Можете ли вы сверлить с помощью концевой фрезы? Безопасные методы и ограничения

Можно ли сверлить концевой фрезой?

Да, если концевая фреза имеет центральное резание (или специально разработана для врезания) и вы используете правильную траекторию инструмента и параметры резания. Стандартную концевую фрезу с нецентральной режущей кромкой не следует погружать прямо вниз, как дрель, поскольку она не может очистить стружку в центре и может тереться, перегреваться и ломаться.

На практике большинство мастерских избегают «настоящего сверления» с помощью концевой фрезы, если только фреза и стратегия CAM не выбраны для управления эвакуацией стружки (наклон, винтовой вход или контролируемое погружение). Чем глубже яма и чем прочнее материал, тем важнее становится стратегия.

Когда целесообразно врезание с помощью концевой фрезы

Вам нужна правильная геометрия фрезы

• Используйте центрорежущий концевая фреза (у нее режущие кромки доходят до центра) или специально изготовленная погружение/прорезь концевая фреза.
• Отдавайте предпочтение инструментам с хорошей эвакуацией стружки: меньшим количеством канавок (например, 2–3 в алюминии; 3–4 в стали) и полированными канавками для клейких материалов.
• Избегайте погружения с использованием инструментов с большой досягаемостью без необходимости; увеличение вылета увеличивает риск прогиба и поломки.

Глубина отверстия и материал имеют значение

Неглубокие погружения для входа (например, открытие кармана) часто подходят. Концевым фрезам приходится сталкиваться с глубокими отверстиями, похожими на сверла: стружка собирается в канавках, повышается температура, и инструмент может сломаться. Как правило, чем ближе вы подходите к «отверстию», глубина которого превышает несколько диаметров инструмента, тем больше вам следует отдавать предпочтение винтовой интерполяции или настоящему сверлу.

Лучшие траектории для «сверления» концевой фрезой

Винтовая интерполяция (наиболее надежная)

Винтовая интерполяция использует круговое движение при подаче, поэтому резка концевой фрезы больше напоминает операцию бокового фрезерования. Это значительно улучшает эвакуацию стружки и уменьшает трение, возникающее при прямом врезании.

• Используйте helix diameter larger than the tool (common starting point: 1.05×–1.20× tool diameter) to create chip room.
• Ограничьте осевой шаг на оборот, чтобы контролировать нагрузку и обеспечить движение стружки.

Вход с наклоном (хорошо для карманов)

При наклоне фреза вводится в материал под углом (например, 1–3 градуса), поэтому инструмент постепенно входит в зацепление, а не погружается при полном осевом зацеплении. Обычно это используется для входа в карманы без предварительного сверления.

Прямое погружение (только при использовании инструментов с возможностью погружения и консервативных настройках)

Прямое погружение — метод с наибольшим риском, поскольку пути ухода стружки ограничены. Если вам необходимо это сделать, используйте фрезу, предназначенную для врезания, и рассмотрите стратегию клевания (короткие движения вниз с отводом), чтобы убрать стружку.

Практические рекомендации по параметрам, предотвращающие поломку

Начните с консервативной погружной подачи и ступенчатого понижения.

• Погружная подача: обычно 10%–30% вашей обычной подачи при боковом фрезеровании в качестве безопасного стартового диапазона (зависит от инструмента и материала).
• Глубина клева (при клеве): часто 0,25×–1,0× диаметр инструмента за клевок, с втягивающими механизмами, которые фактически убирают фишки.
• Охлаждающая жидкость/воздух: эвакуация стружки – основная цель; Продувка воздухом или подача СОЖ через шпиндель особенно полезны для обработки глубоких деталей.

Рабочий пример: преобразование подачи стружки на более безопасную погружную подачу

Предположим, что 3-зубая твердосплавная концевая фреза диаметром 6 мм (0,236 дюйма) работает со скоростью 10 000 об/мин и нагрузкой стружки при боковом фрезеровании 0,03 мм/зуб.

