

Нужна помощь в выборе правильной концевой фрезы?

Выбор правой концевой фрезы зависит от операции обработки., материал заготовки, форма объекта, необходимые размеры, настройка машины, и цель отделки поверхности.

Отправьте нам свой рисунок, модель инструмента, необходимые размеры, изображение продукта, образец, или доступная информация об обработке. С 16 многолетний опыт производства режущего инструмента, мы можем рассмотреть заявку и помочь подтвердить подходящее стандартное или индивидуальное направление инструмента.

Посмотрите наши стандартные и индивидуальные Страница продукта для концевой фрезы.

Чтобы обсудить вашу заявку, напишите нам по адресу sales@cutterbest.com.