Фрезерование глубоких карманов

Когда в процессе фрезерования формируемая металлическая стружка летит вниз - глубоко внутрь фрезеруемого кармана, то настоятельно необходимо быстро и легко вывести её из зоны резания, чтобы она не фрезеровалась повторно. Вторая проблема при глубоком фрезеровании - это снижение вибраций. Вибрации - это враг при любом виде фрезерования, и они будут увеличиваться по мере углубления фрезеруемого кармана. Ещё одна проблема, которая возникает, когда фрезеруемый карман становится глубже, заключается в том, что боковые стенки детали могут действовать как барьеры, и оправка инструмента фреза твердосплавная или другой её адаптер могут контактировать с обрабатываемой деталью и затирать её по касательной. Поэтому нужно предпринять шаги для обеспечения того, чтобы все фрезеруемые элементы, например, входящие в состав пресс-формы, создавались правильно и оптимально. Первые шаги на этом пути - это эффективное создание и эвакуация металлической стружки из зоны резания.

Контроль стружкообразования при фрезеровании

Основными проблемами при фрезеровании глубоких карманов являются создание и эвакуация металлической стружки, тем более, когда процесс фрезерования продвигается всё глубже. Первая из этих задач - эффективное создание стружки - может быть решена путём использования правильного инструмента для процесса механической обработки и конкретного материала, поэтому нужно правильно фреза твердосплавная купить. Вторая задача - эвакуация металлической стружки из зоны резания, может быть решена использованием смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) под высоким давлением (HPC). За последние пять лет разработки в этих направлениях стали намного лучше, и произошли изменения в геометрии твердосплавных фрез, которые помогают лучше ломать металлическую стружку. В качестве примера созданы специальные серии черновых концевых фрез по металлу, которые подходят для обработки очень глубоких полостей, потому что при их использовании металлическая стружка может быть легко удалена из области фрезерования. Это происходит потому, что данные фрезы имеют зубчатые режущие кромки с внутренними каналами для подвода СОЖ. Именно такая конструкция твердосплавной фрезы уменьшает силы резания, уменьшает вибрации и, соответственно, делает данную фрезу производительной даже при больших вылетах. Зубчатые режущие кромки уменьшают размер металлической стружки, по существу измельчая её. Уменьшение размера металлической стружки снижает силы резания, так что может быть достигнута более высокая производительность за счёт увеличения режимов резания, в частности скорости резания и глубины резания. Использование твердосплавных фрез с глубокими стружечными канавками также важно при операциях фрезерования глубоких карманов.

Использование смазочно-охлаждающей жидкости под высоким давлением

Применение СОЖ под высоким давлением является необходимостью при глубоком фрезеровании, потому что просто необходимо эвакуировать металлическую стружку до того, как она может быть повторно перерезана кромкой фрезы для ЧПУ. Если произойдёт повторное перерезание металлической стружки, то это может привести к сколу на режущей кромке и даже поломке самой твердосплавной фрезы. Если использовать СОЖ, которая не подаётся под высоким давлением, то металлическая стружка будет просто находиться в нижней части полости фрезеруемой детали. Это особенно проблематично при фрезеровании штампов или пресс-форм, если они установлены на магнитной плите. В данном случае просто необходима подача СОЖ под высоким давлением в глубину фрезеруемого кармана, чтобы вывести металлическую стружку из рабочей зоны. В ситуациях с экстремальной глубиной для обеспечения выхода металлической стружки из зоны резания можно даже использовать дополнительный воздушный поток вместе с подачей СОЖ под высоким давлением. Металлическая стружка также может быть легче разбита, когда применяется СОЖ под высоким давлением. Это становится ещё более важным при фрезеровании таких материалов, как нержавеющие стали, которые известны своей вязкостью. Тип фрезеруемого материала, конечно, тоже влияет на способность твердосплавной фрезы эвакуировать стружку. Выбор соответствующего угла наклона режущей кромки и геометрии режущей кромки самой твердосплавной фрезы является первым шагом в достижении ею приемлемого срока службы и в гарантированном удалении металлической стружки из зоны резания. Как правило, обрабатываемые материалы с формируемой сыпучей стружкой, такие как чугун, не представляют большой проблемы с точки зрения эвакуации этой стружки. Более проблематичными в этом плане являются нержавеющие стали и термостойкие суперсплавы (HRSA) из-за длинной металлической стружки, которая создаётся в процессе фрезерования. Из полученной после механической обработки стружки можно узнать многое. Внешний вид стружки зависит от нескольких факторов, но основной движущей силой является материал обрабатываемой заготовки. Две наиболее важные детали для просмотра - цвет и размер самой металлической стружки. Например, размеры стружки, получаемые после фрезерования чугуна, сильно отличаются от размеров стружки, получаемой после фрезерования стали. И в зависимости от типа обрабатываемого материала есть формируемая металлическая стружка бывает разных определённых цветов. Нужно наблюдать над тремя характеристиками процесса фрезерной обработки: 1. Металлическая стружка. 2. Вибрации фрезерного станка. 3. Нагрузка на шпиндель фрезерного станка. Аномалии в любом из них факторов могут указывать на неправильные режимы резания, неправильный выбор зажимной оснастки или неправильный подбор самой твердосплавной фрезы.

Уменьшение вибраций при фрезеровании

Вторая задача фрезерования в глубоком кармане заключается в уменьшении вибраций, вызванных процессом механической обработки. Вибрация снижает срок службы инструмента фреза по металлу, создаёт плохое качество обрабатываемой поверхности и в крайних случаях может привести даже к поломке самой твердосплавной фрезы. Следует учитывать демпфирующие элементы её конструкции, особенно в применении глубокого фрезерования. Уменьшение общих вибраций во время операции фрезерования глубокого кармана позволит повысить производительность, так как увеличит скорость удаления металла с поверхности обрабатываемой заготовки, создаст более качественную и чистую её поверхность за счёт меньшего количества проходов и сократит производство бракованных деталей. Преимущества снижения вибрации заключаются в меньшем износе режущей кромки твердосплавной фрезы, лучшей чистоте получаемой поверхности и меньшей мощности, необходимой фрезерному обрабатывающему центру, а в частности, его шпинделю. Правильная установка, закрепление и техническое обслуживание фрезерных станков также вместе работают на снижение вибраций. Применение антивибрационных твердосплавных фрез значительно способствует снижению вибраций. Подавляющее большинство таких твердосплавных фрез создают такой эффект, имея режущие кромки с различными углами наклона. Можно фреза твердосплавная купить с переменным шагом и различными углами наклона, которые подходят именно для снижения вибраций, например при обработке высокотемпературных суперсплавов. Если возникает слишком много вибраций в процессе фрезерования, то обязательно произойдёт поломка режущей кромки твердосплавной фрезы, а также получится ужасное качество поверхности на обрабатываемой стенке глубокого кармана. Для получения наилучших результатов также следует использовать вибродемпфирующие зажимные фрезерные оправки, которые повышают производительность, улучшают качество фрезеруемой поверхности и увеличивают срок службы как самой твердосплавной фрезы, так и шпинделя металлорежущего станка.

Дополнительную техническую информацию можно прочитать в разделе "Статьи".