Метрические концевые фрезы: выбор, скорость/подача и устранение неисправностей

Как выбрать метрические концевые фрезы, подходящие для вашего станка и работы

Выбор в первую очередь зависит от геометрии, контроля размера и силы резания, которую может выдержать ваша установка. Начните с определения метрического диаметра и стандарта хвостовика, который вы действительно сможете поддерживать при низком биении.

Подберите диаметр и хвостовик к имеющемуся у вас держателю.

• При использовании метрических цанг отдавайте предпочтение хвостовикам истинного метрического размера (например, 6 мм, 8 мм, 10 мм), чтобы избежать несоответствия зажима и микропроскальзывания.
• Целевое биение шпинделя/держателя менее 0,01 мм на острие инструмента для небольших метрических концевых фрез; большее биение приводит к быстрой перегрузке одной канавки и сокращению срока службы инструмента.
• Сохраняйте вылет настолько коротким, насколько это возможно; увеличение вылета в два раза может привести к более чем удвоенному отклонению при той же нагрузке резания.

Выберите количество канавок и спираль для эвакуации стружки.

• Алюминий: 2–3 канавки и более высокий угол спирали (часто 45°) для отвода более крупной стружки и уменьшения наростов на кромке.
• Сталь: 4–6 канавок и спираль ~35–45° для поддержки кромки и сохранения прочности инструмента.
• Глубокие прорези: меньшее количество канавок обычно лучше эвакуируется; Для чистовых проходов можно использовать больше канавок для более гладкой поверхности.

Выберите тип торца: квадратный, угловой с радиусом или сферический.

• Квадратный конец: четкие углы, общий профиль и прорези.
• Угловой радиус (например, R0,5–R1,0) повышает прочность кромки и уменьшает сколы при работе с более твердыми материалами или прерывистую резку.
• Сферический нос: 3D-покрытие; ожидайте более низкую эффективную скорость резания вблизи кончика и соответствующим образом отрегулируйте подачу.

Твердый сплав, быстрорежущая сталь и покрытия: что важно на практике

Материал и покрытие определяют термостойкость, стабильность кромки и то, приваривается ли стружка к инструменту. Для большинства фрезерных станков с ЧПУ твердосплавные метрические концевые фрезы используются по умолчанию для обеспечения производительности и стабильности.

Выбор инструментального материала

• Твердый сплав: высочайшая жесткость и термостойкость; идеально подходит для сталей и более высоких скоростей шпинделя.
• HSS/кобальт: более щадящий вариант для установок с низкой жесткостью, но обычно более низкие допустимые скорости резания.
• Микрозернистый твердый сплав: распространенный выбор для небольших метрических концевых фрез, где важна целостность кромки.

Рекомендации по нанесению покрытия в зависимости от материала

• Алюминий: покрытия без покрытия или покрытия, подобные ZrN, часто уменьшают сварку стружки; отдавайте предпочтение полированным флейтам.
• Сталь/нержавеющая сталь: покрытия класса TiAlN/AlTiN обычно обладают термостойкостью, особенно в сухих условиях или условиях MQL.
• Титан: покрытие и острые, устойчивые края помогают контролировать тепло; избегайте трения, сохраняя реальную нагрузку на чип.

Надежные начальные скорости и подачи для метрических концевых фрез

Начните со скорости резания (Vc) и нагрузки стружки на зуб (fz). Затем рассчитайте скорость шпинделя (об/мин) и скорость подачи (мм/мин). Это практические основы для твердосплавных инструментов с типичной жесткостью для станков с ЧПУ; уменьшите, если ваша установка менее жесткая.

Основные формулы (метрика)

• Об/мин = (Vc × 1000) / (π × D) где Vc — м/мин, а D — диаметр инструмента в мм.
• Подача (мм/мин) = об/мин × канавки (z) × fz где fz — мм/зуб.

Если вы прорезаете пазы на всю ширину, уменьшите нагрузку на стружку и/или скорость резания, поскольку резко возрастают нагрев и отклонение инструмента. Если вы используете высокоэффективную траекторию инструмента (легкое радиальное зацепление), вы часто можете увеличить подачу, одновременно контролируя нагрузку на инструмент.

