Фрезерование металла: способы обработки и виды фрез Компания «Тандем»

Фрезерование металла: способы обработки и виды фрез

Содержание:

• Типы фрезерования металла
• Области применения
• Виды обработки металлов
  • Попутное фрезерование
  • Встречное фрезерование
• Виды фрез
• Как происходит фрезеровка металла
• Сокращение срока службы инструмента
• Повреждение поверхности обрабатываемого изделия

Фрезерная обработка металла — это частая практика производства металлических изделий. Она позволяет изготавливать точные детали из листового металла и объемных заготовок. Применяются как ручные, так и механизированные методы с различными уровнями автоматизации.

Типы фрезерования металла

Фрезерование подразделяется в зависимости от типа используемых фрез, траектории движения режущего инструмента, типа задействованных станков и т. д. Современные методы включают в себя обработку на станках с ЧПУ и манипуляции с металлом с помощью лазерных технологий. Ознакомьтесь с нашим материалом, чтобы узнать больше о различных видах фрезерования металла и их применении.

Фрезерование деталей требует использования различных типов фрез для обеспечения точности. Как правило, в качестве материала используется металл, однако можно обрабатывать и другие материалы.

В настоящее время системы ЧПУ позволяют минимизировать количество дефектов, а числовые программы делают процесс более контролируемым. В результате детали получаются с высокой точностью и минимальными отходами, поскольку место фрез заняли лезвия.

Использование станков с ЧПУ для фрезерования металла позволит вам выполнять резку, шлифовку, гравировку, добавление узоров, токарную обработку и другие соответствующие операции. В процессе используются несколько многозубых фрез, а тип работы (горизонтальный или вертикальный) зависит от того, как они подключены к станку.

Фрезерование может выполняться и под углом, определяемым ориентацией лезвия. Можно использовать несколько методов, а какой из них выбрать, зависит от обрабатываемого изделия. Могут использоваться такие фрезы, как торцевые, цилиндрические, зубчатые, концевые, профильные и более сложные.

Области применения

Фрезерование используется в различных областях, таких как машиностроение, металлообработка, деревообработка, ювелирное дело, архитектура и дизайн. Эта техника применяется для обработки различных типов металлов. Для каждой ситуации подбирается уникальный режущий инструмент. Например, цилиндрические типы используются при фрезеровании листового металла, а торцевые — для асимметричного резания.

Если необходимо создать изделия нужной формы, например, прямоугольные, квадратные и т. д., применяются два вышеуказанных метода. Такое же профильное изделие может быть изготовлено цилиндрической фрезой и с торца. В настоящее время фрезеровка алюминия является наиболее популярной, поскольку она используется во многих контекстах, таких как дизайн интерьера, эксклюзивные проекты, рекламные компоненты, оборудование для фотоаппаратов и прочее.

Алюминий — очень популярный материал благодаря своей легкости, прочности и низкой температуре плавления. Кроме того, он легко поддается резке любой формы и размера. Используя современное высокотехнологичное оборудование, можно создавать надписи, узоры, рельефы и многое другое для сувениров, кухонной и маркетинговой продукции, которая может похвастаться идеальными формами, размерами и гладкими краями без заусенцев.

Виды обработки металлов

Различные методы обработки металлов зависят от направления подачи материала во время процесса. Для первичного резания металла или твердых сплавов обычно используется встречное фрезерование. С другой стороны, для мягких металлов или для завершающих и полузавершающих операций часто применяются попутный метод. Оба эти подхода имеют свои преимущества и недостатки, которые влияют на их использование.

Попутное фрезерование

Этот подход требует вращения режущего инструмента в том же направлении, что и обрабатываемая деталь. Эта система предлагает несколько преимуществ, включая:

• минимальную деформацию детали, поскольку нет необходимости закреплять ее на столе, так как заготовка прочно удерживается на месте за счет действующих на нее сил инерции.
• шероховатость поверхности после обработки незначительна, так как снятие припуска происходит бережно
• режущая кромка фрезы изнашивается медленно
• удаление стружки происходит быстро и не требует применения дополнительного оборудования или инструмента.

Недостатки

• Данная технология неприменима для металлов, содержащих большое количество твердых включений;
• шероховатая поверхность должна быть подготовлена перед обработкой.

Встречное фрезерование

Встречная технология фрезерования отличается от предыдущей в аспекте движения режущего инструмента навстречу к заготовке. Это повышает как производительность, так и следующие показатели: уменьшение избыточной вибрации, использование устройства с большой стабильностью.

Преимущества обработки:

• Значительное продление срока эксплуатации за счет низкой нагрузки на механизм;

• Плавное и равномерное воздействие на металл в процессе резки, позволяющее постепенно увеличивать глубину реза и не отклоняться от допустимых значений;

• Отсутствие вибраций в процессе работы, что позволяет работать с металлом с шероховатой поверхностью.

Недостатки:

• Необходимость надежной фиксации заготовки, так как сила резания влияет на отрыв от каркаса шаблона;

• Плохое удаление стружки, что может привести к ее попаданию в зону резания;

• Высокая скорость износа фрезы.

