Критические вопросы, требующие внимания при ЧПУ-фрезеровании

Лицевое фрезерование, плечевое фрезерование, профильное фрезерование, полостное фрезерование, пазовое фрезерование, фрезерование при токарной обработке, резьбовое фрезерование, копировое фрезерование, наклонное фрезерование и дуговая интерполяционная фрезеровка можно выполнить на центре обработки. В последние годы применение центров обработки растет. Фрезерование — самый частый метод обработки на центрах. При выборе содержимого ЧПУ-фрезерования должны полностью использоваться преимущества и ключевые роли ЧПУ-фрезеровных станков. Ниже кратко представлены проблемы, требующие внимания при фрезеровании.

1. Выбор направления фрезерования

В процессе фрезерования заготовку можно подавать вдоль или против направления вращения инструмента, что влияет на характеристики входа и выхода резания. Независимо от требований к станку, оснастке и заготовке, внизовое фрезерование предпочтительнее. Однако если инструмент вталкивается в заготовку, скорость подачи увеличивается неравномерно, что вызывает слишком большую толщину среза и ломку инструмента. В таких применениях следует выбирать вверховое фрезерование. Кроме того, при больших изменениях припуска более преимущественно выбирать вверховое фрезерование.

2. Диаметр и позиция фрезы

Выбор диаметра фрезы обычно основан на ширине заготовки и эффективной мощности станка. Особенно при лицевом фрезеровании ширина фрезерования заготовки напрямую определяет диаметр фрезы, так как это помогает обеспечить хорошее образование стружки и правильную нагрузку на режущий край. Идеально позиционирование фрезы всегда немного вне центра, так как срез, формируемый каждым зубьем при этом, очень мал, а вход и выход зуба способствуют образованию стружки и предотвращают ударную нагрузку.

Но если инструмент полностью позиционирован по центру, когда режущий край входит или выходит из среза, средняя радиальная сила постоянно меняет направление, шпиндель вибрирует, зубье может сломаться, качество поверхности ухудшается. Положение фрезы относительно заготовки, контакт режущего инструмента и зубьев — критически важные факторы для успешного завершения процесса.

3. Условия входа и выхода

(1) Каждый раз, когда зубье фрезы входит в срез, режущий край может подвергаться ударной нагрузке. Это зависит от поперечного сечения стружки, материала заготовки и типа стружки. Для фрезерования критически важно, чтобы тип начального и конечного контакта режущего края с материалом был подходящим. Точное позиционирование инструмента также важно для входа и выхода режущего края.

(2) Ширина заготовки больше или равна диаметру фрезы
В этом случае центральная линия инструмента полностью вне ширины заготовки, и внешний кончик инструмента сильно ударяется при входе зуба в срез. Самые чувствительные части инструмента подвергаются начальной ударной нагрузке. Зубье также покидает срез, сохраняя только кончиковый контакт, что означает полное приложение силы резания к внешнему концу зуба до внезапного выхода — это ударная сила разгрузки.

(3) Диаметр фрезы немного больше ширины заготовки
Центральная линия инструмента и край заготовки на одной линии. Когда толщина стружки максимальна, зубье покидает срез, и ударная нагрузка очень высока при входе и выходе зуба.

4. Преимущества процесса фрезерования

(1) По сравнению с обычной обработкой можно сократить время обработки, повысить производительность и коэффициент использования станка.
(2) Малая тепловая деформация заготовки, высокая точность обработки, хорошее качество поверхности, широкий диапазон технологий, подходит для тонкостенных, маложестких, легко термически деформируемых деталей.
(3) Охлаждение инструмента высокоскоростного станка использует масло-пулевое полусухое охлаждение, специальное высокоскоростное режущее масло, минимальная подача смазки. Тонкая масляная пленка на поверхности заготовки может сильно улучшить качество поверхности по сравнению с традиционным способом СОЖ или воздушного охлаждения.

5. Выбор высокоскоростного режущего масла

(1) При резании меди, алюминиевых сплавов и цветных/легких металлов сила резания и температура невысоки. Можно выбрать специальное масло для меди и алюминиевых сплавов с низкой долей антиизносных добавок, но хорошей коррозионной стойкостью.
(2) При резании легированных сталей, если объем резания мал и шероховатость мала, например, при расточке и нарезании резьбы нужно масло с отличным экстремально-давлением свойствами, можно выбрать экстремально-давление масло с сернистым эфиром жирной кислоты как основной добавкой.
(3) При обработке чугуна и бронзы — ломких материалов, часто образуются крошковидные стружки, легко уносимые маслом в направляющие станка, повреждающие детали. Использовать масло с хорошим охлаждением и очисткой и качественно фильтровать.
(4) При резании титановых сплавов требования к экстремально-давлением свойствам масла экстремальны. Нужно комплексное тестирование текучести и коррозионных свойств масла для предотвращения водородной ломкости и приварочного нароста при обработке.