Восходящее фрезерование, также известное как нисходящее фрезерование, является широко используемым методом обработки на станках с ЧПУ, который дает значительные преимущества с точки зрения стойкости инструмента, качества обработки поверхности и скорости удаления материала. Этот метод предусматривает подачу заготовки в том же направлении, что и вращение фрезы, в результате чего режущая кромка входит в контакт с материалом под максимально острым углом. Поскольку промышленность постоянно стремится к повышению точности, сокращению сроков изготовления и повышению эффективности, фрезерование с подъемом стало важной стратегией в арсенале станков с ЧПУ.
Что такое фрезерование на подъеме?
При фрезеровании по вертикали фреза вращается в том же направлении, что и подача заготовки. По мере продвижения инструмента в материал сила резания стремится втянуть инструмент в разрез, при этом зубья соприкасаются с материалом острой кромкой. Этот метод отличается от обычного фрезерования, при котором фреза вращается против направления подачи, в результате чего инструмент прижимается к материалу.
Фрезерование с подъемом особенно полезно при обработке более мягких материалов и получении превосходной отделки поверхности. В этом процессе толщина стружки уменьшается от входа к выходу из пропила, что приводит к более гладкой обработке поверхности. Кроме того, при фрезеровании с подъемом усилие резания, как правило, ниже, что облегчает работу инструмента и станка.
Основные преимущества фрезерования на подъеме
Увеличенный срок службы и производительность инструмента
Одним из основных преимуществ фрезерования с подъемом является его способность продлевать срок службы инструмента. Поскольку усилие резания направлено на материал, режущие кромки инструмента подвергаются меньшему износу по сравнению с обычным фрезерованием. Это делает фрезерование с подъемом отличным выбором для операций, требующих удаления большого объема материала, поскольку оно может продлить срок службы дорогостоящих режущих инструментов, сокращая как затраты на оснастку, так и время простоя.
Улучшенная отделка поверхности
Фрезерование с подъемом, как правило, обеспечивает лучшую чистоту поверхности, чем обычное фрезерование. Поскольку фреза входит в материал острой кромкой, она удаляет материал более аккуратно, снижая вероятность появления следов от инструмента, стука или шероховатости поверхности. Эта особенность особенно полезна в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и производство медицинского оборудования, где важна точная и гладкая обработка поверхности.
Более высокая скорость удаления материала
Фрезерование с подъемом позволяет выполнять более агрессивную резку, поскольку усилие резания прикладывается в направлении вращения инструмента. В результате повышается скорость съема материала и повышается производительность. Это может привести к повышению эффективности при крупносерийном производстве, особенно при обработке крупных заготовок или черновой обработке.
Снижение усилия резания и энергопотребления
При фрезеровании с подъемом усилие резания снижается по сравнению с обычным фрезерованием. Инструмент перемещается в направлении, при котором режущая кромка входит в материал таким образом, что сопротивление минимизируется. Такое снижение усилия резания приводит к меньшему износу инструмента и снижению нагрузки на станок. В результате снижается энергопотребление, что способствует более энергоэффективной обработке.
Лучшее удаление стружки
Фрезерование с подъемом способствует более эффективному удалению стружки. Поскольку материал режется более эффективно, стружка легче удаляется из зоны резания, что снижает риск образования стружки и предотвращает засорение фрезы. Это обеспечивает более чистую рабочую среду и улучшает условия обработки.
Когда следует использовать фрезерование по высоте
Хотя фрезерование с подъемом имеет множество преимуществ, оно не всегда может быть лучшим выбором для любого применения. Вот несколько сценариев, в которых фрезерование с подъемом особенно полезно:
При работе с более мягкими материалами:
Фрезерование с подъемом наиболее эффективно при обработке более мягких материалов, таких как алюминий, пластмассы и низкоуглеродистые стали. Этот процесс сводит к минимуму вероятность деформации или повреждения заготовки.