Проработанные примеры с действительными числами (метрикой)

Эти примеры показывают, как превратить диапазоны таблицы в машинные входные данные. Значения предполагают твердосплавные концевые фрезы метрического диаметра и достаточно жесткую установку ЧПУ.

Пример 1: 8 мм, 3 канавки из алюминия 6061.

1. Выберите Вк = 250 м/мин и fz = 0,04 мм/зуб .
2. Об/мин = (250 × 1000) / (π × 8) ≈ 9947 об/мин .
3. Подача = 9,947 × 3 × 0,04 ≈ 1194 мм/мин .
4. Если стружка начинает привариваться, увеличьте эвакуацию стружки (воздушная струя), немного уменьшите Vc или перейдите к более полированной геометрии.

Пример 2: 10 мм, 4 канавки из нержавеющей стали 304.

1. Выберите Вк = 120 м/мин и fz = 0,03 мм/зуб .
2. Об/мин = (120 × 1000) / (π × 10) ≈ 3820 об/мин .
3. Подача = 3820 × 4 × 0,03 ≈ 458 мм/мин .
4. Если вы заметили нагартование или визг, избегайте задержек, сохраняйте нагрузку на стружку и рассмотрите возможность уменьшения радиального зацепления.

Распространенные неисправности метрических концевых фрез и способы их устранения

Большинство проблем связано с образованием стружки (слишком тонкая или слишком горячая), жесткостью (инструмент/держатель/заготовка) или эвакуацией (повторное резание стружки).

Следы вибрации или плохая отделка

• Укоротить вылет; даже небольшое снижение может существенно улучшить стабильность.
• Уменьшите радиальное зацепление (переход) и увеличьте подачу, чтобы сохранить постоянную толщину стружки.
• Попробуйте метрическую концевую фрезу с изменяемой спиралью, если вибрация сохраняется на обычных диапазонах оборотов.

Наращенная кромка (особенно в алюминии)

• Увеличьте отвод стружки (продувку воздухом) и поддерживайте достаточную нагрузку на стружку, чтобы инструмент режел, а не трел.
• Используйте полированные канавки и геометрию, оптимизированную под алюминий; избегайте покрытий, которые увеличивают адгезию вашего сплава.

Преждевременное скалывание кромок сталей

• Добавьте метрическую концевую фрезу с небольшим угловым радиусом и избегайте резких изменений направления, которые приводят к резкому увеличению нагрузки.
• Проверьте биение; если большую часть работы выполняет одна канавка, срок службы инструмента быстро снижается.
• Уменьшите удар при входе с помощью спирального наклона или адаптивного входа вместо погружения.

Практический контрольный список настройки для стабильных результатов

Даже лучшие метрические концевые фрезы будут работать хуже, если в их установке присутствует биение, вибрация или переточка стружки. Этот контрольный список фокусируется на контролируемых факторах высокого воздействия.

Прежде чем разрезать

• Очистите конус, держатель и цангу; мелкий мусор может привести к измеримому биению.
• Проверьте вылет инструмента и убедитесь, что хвостовик полностью поддерживается цангой или гидравлическим патроном.
• Установите начальную консервативную осевую глубину для прорезания пазов на всю ширину; постепенно увеличивайте, отслеживая звук и нагрузку шпинделя.

Во время настройки

1. Меняйте по одной переменной за раз (об/мин, затем подача, затем взаимодействие), чтобы изолировать эффект.
2. Если обработка неудовлетворительная, но стружка выглядит здоровой, уменьшите радиальное зацепление и добавьте легкий чистовой проход.
3. Если щепки выглядят пыльными или обесцвеченными, скорее всего, вы потерлись или перегрелись; увеличьте нагрузку на чип или уменьшите скорость.

Заключение

Выберите метрические концевые фрезы, сопоставив истинный метрический размер, количество канавок и геометрию с материалом, затем рассчитайте частоту вращения и подачу на основе Vc и fz. Поддерживайте низкое биение, небольшой вылет и чистый отвод стружки — эти три фактора обычно обеспечивают наибольший выигрыш в стойкости инструмента, точности и чистоте поверхности.