Трехзубые и двухзубые концевые фрезы для фрезерования алюминия

Вы все еще сомневаетесь, сократит ли трехлезвийная фреза время цикла или ускорит заготовку глубокого алюминиевого паза? Это руководство для цеха поможет подобрать фрезу в соответствии с особенностями конструкции, станком, траекторией движения стружки и требованиями чертежа, чтобы ваше решение гарантировало качество и соответствие ценовой политике.

Краткий ответ: выбирайте характеристики, а не только материал.

Для глубоких пазов по всей ширине, закрытых карманов, ограниченного доступа к охлаждающей жидкости или менее жестких станков обычно безопаснее использовать острозубую двухзубчатую фрезу, специально предназначенную для обработки алюминия, поскольку каждая канавка обеспечивает больше пространства для стружки. Для фрезерования открытых сторон, черновой обработки с постоянным зацеплением, профилирования и получистовой обработки на жестком станке хорошо спроектированная трехзубчатая фреза может использовать дополнительный зуб для увеличения подачи и стабильности.

Сравнивайте целостные конструкции инструментов, а не цифры на упаковке. Полированная 3-канавочная пила, предназначенная для обработки алюминия, лучше удаляет стружку, чем тупая универсальная 2-канавочная пила. Форма канавок, режущая кромка, вылет режущей кромки, биение, зацепление, сплав и подача охлаждающей жидкости — все это следует учитывать при принятии решения.

В нашем предыдущем руководстве сравнивались двух- и трехлезвийные твердосплавные концевые фрезы для обработки алюминия . В этой статье основное внимание уделяется распределению функций, производственным испытаниям и решениям по ценообразованию для OEM-производителей.

1. Почему для одной алюминиевой детали может потребоваться оба количества канавок?

Фреза никогда не обрабатывает «алюминиевую деталь» в абстрактном смысле. Она вырезает паз, стенку, дно, угол, ребро или прерывистую кромку, и каждая из этих особенностей обеспечивает стружке разный путь выхода. На одном компоненте открытый профиль может отводить стружку вбок, в то время как кабельный канал превращается в ловушку по всей ширине. Одна фреза для всей модели удобна, но она может ухудшить оба аспекта.

Надежный план включает 5 вопросов по каждому участку: какой диаметр задействован; возникают ли пики зацепления в углах; достигает ли воздух или охлаждающая жидкость полной глубины; выполняется ли черновая обработка, обработка стенки или чистовая обработка; и приводит ли повторная стружка к появлению следа, смещению размера или поломке.

Этот метод также делает расчет стоимости более реалистичным. Глубокий паз, требующий специального инструмента и контролируемой очистки стружки, не следует рассчитывать так же, как и паз открытого контура; для обработки открытого кармана не следует использовать консервативную подачу, если можно обеспечить повторяемость обработки на 3-канавочной фрезе.

2. Механизмы, лежащие в основе выбора

Прогиб канавки, объем чипа и прочность сердечника.

Добавление канавки разделяет окружность инструмента на большее количество режущих кромок и впадин. В аналогичной конструкции две канавки обычно оставляют более крупные впадины для стружки. Инструмент с тремя канавками часто сохраняет большее поперечное сечение сердечника и добавляет еще одну режущую кромку, что позволяет увеличить частоту прохождения зубьев и повысить сопротивление изгибу. Слова «обычно» и «часто» выбраны не случайно: геометрия канавок является коммерческой тайной, поэтому количество канавок само по себе не может указать на фактическую площадь впадин или диаметр сердечника.

Компания Harvey Performance отмечает, что алюминий образует крупные стружки, а углубления в канавках сужаются с увеличением количества зубьев; в качестве распространенных вариантов специализированной спирали она указывает 35°, 40° и 45°. Компания Haas Tooling описывает 2 канавки как проверенный вариант для обеспечения зазора, в то время как разработанные инструменты с 3 канавками сочетают в себе полировку, жесткость и отвод воздуха. Используйте эти данные в качестве основных принципов, а не замены точных характеристик инструмента.

Скорость подачи изменяется при изменении количества желобков.

