2-зубые или 4-зубые концевые фрезы: как выбрать для любого материала

Основная разница: диаметр сердцевины и долина каннелюры

Каждая концевая фреза представляет собой компромисс между прочностью и стружкоотводом. Добавьте больше канавок, и вы увеличите диаметр сердечника — твердую центральную массу инструмента. Это напрямую повышает жесткость и устойчивость к прогибу. Но вы также сжимаете канавки, каналы, по которым стружка уносится от реза. Этот компромисс является физической реальностью, лежащей в основе каждого решения о выборе.

Концевая фреза с 4 канавками обычно имеет поперечное сечение стержня на 15–20 % больше, чем сопоставимая конструкция с 2 канавками. На практике это означает, что перед отклонением он может выдерживать радиальные силы резания на 30–40 % выше. Для таких материалов, как легированная сталь 4140 или титан Ti-6Al-4V, где давление резания высокое, дополнительная жесткость приводит к более жестким допускам и увеличению срока службы инструмента. Инструмент с двумя канавками и его более крупными канавками превосходно работает при большом объеме стружки — представьте себе черновую обработку алюминия 6061 со скоростью 1200 дюймов в минуту. Щепкам нужно куда-то девать, а узкие канавки просто скапливаются.

Этот баланс проявляется во всех аспектах инструмента. Концевая фреза с двумя канавками диаметром 1/2 дюйма может иметь глубину впадины канавки 0,120 дюйма. Версия с 4 канавками того же диаметра часто снижается до 0,080 дюйма. Именно сокращение пространства для стружки на 33 % является причиной того, что станки видят быструю упаковку стружки и выход из строя инструмента при использовании 4-зубых инструментов для обработки мягких липких материалов без регулировки шага и скорости.

Классическое практическое правило: 2 канавки для алюминия, 4 канавки для стали.

Прекрасно работает старое цеховое правило: для цветных металлов используйте две канавки, для черных — четыре. Алюминий и латунь дают длинную непрерывную стружку, требующую открытых канавок. Сталь с более короткой сегментированной стружкой и более высоким давлением инструмента вознаграждает за дополнительную прочность стержня конструкции с 4 канавками. Но это правило — лишь отправная точка.

Твердость материала определяет логику. Алюминий 6061 режет при твердости менее 100 по Бринеллю — инструмент почти не чувствует сопротивления, поэтому единственным узким местом является эвакуация стружки. Однако хромомолибденовая сталь 4140 при твердости 28–32 HRC требует серьезной жесткости. Здесь, высокопроизводительная 4-зубая плоскоконцевая фреза с усиленным сердечником превосходит любой двухзубой инструмент. Правило работает в 80% случаев. Остальные 20% зависят от применения и возможностей машины.

Высокопроизводительные 4-зубые фрезы с плоским концом, компания - Changzhou Maton Tools Co., Ltd.

Maton Tools - это китайский производитель и компания высокопроизводительных 4-зубых плоских концевых фрез, изготовленные на заказ высокопроизводительные 4-зубые плоские концевые фрезы,  •  Производство подложек высокой твердости и высокой прочности, sp

Посмотреть продукт →

Краткий справочник по распространенным базовым материалам:

• Алюминий, латунь, медь: 2 канавки
• Мягкая сталь, среднеуглеродистая сталь: 4 канавки
• Нержавеющая сталь: 4 канавки (учитывайте неравный шаг зубьев для предотвращения вибрации)
• Чугун: 4-канальный
• Пластмассы и композиты: 2-зубые, часто с острыми полированными канавками.

Руководство по выбору конкретного материала

В приведенной ниже матрице сопоставлены восемь распространенных конструкционных материалов с концевыми фрезами с 2, 3 и 4 канавками. Рейтинги основаны на реальных отзывах инженеров-инженеров по механической обработке и отражают наилучший баланс стойкости инструмента, качества поверхности и скорости съема материала для типичных операций.

Для сплавов нержавеющей стали, таких как 304 или 316, высокая скорость наклепа требует жесткого инструмента с контролируемым зацеплением стружки. Специализированная геометрия, такая как 4-зубая концевая фреза с разным шагом зубьев для нержавеющей стали — разрушают гармоническую вибрацию и сохраняют целостность режущей кромки гораздо дольше, чем обычные конструкции с 4 канавками. В титане, где тепло концентрируется на режущей кромке, единственным надежным выбором для производства является острая четырехзубая пластина с покрытием AlTiN.

Концевая фреза с 4 канавками и неодинаковым шагом зубьев для обработки нержавеющей стали Поставщики, Фабрика - Changzhou Maton Tools Co., Ltd.

Maton Tools - это китайская концевая фреза с 4 канавками с неравным шагом зубьев для обработки нержавеющей стали, поставщики и фабрики, изготовленная на заказ концевая фреза с 4 канавками с неравным шагом зубьев для обработки нержавеющей стали,

Посмотреть продукт →

Вопросы применения: черновая и чистовая обработка

Выбор количества канавок существенно меняется между черновыми и чистовыми проходами. Операции черновой обработки направлены на максимальную скорость съема материала — эвакуация стружки является приоритетом. Инструмент с двумя канавками из алюминия может выдерживать нагрузку 0,020–0,025 дюйма на зуб, поскольку массивные канавки мгновенно удаляют стружку. При одном и том же резе инструментом с 4 канавками набивается стружка, увеличивается нагрузка на шпиндель, и инструмент ломается за считанные секунды.

Отделка наоборот. Здесь наибольшее значение имеют качество поверхности и точность размеров. Концевая фреза с 4 зубьями и более крупным стержнем обеспечивает меньшее радиальное отклонение, что напрямую приводит к улучшению качества поверхности. Более мелкий шаг зубьев также означает, что каждая режущая кромка чаще входит в материал, сглаживая зубчатую поверхность, оставленную меньшим количеством канавок. Для концевой фрезы диаметром 1/2 дюйма, чистящей стену из стали 4140, инструмент с 4 канавками стабильно обеспечивает значения Ra на 20–30 % лучше, чем сопоставимый инструмент с 2 канавками.

• Черновая обработка : выберите 2-зубую канавку для алюминия и цветных металлов. Для стали выбирайте 4-зубую канавку, но уменьшите радиальное зацепление до 25–30 % диаметра, чтобы избежать налипания стружки.
• Отделка : 4-флейта почти всегда побеждает. Исключением являются глубокие полости в алюминии, где 3-зубая фреза может обеспечить наилучший смешанный результат.
• Прорезывание : Инструмент с двумя канавками — единственный безопасный выбор для выполнения пазов полной ширины в алюминии. Для стали стандартом является четырехзубая пластина с крутой спиралью и уменьшенной подачей.

Трехзубая концевая фреза: лучший компромисс?

Между крайностями находится концевая фреза с 3 зубьями. Он предлагает на 50 % больше сердечника, чем 2-зубая пластина, сохраняя при этом примерно на 15 % больше объема канавок, чем 4-зубая. Это делает его предпочтительным инструментом для высокопроизводительной чистовой обработки алюминия, когда вам нужна более высокая жесткость, чем у 2-зубого инструмента, но вы не можете позволить себе риск налипания стружки, как у 4-зубого инструмента. Многие аэрокосмические предприятия стандартизировали трехзубые инструменты для алюминиевых конструкционных деталей из стали 7075.

Трехзубой инструмент также отлично подходит для обработки пазов на мягкой стали, когда жесткость станка ограничивает использование четырехзубых инструментов. Асимметричная резка естественным образом гасит вибрацию. Для любителей, использующих настольную фрезу, острая концевая фреза с 3 зубьями часто достигает того, чего не может сделать 4-зубая фреза — стабильной резки без вибраций. Однако это не универсальное решение. В закаленных материалах с твердостью выше 45 HRC прочность кромки 4-зубой кромки по-прежнему доминирует.

