Фрезоването с ЦПУ значително подобрява ефективността на рязане и живота на инструмента

Значителният напредък, постигнат в подобряването на ефективността на рязане на метали, е резултат от съвместните усилия на производителите на инструменти, производителите на машинни инструменти и разработчиците на софтуер. Вмъкване фрезоване (фрезоване с ос) е добър пример за обработка. По време на фрезоване с вмъкване въртящият се инструмент реже директно в детайла по посоката на оста и прибира инструмента нагоре по оста След това се движи хоризонтално по посоката на оста за определено разстояние и извършва вертикално рязане, което се припокрива с предишната режеща част, за да отреже повече материал на детайла. Вмъкването на фрезоване има много предимства. Особено при обработка на дълги надвеси (като фрезоване на дълбоки кухини на мухъл), традиционният метод на плоско фрезоване (т.е. фрезоване от едната страна на детайла към другата) трябва да намали скоростта на рязане, за да се сведе до минимум страничната сила, която може да причини бърборене. По време на фрезоване с вмъкване силата на рязане се предава директно на машинния шпиндел и работната маса, като по този начин се постига много по-висока скорост на отстраняване на метала от традиционните методи на фрезоване. Според софтуерната компания разработеният от компанията софтуерен пакет включва функцията за фрезоване на втулки, В сравнение с традиционното плоско грубо фрезоване с помощта на бутоновидни фрезове, скоростта на отстраняване на метала при обработка на втулки може да бъде подобрена с поне 50%. Благодарение на способността си да сведе до минимум страничното натоварване на компонентите на машинните инструменти, фрезоването на слотове може да се използва за стари или леки машинни инструменти с недостатъчна твърдост за подобряване на производителността. Джон Рос, маркетинговият мениджър на компанията за машинни инструменти е съгласен с твърдението, че фрезоването на слотове може да намали силата на рязане, действаща върху машинни инструменти с ниска производителност, но той добавя, че при новите машинни инструменти със структурен дизайн, който благоприятства обработката на слотове, предимствата на този процес могат да бъдат максимално увеличени. Той посочи, че поради прякото предаване на силата на фрезоване в шпиндела и работната маса, различни проблеми, причинени от слабо затягане на детайла, могат да бъдат сведени до минимум. Бил Фиоренца, продуктов мениджър на производствената линия за молдове на Ингерсол Tool Company, заяви, че фрезоването на вложки помага да се намали топлината на рязане, навлизаща в инструмента и детайла. Той каза: "По време на фрезоване с вмъкване няма много топлина, която навлиза в детайла, защото режещият инструмент се върти с бърза скорост, за да се изреже и изреже детайла. Само малка част от детайла с движеща се стъпка прави контакт с инструмента." Тази характеристика е особено изгодна при рязане на трудни за обработка материали като неръждаема стомана, високотемпературни сплави и титанови сплави. Фиоренца обясни по време на демонстрацията за вмъкване и фрезоване: "Обикновено температурата на металните чипове е много висока и дори можете да изпечете сандвич в купчината чипове. Въпреки това, когато процесът на вмъкване и фрезоване приключи, можете незабавно да поставите ръката си върху детайла и да се чувствате по-хладни на допир." Намаляването на топлината на рязане може не само да удължи живота на инструмента, но и да намали деформацията на детайла.

