Фрезы и инструменты – типы и их назначение (с изображениями)

Обработка на станках с ЧПУ — широко распространенная субтрактивная технология производства. Системы числового программного управления предлагают меньшую потребность в рабочей силе и более высокий уровень автоматизации.

Одним из таких автоматизированных методов изготовления является фрезерование с ЧПУ. Это процесс, при котором фрезы удаляют материал, что делает его противоположным токарной обработке с ЧПУ.

Фрезерные центры выполняют не только резку в автоматическом режиме, но и смену инструментов. Например, в процессе создания готового изделия из блока металла используются различные инструменты.

Итак, давайте посмотрим, какие фрезерные инструменты используются на станках и каково назначение каждого из них.

Какие существуют типы фрез?

Наиболее распространены следующие виды фрез:

  • Концевая фреза
  • Торцевая фреза
  • Резак для шариков
  • Сляб мельница
  • Боковой резак
  • Эвольвентная фреза
  • Резак для мух
  • Полая мельница
  • Шелковая мельница
  • Черновая концевая фреза
  • Резак типа «ласточкин хвост»
  • Резак по дереву

Во-первых, мы должны начать с одного из основных вопросов.

В чем разница между концевым и торцевым фрезерованием?

Это две наиболее распространенные операции фрезерования, в каждой из которых используются различные типы фрез – фреза и торцевая фреза. Разница между концевым и торцевым фрезерованием заключается в том, что концевая фреза использует как торец, так и стороны фрезы, тогда как торцевое фрезерование используется для горизонтальной резки.

Концевая фреза

Эти инструменты обычно имеют плоское дно, но не всегда. Также доступны круглые и радиусные фрезы. Концевые фрезы похожи на сверла в том смысле, что они могут резать в осевом направлении. Но преимущество для фрезерования заключается в возможности боковой резки.

Торцевая фреза

Торцевое фрезерование

Торцевое фрезерование

Торцевые фрезы не могут резать в осевом направлении. Вместо этого режущие кромки всегда расположены по бокам режущей головки. Режущие зубья представляют собой сменные твердосплавные вставки.

Это продлевает срок службы инструмента при сохранении хорошего качества резки.

Резак для шариков

Шаровые фрезы, также известные как шаровые мельницы, имеют полусферические режущие наконечники. Цель состоит в том, чтобы сохранить угловой радиус для перпендикулярных граней.

Сляб мельница

Слябовые станки не так распространены в современных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Скорее, они до сих пор используются с ручными фрезерными станками для быстрой обработки больших поверхностей. По этой же причине фрезерование слябов часто называют плоскостным фрезерованием.

Читайте также:
Лучшая компания-производитель сборных железобетонных лестниц в Великобритании.

Сама плита вращается в горизонтальном положении между шпинделем и опорой.

Боковой резак

Предшественник концевой фрезы. Бокорезы имеют зубья как по окружности, так и с одной стороны. Это делает функциональность очень похожей на концевые фрезы, но их популярность с годами уменьшилась с развитием других технологий.

Эвольвентная фреза

Существует специальный режущий инструмент для фрезерования эвольвентных зубчатых колес. Существуют различные фрезы для изготовления шестерен с определенным количеством зубьев.

Резак для мух

Эти инструменты имеют ту же функцию, что и торцевые фрезы. Они состоят из центрального корпуса, который удерживает одну или две насадки (двусторонние фрезы).

Торцевые фрезы лучше подходят для качественной резки. Кусачки для мух просто дешевле, а режущие насадки часто изготавливаются слесарем в магазине, а не покупаются в магазинах.

Полая мельница

Полое фрезерование

Полые фрезы в основном противоположны торцевым фрезам. Здесь заготовка подается во внутреннюю часть фрезы для получения цилиндрического результата.

Черновая концевая фреза

Как следует из названия, это в значительной степени концевые фрезы с небольшой разницей. Черновая концевая фреза имеет зазубренные зубья. Это ускоряет процесс резки по сравнению с обычной концевой фрезой.

Отрезанные куски металла меньше, чем обычно, и поэтому их легче очистить. Несколько зубьев входят в контакт с заготовкой одновременно. Это уменьшает вибрацию и вибрацию, которые в противном случае могли бы быть больше из-за зазубренных зубьев.

