Основы фрезеровки: полное руководство по фрезерным инструментам

Наша серия «Основы обработки» создана, чтобы помочь вам освежить знания в области CAM,无论 вы работаете в станочном цехе или только начинаете свой путь. Каждый выпуск ведет один из наших штатных фрезеровщиков и дает подробный обзор конкретного инструмента или процесса. В прошлый раз мы рассматривали фрезерные станки. Сегодня — введение в фрезерные инструменты: мы изучим различные типы режущих инструментов для фрезеровки, когда лучше всего их применять и как использовать их в Fusion 360.

Основные типы фрезеров

В этом выпуске мы рассмотрим два наиболее распространенных типа фрезеров: цилиндрический фрезер с плоским концом (Flat End Mill) и сферический фрезер (Ball Nose Mill).

Цилиндрический фрезер с плоским концом получил свое название благодаря плоскому дну, которое переходит в боковые ребра под углом 90 градусов. Сферический фрезер имеет радиальное закругление — полусферу (половину шара), что придает ему округлую форму режущей части.

Существует также промежуточный тип — фрезер с радиусом на вершине (Bull Nose / Tip Radius End Mill), у которого частично плоское дно с радиусом по краям. Для простоты мы сосредоточимся на первых двух типах.

Когда какой инструмент применять

Выбор инструмента зависит от сочетания геометрии обрабатываемой детали и этапа процесса.

Цилиндрический фрезер с плоским концом

При обработке этим фрезером остается заделка с плоским дном и прямыми вертикальными стенками, соответствующими геометрии инструмента. Это идеально подходит, если конечная деталь имеет плоское дно и прямые стенки. В таком случае фрезер с плоским концом можно использовать для финишной обработки до конечных размеров.

Сферический фрезер

Многие детали имеют сложные криволинейные поверхности. Для них фрезер с плоским концом не подходит. Сферический фрезер оставляет после прохода геометрию своего режущего конца — радиус/полусферу. При множественных проходами между траекториями остаются необработанные выступы — так называемые куспы (cusps). Их размер можно уменьшить, уменьшая шаг перекрытия (step over).

Обработка плоской поверхности сферическим фрезером крайне неэффективна. Для быстрого снятия материала и получения плоскости гораздо лучше использовать фрезер с плоским концом.

Преимущество сферического фрезера проявляется при обработке криволинейных поверхностей. Если попытаться обработать такую поверхность фрезером с плоским концом, образуются ступеньки, аналогичные куспам. Но на кривой поверхности сферический фрезер требует гораздо меньше проходов для уменьшения куспов до допустимых размеров.

Поэтому фрезеры с плоским концом обычно используют для черновой обработки (быстрое удаление основного объема материала), а сферические фрезеры — для финишной (доведение поверхности после черновика). Исключение — финишная обработка плоской поверхности: здесь подходит фрезер с плоским концом, так как его геометрия совпадает с геометрией готовой детали.

Восходящая и нисходящая фрезеровка

Еще один важный выбор — направление резания относительно подачи: восходящая (climb) или нисходящая (conventional) фрезеровка.

• Восходящая фрезеровка: зубья врезаются в материал, стружка сбрасывается позади инструмента. Инструмент как бы «забирает» материал за собой. Обеспечивает меньший износ инструмента и лучшее качество поверхности.
• Нисходящая фрезеровка: стружка сбрасывается впереди движущегося инструмента.

Выбор метода зависит от множества факторов, но в общем случае предпочтительна восходящая фрезеровка за счет меньшего износа и лучшего чистого реза.

Работа с инструментами в Fusion 360

В рабочей области «Производство» Fusion 360 есть Библиотека инструментов, где можно создавать, хранить и находить режущие инструменты для конкретных заданий или доступные на конкретном станке.

Создание нового инструмента: выбираем тип (например, Ball End Mill) и заполняем все необходимые параметры — геометрию, режущие режимы, постпроцессорные настройки.

В примере показан траекторий для обработки фаски, изначально использующий фрезер с плоским концом. Заменяем его на сферический фрезер из библиотеки — качество обработки криволинейной поверхности значительно улучшается.

Во вкладке «Проходы» можно выбрать направление резания: восходящая, нисходящая или смешанная. Для данной операции оставляем восходящую.

Следите за новыми выпусками серии «Основы обработки» — еженедельно будут публиковаться темы: токарные станки, постпроцессоры, типы траекторий, NC-код, системы координат и многое другое.

А пока — скачайте Fusion 360 и начните фрезеровать умнее уже сегодня. Узнайте, как максимально раскрыть потенциал вашего станка с Fusion 360. Или пригласите друга, если уже являетесь частью нашего сообщества.