Струва си да опитате 】 Вмъкването може значително да ускори производствения ритъм на висококачествени и сложни компоненти. Гари Майерс, продуктов мениджър за фрезоване в компанията заяви, че "най-често използваните области на технологията за фрезоване на вложки са производството на мухъл и авиационната промишленост, тъй като видовете части в тези индустрии са много подходящи за фрезоване на вложки." Производителите на мухъл трябва да фрезоват различни сложни форми на цялостния детайл, за да образуват кухини на мухъл, а много авиационни части също се обработват от цели заготовки. Той каза: "Количеството на рязане на тези детайли е удивително и в някои случаи е необходимо да се изреже 50% -60% или дори повече от материала на детайла от заготовката." Кениън Уитсел, продуктов мениджър на разработчика на софтуера посочи, че освен производителите на сложни части, работилниците с общо предназначение могат да се възползват и от прилагането на технологията за фрезоване на вложки. Метална обработка Съдържанието е добро и си струва да се проследи. Той каза: "Някои работилници все още използват технология за обработка на 2,5-оси, която има остарели типове машинни инструменти, слаба твърдост и недостатъчна сила на затягане на приспособленията. Въпреки това, те все още се надяват да подобрят производителността. Тези работилници могат да използват технология за фрезоване с 2,5-оси, за да постигнат тази цел." Хуан Секули, Глобален продуктов мениджър на Индексаруемите фрезови машини на Кенер вярва, че "технологията за фрезоване е широко приложима за сложни форми и кухини на големи и средни части. При този вид обработка съотношението дължина към диаметър на фрезовата машина е от решаващо значение, а традиционните стратегии за фрезоване могат да генерират трептене и вибрации, съкращавайки живота на инструмента. Кенер наскоро възстанови платформата за продажба на фрезови оси, за да отговори на нарастващото търсене на потребителите." "Времето доказа, че обемът на продажбите на фрезове с ос Z непрекъснато нараства с годишен темп на растеж от 40%."

Дизайнерските характеристики на фрезовите машини: Производителите на инструменти са разработили различни фрезови машини, които могат напълно да се възползват от предимствата на фрезовата технология. Майърс от Шангао Инструментс каза, че силата на рязане на такива инструменти се предава директно обратно към оста Z. Геометричната форма на резачката за вложки е много подобна на тази на резачката за 90 квадратни рама. Разликата се крие в отклонението на водещия ъгъл на фрезовото острие от вертикалната равнина с няколко градуса, което може да бъде 87 вместо 90. Ако за вмъкване и смилане на страничната стена се използва 90 ° фреза, целият режещ ръб на острието ще се търка срещу страничната стена. Ако водещият ъгъл на инструмента е 87, има разлика между режещия ръб и страничната стена на детайла. Фрезачът трябва да използва режещия ръб в долната част на острието, за да избегне рязане от страната на острието, тъй като преходът от дъното към страната е най-слабата точка на острието, а машинната обработка от страната на острието може да причини радиални сили на рязане, които могат да причинят вибрации. Майерс добави, че въпреки че рязането със страничната страна на острието не е често срещано, в някои процеси на обработка, наречени "нагоре (или надолу) профилно фрезоване", фрезовачът може да вмъква и обработва сложни форми в ходовете нагоре и надолу. Един прост пример е използването на метода на долно рязане на корена за смилане на прави странични стени. "Първо можете да вмъкнете фрезоване надолу, след това да се преместите навътре и да смилате корена на детайла." Майерс вярва, че ограничението на технологията за фрезоване на вложки е разликата между действителния диаметър на рязане на инструмента и диаметъра на корпуса на инструмента. За да се осигури максимална подкрепа на режещия ръб, тялото на стандартната фрезова машина трябва да бъде увеличено, за да бъде възможно най-близо до целия диаметър на рязане на инструмента. За фрезата за слот, използвана за фрезоване на профили, диаметърът на рязане на острието надвишава диаметъра на тялото на инструмента. Метална обработка Съдържанието е добро и си струва да се проследи. Той каза: "Но има определена граница за превишаването на количеството, тъй като удължаването на фрезователното острие не може да бъде твърде голямо." Майерс каза, че макар фрезоването да е типичен процес на грубо фрезоване, технологията и инструментите му също са подходящи за полупрецизна и прецизна обработка. Той предложи, че за да се постигне по-добра гладкост на повърхността на машинната обработка, радиалната стъпка на рязане трябва да бъде намалена, което е същото като метода на обработката с намалена стъпка, използван при 3прецизно фрезоване с мелници за топчета. Майерс обясни, че основно разстоянието на стъпка на рязане се определя въз основа на ширината на острието и количеството материал, нарязан в детайла от режещия ръб. Препоръчителният размер на стъпалото за проби от инструментни продукти ще доведе до определена остатъчна височина, която определя грапавостта на повърхността на специфична резачка за вложки.