Программируемая подача рассчитывается исходя из скорости вращения шпинделя, количества зубьев и подачи на один зуб:

Скорость подачи = об/мин × количество канавок × подача на зуб

Предположим, что фреза диаметром 8 мм, предназначенная для обработки алюминия, одобрена производителем для контролируемых испытаний при 16 000 об/мин и шаге резания 0,04 мм/зуб при запланированном зацеплении. Для инструмента с двумя канавками расчетная скорость составляет 1280 мм/мин. Для инструмента с тремя канавками расчетная скорость составляет 1920 мм/мин. Разница в 50% — это математический расчет, а не обещание увеличения производительности на 50%.

Если установить 3 канавки, но сохранить старую подачу для 2-канавочной обработки 1280 мм/мин, толщина стружки уменьшится с 0,04 мм/зуб до примерно 0,027 мм/зуб. Это может превратить резание в трение. Реальная производительность также зависит от ускорения, зацепления с углом, мощности шпинделя и отвода воздуха. При каждом изменении количества канавок или частоты вращения пересчитывайте подачу и проверяйте ее.

Для более подробного расчета воспользуйтесь нашим руководством по скоростям и подачам для алюминия 6061 , где показано, как скорость резания, нагрузка на режущий инструмент и зацепление работают вместе. В качестве основного источника информации используйте техническую спецификацию инструмента, предоставленную производителем.

3. Подберите режущий инструмент в соответствии с фактической обрабатываемой деталью.

4. Когда двухлезвийная концевая фреза защищает процесс.

Двухлезвийный инструмент оправдывает себя, когда первостепенное значение имеет отвод стружки. В пазу со 100% радиальной шириной резец обволакивается материалом, и стружка не имеет открытого бокового выхода. По мере увеличения глубины стружка должна перемещаться дальше вдоль канавки, в то время как охлаждающая жидкость или воздух преодолевают тот же узкий путь. Более широкие впадины обеспечивают полезный запас прочности до того, как канавка забьется.

Этот запас имеет значение в замкнутых пространствах. Сопло, которое выглядит правильно над обрабатываемой поверхностью, может удариться о стенку на глубине, в то время как стружка будет циркулировать под ней. Во время проверки убедитесь, куда попадает струя. Второе сопло, подача материала через инструмент, другой подход или движение для удаления стружки могут иметь большее значение, чем смена марки.

Две канавки также подходят для небольших инструментов и станков малого размера, но биение все равно имеет значение. Если одна кромка выступает дальше, она несет большую часть нагрузки, и номинальная двухканавочная фреза ведет себя как плохо сбалансированный одноканавочный инструмент.

Для глубокого резания по всей ширине заготовки, при заблокированном отводе стружки, при работе с крупными или прилипшими стружками, если станок не может работать с тремя зубьями, или по рекомендации инструментальщика, сначала выберите две канавки. Расстояние между канавками увеличивает запас прочности; оно не устраняет повреждение кромки, ненадежность крепления или засорение сопла.

5. Когда трехлезвийная концевая фреза преобразует жесткость в результат.

Трехзубчатая фреза становится привлекательной, когда стружка может свободно отходить, а станок достаточно жесткий, чтобы использовать дополнительную режущую кромку. В траекториях с постоянным зацеплением низкое радиальное зацепление открывает режущую кромку, в то время как большая осевая глубина использует ее длину резания. Если кулачковый механизм управляет угловым зацеплением, дополнительный зуб может поднять подачу стола, не лишая каждую режущую кромку необходимой подачи.

Фрезерование с открытой боковой поверхностью также подходит для 3-зубчатых фрез: стружка отходит от стенки, многие конструкции обеспечивают более прочный сердечник, а большее количество контактов зубьев может улучшить качество обработки. Низкое биение имеет важное значение; дополнительная канавка не сможет исправить неустойчивость прижимного устройства или вибрирующую стенку.

При контролируемом радиальном зацеплении, свободном выходе стружки, ограниченном цикле подачи стола, достижении заготовки коротким жестким инструментом и возможности шпинделя, контроллера и зажимного устройства выдерживать расчетную нагрузку, сначала выберите 3 канавки.

