1. Introduzione
La fresatura CNC si trova al cuore della machining moderna, consentire ai negozi di modellare tutto, dai componenti aerospaziali agli stampi automobilistici.
La selezione del taglierina e della strategia giusta non solo influenza la qualità della parte, ma influisce anche sul tempo di ciclo, Vita degli strumenti, e costo complessivo.
In particolare, Macinazione del viso E fresatura finale Rappresenta due approcci fondamentali, Ognuno con meccanici distintivi, vantaggi, e limitazioni.
Comprendendo le loro differenze chiave, Gli ingegneri possono ottimizzare le velocità di rimozione del materiale, finitura superficiale, precisione dimensionale.
2. Cosa è la fresatura del viso?
La fresatura del viso è una pietra miliare della rimozione di materiale ad alto volume e della superficie planare nelle moderne operazioni CNC.
Orientando l'asse di rotazione del cutter perpendicolare al pezzo, i mulini del viso coinvolgono più inserti contemporaneamente, producendo largo, superfici piane ad alta efficienza.
Definizione e meccanica fondamentale
In faccia a faccia, lo strumento Denti periferici E faccia da cutter entrambi rimuovono il materiale. Tipicamente, Il corpo cutter si estende 50 mm a 250 mm di diametro, alloggio 8–16 inserti indicizzabili.
Mentre il mandrino ruota a 1000–3000 giri / min, Il tagliere sfoglia la superficie con a profondità assiale superficiale del taglio (Ao ≈ 1–3 mm) e un pesante impegno radiale (RE ≈ 30–60% del diametro).
Questa combinazione massimizza il Tasso di rimozione del metallo (Mrr)—Fotto raggiungimento 500–800 cm³/min in acciaio dolce, mantenendo l'integrità della superficie.
Geometrie di taglierine tipiche
La maggior parte dei mulini teste di inserimento indicizzabili, consentendo cambiamenti rapidi dello strumento e bordi di taglio personalizzabili. Le geometrie comuni includono:
- Inserti quadrati o rotondi (8–12 mm Cerchio inciso) per la fresatura generale
- Inserti ad alto feed con angoli di piombo ridotti (10–20 °) per aumentare Mrr
- Inserti positivi-geometria per forze di taglio basso e finitura fine
Le connessioni del mandrino di solito impiegano tappi robusti (GATTO 50 o hsk 100) Per ridurre al minimo il runout (< 3 µm) e garantire la stabilità sotto carichi di taglio pesanti.
Taglio della cinematica
La cinematica per la fresatura del viso enfatizza:
Impegno assiale (A):
- I controlli tagliano lo spessore per passaggio
- Gamma tipica: 1–3 mm per la ruvida, 0.2–0,5 mm per la finitura
Impegno radiale (Rif):
- Detta la larghezza del taglio in taglio
- Spesso impostato sul 30-60% del diametro del taglierina per laalpandatura
Direzione di alimentazione:
- Fresatura convenzionale (scalata) Migliora la finitura superficiale ma può aumentare l'usura dello strumento
- Macinazione arrampicata (giù) Riduce le forze di taglio a spese della vita degli utensili
Bilanciamento a, Rif, e nutrirsi per dente (FZ ≈ 0,05-0,2 mm) Ottimizza il carico del chip e la dissipazione del calore.
Caratteristiche della fresatura del viso
- Cutter di grande diametro:
Teste larghe (fino a 250 mm) fornire rapidamente MRR elevati e coprire rapidamente ampie superfici. - Assiale poco profondo, Tagli radiali pesanti:
La diffusione del taglio su molti inserti riduce il carico per inserimento, prolungando la vita dell'utensile. - Finitura superficiale & Tolleranze:
Con un passaggio di finitura (It 0.5 mm, fz ≈ 0.05 mm), I negozi raggiungono RA 1,6-3,2 µm e planarità all'interno ± 0,02 mm Sopra 300 mm. - Macchina & Esigenze di utensili:
Richiede mulini rigidi con 40–60 kW mandrini, Refresco di alto flusso, e titolari di utensili precisi (esaurire < 3 µm).
