Modalità di taglio per fresatura. Tipi di frese, calcolo della velocità di taglio

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 13:57

Uno dei modi per rifinire i materiali è la fresatura. Viene utilizzato per la lavorazione di pezzi metallici e non metallici. Il flusso di lavoro è controllato dai dati di taglio.

L'essenza del processo

La fresatura viene eseguita allo scopo di sgrossatura e finitura profonda, formazione di un determinato profilo superficiale (scanalature, scanalature), taglio dei denti su ruote dentate, correzione della forma, tornitura artistica di motivi e iscrizioni.

Lo strumento di lavoro - la fresa - effettua il movimento di rotazione principale. Ausiliario è l'avanzamento traslatorio del pezzo rispetto al suo corso. Questo processo è intermittente. La sua caratteristica più importante, che lo distingue dalla tornitura e dalla foratura, è il fatto che ogni dente lavora separatamente. A questo proposito, è caratterizzato dalla presenza di carichi d'urto. È possibile ridurre la loro influenza, tenendo conto di una valutazione razionale della situazione e della selezione dei regimi.

Concetti di base delle fresatrici

Dipende da come si trova il mandrino e da come è montata la fresa, dal tipo di azioni eseguite e dai metodicontrollo, distinguere i principali tipi di attrezzature di fresatura:

• orizzontale;
• verticale;
• universale;
• Fresatrici CNC.

Componenti principali di una fresatrice verticale:

1. Il letto in cui si trova il riduttore, che regola la rotazione di un mandrino montato verticalmente e di una fresa montata su di esso.
2. Un tavolo che include una console con traverse per il montaggio e lo spostamento del pezzo e una scatola di alimentazione che regola i movimenti di avanzamento.

Nelle fresatrici orizzontali, l'utensile è fissato orizzontalmente. E quelli universali hanno diverse varietà.

Esiste un'attrezzatura orizzontale universale, caratterizzata dalla presenza di un tavolo rib altabile e, quindi, ampliando la gamma di possibili lavori eseguiti. Inoltre, ce n'è uno wide-universale, che ha entrambi i mandrini nella sua struttura e consente tutti i tipi di fresatura.

Le fresatrici CNC si distinguono per la disponibilità di software e controllo computerizzato. Sono progettati per la lavorazione artistica di pezzi, compresi quelli in formato 3D.

Classificazione dei tagliatori

Le frese sono utensili da taglio. I principali parametri fisici con cui vengono valutati sono: altezza, diametro, valori di smusso e scarico, passo circonferenziale. Ce n'è una grande varietà, distribuita secondo vari criteri:

• a seconda del tipo di superficie lavorata (per legno,plastica, acciaio, metalli non ferrosi, ecc.);
• nel senso di rotazione - taglio destro e sinistro;
• a seconda delle caratteristiche del design: solido, saldobrasato, pieghevole (con coltelli a inserto), saldato;
• forma: conica, cilindrica, a disco;
• A seconda delle condizioni di lavoro e dei requisiti per la parte tagliente, possono essere realizzati in vari materiali. Questi includono: utensili in carbonio e acciaio rapido (legato, con un alto contenuto di tungsteno), lega dura (durevole - per sgrossatura, resistente all'usura - per finitura). Le opzioni comuni sono quando il corpo è in carbonio o acciaio ad alta velocità e i coltelli sono in metallo duro plug-in;
• a seconda dello scopo: cilindrico, terminale, terminale, scanalato, troncato, sagomato.

Le caratteristiche più informative: materiale e scopo all'avanguardia.

Tipi di frese per superfici piane

Per rimuovere strati di materiale su piani orizzontali, verticali o inclinati si utilizzano frese cilindriche e a candela.

L'utensile del primo tipo può essere solido o con coltelli attaccati. Le punte di fresatura piene grandi sono progettate per la sgrossatura e quelle piccole per la finitura. I coltelli a inserto per teste di taglio pieghevoli possono essere realizzati in acciaio ad alta velocità o dotati di lame in carburo di tungsteno. Le frese in metallo duro sono più produttive di quelle in acciaio legato.

L'estremità viene utilizzata per i piani allungati, i suoi denti sono distribuiti sulla superficie dell'estremità. Quelli pieghevoli grandi sono usati per aerei larghi. A proposito, per rimuovere i trucioli dai metalli refrattari difficili da lavorare, è obbligatoria la presenza di coltelli in metallo duro. Per utilizzare questi gruppi di dispositivi di fresatura, è necessaria una larghezza e una lunghezza significative del prodotto.

Tipi di frese artistiche

Per conferire al materiale un determinato profilo, applicare un motivo, formare rientranze strette, utilizzare ugelli per fresare estremità e disco.