Сложный доступ может повлиять на выбор. Наклон заготовки может сократить длину инструмента и открыть скрытую стену. См. наше руководство по многоосевому фрезерованию на станках с ЧПУ для сложных алюминиевых деталей, чтобы узнать о связи между доступом и контролем базовых параметров.

6. Сплав и закалка все еще меняют ответ.

Не отправляйте запрос на коммерческое предложение, в котором указано только «алюминий». Марка, состояние и форма заготовки влияют как на поведение стружки, так и на стабильность детали. 6061-T6 или T651 — это распространенный, предсказуемый базовый вариант, но недостаточная нагрузка на режущую кромку или повторная резка все равно могут привести к образованию нароста на режущей кромке. 7075-T6 или T651 обычно дают более четкую стружку, но требуют стабильной режущей кромки и правильной настройки. Пластичный сплав 5052-H32 может легче размазываться или прилипать, поэтому важна острая геометрия и надежная смазка. Литые сплавы имеют другие особенности, связанные с содержанием кремния, износом и пористостью; перед передачей плана по кованым сплавам проверьте группу материалов производителя режущего инструмента.

Если выбор материала свободен, сравните 6061, 7075 и 5052 для фрезерования на станках с ЧПУ . Любую замену следует одобрять с учетом требований к прочности, коррозионной стойкости, качеству поверхности и сертификации, а не только к обрабатываемости.

7. Геометрические детали, которые могут перевесить подсчет флейт.

Не стоит ограничиваться сравнением 2 и 3. Для алюминия обычно предпочтительнее острая кромка с положительным углом заточки, которая скорее режет, чем вспахивает, а также гладкая канавка, которая уменьшает количество мест, где мягкая стружка может прилипнуть. Спираль и переменный шаг влияют на подъем стружки, осевую силу, прочность кромки и вибрацию; следуйте инструкциям для конкретной серии.

Покупайте только ту длину, которая необходима для данной детали. Дополнительный вылет создает рычаг, который не может быть компенсирован другой канавкой, поэтому пересмотрите ориентацию приспособления или инструмента, прежде чем мириться с вибрацией. Убедитесь, что радиус скругления углов или фаска допускаются как в САПР, так и на чертеже. Для обработки цветных металлов доступны полированные твердосплавные и низкофрикционные покрытия, но их пригодность зависит от материала заготовки, подготовки кромки, сплава, охлаждающей жидкости и конструкции инструмента в целом, а не только от названия покрытия.

8. Воздух, туман и охлаждающая жидкость: точка подачи имеет первостепенное значение.

Обдув воздухом подходит для многих видов открытых реза; распыление может обеспечить дополнительную смазку там, где это позволяют оборудование и правила работы; обдув или подача охлаждающей жидкости через инструмент могут охлаждать и транспортировать стружку. Ни один из способов не сработает, если жидкость не попадет на кромку. Проверяйте подачу жидкости на фактической глубине и следите за тем, куда перемещается стружка. Соблюдайте требования поставщика к концентрации и обслуживанию жидкости, а также подтвердите совместимость с используемым сплавом и последующей обработкой поверхности.

Налипание материала на режущую кромку может быть вызвано износом геометрии, малой толщиной стружки, повторной резкой, зацеплением, недостаточной смазкой или перегревом. Остановитесь в безопасном режиме, устраните причину и замените поврежденную режущую кромку; снижение подачи может усилить трение.

9. Девятиэтапное испытание в цехе перед запуском в производство.

Этот 9-шаговый метод превращает предпочтение в выбор режущего инструмента в документированное производственное решение.

1. Зафиксируйте ввод данных. Подтвердите версию чертежа, модель CAD, сплав, состояние, форму заготовки, количество партии, зоны внешнего вида и критические характеристики.

2. Отмечайте особенности трассы по выходу чипа. Указывайте на заполненные слоты, открытые контуры, защищенные лунки, тонкие стенки, глубокие днища и резкие изменения направления зацепа.

3. Выберите подходящие инструменты. Запишите производителя, серию, диаметр, количество канавок, длину канавок, вылет, тип угла, держатель и рекомендуемую группу материалов.