• Подача при боковом фрезеровании = об/мин × канавки × стружкообразование = 10 000 × 3 × 0,03 = 900 мм/мин .
• Консервативная погружная подача при 20 % = 900 × 0,20 = 180 мм/мин .

Это не гарантирует безопасность (преобладают геометрия и эвакуация стружки), но обеспечивает рациональную отправную точку, а не предположения.

Распространенные виды отказов и как их избежать

Упаковка стружки (наиболее распространенная причина)

Если стружка не может удалиться, она повторно режется, выделяет тепло и заклинивает инструмент. Вот почему погружение «в виде сверла» рискованно: стружке некуда деваться. Спиралевидный вход, продувка воздухом и более короткие удары уменьшают упаковку стружки.

Растирание в центре

Даже концевая фреза с центральным резанием имеет близкую к нулю скорость резания точно в центре. Прямое врезание увеличивает время, затрачиваемое на резку (или трение) при низкой скорости поверхности, что приводит к нагреву. Движение инструмента в поперечном направлении (по спирали/наклону) минимизирует этот эффект.

Прогиб и конусность

Концевые фрезы менее жесткие, чем сверла, для осевой нагрузки. Глубокие погружения могут привести к образованию конического или слишком большого отверстия и повысить риск поломки. Если точность отверстия имеет значение, винтовая интерполяция с чистовым проходом обычно более предсказуема.

Лучшие альтернативы, когда вам нужна настоящая дыра

Используйте дрель, когда элемент «сначала отверстие»

Если целью является круглое отверстие с глубиной, скоростью и хорошей отделкой, обычно подходящим инструментом является дрель. Сверла рассчитаны на осевые нагрузки и эвакуацию стружки при глубоких отверстиях.

Используйте винтовую интерполяцию, когда вам нужна гибкость

Винтовая интерполяция идеальна, когда вы хотите создать отверстия нескольких диаметров с помощью одного инструмента, когда вам нужно избежать замены инструмента или когда вам нужно отверстие в тонком материале без захвата.

Вход концевой фрезы с направляющим отверстием

Небольшое направляющее отверстие может обеспечить пространство для стружки и снизить осевую нагрузку, когда вам необходимо войти в отверстие концевой фрезой. Это практический компромисс, когда ограничения CAM или станка затрудняют вход по спирали.

Краткий контрольный список для безопасного погружения

• Подтвердить резку по центру (или погружная) концевая фреза — не предполагайте.
• Предпочитаю винтовой или пандусный вход над прямым погружением.
• Начать плавную подачу 10%–30% подачи при боковом фрезеровании, а затем настройте ее в зависимости от стружки и нагрузки на шпиндель.
• Если прямое погружение неизбежно, используйте клевание и убедитесь, что втягивание действительно очищает фишки.
• Используйтеir blast/coolant to prioritize эвакуация стружки , особенно в алюминии и глубоких функциях.
• Минимизируйте вылет инструмента и проверьте жесткость (держатель, цангу, биение) перед выполнением глубоких погружений.

1. Выполните пробный прогон входного перемещения над деталью, чтобы подтвердить траекторию инструмента (особенно для спиральной/наклонной траектории).
2. Вырежьте тестовую деталь из аналогичного лома и проверьте форму стружки и изменение цвета при нагревании.
3. Регулируйте подачу, ступенчатое понижение и подачу СОЖ/воздуха до тех пор, пока стружка не выйдет чисто, а нагрузка на шпиндель не станет стабильной.

Итог

Вы можете сверлить с помощью концевой фрезы, но к этому следует относиться как к специализированной операции. Используйте центрально-режущий или погружной инструмент, отдавайте предпочтение винтовому или наклонному входу, сохраняйте консервативную подачу и отдавайте приоритет эвакуации стружки. Если объектом является глубокое и точное отверстие, обычно более безопасным и быстрым выбором является специальное сверло (или стратегия сверления с чистовой отделкой).