La fresa per estremità o la fresa per scanalature è comune per il taglio di scanalature, piani stretti e curvi. Tutti sono solidi o saldati, la parte tagliente è realizzata in acciaio legato ad alta velocità, è possibile applicare un rivestimento duro e il corpo è in acciaio al carbonio. Ci sono partenze basse (1-3 spirali) e multipartenze (4 o più). Utilizzato per macchine a controllo numerico.

Disk è anche una fresa per scanalature. È applicabile per scanalare, scanalare e tagliare denti su ruote dentate.

La fresatura artistica viene eseguita su legno, metallo, PVC.

Tipi di tagliabordi

La scheggiatura degli angoli, conferendo loro una forma razionale, la modellazione, la divisione del pezzo in parti possono essere implementati utilizzando scanalature, angolari e ugelli di fresatura sagomati:

1. Il taglio e la fessura hanno lo stesso scopo del disco, ma sono più spesso usati per incisioni e separazioniparti extra del materiale.
2. Angolo necessario per i bordi e gli angoli delle parti. Ci sono angolo singolo (solo una parte tagliente) e doppio angolo (entrambe le superfici coniche stanno tagliando).
3. Curved viene utilizzato per progetti complessi. Può essere semicircolare o concava. Spesso utilizzato per maschi a profilo, svasatori, punte elicoidali.

Per quasi tutti i tipi, è possibile una struttura in acciaio monoblocco o pieghevole, con la presenza di coltelli in metallo duro plug-in. Le frese in metallo duro hanno prestazioni e durata qualitativamente superiori per l'utensile nel suo insieme.

Classificazione dei tipi di fresatura

Ci sono diverse caratteristiche di classificazione in base alle quali sono suddivisi i tipi di fresatura:

• in base al modo in cui il mandrino e la fresa sono posizionati, rispettivamente, orizzontalmente e verticalmente;
• nel senso di marcia, in arrivo e in transito;
• a seconda dell'utensile utilizzato, per cilindrici, terminali, sagomati, terminali.

La lavorazione cilindrica è applicabile per piani orizzontali, eseguita utilizzando frese appropriate su macchine orizzontali.

La spianatura può essere considerata universale. È applicabile a tutti i tipi di piani orizzontali, verticali e inclinati.

La finitura fornisce il profilo necessario per scanalature curve, punte e utensili.

La sagomatura viene eseguita per superfici con una configurazione complessa: angoli, bordi,scanalatura, dentatura per ingranaggi.

Indipendentemente dal tipo di lavoro svolto e dai materiali in lavorazione, il risultato deve essere caratterizzato da un'elevata levigatezza dello strato di finitura, dall'assenza di intagli e dall'accuratezza della finitura. Per ottenere una superficie lavorata pulita, è importante controllare le velocità di avanzamento del pezzo rispetto all'utensile.

Fresatura ascendente e discendente

Quando si esegue la fresatura del metallo in controtipo, il pezzo viene alimentato contro i movimenti rotatori dell'ugello. In questo caso, i denti tagliano gradualmente il metallo in lavorazione, il carico aumenta in modo proporzionale e uniforme. Tuttavia, prima che il dente tagli la parte, scivola per qualche tempo, formando un indurimento. Questo fenomeno accelera l'uscita della fresa dallo stato di lavoro. Usato nella sgrossatura.

Quando si esegue un tipo di passaggio, il pezzo viene alimentato lungo i movimenti di rotazione dell'utensile. I denti funzionano a shock sotto carichi pesanti. La potenza è inferiore del 10% rispetto alla fresatura verticale. Viene eseguito durante la finitura delle parti.

Concetto di base del lavoro di fresatura su macchine CNC

Sono caratterizzati da un elevato grado di automazione, accuratezza del flusso di lavoro, elevata produttività. La fresatura su una macchina CNC viene spesso eseguita con frese a candela o frese a candela.

Questi ultimi sono i più usati. Allo stesso tempo, a seconda del materiale in lavorazione, del corrispondente tipo di formatura del truciolo, dei parametri software specificati,vengono utilizzate diverse frese. Sono classificati in base al numero di inizi dell'elica che forniscono taglienti e scavi.

I materiali con trucioli larghi vengono fresati al meglio con utensili con un numero ridotto di avviamenti. Per i metalli duri con caratteristici trucioli di frattura, è necessario scegliere dispositivi di fresatura con un numero elevato di spirali.

Utilizzo di frese CNC

Le frese CNC a passo lento possono avere da uno a tre taglienti. Sono utilizzati per legno, plastica, compositi e metalli teneri e duttili che richiedono un'asportazione di truciolo ampia e veloce. Sono utilizzati per la sgrossatura di pezzi che non sono soggetti a requisiti elevati. Questo utensile è caratterizzato da bassa produttività, bassa rigidità.

La fresatura artistica dell'alluminio viene eseguita con l'ausilio della fresatura a filo singolo.

