1. Pengenalan
Pengilangan CNC duduk di tengah -tengah pemesinan moden, Membolehkan kedai membentuk segala -galanya dari komponen aeroangkasa ke acuan automotif.
Memilih pemotong dan strategi yang betul bukan sahaja mempengaruhi kualiti sebahagian tetapi juga memberi kesan kepada masa kitaran, Kehidupan Alat, dan kos keseluruhan.
Khususnya, wajah penggilingan dan Pengilangan akhir mewakili dua pendekatan asas, masing -masing dengan mekanik tersendiri, kelebihan, dan batasan.
Dengan memahami perbezaan utama mereka, Jurutera dapat mengoptimumkan kadar penyingkiran bahan, kemasan permukaan, dan ketepatan dimensi.
2. Apa itu Penggilingan Wajah?
Pengilangan muka berdiri sebagai asas penyingkiran bahan volum tinggi dan permukaan planar dalam operasi CNC moden.
Dengan mengorientasikan paksi putaran pemotong tegak lurus ke bahan kerja, kilang muka melibatkan pelbagai sisipan secara serentak, menghasilkan lebar, permukaan rata dengan kecekapan yang tinggi.
Definisi dan mekanik asas
Dalam penggilingan muka, alat itu gigi periferal dan wajah pemotong kedua -duanya mengeluarkan bahan. Biasanya, badan pemotong rentang 50 mm ke 250 mm diameter, perumahan 8-16 Sisipan yang boleh diindeks.
Ketika gelendong berputar di 1000-3000 rpm, pemotong skim permukaan dengan a Kedalaman potong cetek cetek (Ao ≈ 1-3 mm) dan a Penglibatan radial berat (Re ≈ 30-60% diameter).
Gabungan ini memaksimumkan kadar penyingkiran logam (Mrr)-Selayan mencapai 500-800 cm³/min dalam keluli ringan - sambil mengekalkan integriti permukaan.
Geometri pemotong biasa
Kebanyakan kilang muka menggunakan Kepala masuk yang boleh diindeks, Membenarkan perubahan alat cepat dan tepi pemotongan yang disesuaikan. Geometri biasa termasuk:
- Sisipan persegi atau bulat (8-12 mm bulatan tertulis) untuk penggilingan umum
- Sisipan makanan tinggi dengan sudut plumbum yang dikurangkan (10-20 °) Untuk meningkatkan MRR
- Sisipan positif-geometri untuk daya pemotongan yang rendah dan penamat yang baik
Sambungan gelendong biasanya menggunakan penoreh yang mantap (Kucing 50 atau HSK 100) Untuk meminimumkan runout (< 3 μm) dan memastikan kestabilan di bawah beban berat.
Memotong kinematik
Kinematik Menggilir Muka menekankan:
Penglibatan paksi (Ke):
- Kawalan memotong ketebalan setiap pas
- Julat tipikal: 1-3 mm untuk kasar, 0.2-0.5 mm untuk menyelesaikan
Penglibatan radial (Re):
- Menentukan lebar pemotong dipotong
- Sering ditetapkan hingga 30-60% daripada diameter pemotong untuk kasar
Arah suapan:
- Pengilangan konvensional (mendaki) meningkatkan kemasan permukaan tetapi boleh meningkatkan pakaian alat
- Mendaki penggilingan (ke bawah) mengurangkan daya pemotongan dengan mengorbankan kehidupan alat
Mengimbangi ao, Re, dan makan setiap gigi (Fz ≈ 0.05-0.2 mm) mengoptimumkan beban cip dan pelesapan haba.
Ciri -ciri Pengilangan Wajah
- Pemotong diameter besar:
Kepala lebar (hingga 250 mm) menyampaikan MRR yang tinggi dan meliputi permukaan luas dengan cepat. - Paksi cetek, Potongan radial berat:
Menyebarkan potongan banyak sisipan mengurangkan beban per-memasukkan, Memperluas hayat alat. - Kemasan permukaan & Toleransi:
Dengan pas penamat (Ao ≈ 0.5 mm, Fz ≈ 0.05 mm), kedai mencapai RA 1.6-3.2 μm dan kebosanan dalam ± 0.02 mm berakhir 300 mm. - Mesin & Keperluan perkakas:
Memerlukan kilang tegar dengan 40-60 kW spindle, penyejuk aliran tinggi, dan pemegang alat yang tepat (Runout < 3 μm).
