Skärläge för fräsning. Typer av fräsar, beräkning av skärhastighet

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 14:03

Ett av sätten att efterbehandla material är fräsning. Den används för bearbetning av metall och icke-metalliska arbetsstycken. Arbetsflödet styrs av skärdata.

Käran i processen

Fräsning utförs i syfte att grovbearbeta och finbearbeta, bilda en viss ytprofil (räfflor, spår), skärande tänder på kugghjul, formkorrigering, konstnärlig svarvning av mönster och inskriptioner.

Arbetsverktyget - fräsen - gör den huvudsakliga rotationsrörelsen. Hjälp är arbetsstyckets translationella matning i förhållande till dess förlopp. Denna process är intermittent. Dess viktigaste egenskap, som skiljer den från svarvning och borrning, är det faktum att varje tand arbetar separat. I detta avseende kännetecknas det av närvaron av stötbelastningar. Det är möjligt att minska deras inflytande, med hänsyn till en rationell bedömning av situationen och valet av regimer.

Grundläggande koncept för fräsmaskiner

Beroende på hur spindeln är placerad och skäraren är monterad i den, på vilka typer av åtgärder som utförs och på metodernastyra, särskilja huvudtyperna av fräsutrustning:

• horisontal;
• vertical;
• universal;
• CNC-fräsmaskiner.

Huvudkomponenter i en vertikal fräsmaskin:

1. Sängen som växellådan är placerad i, som reglerar rotationen av en vertik alt monterad spindel och en fräs monterad på den.
2. Ett bord som inkluderar en konsol med tvärskenor för montering och förflyttning av arbetsstycket och en matarlåda som reglerar matningsrörelser.

I horisontella fräsmaskiner är verktyget fixerat horisontellt. Och universella har flera varianter.

Det finns en universell horisontell utrustning som kännetecknas av närvaron av ett omsättningsbord och därmed utöka utbudet av möjliga utförda arbeten. Dessutom finns en bred-universal, som har både spindlar i sin struktur och möjliggör alla typer av fräsning.

CNC-fräsmaskiner kännetecknas av tillgången på programvara och datorstyrning. De är designade för konstnärlig bearbetning av arbetsstycken, inklusive de i 3D-format.

Klassificering av fräsar

Fräsar är skärverktyg. De huvudsakliga fysiska parametrarna med vilka de utvärderas är: höjd, diameter, avfasning och reliefvärden, omkretssteg. Det finns en enorm variation av dem, fördelade enligt olika kriterier:

• beroende på vilken typ av ytor som bearbetas (för trä,plast, stål, icke-järnmetaller, etc.);
• i rotationsriktningen - höger och vänster skärning;
• beroende på designegenskaper - solid, lödd, hopfällbar (har insatsknivar), svetsad;
• form: konisk, cylindrisk, skiva;
• Beroende på arbetsförhållandena och kraven på skärdelen kan de tillverkas av olika material. Dessa inkluderar: kolverktyg och höghastighetstål (legerat, med hög h alt av volfram), hård legering (hållbar - för grovbearbetning, slitstark - för efterbehandling). Vanliga alternativ är när kroppen är gjord av kol eller snabbstål, och knivarna är plug-in hårdmetall;
• beroende på syftet: cylindrisk, ände, ände, slitsad, avskuren, formad.

De mest informativa funktionerna: banbrytande material och syfte.

Typer av fräsar för plana ytor

För att ta bort materiallager på horisontella, vertikala eller lutande plan används cylindriska och pinnfräsar.

Verktyget av den första typen kan vara massivt eller med påsatta knivar. Stora solida frässpetsar är designade för grovbearbetning och små är för finbearbetning. Insatsknivar för fällbara skärhuvuden kan vara gjorda av snabbstål eller försedda med hårdmetallblad. Hårdmetallfräsar är mer produktiva än de som är gjorda av legerat stål.

Änd används för långsträckta plan, dess tänder är fördelade på ändytan. Stora hopfällbara används för breda plan. Förresten, för att ta bort spån från svårbearbetade eldfasta metaller är närvaron av hårdmetallknivar obligatorisk. För att använda dessa grupper av fräsanordningar krävs en betydande bredd och längd på produkten.

Typer av konstnärliga fräsverktyg

För att ge materialet en viss profil, applicera ett mönster, forma smala urtag, änd- och skivfräsmunstycken används.