Резак Вудраффа

Фрезы Woodruff или шпоночные пазы используются для вырезания шпоночных пазов на детали, например, на валы. Режущие инструменты имеют зубья, перпендикулярные внешнему диаметру, для создания подходящих пазов для деревянных шпонок.

Резьбовая фреза

Название этого инструмента говорит все, что вам нужно знать о его назначении. Резьбовые фрезы используются для изготовления резьбовых отверстий.

Резьбонарезные операции обычно выполняются на буровом оборудовании. Однако использование резьбовой фрезы более стабильно и имеет меньше ограничений в отношении окружающей среды.

Какие материалы используются для режущих инструментов?

Как видите, существует множество различных станков для самых разных целей. То же самое относится и к материалам, используемым для изготовления этих инструментов.

Читайте также:
Отделка подвала? Вот чем заняться

Давайте копнем глубже, чтобы посмотреть на наиболее распространенные материалы для фрез.

Получите расчет стоимости изготовления металлоконструкций за считанные секунды

  • Цитата в секундах
  • Короткие сроки выполнения заказа
  • Доставка фабрикой

Углеродистая сталь

Самый дешёвый из кучи. И именно поэтому он до сих пор находит применение. Поскольку углеродистая сталь не очень долговечна, она подходит только для низкоскоростных операций.

Углеродистая сталь теряет свою твердость при температуре 200°C. Это является причиной более низких скоростей – чтобы сохранить низкий эффект нагрева.

Быстрорежущей стали

В быстрорежущую сталь, разновидность инструментальной стали, добавляют несколько легирующих элементов, чтобы обеспечить лучшую реакцию на нагрев и износ, чем обычная углеродистая сталь. В то время как жизненный цикл такого инструмента увеличивается, растет и стоимость.

Теряет твердость при 600°C. Поэтому для этих инструментальных сталей подходят более высокие скорости фрезерования.

Цементированные карбиды

Этот материал тверже, чем быстрорежущая сталь, но характеристики ударной вязкости не столь впечатляющие. Более высокая твердость обеспечивает лучшую защиту от износа, но более низкие уровни прочности делают его немного более восприимчивым к растрескиванию и сколам.

Верхняя температура использования составляет 900°C.

Резка керамики

Режущая керамика даже тверже, чем цементированные карбиды, но проигрывает в аспекте ударной вязкости. Для производства этих инструментов с различными свойствами используются как оксид алюминия, так и нитрид кремния.

Режущие керамические инструменты склонны к растрескиванию при работе с твердыми материалами и при высоких температурах. Поэтому они не очень подходят, например, для обработки стали. В противном случае следует ожидать короткого срока службы инструмента.

Выбор правильного станка

Как это принято в производстве, выбор метода или инструмента сводится к балансу между скоростью, стоимостью и качеством. Стоимость зависит как от цены инструмента, так и от износа результатов механической обработки, а также от времени (скорости) изготовления деталей.

Выбор материала инструмента

Обычные углеродистые стали обычно не подходят из-за их ограниченных возможностей. Поэтому HSS (быстрорежущая сталь) является самым недорогим материалом для выполнения работы. В то же время его скорость износа означает, что в долгосрочной перспективе есть варианты получше.

Читайте также:
Кровельная фирма «Технониколь».

Кобальтсодержащие HSS, например, подходят для еще более быстрого измельчения. Это делает их достаточно подходящими для большинства работ.

Цементированный карбид — это еще один шаг к высокопроизводительному фрезерованию благодаря вышеупомянутым свойствам таких фрезерных станков. В долгосрочной перспективе они являются более экономичным выбором, хотя первоначальные затраты выше.

Диаметр

Это довольно просто. Инструмент большого диаметра способен быстрее фрезеровать деталь. Ограничения применяются в зависимости от геометрии конечной детали.

Например, если необходимы определенные внутренние радиусы, инструмент не может отклоняться от них. В то же время вы можете использовать большой инструмент для фрезерования большей его части и применять меньший инструмент для обработки внутренних углов.

Покрытие инструмента

Существуют различные покрытия для защиты инструментов от износа. Например, покрытие из нитрида титана увеличивает срок службы инструмента, но также и его стоимость.