4. Рассчитайте, а не гадайте. Возьмите у инструментальщика скорость резания и подачу на зуб, рассчитайте обороты в минуту и ​​подачу, а затем уменьшите параметры с учетом вылета инструмента, прорезки пазов, низкой жесткости или ограниченного количества охлаждающей жидкости в соответствии с инструкциями.

5. Проверьте узел. Измерьте биение вблизи режущей кромки, минимизируйте вылет заготовки, подтвердите состояние держателя и смоделируйте зазор между держателем и шпинделем.

6. Направьте отвод воздуха на необходимую глубину. Убедитесь, что воздух или охлаждающая жидкость достигают зоны резания по всей длине и обеспечивают безопасное место для отвода стружки.

7. Проведите одно контролируемое испытание. Наблюдайте за фактической подачей, нагрузкой на шпиндель, звуком, формой стружки, образованием заусенцев, динамикой температуры и любыми признаками прилипания. Изменяйте по одному параметру за раз.

8. Осмотрите деталь и инструмент. Измерьте заданные характеристики чертежа и состояние поверхности; проверьте режущую кромку под соответствующим увеличением на наличие наростов, сколов и неравномерной нагрузки на канавки.

9. Определите технологическое окно. Задокументируйте утвержденный инструмент, смещения, параметры, правило срока службы инструмента, частоту проверок, план действий и условия, требующие инженерной проверки.

Результатом является не «3 выигранных канавки». Результатом является контролируемый маршрут, привязанный к характеристикам, серии инструментов и плану контроля. Это различие имеет значение, когда заказ повторяется через 6 месяцев для другого материала или станка.

10. Анонимный композитный корпус: 7075-T651 — носитель оптического датчика

Анонимный заказчик, использующий композитные материалы, запросил держатели оптических датчиков из сплава 7075-T651 с двумя отверстиями для подшипников, глубоким пазом для кабеля, открытыми ребрами, тонкой базовой стенкой и поверхностями, подходящими для конфигурации 3+2. Этот упрощенный пример отражает услуги обработки на станках с ЧПУ компании Liqin; он не воспроизводит конфиденциальный чертеж и не гарантирует универсальных результатов.

Открытые ребра и профили обрабатывались коротким трехлезвийным инструментом с контролируемым зацеплением. Заглубленный паз по всей ширине обрабатывался специальным двухлезвийным инструментом для алюминия, при этом направление сопла проверялось на конечной глубине. Отдельный инструмент обрабатывал опорные поверхности, а ориентация приспособления позволяла использовать более короткую фрезу для обработки тонкой стенки.

В ходе испытаний с использованием стерильной обработки, обработка с помощью трехканавочной фрезы сократила время черновой обработки открытых карманов с 8,4 до 6,7 минут, а обработка с помощью двухканавочной фрезы устранила повторяющееся образование стружки. Эти цифры являются иллюстративными и не гарантируются. Полезным результатом стала повторяемость без необходимости снижения производительности или зазора при обработке одной из фрез.

План контроля проверял размер и положение отверстия подшипника, профиль стенки, глубину паза, чистоту паза, наличие заусенцев и соответствие базовых параметров. Возможности системы обеспечения качества Liqin описывают более широкий контекст контроля. Более быстрый маршрут имеет значение только тогда, когда деталь подходит и функционирует должным образом.

Изготовленный на заказ на станке с ЧПУ алюминиевый коллектор компании Liqin демонстрирует еще один пример геометрии, где каналы, выемки, уплотнительные поверхности и множество базовых элементов требуют планирования на уровне отдельных элементов.

11. Поиск и устранение неисправностей без случайных изменений параметров.

Изменяйте переменные по одной. Одновременное изменение частоты вращения, подачи, зацепления, глубины и охлаждающей жидкости может улучшить следующую деталь, не выяснив при этом, какое именно изменение исправило механизм.

12. Превратите выбор режущего инструмента в более качественный запрос предложений по фрезерованию на станках с ЧПУ.