Pro di Macinazione del viso
- Rimozione del metallo massimizzato:
MRR può superare 700 cm³/min in acciaio, Ridurre i cicli di ruvida fino a 50%. - Planarità superiore:
Il diametro di taglio grande elimina le linee di separazione e produce superfici planare con passaggi minimi. - Efficiente evacuazione del chip:
Geometria a flauto ampio e patatine ad alta velocità chiari rapidamente, prevenire il recupero e l'accumulo di calore. - Forze di taglio inferiori per dente:
Il carico di diffusione superiore a 8-16 inserti riduce lo spessore del chip individuale e inserire usura.
Contro della fresatura del viso
- Scarso accesso al muro verticale:
Cutter Geometry Limita la possibilità di macchina slot stretti o tasche profonde: End Mills gestisce queste caratteristiche. - Vincoli di sbalzo:
Estensioni di strumenti lunghi (L/d > 2:1) introdurre deflessione e chiacchiere, Soprattutto nelle cavità sottili. - Potenziale per chiacchiere:
L'impegno radiale elevato su macchine meno rigide può eccitare le risonanze del mandrino o del pezzo. - Inserire i tempi di inattività del cambio:
Ogni arresto di indicizzazione richiede ~ 30–60 secondi, Aggiunta di tempo non tagliato in lunghe corse.
Applicazioni di fresatura del viso
- Surfaging a piastre & Macinazione del ponte:
Livellamento di grandi getti o letti con planarità meglio 0.02 mm Sopra 300 mm. - Pesante ruvido:
Rimozione di 3-5 mm per passaggio in getti e forgiati prima di finire. - Morire & Taglio della mosca della muffa:
Passa le scremature leggere (It 0.5 mm) Per la planarizzazione a livello di blocco prima della fresatura di precisione. - Passa le scremature preliminari:
Preparare le superfici per le caratteristiche di macinazione terminale rimuovendo lo stock su scala millimetrica.
3. Cos'è la fresatura finale?
La fresatura finale rappresenta uno dei più versatile Operazioni in moderna lavorazione a CNC.
A differenza della fresatura del viso, Dove l'asse del cutter si trova perpendicolare al pezzo, La fresatura finale allinea l'asse dello strumento parallelo (o con un leggero angolo) in superficie.
Di conseguenza, i mulini finali coinvolgono materiale sia alla loro periferia E Alla loro punta, abilitazione tuffarsi, scanalatura, E contorno In un unico percorso utensile.
Definizione e principi di taglio core
Mulini terminali Rimuovere il materiale ruotando un taglierina multi-fluuto e traducendolo lungo percorsi di strumento definiti.
I macchinisti possono immergersi nel cutter nel pezzo, Quindi spostalo lateralmente per lo slot o la profilazione. I parametri chiave includono:
- Impegno radiale (ae): percentuale del diametro dell'utensile coinvolto, da 5% (finitura leggera) fino a 100% (Full slot).
- Profondità assiale di taglio (ap): varia da 0.5 mm in finitura fine a 10-25 mm in passaggi di guasta.
- Alimentare per dente (fz): In genere 0,02-0,15 mm/dente, A seconda del diametro e del materiale dell'utensile.
Variando questi, Operatori Bilancia il tasso di rimozione del materiale (Mrr)—Felte 200–400 cm³/min in acciaio - Con la durata degli utensili e i requisiti di finitura superficiale.
Geometrie di taglierine tipiche
I mulini finali sono disponibili in un'ampia varietà di forme per adattarsi a diverse attività:
- Frese quadrate: Fondo piatto per angoli affilati e profili 2D; diametri da 2 mm a 32 mm.
- Mills di End Ball: Suggerimento arrotondato per contorni 3-D lisce; Comune nella lavorazione dei dado e della muffa con diametri di 4-20 mm.
- Fine dei raggi d'angolo mulini: Filetto incorporato all'angolo, Combinando forza e finitura; raggi da 0.5 mm a 3 mm.
Inoltre, tipi speciali includere Mills di micro-end (diametri <2 mm) per corridoi fini e frese per sgrossatura con flauti seghettati per rompere i chip e aumentare MRR.
Taglio della cinematica
L'azione di taglio di End Milling dipende dall'orientamento degli strumenti e dal percorso degli strumenti:
- Tuffarsi: L'operatore immerge lo strumento in verticale nel pezzo (AP fino alla lunghezza dello strumento completo), Quindi passa al movimento laterale.
- Scanalatura: Il cutter si muove lungo un percorso con impegno radiale dell'80-100%, Creazione di slot in un unico passaggio.