Le estremità a due e tre vie sono ampiamente utilizzate. Forniscono valori di durezza più elevati, controllo del truciolo di alta qualità e consentono di lavorare con metalli di durezza media (ad esempio acciaio).

Le frese CNC multi-inizio hanno più di 4 taglienti. Sono utilizzati per metalli di media e alta durezza, caratterizzati da piccoli trucioli e alta resistenza. Sono caratterizzati da una notevole produttività, sono rilevanti per la finitura e la semifinitura e non sono progettati per lavorare con materiali teneri.

Per scegliere l'utensile giusto per le macchine CNC, è importantetenere conto della modalità di taglio durante la fresatura, nonché di tutte le caratteristiche della superficie da lavorare.

Condizioni di taglio

Per garantire la qualità desiderata dello strato fresato, è importante determinare e mantenere correttamente i parametri tecnici necessari. I principali indicatori che descrivono e regolano il processo di fresatura sono le modalità operative.

Il calcolo delle condizioni di taglio durante la fresatura viene effettuato tenendo conto degli elementi principali:

1. Profondità (t, mm) - lo spessore della sfera di metallo, che viene rimossa in una mossa di lavoro. Sceglilo tenendo conto dell'indennità per l'elaborazione. Il lavoro di bozza viene eseguito in un passaggio. Se il sovrametallo è superiore a 5 mm, la fresatura viene eseguita in più passaggi, lasciando circa 1 mm per l'ultimo.
2. Larghezza (B, mm) – larghezza della superficie lavorata nella direzione perpendicolare al movimento di avanzamento.
3. Feed (S) - la lunghezza del movimento del pezzo rispetto all'asse dell'utensile.

Ci sono diversi concetti correlati:

• Avanzamento per dente (S_{z, mm/dente) - cambia la posizione del pezzo quando si gira la fresa a una distanza da un dente di lavoro al successivo.}
• Avanzamento per giro (S_{giro, mm/giro) – movimento della struttura con un giro completo della testa di fresatura.}
• L'avanzamento al minuto (S_{min, mm/min) è una modalità di taglio importante nella fresatura.}

La loro relazione è stabilita matematicamente:

S_min=S_revn=S_{zzn, dovez – numero di denti;}

n – velocità del mandrino, min-1.

La quantità di avanzamento è influenzata anche dalle proprietà fisiche e tecnologiche dell'area trattata, dalla forza dell'utensile e dalle prestazioni del meccanismo di avanzamento.

Calcolo della velocità di taglio

Come parametro di progetto nominale, prendi il grado di rotazione rapida del mandrino. La velocità effettiva V, m/min dipende dal diametro della fresa e dalla frequenza dei suoi movimenti di rotazione:

V=(πDn)/1000

La frequenza di rotazione della fresa è determinata da:

n=(1000V)/(πD)

Avendo informazioni sull'avanzamento minuto, puoi determinare il tempo richiesto per un pezzo con una lunghezza L:

T₀=L/S_min

Il calcolo delle condizioni di taglio durante la fresatura e la loro installazione è importante da eseguire prima di impostare la macchina. Stabilire parametri preimpostati razionali, tenendo conto delle caratteristiche dell'utensile e del materiale del pezzo, garantisce un'elevata produttività.

Suggerimenti per determinare le modalità

È impossibile scegliere la modalità di taglio ideale durante la fresatura, ma puoi essere guidato dai principi di base:

1. È auspicabile che il diametro della fresa corrisponda alla profondità di lavorazione. Ciò assicurerà che la superficie venga pulita in una sola passata. Qui il fattore principale è il materiale. Per troppo morbido, questo principio non funziona - c'è il rischio di scheggiatura, il cui spessore è maggiore del necessario.
2. I processi d'urto e le vibrazioni sono inevitabili. A questo proposito, un aumento dei valori dei mangimiporta ad una diminuzione della velocità. È meglio iniziare con un avanzamento per dente di 0,15 mm/dente e regolare man mano che procedi.
3. La velocità dell'utensile non dovrebbe essere la più alta possibile. In caso contrario, c'è il rischio di ridurre la velocità di taglio. Il suo aumento è possibile con un aumento del diametro della fresa.
4. Aumentando la lunghezza della parte di lavoro della fresa, la preferenza per un numero elevato di denti riduce la produttività e la qualità della lavorazione.
5. Valori indicativi di velocità per vari materiali:

• alluminio - 200-400 m/min;
• bronzo – 90-150 m/min;
• acciaio inossidabile - 50-100 m/min;
• plastica – 100-200 m/min.

È meglio iniziare a velocità media e regolarla su o giù man mano che procedi.

La modalità di taglio durante la fresatura è importante per determinare non solo matematicamente o utilizzando tabelle speciali. Per selezionare e impostare correttamente i parametri ottimali per la macchina e l'utensile desiderato, è necessario operare con alcune caratteristiche ed esperienza personale.