Обеспечивает высокую точность и тонкую отделку поверхности:
Если целью является получение высококачественной обработки поверхности и строгих допусков, предпочтительным выбором должно быть фрезерование с подъемом. Оно обеспечивает минимальное отклонение инструмента и позволяет лучше контролировать конечную геометрию заготовки.
Высокий съем материала при черновой обработке:
При удалении больших объемов материала фрезерование с подъемом особенно полезно. Это позволяет операторам использовать более высокие скорости подачи и резания без ущерба для срока службы инструмента или качества поверхности.
Однако существуют ситуации, когда следует избегать фрезерования на подъеме, например:
При обработке более твердых материалов:
При работе с более твердыми материалами, такими как закаленная сталь или прочные сплавы, фрезерование с подъемом иногда может привести к чрезмерному износу инструмента или даже его поломке из-за более высоких усилий резания в материале. В таких случаях может быть предпочтительнее обычное фрезерование.
Для станков с низкой жесткостью:
Если станку с ЧПУ не хватает жесткости, фрезерование на подъеме может вызвать вибрацию из-за взаимодействия сил резания со станком. Для станков с недостаточной жесткостью более надежным выбором может быть обычное фрезерование.
Рекомендации по фрезерованию на подъеме
Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами фрезерования на подъеме, важно следовать некоторым рекомендациям:
Выбор инструмента:
Выбирайте инструмент с острой режущей кромкой, чтобы обеспечить чистый срез материала и избежать чрезмерного износа инструмента. Твердосплавные инструменты являются популярным выбором для фрезерования на подъемах, особенно для высокоскоростных операций.
Оптимальные параметры резания:
Обращайте внимание на скорость резания, скорость подачи и глубину резания. Поскольку фрезерование с подъемом часто требует более высокой скорости съема материала, регулировка этих параметров может помочь избежать перегрева инструмента и обеспечить оптимальный баланс между производительностью и сроком службы.
Жесткость станка:
Убедитесь, что станок с ЧПУ достаточно жесткий, чтобы выдерживать усилия, возникающие при фрезеровании с подъемом. Станок должен быть оснащен устойчивой установкой, чтобы избежать вибрации или дребезжания, которые могут негативно сказаться на чистоте поверхности и сроке службы инструмента.
Оптимизация траектории движения инструмента:
При фрезеровании с подъемом решающее значение имеет правильная траектория движения инструмента, обеспечивающая плавное вхождение режущего инструмента в материал. Используйте программное обеспечение для ЧПУ, которое может оптимизировать траекторию движения инструмента, чтобы предотвратить чрезмерное отклонение инструмента или нежелательное увеличение силы резания.
Охлаждение и смазка:
В зависимости от обрабатываемого материала, обеспечьте надлежащее охлаждение или смазку. При фрезеровании с подъемом особенно важно контролировать температуру, чтобы предотвратить термическое повреждение инструмента или заготовки. Использование правильной охлаждающей жидкости помогает поддерживать эффективность резания и долговечность инструмента.
Вывод
Фрезерование с подъемом — это важнейший метод современной обработки с ЧПУ, который дает множество преимуществ, включая повышенный срок службы инструмента, улучшенную обработку поверхности и более высокую скорость съема материала. Понимая, когда и как эффективно использовать фрезерование с подъемом, производители могут оптимизировать операции обработки, снизить затраты и повысить общую эффективность производства.
Хотя фрезерование с подъемом может подходить не для всех материалов или областей применения, оно является незаменимой стратегией для отраслей, требующих точности и высокого качества результатов. Будь то в аэрокосмической, автомобильной или других отраслях промышленности, освоение фрезерования с подъемом может привести к повышению эффективности и экономичности процессов обработки.
Применяя передовые методы выбора инструмента, параметров резания и настройки станка, производители могут гарантировать, что фрезерование с подъемом обеспечивает оптимальную производительность в широком спектре применений.