Секули от Кенет Метал заяви, че дизайнът на фрезовата машина непрекъснато се подобрява и усъвършенства. Например, новите характеристики на фрезовата машина включват: назъбената структура, проектирана върху корпуса на резачката, може да подобри образуването на чипове и ефективността на отстраняване на чипове, а дизайнът на изхода на охлаждащата течност може да подобри контрола на рязането топлина и производителността на отстраняване на чипове. Той каза: "Тези интегрирани структурни конструкции с корпуса на инструмента, съчетани с използването на голям ъгъл на гребло, могат да намалят силата на рязане, да намалят търсенето на мощност на машинните инструменти, като по този начин удължат живота на инструмента и да подобрят надеждността на машинната обработка."

Фиоренца посочи, че въпреки че прилагането на технологията за фрезоване има история от най-малко 15 години, през последните години машинните работилници стават все по-наясно, че фрезоването може да постигне по-високи скорости на отстраняване на материала и поради по-лесното програмиране и проверка на пътищата на инструментите, прилагането на фрезоване е станало по-лесно, отколкото в миналото. Все повече системи имат алгоритми, специално проектирани за обработка на вмъкване и фрезоване. Освен това, използвайки софтуер за симулация на рязане, машинният цех може да провери надеждността си преди да стартира програмата за цикъл на фрезоване. Фиоренца каза: "Трябва да проверите движението на инструмента по пътя на рязане, защото специализираните фрези обикновено не са инструменти за централно рязане." При използване на нецентрални режещи инструменти, ако избраната стъпка на рязане не е подходяща или разрешението за обработка на детайла е неясно, е възможно да се предизвика рязане. Според Майерс някои работилници използват програмата за цикъл на пробиване в машинната обработка с ЦПУ за извършване на фрезоване. Но при този вид обработка, когато фрезовата резачка се връща от вмъкване надолу, острието му може да се изстъргва срещу страничната стена на детайла. За да се реши този проблем, специално проектирана програма за цикъл на фрезоване премества инструмента 0,025-0,050мм по посоката на оста Х или оста преди да достигне дъното на вмъкването и се подготвя да се прибере обратно към своя ходов връх. Преместването на инструмента назад може да избегне надраскване между острието и обработената повърхност по време на прибиране на инструмента. "Също така е възможно ръчно да се програмира цикълът на вмъкване и фрезоване. В някои случаи, ако е просто вмъкване и фрезоване със същата дълбочина на вмъкване, можете да напишете само една подпрограма, за да определите движението на инструмента в оста Въпреки това ръчното програмиране е много работа и трябва да се използва само когато е необходимо и не е необходимо да се напише машинен код." Уитсел от ДП Технологии казва: "Опитваме се да оптимизираме цикъла на вмъкване и фрезоване, така че потребителите да могат напълно да се възползват от максималния потенциал на вмъкването и фрезоването във всяко рязане, с възможно най-малко преминавания инструмент, и да изрежем колкото е възможно повече материали от детайла. При определяне на програмирането е необходимо динамично да се регулира аксиалното подаване на инструмента в детайла. Целта е да се максимизира способността за рязане на фрезоване на параметрите във всяка операция. Това изисква познаване на размерите на заготовката на детайла и готовите части след обработка Докато крайният размер на частта е известен, дълбочината на фрезоване на фрезовата машина може да бъде определена и знаейки размера на заготовката на детайла може да определи откъде да започнете фрезоването. Метална обработка Съдържанието е добро и си струва да се проследи. Уитсел казва: "Това е основно програмиращата информация за детайлите, които преди това са били обработени чрез фрезоване на вложки на текущия етап. В софтуера на ДП ние го наричаме "автоматично програмиране на