Ändfräs eller spårfräs är vanligt för att skära spår, smala och krökta plan. Alla är solida eller svetsade, skärdelen är gjord av höghastighetslegerat stål, hårdbeläggning kan appliceras och kroppen är gjord av kolstål. Det finns lågstart (1-3 spiraler) och multistart (4 eller fler). Används för CNC-maskiner.

Disk är också en spårskärare. Den är användbar för räffning, räfsning, skärning av tänder på kugghjul.

Konstnärlig fräsning utförs på trä, metall, PVC.

Typer av kantskärare

Spånning av hörn, ge dem en rationell form, modellering, delning av arbetsstycket i delar kan implementeras med spline, vinkel och formade fräsmunstycken:

1. Avskärning och slits har samma syfte som skivan, men används oftare för snitt och separationextra delar av materialet.
2. Hörn behövs för delkanter och hörn. Det finns envinklar (endast en skärande del) och tvåvinklar (båda koniska ytorna skär).
3. Curved används för komplexa mönster. Kan vara halvcirkelformad eller konkav. Används ofta för profilskärkranar, försänkningar, spiralborrar.

För nästan alla typer är en stålkonstruktion eller falsning i ett stycke, med närvaro av plug-in hårdmetallknivar, möjlig. Hårdmetallfräsar har en kvalitativt högre prestanda och varaktighet för verktyget som helhet.

Klassificering av typer av fräsning

Det finns flera klassificeringsfunktioner efter vilka fräsningstyperna delas upp:

• enligt hur spindeln och skäraren är placerade horisontellt respektive vertik alt;
• i färdriktningen, mötande och förbipasserande;
• beroende på vilket verktyg som används, för cylindrisk, ände, formad, ände.

Cylindrisk bearbetning är tillämplig för horisontella plan, utförd med lämpliga fräsar på horisontella maskiner.

Platsfräsning kan anses vara universell. Den är tillämplig på alla typer av horisontella, vertikala och lutande plan.

Finishing ger den nödvändiga profilen för böjda spår, borrar och verktyg.

Formning utförs för ytor med en komplex konfiguration: hörn, kanter,spårfräsning, kuggskärning för kugghjul.

Oavsett vilken typ av arbete som utförs och vilka material som bearbetas, bör resultatet utmärkas av en hög jämnhet i ytskiktet, frånvaron av skåror och precisionen i finishen. För att få en ren bearbetad yta är det viktigt att styra arbetsstyckets matningshastigheter i förhållande till verktyget.

Fräsning upp och ner

När metallfräsning av mottyp utförs, matas arbetsstycket mot munstyckets rotationsrörelser. I det här fallet skär tänderna gradvis in i metallen som bearbetas, belastningen ökar i direkt proportion och jämnt. Men innan tanden skär in i delen glider den under en tid och bildar härdning. Detta fenomen påskyndar skärarens utgång från arbetstillståndet. Används vid grovbearbetning.

När man utför en passningstyp - matas arbetsstycket längs verktygets rotationsrörelser. Tänderna arbetar chock under tung belastning. Effekten är 10 % lägre än vid upp- och nedfräsning. Det utförs vid efterbearbetning av delar.

Grundkoncept för fräsarbeten på CNC-maskiner

De kännetecknas av en hög grad av automatisering, arbetsflödesnoggrannhet, hög produktivitet. Fräsning på en CNC-maskin görs oftast med pinnfräsar eller pinnfräsar.

De senare är de mest använda. Samtidigt, beroende på materialet som bearbetas, motsvarande typ av chipformning, de specificerade mjukvaruparametrarna,olika pinnfräsar används. De klassificeras efter antalet spiralstarter som ger skäreggar och dikning.

Material med breda spån fräses bäst med verktyg med ett litet antal starter. För hårdmetaller med karakteristiska brottspån är det nödvändigt att välja fräsfixturer med ett stort antal spiraler.

Användning av CNC-fräsar

Långsamma CNC-skärare kan ha en till tre skäreggar. De används för trä, plast, kompositer och mjuka sega metaller som kräver snabb borttagning av spån. De används för grovbearbetning av arbetsstycken, som inte är föremål för höga krav. Detta verktyg kännetecknas av låg produktivitet, låg styvhet.

Konstnärlig fräsning av aluminium utförs med hjälp av engängad fräsning.

Två- och trevägsändar används ofta. De ger högre hårdhetsvärden, högkvalitativ spånkontroll och låter dig arbeta med metaller med medelhårdhet (till exempel stål).