Виды фрез

Методы и разновидности фрезерования различаются в зависимости от того, какой режущий аппарат используется в процессе работы. Вот основные категории:

• Торцевое — этот тип обработки осуществляется с помощью специально разработанной фрезы, которая напоминает сверло, но меньшей длины и большего диаметра. Она имеет зубья (5 или более), расположенные по окружности с одинаковой глубиной, но с разным шагом.
  С помощью этого оборудования можно формировать вырезы, канавки, колодцы, окна, достигать более точных размеров изделия, а также осуществлять реверсивное фрезерование и резку кромок.
• Цилиндрическое — часто применяется для регулирования уровня граней (длинных и коротких), например, кромки канала. Работа выполняется горизонтальной роликовой винтовой фрезой, которая является многоцелевой, или оснасткой с прямыми зубьями, предназначенной для обработки прямых поверхностей.
• Дисковое — используется для формирования длинных пазов с помощью фрезы, похожей на режущую часть дисковой пилы.
• Угловое — инструмент, состоящий из двух усеченных конусов, соединенных вместе. Угол наклона инструмента и угол наклона канавки на изделии равны. Что касается оснастки, то она либо полностью изготавливается из быстрорежущей стали, либо дополняется вставными фрезами из графитового сплава (используются для резки особо твердых металлов).
• Концевое — с помощью этого инструмента можно создавать прорези нужных размеров в вертикальной или горизонтальной плоскостях.
• Фасонное — без этого вида фрезерования металла невозможно изготовить изделия уникальной формы. Для выполнения этой задачи используется фреза с заостренной формой и сложным профилем, имеющая острую внутреннюю кромку.

Следует сказать, что перечень фрез, используемых в металлообработке, не является исчерпывающим. Например, корончатые используются для получения больших отверстий, а червячные — для обработки материала с несколькими режущими кромками одновременно. Кроме того, на станках с ЧПУ возможно лазерное фрезерование металла, когда вместо режущего инструмента используется лазер.

Как происходит фрезеровка металла

Чтобы получить продукт высшего качества путем фрезерования, независимо от того, из какого материала он сделан, пользователь должен учитывать не только заготовку, но и технику обработки, которая включает в себя различные этапы:

1. Подготовительный этап — установка режущего инструмента на шпиндель и закрепление заготовки на столе станка.
2. Следующее действие — установка параметров, таких как скорость вращения режущего механизма, глубина среза металла за один проход, равномерность подачи заготовки и направление движения.
3. Вращение режущей части начинается с малой скорости, чтобы контакт между резцом и обрабатываемым материалом был минимальным. Это гарантирует защиту процесса, а также подтверждает требуемую глубину резания. После этого шпиндель возвращается в исходное положение и, если требуется, производится повторная настройка параметров.
4. Снова включается электродвигатель, и материал подается на обработку. При этом осуществляется контроль заготовки на соответствие требуемым критериям изделия.

Несмотря на внедрение современного оборудования в фрезерные операции, в ходе процесса может возникнуть ряд проблем, которые имеют различные причины и решения.

Например, оператор может пострадать от металлической стружки, которая попадает в воздух во время обработки материала. Для устранения этой проблемы следует использовать необходимое защитное оборудование.

Для эффективного решения этого вопроса необходимо правильно организовать систему отвода. Но при обработке металла возникают более насущные трудности, такие как нанесение вреда внешнему виду заготовки во время обработки и снижение срока службы инструмента.

Сокращение срока службы инструмента

Проблемы, возникающие с инструментом для обработки металла:

• Быстрый износ режущего оборудования. Быстрое разрушение кромки режущего инструмента может быть вызвано выбором неправильного инструмента, несоответствием скорости вращения и неправильной подачей материала при обработке.
• Сильное потемнение режущей кромки. Потемнение кромки фрезы может быть вызвано неправильным подбором инструмента, слишком высокой скоростью вращения, неправильным углом наклона шпинделя, неподготовленной поверхностью заготовки и слишком сильным давлением фрезы.
• Полностью сломанный инструмент. Инструмент работает неправильно. Это происходит из-за недостаточной мощности машины, а также из-за теплового удара. Чтобы этого не произошло, необходимо подобрать правильное оборудование, смазать рабочую область и использовать жидкостное или воздушное охлаждение, чтобы можно было регулировать температуру. Кроме того, фреза может сломаться, если стружка удаляется неправильно или не удаляется вообще, что приводит к перегрузке инструмента от необходимости резать снова и снова.
• Налипание стружки. Обычно это наблюдается при обработке мягких материалов, таких как алюминий, фрезой с неподходящим углом. Чтобы решить эту проблему, необходимо заменить инструмент.

Повреждение поверхности обрабатываемого изделия

Наиболее распространенные виды повреждения обрабатываемого материала:

• Образование наклепа. Повышение температуры в зоне резания приводит к снижению пластичности материала и, соответственно, к повышению прочности. Чтобы исключить это, следует применять современные методы охлаждения.
• Отклонение от вертикали. Обычно это происходит из-за интенсивного износа лезвия режущего инструмента или неправильного выбора режима резания.
• Неровности и обесцвечивание. Во многих случаях отсутствие равномерности и обесцвечивание детали происходит из-за неравномерной подачи материала, а также неправильной настройки глубины резания и скорости съема материала при фрезеровании. Для устранения этой проблемы необходимо отрегулировать скорость подачи, глубину резания и скорость подачи.
• Несоблюдение размеров. Несоблюдение размеров детали обычно вызвано недостаточным креплением детали, использованием слишком гибкого инструмента, чрезмерной вибрацией или увеличенным интервалом замены. Для решения этой проблемы необходимо заменить фрезу, прочно закрепить деталь и установить гаситель вибрации.

Если вы знаете о проблемах, которые могут возникнуть при фрезеровании металла, и понимаете, почему они проявляются, а также как их устранить, вы сможете выбрать идеальный режим работы оборудования, следовательно, повысить производительность процесса и качество готовой продукции.