Kelebihan Pengilangan Wajah
- Pembuangan logam yang dimaksimumkan:
MRR boleh melebihi 700 cm³/min dalam keluli, mengurangkan kitaran kasar sehingga sehingga 50%. - Ketidaksuburan unggul:
Diameter pemotongan besar menghapuskan garis perpisahan dan menghasilkan permukaan planar dengan pas minimum. - Pemindahan cip yang cekap:
Geometri seruling lebar dan kerepek berkelajuan tinggi dengan cepat, mencegah pembentukan semula dan haba. - Daya pemotongan yang lebih rendah bagi setiap gigi:
Menyebarkan beban melebihi 8-16 sisipan mengurangkan ketebalan cip individu dan masukkan haus.
Keburukan penggilingan muka
- Akses dinding menegak yang lemah:
Geometri pemotong membatasi keupayaan untuk mesin slot sempit atau poket dalam -end Mills mengendalikan ciri -ciri tersebut. - Kekangan yang berlebihan:
Sambungan alat panjang (L/d > 2:1) memperkenalkan pesongan dan perbualan, terutamanya dalam rongga langsing. - Potensi untuk perbualan:
Penglibatan radial yang tinggi pada mesin yang kurang tegar dapat merangsang gelendong atau resonans bahan kerja. - Masukkan downtime perubahan:
Setiap perhentian pengindeksan mengambil ~ 30-60 saat, Menambah masa tidak pemotongan dalam jangka masa panjang.
Aplikasi penggilingan muka
- Plate Surfacing & Deck Milling:
Meratakan santai atau katil besar dengan planariti lebih baik daripada 0.02 mm berakhir 300 mm. - Berat berat:
Mengeluarkan 3-5 mm setiap pas dalam casting dan pemalsuan sebelum selesai. - Mati & Pemotongan lalat acuan:
Lampu skim cahaya (Ao ≈ 0.5 mm) untuk planarization peringkat blok menjelang penggilingan ketepatan. - Pass Skim awal:
Menyediakan permukaan untuk ciri-ciri pengurangan akhir dengan mengeluarkan stok skala milimeter.
3. Apa itu Pengilangan Akhir?
Pengilangan akhir mewakili salah satu yang paling banyak serba boleh Operasi dalam pemesinan CNC moden.
Tidak seperti penggilingan muka, di mana paksi pemotong berdiri tegak lurus dengan bahan kerja, Pengilangan akhir menyelaraskan paksi alat selari (atau pada sudut yang sedikit) ke permukaan.
Akibatnya, Kilang akhir melibatkan bahan di pinggir mereka dan di hujung mereka, membolehkan menjunam, slotting, dan kontur Dalam satu alat lain.
Definisi dan Prinsip Pemotongan Teras
Kilang akhir mengeluarkan bahan dengan berputar pemotong pelbagai flute dan menterjemahkannya di sepanjang alat alat yang ditetapkan.
Machinists boleh menjunam pemotong ke dalam bahan kerja, kemudian gerakkannya secara lisan untuk slotting atau profil. Parameter utama termasuk:
- Penglibatan radial (ae): Peratusan diameter alat yang terlibat, dari 5% (penamat cahaya) hingga 100% (slotting penuh).
- Kedalaman potong paksi (Ap): berkisar dari 0.5 mm dalam kemasan halus hingga 10-25 mm dalam pas yang kasar.
- Makan setiap gigi (Fz): biasanya 0.02-0.15 mm/gigi, bergantung pada diameter alat dan bahan.
Dengan mengubahnya, pengendali kadar penyingkiran bahan baki (Mrr)-Sebelaran 200-400 cm³/min dalam keluli -dengan keperluan hayat alat dan permukaan permukaan.
Geometri pemotong biasa
Kilang akhir datang dalam pelbagai bentuk untuk memenuhi tugas yang berbeza:
- Kilang akhir persegi: Bawah rata untuk sudut tajam dan profil 2D; diameter dari 2 mm ke 32 mm.
- Ball End Mills: Petua bulat untuk kontur 3-D licin; biasa dalam pemesinan mati dan acuan dengan diameter 4-20 mm.
- Kilang akhir jejari sudut: Fillet terbina dalam di sudut, Menggabungkan kekuatan dan selesai; radii dari 0.5 mm ke 3 mm.
Di samping itu, Jenis Khas termasuk kilang mikro (diameter <2 mm) untuk koridor halus dan Kilang akhir yang kasar dengan seruling bergerigi untuk memecahkan cip dan meningkatkan MRR.
Memotong kinematik
Tindakan pemotongan akhir penggilingan bergantung pada orientasi alat dan alat toolpath:
- Potongan terjun: Pengendali menjunam alat secara menegak ke dalam bahan kerja (AP hingga panjang alat penuh), kemudian peralihan ke pergerakan sisi.
- Slotting: Pemotong bergerak di sepanjang jalan dengan penglibatan radial 80-100%, Membuat slot dalam satu pas.