Multistart CNC-fräsar har fler än 4 skäreggar. De används för metaller med medelhög och hög hårdhet, som kännetecknas av små spån och hög motståndskraft. De kännetecknas av betydande produktivitet, de är relevanta för efterbehandling och halvfinish och är inte designade för att fungera med mjuka material.

För att välja rätt verktyg för CNC-maskiner är det viktigtta hänsyn till skärläget vid fräsning, samt alla egenskaper hos ytan som ska bearbetas.

Skärningsvillkor

För att säkerställa önskad kvalitet på det frästa lagret är det viktigt att korrekt bestämma och underhålla de nödvändiga tekniska parametrarna. De viktigaste indikatorerna som beskriver och reglerar fräsprocessen är driftlägen.

Beräkningen av skärförhållanden under fräsning utförs med hänsyn till huvudelementen:

1. Djup (t, mm) - tjockleken på metallkulan, som tas bort i ett arbetsdrag. Välj det med hänsyn till ersättningen för bearbetning. Dragarbeten utförs i ett pass. Om tillägget är mer än 5 mm, utförs fräsning i flera omgångar, medan ca 1 mm lämnas till den sista.
2. Bredd (B, mm) – den bearbetade ytans bredd i riktningen vinkelrät mot matningsrörelsen.
3. Feed (S) - längden på arbetsstyckets rörelse i förhållande till verktygsaxeln.

Det finns flera relaterade begrepp:

• Matning per tand (S_{z, mm/tand) - ändra positionen på delen när du vrider fräsen på ett avstånd från en arbetstand till nästa.}
• Matning per varv (S_{rev, mm/varv) – rörelse av strukturen med ett helt varv av fräshuvudet.}
• Matning per minut (S_{min, mm/min) är ett viktigt skärläge vid fräsning.}

Deras relation är etablerad matematiskt:

S_min=S_revn=S_{zzn, varz – antal tänder;}

n – spindelhastighet, min-1.

Mängden foder påverkas också av det behandlade områdets fysiska och tekniska egenskaper, verktygets styrka och matningsmekanismens prestanda.

Beräkning av skärhastighet

Som en nominell designparameter, ta graden av snabb rotation av spindeln. Den faktiska hastigheten V, m/min beror på skärmaskinens diameter och frekvensen av dess roterande rörelser:

V=(πDn)/1000

Fräsverktygets rotationsfrekvens bestäms av:

n=(1000V)/(πD)

Med information om minutmatningen kan du bestämma den tid som krävs för ett arbetsstycke med längden L:

T₀=L/S_min

Beräkning av skärförhållanden under fräsning och deras installation är viktig att utföra innan du ställer upp maskinen. Att upprätta rationella förinställda parametrar, med hänsyn till verktygets egenskaper och detaljens material, säkerställer hög produktivitet.

Tips för att bestämma lägen

Det är omöjligt att välja det idealiska skärläget vid fräsning, men du kan vägledas av de grundläggande principerna:

1. Det är önskvärt att skärarens diameter motsvarar bearbetningsdjupet. Detta säkerställer att ytan rengörs i en gång. Här är huvudfaktorn materialet. För för mjuka fungerar inte denna princip - det finns risk för flisning, vars tjocklek är större än nödvändigt.
2. Chockprocesser och vibrationer är oundvikliga. I detta avseende en ökning av fodervärdenleder till en minskning av hastigheten. Det är bäst att börja med en matning per tand på 0,15 mm/tand och justera allt eftersom.
3. Hastigheten på verktyget bör inte vara så hög som möjligt. Annars finns det risk för att skärhastigheten minskar. Dess ökning är möjlig med en ökning av skärets diameter.
4. Ökar längden på den arbetande delen av fräsen, preferensen för ett stort antal tänder minskar produktiviteten och kvaliteten på bearbetningen.
5. Indikativa hastighetsvärden för olika material:

• aluminium - 200-400 m/min;
• brons – 90–150 m/min;
• rostfritt stål - 50-100 m/min;
• plaster – 100-200 m/min.

Det är bäst att börja med medelhastighet och justera uppåt eller nedåt allt eftersom.

Skärläget under fräsning är viktigt för att inte bara bestämma matematiskt eller med hjälp av speciella tabeller. För att korrekt välja och ställa in de optimala parametrarna för maskinen och det önskade verktyget är det nödvändigt att arbeta med vissa funktioner och personlig erfarenhet.