- Profilazione/contorno: Con leggero impegno radiale (5–30%), Il cutter segue percorsi complessi 2-D o 3-D, modellando tasche e contorni.
Coordinando la velocità del mandrino (500–10000 giri / min, a seconda del diametro) con velocità di alimentazione, I macchinisti mantengono carichi di chip stabili ed evitano la deflessione dell'utensile.
Caratteristiche della fresatura finale
- Controllo della profondità versatile: È possibile regolare le profondità sia assiali che radiali su una vasta gamma, Adattamento allaalgando e finendo in un tipo di strumento.
- Plot e tasca: I mulini finali eccellono nel creare slot fino a 0.5 larghezza mm (con micro strumenti) e tasche fino a 50 mm profondo.
- Controllare forme complesse: I mulini della palla e dell'angolo-radius producono transizioni fluide su superfici 3D, con altezze di capesante sotto 0.02 mm.
- Ruvido & Finitura: Le varianti ruvide gestiscono AP >10 mm e ae >50%, mentre i flauti lucidati sui taglieri di finitura raggiungono RA 0,4-1,6 µm.
Pro di fine macinazione
- 3-D Accesso di contorno: I mulini finali intagliano geometrie intricate - come profili di lama della turbina o superfici di impianti medici - senza configurazioni secondarie.
- Alta precisione verticale: Tolleranze strette (± 0,01-0,02 mm) Sulle pareti e caratteristiche assicurano un adeguato adattamento dei componenti.
- Spessore del chip controllato: Limitando ae a <30%, I negozi riducono le forze di taglio e ottengono un'usura costante degli strumenti.
- Selezione di strumenti ampia: Diametri da 0.5 mm (micro-machining) fino a 50 Supporto MM una vasta gamma di materiali e applicazioni.
Contro della fresatura finale
- Mrr inferiore vs. Fresatura frontale: Anche i mulini per la maturità aggressivi si scatenano intorno a 300–400 cm³/min, Circa la metà di ciò che i Mills ottengono.
- Forze più alte per dente: Tagli profondi Concentrati carichi su singoli flauti, Risolvendo il bordo delle crocche, Soprattutto negli strumenti in carburo con piccoli diametri.
- Rischio di deflessione degli strumenti: Mills di estremità a lungo termine (L/d > 4:1) deviare sotto carico, causando errori dimensionali o chiacchiere.
- Programmazione complessa del percorso degli strumenti: Generazione di slot efficienti, trocoidale, o i contorni a 3 assi richiedono strategie CAM avanzate e ottimizzazione del ciclo.
Applicazioni di fresatura finale
- Slot di precisione & Tasca: Machining Keyways, Scanalature a T, e cavità interne a ± 0,02 mm.
- 3-D Finitura della superficie: Generazione di contorni di muffa e mafiosa liscia con strumenti a sfera, raggiungere RA <0.8 µm.
- Incisione di caratteristiche aerospaziali: Fori di raffreddamento a macinazione, schemi di flauto, e testo sui componenti del motore con micro mulini.
- Arrotondamento d'angolo & Smusso: Produrre filetti e smussi in un unico passaggio, Eliminare le pause del bordo secondario.
4. Faccia vs. Fine fresatura: Come scegliere
La selezione tra la fresatura del viso e della fine dipende da diversi fattori correlati.
Valutando geometria in parte, obiettivi di rimozione del materiale, Requisiti di superficie e tolleranza, E capacità della macchina, È possibile determinare la strategia ottimale - o anche combinare entrambi i metodi - per massimizzare l'efficienza e la qualità delle parti.
Criteri decisionali
Geometria in parte
- Piatto, superfici espansive (per esempio. mazzi, Flange) Adatta naturalmente Macinazione del viso.
- Slot, tasche, e i contorni 3D richiedono fresatura finale Per un accesso preciso.
Piateness richiesto & Fine
- I mulini per il viso forniscono planarità entro ± 0,02 mm 300 Mm campa e rugosità di RA 1,6–3,2 µm.
- I mulini finali ottengono caratteristiche localizzate più severe: pareti verticali a ± 0,01 mm e la superficie finisce fino a RA 0.8 µm su piccole aree.
Tasso di rimozione del materiale (Mrr)
- Macinazione faccia a faccia 500–800 cm³/min in acciaio con taglierine di grande diametro.