- Profil/kontur: Dengan pertunangan radial ringan (5-30%), Pemotong mengikuti jalur 2-D atau 3-D kompleks, membentuk poket dan kontur.
Dengan menyelaraskan kelajuan gelendong (500-10000 rpm, Bergantung pada diameter) dengan kadar suapan, Machinists mengekalkan beban cip yang stabil dan elakkan pesongan alat.
Ciri -ciri Pengilangan Akhir
- Kawalan kedalaman serba boleh: Anda boleh menyesuaikan kedalaman paksi dan radial di seluruh julat, menyesuaikan diri dengan kasar dan penamat dalam satu jenis alat.
- Slotting dan poket: Kilang akhir cemerlang dalam membuat slot ke bawah 0.5 lebar mm (dengan alat mikro) dan poket sehingga 50 mm dalam.
- Kontur bentuk kompleks: Mills Ball and Corner Radius menghasilkan peralihan yang lancar di permukaan 3-D, dengan ketinggian kerang di bawah 0.02 mm.
- Roughing & Penamat: Varian yang mengendalikan AP >10 mm dan ae >50%, Walaupun seruling yang digilap pada pemotong penamat mencapai RA 0.4-1.6 μm.
Kelebihan Pengilangan Akhir
- 3-D akses kontur: Kilang akhir mengukir profil bilah turbin yang rumit seperti atau permukaan implan perubatan -tanpa persediaan sekunder.
- Ketepatan menegak yang tinggi: Toleransi yang ketat (± 0.01-0.02 mm) di dinding dan ciri memastikan komponen yang sesuai sesuai.
- Ketebalan cip terkawal: Dengan mengehadkan Ae ke <30%, kedai mengurangkan daya pemotongan dan mencapai pakaian alat yang konsisten.
- Pemilihan alat yang luas: Diameter dari 0.5 mm (Pemesanan mikro) hingga 50 MM menyokong pelbagai bahan dan aplikasi.
Kekurangan Pengilangan Akhir
- Lower MRR vs.. Wajah penggilingan: Malah kilang akhir kasar yang agresif keluar sekitar 300-400 cm³/min, Kira -kira separuh daripada apa yang dicapai oleh kilang wajah.
- Kekuatan yang lebih tinggi setiap gigi: Potongan mendalam menumpukan beban pada seruling individu, Menangguhkan kelebihan kelebihan, terutamanya dalam alat karbida dengan diameter kecil.
- Risiko pesongan alat: Kilang akhir yang panjang (L/d > 4:1) Mendekatkan di bawah beban, menyebabkan kesilapan dimensi atau perbualan.
- Pengaturcaraan Toolpath Kompleks: Menjana slotting yang cekap, Trochoidal, atau kontur 3 paksi menuntut strategi cam maju dan pengoptimuman kitaran.
Aplikasi penggilingan akhir
- Slotting Precision & Poket: Keyways pemesinan, T-slot, dan rongga dalaman hingga ± 0.02 mm.
- 3-D Penamat permukaan: Menjana acuan lancar dan mati kontur dengan alat hidung, mencapai RA <0.8 μm.
- Ukiran ciri aeroangkasa: Pengilangan lubang penyejuk, Corak seruling, dan teks pada komponen enjin dengan kilang mikro.
- Pembulatan sudut & Chamfering: Menghasilkan fillet dan chamfers dalam satu pas, menghapuskan rehat kelebihan sekunder.
4. Muka vs. Pengilangan akhir: Cara memilih
Memilih antara pengilangan muka dan akhir bergantung kepada beberapa faktor yang saling berkaitan.
Dengan menilai bahagian geometri, Matlamat penyingkiran bahan, keperluan permukaan dan toleransi, dan keupayaan mesin, Anda boleh menentukan strategi optimum -atau bahkan menggabungkan kedua -dua kaedah -untuk memaksimumkan kecekapan dan kualiti bahagian.
Kriteria Keputusan
Bahagian geometri
- Rata, Permukaan yang luas (mis. dek, bebibir) saman secara semulajadi wajah penggilingan.
- Slot, poket, dan kontur 3-D memerlukan Pengilangan akhir untuk akses yang tepat.
Kebosanan yang diperlukan & Selesai
- Kilang muka menyampaikan kebosanan dalam ± 0.02 mm ke atas 300 mm rentang dan kekasaran RA 1.6-3.2 μm.
- Kilang akhir mencapai ciri -ciri tempatan yang lebih ketat -dinding menegak hingga ± 0.01 mm dan permukaan selesai ke RA 0.8 μm di kawasan kecil.