Поставщик не может планировать использование режущего инструмента, основываясь только на визуализации. Необходимо предоставить исходный 3D CAD-файл и контролируемый 2D-чертеж с указанием сплава, состояния, предпочтений по складским запасам, количества, годового спроса, критических размеров, базовых параметров GD&T, резьбы, функциональной шероховатости, сколов кромки, качества обработки, зон обработки, документов по контролю качества, упаковки и места назначения. Следует выделить глубокие пазы, тонкие стенки, радиусы, труднодоступные углубления, уплотнительные поверхности, а также предыдущие проблемы, связанные с заусенцами, вибрацией, привариванием стружки или сроком службы инструмента. Эти детали позволяют инженерам рассчитать стоимость оснастки, приспособлений, проверки, контроля качества и рисков с меньшим количеством предположений.

Если на вашем чертеже изображены как открытые профили, так и каналы для улавливания стружки, спросите поставщика, как он планирует разделить инструменты для черновой, пазовой и чистовой обработки. Ответ должен связывать геометрию инструмента с зацеплением, удалением стружки и контролем качества, а не просто звучать как «мы используем 3 канавки для алюминия».

Нужна детальная проверка технологического процесса для изготовления алюминиевого корпуса, кронштейна, коллектора, компонента робототехники или прецизионного держателя? Отправьте Liqin ваш STEP-файл, управляемый чертеж, информацию о материале, количестве, отделке и критически важных характеристиках через страницу контактов . Наша инженерная команда сможет оценить доступность элементов, радиус действия инструмента, стратегию базовых элементов, потребности в контроле качества, а также возможность расчета стоимости с использованием комбинированной двух- и трехканавочной фрезеровки.

Нажмите здесь для отправки запроса 👆

Часто задаваемые вопросы

1. Всегда ли трехлезвийная концевая фреза быстрее двухлезвийной при обработке алюминия?

Нет. При одинаковых оборотах в минуту и ​​допустимой подаче на зуб, 3-зубчатый инструмент обеспечивает более высокую подачу стола, но реальное время цикла также зависит от удаления стружки, зацепления, ускорения станка, мощности шпинделя, длины траектории движения инструмента и прерываний. 3-зубчатый инструмент, заполняющий глубокий паз, неэффективен. Он наиболее ценен, когда открытый или контролируемый зацеп позволяет станку использовать дополнительную кромку без повторного срезания стружки.

2. Для алюминиевого паза во всю ширину следует использовать 2 или 3 канавки?

Двухлезвийная концевая фреза, специально предназначенная для обработки алюминия, обычно является более безопасным вариантом для начала работы, поскольку её более крупные канавки обеспечивают больше пространства для отвода стружки, особенно по мере углубления паза или ухудшения доступа к охлаждающей жидкости. Трехлезвийный инструмент может работать в неглубоком пазу, если производитель указывает его пригодность для этой задачи и обеспечивает мощный отвод стружки. Уточните точные пределы нарезки паза для данного инструмента и проверьте качество резания под наблюдением.

3. Почему инструмент с тремя канавками оставил худшее качество обработки, несмотря на большее количество режущих кромок?

Увеличение количества кромок улучшает потенциал чистовой обработки, но не гарантирует её качество. Сохранение подачи стола с двумя канавками после перехода на три канавки снижает подачу на зуб и может вызвать трение. Биение также может привести к тому, что большая часть резания будет приходиться на одну канавку. Прежде чем винить количество канавок, проверьте расчет подачи, состояние держателя, биение у кромки, вылет инструмента, отклонение стенок, повторное удаление стружки и равномерность припуска на чистовую обработку.

4. Какой резец лучше подходит для алюминия марок 6061, 7075 или 5052?

Все 3 сплава можно обрабатывать подходящими 2- или 3-лезвийными инструментами, поэтому характеристики и точная конструкция режущей кромки остаются решающими. Сплав 6061 является практичным базовым вариантом, но все же может образовывать наросты на режущей кромке; сплав 7075, как правило, образует более четкую стружку, но требует стабильной настройки; пластичный сплав 5052 может легче размазываться или прилипать. Используйте острую геометрию, специально предназначенную для алюминия, следуйте данным производителя инструмента о материале и проверяйте контроль стружки в зависимости от фактического состояния и формы заготовки.