Такое покрытие снижает липкость режущего материала, что может быть проблемой при работе с алюминием. Следовательно, в процессе резки требуется меньше смазки.

Количество флейт

Канавки — это каналы на фрезе. Большее количество канавок обеспечивает более высокую скорость подачи, поскольку снимается меньше материала.

В то же время это увеличивает общий диаметр фрезы. Это оставляет меньше места для стружки.

Угол спирали

Угол наклона спирали вместе со скоростью вращения шпинделя определяет скорость резания или скорость подачи. Более крутой угол подходит для более мягких материалов и металлов.

Выбор подходящих фрез для вашей работы требует понимания материалов, параметров и, безусловно, некоторого опыта. Окончательный результат зависит от этих вариантов, и оператор должен понимать, какие фрезы подходят для резки различных сред.

Правильный выбор обеспечивает высокую подачу и, следовательно, более короткое время резания, а также меньшие затраты.

Выбирая услуги по обработке с ЧПУ, убедитесь, что у них есть все необходимые инструменты для изготовления ваших деталей.

Фрезерный станок с ЧПУ 3 Axis

Автор: Youtube-канал SörenS7

Для многих проектов фрезерный станок с ЧПУ необходим для получения хороших и быстрых результатов. После некоторого исследования доступных в настоящее время машин я пришел к выводу, что все машины в ценовом диапазоне до 2000 € не могут удовлетворить мои потребности в отношении рабочего пространства и точности.

Читайте также:
Штукатурка против сайдинга EIFS | Руководство по сравнению 2021 года

– 900 х 400 х 120 мм рабочее пространство

– относительно тихий шпиндель с высокой мощностью при низких скоростях вращения

— максимально возможная жесткость (для фрезеровки алюминиевых деталей)

– максимально возможная точность

– потратить менее 2000 €

С этими требованиями я начал 3D-конструкцию как итеративный процесс, проверяя множество доступных деталей.

Основное внимание: части должны подходить друг к другу.

Наконец, я решил построить машину в алюминиевой раме типа 30-B с гайкой 8, с 16-миллиметровыми шариковыми валами, 15-миллиметровыми шарикоподшипниками и 3 амперами. Шаговые двигатели NEMA23, которые легко подходят к готовой к покупке монтажной системе.

Эти детали идеально подходят друг к другу без необходимости в специальных изготовленных деталях.

Шаг 1: Создание каркаса

хорошее планирование это все ..

через неделю после заказа запчасти пришли. И через несколько минут ось X была готова. – Легче, чем я думал!

15-миллиметровые линейные подшипники HRC имеют очень хорошее качество, и после их установки вы уже чувствуете, что они будут работать очень хорошо.

Через 2 часа первая проблема: шпиндели не хотят попасть в подшипники качения. Моя морозильная камера слишком мала для шпинделей 1060 мм, поэтому я решил купить сухой лед, что означало приостановку проекта на неделю.

Шаг 2: Настройка шпинделей

Приехал друг с пакетом сухого льда, и после нескольких минут заморозки шпиндели идеально подошли к подшипникам качения.

Еще немного винтов, и он уже немного похож на станок с ЧПУ.

Шаг 3: Электрические части

Механическая часть закончена, и я перехожу к электрическим частям.

Поскольку я очень хорошо знаком с Arduino и хочу иметь полный контроль через USB, я сначала выбрал Arduino Uno с экраном GRBL и шаговыми драйверами TB8825. Эта установка работает очень просто, и после просмотра настроек машиной можно было управлять на ПК. Большой!

Но так как TB8825 работает максимум на 1,9 А и 36 В (становится очень горячим), этого достаточно, чтобы запустить машину, но я обнаружил ступенчатые потери из-за слишком малой мощности. Я тоже чувствую себя не очень хорошо, когда думаю о длительном процессе помола при такой температуре.

Читайте также:
Расчет цемента при плиточных работах площадью 100 кв. м - Civil Sir

Я купил дешевые TB6560 из китая (5$ каждый, доставка 3 недели) и подключил их к щиту GRBL. Номинальные значения напряжения для этой платы не очень точны, для этой платы вы найдете значения от 12 до 32 В. Поскольку у меня уже есть блок питания на 36 В, я просто попытался использовать его.