Kadar penyingkiran bahan (Mrr)
- Muka pengilangan kasar 500-800 cm³/min dalam keluli dengan pemotong besar diameter.
- Pengilangan akhir mendahului sekitar 300-400 cm³/min walaupun dengan kilang akhir yang kasar.
Ketegaran mesin & Kuasa gelendong
- Pengilangan muka berat memerlukan mesin tegar (40-60 kW spindle, CAT 50/HSK 100 Tapers).
- Pengilangan akhir-terutamanya pekerjaan mikro atau jangka panjang-data spindle berkelajuan tinggi (10 000-20 000 Rpm) dan meminimumkan alat yang berlebihan.
Muka pengilangan vs. Pengilangan Akhir - Jadual Perbandingan
| Kategori | Wajah penggilingan | Pengilangan akhir |
|---|---|---|
| Fungsi utama | Pemesinan besar, permukaan rata | Slot pemesinan, poket, kontur, dan ciri 3D |
| Permukaan memotong | Bahagian bawah pemotong (penglibatan paksi) | Bawah dan sisi pemotong (paksi + penglibatan radial) |
| Geometri pemotong biasa | Pemotong diameter besar dengan sisipan yang boleh diindeks (Ø50-250 mm) | Karbida pepejal atau kilang akhir HSS (Ø3-50 mm), Hidung bola, jejari sudut |
Kadar penyingkiran bahan (Mrr) |
Tinggi (hingga 800 cm³/min dalam keluli) | Sederhana (hingga 400 cm³/min) |
| Makan setiap gigi (Fz) | 0.1-0.3 mm/gigi | 0.02-0.15 mm/gigi |
| Kemasan permukaan dicapai | RA 1.6-3.2 μm | RA 0.8-1.6 μm dalam aplikasi penamat |
| Kekuatan | Permukaan yang sangat baik, kadar penyingkiran yang tinggi, Pemindahan cip yang baik | Akses ke ciri kompleks, Ketepatan tinggi pada bahagian kecil |
| Kelemahan | Tidak dapat dinding menegak mesin atau rongga yang mendalam; Risiko perbualan pada overhangs yang panjang | Kadar penyingkiran yang lebih rendah; Risiko pesongan alat pada nisbah aspek yang tinggi |
| Aplikasi biasa | Deck Milling, blok permukaan, Plat berat kasar | Slotting, poket, Pengilangan profil, 3D acuan penamat |
| Keperluan mesin | Tork tinggi, Mesin tegar untuk pertunangan pemotong yang luas | Spindle berkelajuan tinggi; mampu pergerakan 3 paksi atau 5 paksi kompleks |
| Pertimbangan Kehidupan Alat | Masukkan haus; memerlukan pengindeksan atau penggantian biasa | Kerosakan kilang akhir atau keriput, terutamanya dalam keadaan jangka panjang |
Garis panduan amalan terbaik untuk strategi hibrid
- Peringkat 1 - kasar dengan kilang muka: Keluarkan 70-80% stok pada potongan radial paksi dan berat cetek.
- Peringkat 2 -Pas separuh akhir: Gunakan kilang akhir diameter sederhana (ae ~ 30%, AP ~ 2 mm) untuk memangkas sudut dan dinding.
- Peringkat 3 - Menamatkan Pas: Menggunakan kilang akhir yang baik (Fz <0.05 mm, AP ~ 0.5 mm) untuk kontur 3-D dan toleransi yang ketat.
- Mengoptimumkan ToolPath: Sapukan penjelasan adaptif untuk kilang akhir untuk mengekalkan beban cip berterusan dan meminimumkan pakaian alat.
- Memantau getaran: Laraskan Ae dan Fz untuk mengelakkan perbualan, Terutama pada persediaan jangka panjang.
5. Kesimpulan
Muka dan akhir penggilingan masing -masing berkhidmat dalam peranan penting dalam pemesinan moden.
Pengilangan muka memaksimumkan penyingkiran bahan dan kualiti permukaan rata, Semasa Pengilangan Tamat Membuka Geometri 3D dan Ciri -ciri Ketat.
Dengan menilai reka bentuk bahagian, Sasaran MRR, dan keupayaan mesin, Jurutera boleh menggunakan strategi optimum -atau urutan hibrid -untuk mencapai cekap, Pengeluaran berkualiti tinggi.
Bergerak ke hadapan, inovasi seperti Kilang muka yang tinggi dan kilang mikro Terus melanjutkan keupayaan kedua -dua kaedah, memastikan kaitan mereka dengan campuran tinggi, volum rendah, dan persekitaran pengeluaran besar-besaran.
Ini adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi CNC Perkhidmatan Pengilangan.