детайлите". Уитсел казва: "Програмирането на инструмента за обратно рязане в посоката на оста става малко сложно, защото не можете да позволите на инструмента просто да се изтегли в следващия материал на детайла и не искате да изтеглите инструмента в остатъчния материал, генериран от предишното рязане." Софтуерът може да програмира фрезоване на вложки по различни начини. Уитсел казва: "Например, можете да определите остатъчната височина (като 0,25 мм), без да определяте степента на рязане или радиалната ширина на рязане, а софтуерът може да изчисли броя на фрезовите операции, за да постигне тази остатъчна височина." Технологията разработва специален цикъл на фрезоване за софтуера и някои потребители вече са разработили програми за фрезоване чрез усъвършенствания програмен интерфейс на софтуерния пакет. Според Секули от фирма Кенер параметрите на рязане и професионалната терминология, използвани при фрезоването на слотове, са различни от другите методи на фрезоване. Например, за да се предотврати вибрация, трябва да се използва по-ниска скорост на рязане, когато фрезовата машина надвиси дълго време. При описването на процеса на фрезоване с вмъкване значението на Ap, използвано за представяне на аксиалната дълбочина на рязане при равнинно фрезоване, също се променя, тъй като е разположено радиално върху фрезовата машина за вмъкване, а не в посоката на вертикалната ос. При фрезоването с ос няма аксиален размер на дълбочината на рязане, само радиална дълбочина на рязане (т.е. разстояние на стъпка на рязане) и радиален размер на рязане. Дълбочината на рязане обикновено е свързана с размера на острието. Компанията предлага, че по време на фрезоване с вмъкване дълбочината на рязане винаги трябва да бъде по-голяма от 15% от дължината на рязане на острието. Ако дълбочината на рязане стане близка или по-малка от стойността на радиуса на дъгата на върха на инструмента на острието, радиалната сила на рязане ще се увеличи, като по този начин ще загуби някои предимства на технологията за фрезоване на вмъкване.

Вмъкването и фрезоването с високо подаване са стратегии за рязане на метал с висока производителност. Изборът между използването на тази технология или други стратегии за фрезоване зависи от множество фактори. За да се максимизират предимствата на фрезоването, е необходимо да се използват специализирани фрезови машини и внимателно да се извършва програмиране. В много случаи фрезоването с високо подаване може да се превърне в по-проста и по-осъществима алтернатива на фрезоването на слотове, а фрезоването с високо подаване е основно фрезоване с прави ръбове с големи ъгли на олово. Големият ъгъл на олово изтънява чиповете и за да се поддържа достатъчна дебелина на чипа, е необходимо да се увеличи скоростта на подаване. Фрезачките с високо подаване могат бързо да режат метални материали с високи скорости на подаване и малки дълбочини на рязане, като същевременно минимизират страничното натоварване, действащо върху машинния инструмент и режещите инструменти. Том Нобъл, продуктов мениджър в Смята, че характерните размери и структура на частите могат да помогнат на машинния цех да реши дали да използва фрезоване на вложки или фрезоване с високо подаване. Той каза: "Ако трябва да се обработва малка вдлъбната кухина, използването на фрезоване на вложки може да бъде по-подходящо. Поради късото радиално разстояние на движение няма нужда да се обработва твърде много материал радиално. Въпреки това, ако площта за фрезоване е доста голяма, използването на фрезоване с високо подаване може да бъде по-ефективно." фрезоването с високо подаване наистина има странични натоварвания, но може да бъде сведено до минимум чрез използване на малка дълбочина на рязане, бързо подаване и множество инструменти. Фиоренца от компанията посочи, че използването на фрезова машина с диаметър 50 мм или повече за фрезоване с дълъг надвес може да бъде много ефективно. Фрезоването с високо подаване може да бъде по-подходящо за фрезоване с дълги надвеси с малък диаметър. Той каза: "Когато надвисналата дължина на режещия инструмент се увеличи до 4 или 6 пъти диаметъра, ще започнат да се появяват определени видове бръчки. Можете да използвате фрези с високо подаване и малки дълбочини на рязане от 0,38-0,50 мм, за да се справите с тази обработка. Също така може да се наложи да използвате някои анти-вибрационни инструменти структури, като вградени държачи за инструменти от твърда сплав и модулни глави на инструменти." Нобъл вярва, че ключов фактор при избора на метод на фрезоване са ежедневните задачи за обработка в работилницата. "Например, ако искате да извършите голямо количество 3фрезоване в ежедневието си и също така искате да направите някои фрезоване на вложки, бих ви препоръчал да използвате фрезоване с високо подаване, които също могат да извършват ограничено фрезоване на вложки. Но за фрезоване на кухини... За фрезове, фрезоване, фрезоване на права стена и, както и мащабна, специализирана обработка, трябва да инвестирате в

Въпреки че машинните инструменти с общо предназначение имат предимството да бъдат гъвкави, използването на специализирани машинни инструменти често е по-добър избор, за да се увеличи производителността (и да се намали деформацията). Компанията за машинни инструменти, която произвежда продукти като вертикални обработващи центрове (и хоризонтални пробивни и фрезови машини, може да осигури различни видове машинни инструменти от леки центрове за резене до високоскоростни петосови обработващи центрове за тежко рязане на форми. Метална обработка Съдържанието е добро и си струва да се проследи. Маркетинг мениджърът Джон Рос заяви, че компанията може да персонализира машинните инструменти за различна обработка (и дори за различни региони). Например, някои машини използват линейни водачи, докато други използват по-здрави твърди релси. Когато навлизаме на пазара в някои части на Калифорния, САЩ, която основно реже леки материали, машинните инструменти за линейна направляваща релса са на правилния път.Когато навлизаме на пазара в Средния запад, който обработва авиационни материали и високотемпературни сплави, потребителите се нуждаят от машинни инструменти за твърда релса, които могат да издържат на по-големи сили на рязане и са по-трайни и издръжливи.Високоскоростните машини за обработка на мухъл, използващи линейни направляващи релси, имат отлична производителност при бързо рязане на малки количества материали от детайл, а използването на технологията за фрезоване на вложки може допълнително да подобри тяхната груба обработваща способност. Но способността на този тип машинен инструмент да издържа на натоварване с чипове не е толкова добра, колкото тази на машинните инструменти с твърда релса. Рос посочи, че вертикалните обработващи центрове на серията са обработващите платформи, които могат да максимизират предимствата на фрезоването на втулки, а тяхната твърдост е най-висока сред ВМС. Основата на машинния инструмент е изработена от интегрално леене, а работната маса от 1500мм може да обработва големи форми или авиационни отливки. Стив Сиг, инженер по приложенията в компанията посочи, че "колкото по-дебел е шпинделът на машинен инструмент, толкова по-силна е способността за фрезоване." При тежкотоварното рязане технологията за фрезоване на слотове може да помогне на потребителите ефективно грубо фрезоване на някои трудни за обработка материали (като сплав и неръждаема стомана), докато използването на лицева фрезовка за радиална обработка на тези материали е много неефективно. Когато надвесът на инструмента е голям, страничната сила на фрезоване може да причини прекомерна вибрация, а фрезоването на слотове също може ефективно да реши този проблем. Той също така спомена, че друга причина производителите да се интересуват от фрезоване на щепсели е, че с възраждането на американското производство някои задачи за обработка на мухъл непрекъснато се връщат от Китай в Съединените щати.