5. Что мне следует отправить Лицину, чтобы получить надежное предложение по фрезерованию алюминия на станке с ЧПУ?

Предоставьте STEP-модель и управляемый версиями 2D-чертеж, укажите сплав и состояние, количество и прогноз, критические допуски и базовые параметры, резьбу, функциональную шероховатость, обработку поверхности, зоны отделки, требования к контролю или сертификации, упаковку и сроки поставки. Выделите глубокие пазы, тонкие стенки, малые внутренние радиусы, затрудненный доступ инструмента, уплотнительные поверхности и предыдущие отказы при механической обработке, чтобы стоимость оснастки, приспособлений, проверки и контроля качества можно было рассчитать с меньшим количеством предположений.

Нажмите здесь для отправки запроса 👆

Краткое содержание

Выбирайте двухлезвийную концевую фрезу для алюминия, когда важны пространство для стружки и отвод стружки, и трехлезвийный инструмент, когда открытое зацепление, жесткость и возможности станка позволяют использовать дополнительную режущую кромку для увеличения подачи или повышения стабильности. Рассматривайте количество лезвий как часть инструментальной системы, пересчитывайте подачу при изменении количества зубьев, назначайте фрезы в зависимости от характеристик и запускайте производство только после документированного 9-этапного испытания, подтверждающего наличие стружки, нагрузку, состояние инструмента, размеры и качество поверхности.

ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ ➔

Контактная информация

Компания: Ningbo Liqin Industry Co., Ltd.
Ежедневная поддержка клиентов и послепродажное обслуживание : service@shturl.zhuwanying @cncliq.com

Для новых запросов, обсуждения цен и заказов : business@shturl.zhouli @chinaliqin.com

Горячая линия: +86 18757148656

Отказ от ответственности

Все технические статьи, спецификации материалов, рекомендации по обработке и сведения об обработке поверхности, опубликованные в этом блоге, носят исключительно информационный и справочный характер. Обратите внимание, что общие сведения из блога не заменяют подписанные технические соглашения. Поскольку характеристики деталей, изготовленных на заказ, различаются в зависимости от номеров партий материала, калибровки оборудования и конкретных допусков, обязательные спецификации качества регулируются исключительно утвержденными вами чертежами САПР, подписанными контрактами и официальными планами качества.

Все примеры успешных заказов, представленные в этом блоге, были тщательно анонимизированы и отредактированы. Показатели производительности, производственные процессы и изображения служат исключительно для демонстрации наших возможностей в области обработки деталей на заказ и не представляют собой единый универсальный стандарт для всех заказов.

Производственная команда Лицинь

Компания Ningbo Liqin Industry, опираясь на 18-летний опыт в области высокоточной машиностроения, производит высокоточные металлические компоненты для требовательных мировых рынков. Наш производственный комплекс площадью 6500 м² оснащен более чем 150 станками, включая 4-осевую и 5-осевую обработку на станках с ЧПУ , фрезерно-токарную обработку, холодную экструзию и литье под давлением. Такая организация производства позволяет нам бесперебойно управлять проектами, от первоначальных CAD-концепций до отгрузки готовых изделий.

Мы обеспечиваем бескомпромиссный контроль качества. Мы подходим к жестким допускам с той инженерной дисциплиной, которая необходима. Наши инженеры по контролю качества, имеющие сертификаты ISO 9001, ISO 13485 и IATF 16949, проводят строгие проверки IPQC, FQC и OQC каждой производственной партии. От измерения размеров на координатно-измерительных машинах и оптического профилирования до испытаний на твердость и солевое распыление, мы проверяем ваши критически важные характеристики заранее — поэтому вы получаете готовые к установке компоненты без проблем со сборкой или дорогостоящих остановок линии. Помимо производства, вы можете рассчитывать на двухчасовое время ответа на новые запросы предложений, прямую поддержку при изготовлении опытных образцов и бесперебойную экспортную доставку по Европе, Северной Америке, Азии и Океании.

Мы будем рады вашим запросам и образцам. Посетите наш веб-сайт или свяжитесь с нами напрямую, чтобы получить выгодное предложение!