- Fine macinare top out circa 300-400 cm³/min anche con mulini di fine punta.
Rigidità della macchina & Potenza del fuso
- La fresatura a faccia pesante richiede macchine rigide (40–60 kW mandrini, CAT 50/HSK 100 si assottiglia).
- Fine fresatura, in particolare i lavori micro o di lunga durata-richiedono mandrini ad alta velocità (10 000–20 000 giri al minuto) e una sporgenza degli strumenti ridotti.
Face Milling vs. Fresatura finale - tabella comparata
| Categoria | Fresatura frontale | Fine fresatura |
|---|---|---|
| Funzione primaria | La lavorazione di grandi dimensioni, superfici piane | Slot di lavorazione, tasche, contorni, e funzionalità 3D |
| Superficie di taglio | Fondo del cutter (Impegno assiale) | Fondo e lati del cutter (assiale + Impegno radiale) |
| Geometria del cutter tipico | Cutter di grande diametro con inserti indicizzabili (Ø50-250 mm) | Carburo di carburo solido o mulini di fine HSS (Ø3–50 mm), naso a sfera, raggio d'angolo |
Tasso di rimozione del materiale (Mrr) |
Alto (fino a 800 cm³/min in acciaio) | Moderare (fino a 400 cm³/min) |
| Alimentare per dente (Fz) | 0.1–0,3 mm/dente | 0.02–0,15 mm/dente |
| Surface Finish ottenibile | RA 1,6-3,2 µm | RA 0,8–1,6 µm nelle applicazioni di finitura |
| Punti di forza | Ottima piattaforma di superficie, alti tassi di rimozione, buona evacuazione del chip | Accesso a funzionalità complesse, alta precisione su piccole parti |
| Debolezza | Impossibile macchina da macchine verticali o cavità profonde; Rischio di chiacchiere su lunghi sbalzi | Tassi di rimozione più bassi; Rischio di deflessione dello strumento con rapporti elevati |
| Applicazioni comuni | Macinazione del ponte, bloccare la superficie, Piatto pesante | Scanalatura, tasca, macinazione del profilo, 3D Finitura della muffa |
| Requisiti della macchina | Alto, macchine rigide per un ampio impegno di taglierina | Mandrini ad alta velocità; capace di movimenti complessi a 3 assi o a 5 assi |
| Considerazioni sulla vita degli strumenti | Inserire l'usura; necessita di indicizzazione o sostituzione regolare | Breabbia o scheggiatura del mulino finale, soprattutto in condizioni di lunga durata |
Linee guida per le migliori pratiche per le strategie ibride
- Palcoscenico 1 - Informamento con il mulino del viso: Rimuovere il 70–80% delle azioni a un taglio radiale assiale e pesante poco profondo.
- Palcoscenico 2 -Pass semifinishing: Usa un mulino finale di media diametro (ae ~ 30%, ap ~ 2 mm) per tagliare angoli e pareti.
- Palcoscenico 3 - Pass di finitura: Impiega un bel mulino (fz <0.05 mm, ap ~ 0,5 mm) per contorni 3D e tolleranze strette.
- Ottimizza il percorso degli strumenti: Applicare la compensazione adattiva per i mulini finali per mantenere un carico di chip costante e ridurre al minimo l'usura degli strumenti.
- Monitorare le vibrazioni: Regola AE e FZ per evitare le chiacchiere, Soprattutto su configurazioni a lungo termine.
5. Conclusione
La fresatura del viso e della fine svolge ciascuno ruoli cruciali nella lavorazione moderna.
La fresatura del viso massimizza la rimozione del materiale e la qualità della superficie piana, mentre la fresatura finale sblocca la geometria 3D e le caratteristiche strette.
Valutando la progettazione delle parti, Obiettivi MRR, e capacità di macchina, Gli ingegneri possono distribuire la strategia ottimale - o una sequenza ibrida - per raggiungere efficiente, produzione di alta qualità.
Andare avanti, innovazioni come Mulini per il viso ad alto feed E Mills di micro-end Continua ad estendere le capacità di entrambi i metodi, Garantire la loro rilevanza in alto mix, volume basso, e ambienti di produzione di massa allo stesso modo.
QUESTO è la scelta perfetta per le tue esigenze di produzione se hai bisogno di alta qualità CNC Servizi di macinazione.
