Рис. 1

Рис. 1

Планируя операции фрезерования, для достижения оптимальных результатов следует учесть несколько факторов. Во-первых, нужно выбрать подходящий режущий инструмент. Но перед тем как погрузиться в каталоги производителей инструментов, важно понять, какие переменные влияют на работу режущего инструмента и какие механические нагрузки к нему прилагаются.
Механическую нагрузку (не путать с режущей силой) можно рассматривать с точки зрения давления (сила на единицу поверхности). Такое давление значительно влияет на срок службы и отказы инструмента. Необходимо учитывать: большая режущая сила, распределенная по большой площади инструмента, создает относительно небольшую нагрузку, тогда как малая режущая сила, сконцентрированная на маленьком участке инструмента, может быть источником проблемной нагрузки.

Во время фрезерования режущие кромки подвергаются постоянно меняющимся нагрузкам от малых до значительных и обратно. Не имеет значения, какой тип инструмента используется – его режущие кромки постоянно входят внутрь материала и выходят из него. Нагрузки на зубья фрезы меняются от нуля до пиковых значений на входе в материал и в обратном порядке до нуля – на выходе из него.

Поэтому вы, вероятно, захотите изменить эти переменные нагрузки, чтобы добиться максимального срока жизни инструмента, надежности и производительности в работе. Такие элементы, как позиционирование резца, стратегии входа и выхода и толщина стружки, являются ключевыми для контроля механических нагрузок и достижения успеха.

Позиционирование резца

Приближая инструмент к обрабатываемой детали, следует помнить, что направление обработки должно максимально соответствовать вашим целям. При традиционном встречном фрезеровании (против подачи) резец вращается против направления подачи детали, тогда как при попутном фрезеровании (по подаче) фрезерование идет в том же направлении, что и подача. См. рис. 1.

Когда вы двигаетесь против подачи или в одном направлении с ней, вы захотите позиционировать резец с одной или с другой стороны осевой линии обрабатываемой детали. Центральное позиционирование смешивает силы, возникающие при встречном и попутном фрезеровании, что может привести к нестабильной обработке и вибрации.

Рис. 2

Рис. 2

Стратегии входа и выхода

То, каким образом резец и его кромки входят в обрабатываемую деталь, во многом определяет механические нагрузки при фрезеровании. Чаще всего при попутном фрезеровании наблюдается лучшая точка входа в материал, чем при традиционном, но у обоих видов есть свои «за» и «против».

  • Преимущества попутного фрезерования: вход в материал на всю толщину позволяет обеспечить лучший перенос тепла на стружку, защищая и деталь, и инструмент. Стружка выходит позади резца, что позволяет минимизировать повторные проходы и обеспечить лучшую обработку поверхности.
  • Недостатки попутного фрезерования: вход в материал на всю толщину может подвергнуть материал серьезным механическим нагрузкам (что не является проблемой для большинства материалов, из которых изготовлены режущие инструменты). Торцовое фрезерование посредством попутного метода создает направленную вниз силу, которая может вызвать люфт на старых ручных станках.
  • Преимущества традиционного фрезерования: постепенное вхождение в обрабатываемую деталь защищает хрупкие, сверхтвердые режущие инструменты от повреждения при обработке материалов с грубой поверхностью или тонкими стенками. Такое фрезерование также позволяет осуществлять глубокую резку на менее стабильных станках.
  • Недостатки традиционного фрезерования: вход в деталь на небольшую глубину создает избыточное трение и нагрев, что может отрицательно сказаться на инструменте. Стружка падает перед резцом, что увеличивает количество повторных проходов и снижает качество обработки поверхности детали.

Кроме того, не менее важно то, как инструмент выходит из обрабатываемой детали. Если выход происходит очень внезапно или неравномерно, режущие кромки могут сломаться или потрескаться. При надлежащем обращении срок службы инструмента может быть продлен почти десятикратно. Основное внимание следует уделить углу выхода, определяемому как угол между линией радиуса резца и точкой выхода режущей кромки. Следует учитывать также, что угол выхода может быть отрицательным (над линией радиуса резца) или положительным (под линией радиуса).

Толщина стружки

Рис. 3

Рис. 3

Толщина стружки – это толщина недеформированной стружки, измеренная под прямым углом к режущей кромке, на которую влияют ширина резания, геометрия кромки пластины и величина подачи на зуб.

Если стружка слишком толстая, она создает большую нагрузку, которая может привести к растрескиванию или поломке режущей кромки инструмента. Если стружка слишком тонкая, резание происходит на меньшей части режущей кромки, создавая трение и повышенную температуру, которые приводят к быстрому износу инструмента.

У производителей режущих инструментов имеются параметры по средней толщине стружки при фрезеровании их инструментами, поэтому можно обратиться к своему поставщику за этой важной информацией. При соблюдении параметров средней толщины стружки для режущего инструмента можно добиться максимального срока службы инструмента и его максимальной производительности.

Фрезерные инструменты за годы использования значительно эволюционировали, что позволяет достичь уровней производительности и прибыльности, ранее невообразимых. Однако многим не удается воспользоваться результатами технического прогресса. Не будьте одним из них. Для этого нужно всего лишь понять, какие переменные влияют на работу режущего инструмента, и спланировать идеальную стратегию фрезерования.

Резание по металлу – определенно сложный процесс, поэтому каждый раз, когда у вас появляются вопросы или вам требуется совет, обращайтесь в нашу службу технической поддержки.

Читайте техническую публикацию Seco «Контроль механических нагрузок при фрезеровании».

Источник материала: перевод статьи
Don’t Let Mechanical Loads Weigh Down Your Milling Process,
Cutting Edge Conversation

Автор статьи:
Патрик де Вос (Patrick de Vos),
менеджер по корпоративному
техническому обучению
Seco Tools AB

Об авторе статьи:

Патрик проживает в Нидерландах и является менеджером по корпоративному техническому обучению компании Seco Tools AB. В его обязанности входит организация технического обучения для сотрудников и клиентов Seco по всему миру. Он руководил созданием Программы технического обучения Seco (STEP), и с момента создания более 200 000 человек по всему миру приняли в ней участие. Патрик работает в компании более 30 лет и за этот период обучил более 70 000 человек в 57 странах. Также является автором книг «Резание по металлу: теория на практике», «Профилактика износа инструмента: лучшие практики», «Прикладная физика в резании по металлу: лучшие практики».



Понравилась статья? Поделитесь: