Руководство по фрезе с закругленной головкой: выбор углового радиуса и советы по обработке на станке с ЧПУ

Попросите десять машинистов описать концевую фрезу с бычьей головкой, и вы услышите десять версий одной и той же идеи: фреза с плоским дном и небольшим радиусом, заточенная в углах, где нижняя режущая кромка встречается с периферией. Этот единственный радиус, часто составляющий лишь часть диаметра инструмента, незаметно меняет то, как фреза входит в материал, как тепло покидает зону резания и как долго инструмент прослужит, прежде чем его потребуется заменить.

Эти угловые радиусы мы шлифуем каждый день на нашем заводе в инструментальном кластере Xixiashu в Чанчжоу, диаметром от нескольких десятых миллиметра до крупных черновых фрез для обработки пресс-форм. Это руководство — это то, чем мы делимся с клиентами, которые звонят и спрашивают, какую геометрию установить в шпиндель: что такое на самом деле концевая фреза с закругленным концом, когда она превосходит инструмент с квадратным или сферическим концом, и как выбрать и использовать одну из них, чтобы она окупала себя.

Что на самом деле представляет собой концевая фреза с бычьей головкой

Концевая фреза с закругленным концом, также называемая концевой фрезой с угловым радиусом или тороидальной фрезой, сохраняет плоское дно обычной квадратной концевой фрезы, но заменяет острый угол 90 градусов дугой. Инструмент по-прежнему режет плоский пол, однако переход между нижней кромкой и винтовой канавкой представляет собой плавный радиус, а не хрупкую точку.

Эта дуга определяется радиусом угла, обычно обозначаемым как R. Значения обычно варьируются от R0,2 мм для чистовой обработки закаленной стали до R6 мм или более для тяжелой черновой обработки. В некоторых каталогах одна и та же деталь описывается по диаметру угла, который просто в два раза превышает радиус. Когда вы видите, что бычий нос и угловой радиус используются рядом, они относятся к идентичной геометрии.

Одно уточнение позволяет избежать путаницы на этапе ценообразования: концевая фреза с закруглением углов не является фрезой для закругления углов. Инструмент для скругления углов — это форморез, который создает радиус на внешнем крае детали. Инструмент с закругленной головкой придает радиус внутреннему углу кармана.

Почему угловой радиус так важен

Более прочная режущая кромка

Карбид твердый, но не прочный. Острый угол концентрирует напряжение в небольшом объеме материала, а при прерывистом резании, твердых включениях или слегка агрессивной скорости подачи именно этот угол скалывается первым. Шлифование радиуса распределяет нагрузку по более широкой дуге, и именно поэтому инструменты с выпуклой головкой гораздо лучше переносят черновую обработку, чем их квадратные собратья.

Чистые полы и углы

Когда квадратный инструмент подметает пол, острый угол тянется и полируется, оставляя после себя следы. Радиус фрезы с бычьей головкой сглаживает этот переход, поэтому полы получаются чище, а внутренние углы соответствуют рисунку без повторной операции.

Увеличенный срок службы инструмента и более производительная черновая обработка

Поскольку угол прочнее и нагрузка распределяется, фреза с закругленным концом обычно дольше удерживает кромку между заточками. Эта предсказуемость имеет значение для машин с выключенным светом. Радиус также обеспечивает более широкий шаг при той же нагрузке на стружку и позволяет использовать стратегии радиального утонения стружки, которые повышают скорость подачи, сохраняя при этом стабильность инструмента. При фрезеровании на высоких подачах угловой радиус — это вся суть конструкции.

Бычий нос против квадратного против закругленного носа: практическое сравнение

В целом редко приходится выбирать, какой инструмент лучше. Речь идет о том, что нужно детали: острый внутренний угол, определенный радиус угла на чертеже или плавное сглаживание поверхностей произвольной формы. Когда для печати требуется радиус, фреза с закругленным носом является единственной геометрией, которая позволяет получить его за один проход.

Где концевые фрезы с бычьей головкой зарабатывают себе на жизнь

Инструменты для радиуса угла можно использовать там, где цеху требуется как серьезное удаление материала, так и контроль над углом. Несколько примеров из нашей книги заказов:

• Работа с пресс-формами и штампами, где закаленная инструментальная сталь и глубокие полости требуют прочной кромки и контролируемого радиуса угла.
• Конструкционные детали аэрокосмической отрасли из титана и нержавеющей стали, где высокая температура и закалка не позволяют получить острые углы.
• Автомобильные корпуса и компоненты трансмиссии из алюминия, чугуна и легированной стали, обычно в циклах черновой обработки с высокой подачей.
• Электродная и электронная обработка, при которой медные электроды имеют тонкие ребра и узкие пазы.
• Обычная цеховая работа, где один инструмент с выпуклой головкой часто заменяет две операции.

4-зубые фрезы с круглым носом из титанового сплава • Переменный угол спирали и конструкция с неравномерным разделением обеспечивают антивибрационные характеристики, в основном при обработке материалов из титановых сплавов. • Сверхбольшое пространство для чипа... Посмотреть продукт →

Выбор подходящей концевой фрезы с закругленной головкой

Сопоставьте угловой радиус с деталью

Начните с чертежа, а не каталога. Если на распечатке указан R1.0, закажите R1.0, а не ближайший стандартный размер. Только для черновой обработки больший радиус, например R2 мм или R3 мм, дает более прочную кромку и лучшее утончение стружки, даже если готовый угол будет меньше.

Выберите количество канавок для материала

Две или три канавки подходят для обработки алюминия и цветных металлов, поскольку они быстро удаляют стружку. Четыре канавки являются универсальным стандартом для стали. Пять и шесть канавок особенно полезны при обработке закаленного материала и чистовых проходах, где жесткая сердцевина и более высокая скорость подачи имеют большее значение, чем пространство для стружки. Наше сравнение геометрии с двумя и четырьмя канавками объясняет решение по счету флейты более подробно.

Подложка, покрытие и подготовка кромок

Для сталей и нержавеющей стали большую часть работ можно выполнить с помощью мелкозернистого твердого сплава с покрытием из нитрида алюминия и титана. Титановые и никелевые сплавы выигрывают от покрытия на основе алюминия-хрома и более острой полированной кромки. Графит и медь требуют непокрытых или алмазоподобных поверхностей. Если вы режете твердость выше 45 HRC, сверхтвердый сплав с заточенной кромкой значительно превзойдет инструмент общего назначения.

Вылет, хвостовик и биение

Следите за тем, чтобы расчетная длина была настолько короткой, насколько это позволяет деталь. Каждый дополнительный миллиметр вылета увеличивает отклонение, а инструмент с закругленной головкой и небольшим радиусом гораздо менее прощает биение, чем квадратная фреза. Проверьте биение на канавке, а не на хвостовике.

4-х перые концевые фрезы с круглым концом • Универсальная фреза подходит для термообработки всех серий стальных материалов. Он имеет конструкцию U-образной канавки и подходит как для черновой, так и для черновой обработки. Посмотреть продукт →

Подачи, скорости и ловушка радиального утончения стружки

Инструменты с закругленной головкой почти всегда запрограммированы с шагом, меньшим радиуса, что означает, что фактическая толщина стружки на режущей кромке меньше запрограммированной подачи на зуб. Механики, которые игнорируют это, используют инструмент слишком осторожно, трут кромку и задаются вопросом, почему покрытие так быстро изнашивается. Примените к скорости подачи компенсацию радиального утонения стружки, и инструмент будет резать, а не полировать.

Та же логика применима и к глубине резания. Фреза с закругленной головкой и большим радиусом может выполнять глубокие осевые резы с легким радиальным зацеплением, перенося нагрузку на более прочную часть кромки и отводя тепло вместе со стружкой. Это принцип, лежащий в основе циклов черновой обработки с высокой подачей и динамичностью. Не просто копируйте параметры квадратного инструмента того же диаметра; эффективный диаметр резания в углу различен, как и идеальная скорость резания.

Распространенные ошибки и простой уход за инструментом

Большинство преждевременных отказов, которые мы видим на возвращенных инструментах, сводятся к нескольким привычкам:

• Проведите радиусным инструментом по острому внутреннему углу и прижмите хвостовик к стене.
• Программирование консервативных каналов, которые трутся, а не режутся.
• Игнорирование биения, которое перегружает один угол и запускает скол.
• Хранение инструментов в ящике, где канавки стучатся друг о друга.
• Перешлифовка углового радиуса без повторного покрытия канавки.

Протирайте инструменты после использования, защищайте канавки в чехлах и осматривайте угол под светом каждые несколько часов резки. Небольшой радиус, который начал изнашиваться, является предупреждением, и ранняя замена или перешлифовка всегда дешевле, чем списание полости. Для закаленной и высокоточной работы наша сверхтвердая серия сохраняет тонкий радиус угла и полированную кромку в течение длительных циклов работы.

Высокоточные 4-зубые концевые фрезы с круглым концом • Передовая технология шлифования обеспечивает сверхвысокую точность диаметра лезвия и диаметра хвостовика, подходящую для прецизионных форм и обработки деталей. • Высокая износостойкость... Посмотреть продукт →

Возвращаем его в цех

Решения по геометрии обычно являются замаскированными решениями по затратам. Заточка фрезы с закругленным концом стоит немного дороже, чем простой квадратный инструмент, но она быстрее удаляет материал, обрабатывает углы за один проход и дольше служит в шпинделе. Эти три эффекта обычно перевешивают разницу в цене в пределах одного производственного цикла.

Если вы все еще не уверены, какой радиус, количество канавок или покрытие подходят для вашей работы, отправьте нам чертеж детали и материал. Прежде чем что-либо порекомендовать, наши инженеры проверят геометрию угла и машину. Именно так мы и построили нашу машину. линейка цельных твердосплавных концевых фрез с годами.