Особые соображения: машины малого диаметра и низкой жесткости.

Когда диаметр концевой фрезы падает ниже 1/8 дюйма (3 мм), правила меняются. Объем канавки уменьшается в геометрической прогрессии, и эвакуация стружки становится первостепенной проблемой. Концевая фреза с 4 канавками диаметром 0,062 дюйма имеет очень маленькие канавки, которые почти наверняка забиваются любым материалом, образующим сплошную стружку. Для микрообработки алюминия необходим инструмент с двумя или даже с одной канавкой. То же самое относится к пластмассам и мягким материалам, плавление и размазывание которых приводит к гибели мелких инструментов.

На станках с низкой жесткостью, таких как фрезерные станки с ЧПУ, настольные фрезерные и гравировальные станки, отклонение инструмента может свести на нет любое материальное преимущество. А 2-зубая концевая фреза для алюминия создает меньшие радиальные силы резания, снижая вероятность вибраций и поломок. Даже при резке мягкой стали на портальном фрезерном станке острая двухзубая фреза с легким радиальным зацеплением часто превосходит четырехзубую, которая может сотрясать всю раму. Компромиссом является более медленная скорость подачи, но альтернативой является полное отсутствие резки.

2-зубые концевые фрезы для обработки алюминия, завод - Changzhou Maton Tools Co., Ltd.

Maton Tools - это китайские концевые фрезы с 2 канавками для обработки алюминия, поставщики и фабрики, изготовленные на заказ концевые фрезы с 2 канавками для обработки алюминия,  •  Специальная конструкция ножа в сочетании с передовыми технологиями полировки и обработки.

Посмотреть продукт →

• Диаметр ≤ 1/8 дюйма : По умолчанию 2 канавки. Рассмотрите вариант с 1 канавкой для алюминия и пластика.
• Низкая жесткость машины : Для стали лучше использовать 2-зубую канавку; используйте 4-зубую фрезу только с агрессивным уменьшением шага.
• Фрезерование глубоких карманов : Даже при обработке стали двухзубая канавка с высокой спиралью может предотвратить налипание стружки на глубину.

Рекомендуемые параметры резания для 2- и 4-зубых концевых фрез

Реальные цифры прорывают теорию. В таблице ниже перечислены практические начальные параметры твердосплавной концевой фрезы диаметром 1/2 дюйма для двух распространенных сценариев. Они предполагают жесткий обрабатывающий центр CAT40/BT40 с проточной охлаждающей жидкостью. Настраивайте линейно для меньших диаметров и снижайте номинальные характеристики до 30 % для менее жестких установок.

Покрытия увеличивают эти цифры. Инструмент с 4 канавками и покрытием AlTiN может работать на 15–20 % быстрее, чем инструмент из стали без покрытия, а покрытие DLC на алюминиевом инструменте с 2 канавками практически исключает наросты на кромке. Синергия между количеством канавок и химией покрытия увеличивает силу, но она никогда не игнорирует фундаментальную физику объема сердцевины и канавок.

Вывод: сделайте правильный выбор для своей работы

Решение между 2 и 4 флейтами — это не голосование, а расчет. Начните с материала заготовки. Если это алюминий или латунь, две канавки обеспечат работу вашей машины. Если это сталь, нержавеющая сталь или титан, 4 канавки обеспечат необходимую прочность кромки и качество поверхности. Затем учтите жесткость вашего станка и режим работы: черновая, чистовая или долбежная обработка.

Вариант с 3 канавками заполняет зазоры, и правила полностью сгибаются при небольших диаметрах. Каждая работа — это новое уравнение. Но с помощью данных и таблиц, приведенных выше, вы можете решить эту проблему до того, как улетит первый чип.