Результат: два драйвера шаговых двигателей работают нормально, один не выдерживает более высокое напряжение, а один вращается только в одном направлении (невозможно изменить направление)

Итак, снова ищем хорошего водителя.

TB6600 — мое окончательное решение. Он полностью покрыт алюминиевым охлаждающим устройством и прост в настройке. Теперь мои степперы работают по осям X и Y с током 2.2 ампера и по оси Z с током 2.7 ампера. Я мог бы поднять до 3 ампер, но поскольку у меня закрытый корпус для защиты цепей от алюминиевой пыли, я решил использовать 2.2, что достаточно для моих нужд и почти не греется. Кроме того, я не хочу, чтобы степперы разрушали машину в случае какой-либо ошибки, когда я даю им слишком много энергии.

Я долго думал над решением для защиты блока питания шаговых двигателей и преобразователя частоты от мелких алюминиевых деталей. Существует множество решений, в которых преобразователь устанавливается очень высоко или на достаточном расстоянии от фрезерного станка. Основная проблема в том, что эти устройства выделяют много тепла и нуждаются в их активном охлаждении. Мое окончательное решение – прекрасные колготки моей подруги. Разрезать их на куски по 30 см и использовать их в качестве защитного шланга очень просто и обеспечивает хороший поток воздуха.

Шаг 4: Шпиндель

Выбор подходящего шпинделя требует большого количества исследований. Сначала я думал использовать стандартный шпиндель Kress1050, но поскольку он имеет только 1050 Вт при 21000 об/мин, я не могу ожидать большой мощности при более низких скоростях.

Для моих требований по сухому фрезерованию алюминия и, возможно, некоторых стальных деталей мне нужна мощность на 6000-12000 об/мин.

Вот почему я, наконец, выбрал частотно-регулируемый привод мощностью 3 кВт из Китая, вкл. конвертер за 335€.

Читайте также:
Возьми свою виниловую наклейку Meds Водонепроницаемое.

Качество шпинделя очень хорошее. Он достаточно мощный и простой в настройке. Я недооценил вес в 9 кг, но, к счастью, моя рама действительно крепкая, и с тяжелым шпинделем проблем нет. (Большой вес является причиной для привода оси Z на 2.7 ампера)

Шаг 5: Работа завершена

Сделано. Машина работает очень хорошо, у меня было несколько проблем с шаговыми драйверами, но в целом я очень доволен результатом. Я потратил около 1500 € и получил машину, точно соответствующую моим потребностям.

Первый фрезерный проект был отрицательной формой в POM.

– Машина хорошо поработала!

Шаг 6: Модернизация для фрезерования алюминия

Уже в POM я увидел, что крутящий момент на Y-подшипнике немного завышен, и машина изгибается под действием больших усилий вокруг оси Y. Вот почему я решил купить вторую Y-образную направляющую и соответствующим образом модернизировать портал.

После этого теперь почти нет движения из-за сил на шпинделе. Отличное обновление и, конечно, стоит 120 €.

Теперь я готов к алюминию.

С AlMg4,5Mn я добился очень хороших результатов без какого-либо охлаждения.

Шаг 7: Заключение

Создание собственного станка с ЧПУ на самом деле не является ракетостроением. У меня относительно плохие условия работы и оборудование, но при хорошем строгании нужны только биты, отвертка, захват и нормальный сверлильный станок. Один месяц CAD-конструкции и планирование покупки и четыре месяца сборки для завершения машины. Построить второй сейчас было бы намного быстрее, но без каких-либо предварительных знаний в этой области мне пришлось многому научиться в то время в механике и электронике.

Шаг 8: Части

Здесь вы можете найти все основные части. Я бы рекомендовал сплавы AlMg4,5Mn для всех алюминиевых пластин.

Что такое ЧПУ? | Определение, процессы, компоненты и многое другое

Обработка с ЧПУ – это термин, обычно используемый в производстве и промышленности. Но что такое ЧПУ? А что такое станок с ЧПУ?

Medium_shutterstock_1504792880-min.jpg - минуту назад

Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.

Изображение предоставлено: Дмитрий Калиновский, Shutterstock

Что такое ЧПУ?

ЧПУ 101: термин ЧПУ означает «числовое программное управление», а определение механической обработки с ЧПУ заключается в том, что это субтрактивный производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала с заготовки, известной как заготовка или заготовку — и производит деталь по индивидуальному заказу. Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пенопласт и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ, обработка деталей и прототипов для телекоммуникаций и ЧПУ. обработка аэрокосмических деталей, для которых требуются более жесткие допуски, чем для других отраслей промышленности. Обратите внимание, что существует разница между определением обработки с ЧПУ и определением станка с ЧПУ: одно представляет собой процесс, а другое — станок. Станок с ЧПУ (иногда неправильно называемый станком C и C) — это программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.

Читайте также:
8 идей покрытия ступеней лестницы

Обработка с ЧПУ как производственный процесс и услуга доступна по всему миру. Вы можете легко найти услуги по обработке с ЧПУ в Европе, а также в Азии, Северной Америке и других странах мира.

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто представляются в отличие от аддитивных производственных процессов, таких как 3D-печать, или формирующих производственных процессов, таких как литье под давлением. В то время как субтрактивные процессы удаляют слои материала с заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, аддитивные процессы собирают слои материала для получения желаемой формы, а формирующие процессы деформируют и смещают исходный материал в желаемую форму. Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и среднесерийных производственных циклов. Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и запутанности, достижимая для проектирования деталей, и рентабельность производства сложных деталей ограничены.

Хотя у каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется процессу обработки с ЧПУ с описанием основ этого процесса, а также различных компонентов и инструментов станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процессу обработки с ЧПУ.

Вкратце это руководство будет охватывать:

Вы сейчас между работами или работодатель ищет найма? Мы предоставим вам наши подробные коллекции ресурсов для соискателей работы в промышленности и работодателей, желающих заполнить вакансии. Если у вас есть открытая вакансия, вы также можете заполнить нашу форму, чтобы иметь возможность разместить ее в информационном бюллетене Thomas Monthly Update.

Обзор процесса обработки с ЧПУ

Развиваясь из процесса обработки с числовым программным управлением (ЧПУ), в котором использовались карты с перфолентой, обработка с ЧПУ представляет собой производственный процесс, в котором используются компьютеризированные средства управления для работы и манипулирования станком и режущими инструментами для придания формы исходному материалу, например металлу, пластику, дереву, пене, композиту. и т. д. — в нестандартные детали и конструкции. Хотя процесс обработки с ЧПУ предлагает различные возможности и операции, основные принципы процесса остаются в основном одинаковыми для всех них. Базовый процесс обработки на станке с ЧПУ включает следующие этапы:

  • Разработка CAD-модели
  • Преобразование файла CAD в программу ЧПУ
  • Подготовка станка с ЧПУ
  • Выполнение операции механической обработки
Читайте также:
7 преимуществ центробежных химических насосов - Finish Thompson, Inc.

Проектирование CAD-моделей

Процесс обработки с ЧПУ начинается с создания 2D-векторной или 3D-модели твердотельной детали в САПР собственными силами или с помощью компании, предоставляющей услуги по проектированию CAD/CAM. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализации своих деталей и продуктов вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для производства детали или продукта.

Конструкции деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструментов. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия деталей, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструменты создают изогнутые угловые участки. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, конструкция инструмента и возможности крепления станка дополнительно ограничивают возможности проектирования, такие как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также включение и сложность внутренних полостей и элементов.

После завершения проекта САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, такой как STEP или IGES.

Таблицы допусков для станков с ЧПУ

При спецификации деталей для механического цеха важно учитывать все необходимые допуски. Хотя станки с ЧПУ очень точны, они все же оставляют небольшую разницу между дубликатами одной и той же детали, обычно около + или – 005 дюйма (127 мм), что примерно вдвое превышает ширину человеческого волоса. Чтобы сэкономить на затратах, покупатели должны указывать допуски только в тех областях детали, которые должны быть особенно точными, поскольку они будут соприкасаться с другими деталями. Хотя существуют стандартные допуски для различных уровней обработки (как показано в таблицах ниже), не все допуски одинаковы. Если, например, деталь абсолютно не может быть больше размера, для нее может быть указан допуск +0.0/-0.5, чтобы показать, что она может быть немного меньше, но не больше в этой области.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: