Vedení frézy s kulovou hlavou: Geometrie, materiály, posuvy a tipy pro výběr

Zeptejte se kteréhokoli výrobce forem nebo nástrojárny, která fréza tráví nejvíce hodin ve vřetenu, a odpověď je obvykle stejná: čelní fréza s kulovým čelem. Jeho zaoblená špička je jedinou geometrií, která sleduje volné povrchy uvnitř dutiny, mísí poloměr do stěny a přechází přes zakřivenou elektrodu, aniž by za sebou zanechala ostrý krok.

V Nástroje Changzhou Maton brousíme tyto frézy každý pracovní den v průměrech od zlomku milimetru až po nástroje plné velikosti formy. V průběhu let jsme zjistili, že většina problémů s kulovým nosem je vyřešena dlouho předtím, než se nástroj dotkne obrobku. Počet břitů, efektivní průměr, krokový posuv a povlak, to vše se vzájemně ovlivňuje a řezačka, která skvěle funguje na jedné práci, může selhat na další.

Tato příručka vysvětluje, co to vlastně je čelní fréza s kulovou hlavou, kam patří do procesu a jak pomáháme zákazníkům vybrat takovou, která přežije celý cyklus.

Co přesně je fréza s kulovým čelem?

Čelní fréza s kulovým čelem, nazývaná také stopková fréza s plným rádiusem, kulová fréza nebo kulová stopková fréza, je fréza, jejíž špička je broušena na jeden konstantní poloměr rovný polovině průměru nástroje. Fréza s kulovou hlavou o průměru 10 mm má na špičce poloměr 5 mm a tento poloměr je identický ve všech směrech, takže nástroj představuje pro obrobek skutečnou polokouli.

Na tvaru záleží víc, než se zdá. Protože špička je souvislý poloměr spíše než ostrý roh, není zde žádný bod, kde by se hrana zaryla dovnitř, a v řezu nezůstalo žádné hranaté rameno. Jak se nástroj pohybuje po své dráze nástroje, kontaktní bod klouže po kouli, a to je přesně to, co mu umožňuje generovat zakřivené, trojrozměrné povrchy. Plochá stopková fréza zanechá krok při každé změně směru, zatímco fréza s rádiusem rohu nebo čelní fréza pouze změkčí roh bez vytvoření kulového tvaru.

Celokarbidové kulové čelní stopkové frézy jsou broušeny z jednoho karbidového polotovaru. Šroubovice, zářez hrotu, primární reliéf a povlak jsou vyráběny postupně na pětiosých a šestiosých CNC bruskách. Kuželová fréza s kulovým čelem se řídí stejným principem, ale montuje kouli na zkosený krk, což zvyšuje tuhost, když má forma hluboká, úzká žebra, kam se rovná stopka prostě nedostane.

Kde si frézy s kulovým nosem vydělávají

Všude, kde se povrch zakřivuje ve dvou směrech najednou, je výchozí volbou čelní stopková fréza s kulovou hlavou. V obchodech našich zákazníků to obvykle znamená:

• Práce s formami a zápustkami, včetně dokončování dutin a jádra, hlubokých žeber, zaoblení rádiusu a začištění rohů poté, co větší fréza odstranila většinu materiálu.
• Elektrodové obrábění, kde malé frézy s kulovým čelem vytvářejí jemná žebra a úzké štěrbiny, které jsou později vypáleny do formy pomocí EDM.
• Letecké a lékařské komponenty s tvarovanými kapsami, profily čepelí a organickými tvary z titanu nebo nerezové oceli.
• Automobilové nástroje a lisovací nástroje, zejména poloměry tažení a velké tvarované plochy.
• Gravírování a reliéfní práce jako text, loga a dekorativní trojrozměrné formy.

Povrch, který fréza zanechává, není nikdy dokonale hladký. Postupné průchody zanechávají řadu drobných hrbolků známých jako hřebenatky a výška těchto hřebenů, nikoli samotný řezák, obvykle určuje, kolik ručního leštění následuje.

Počet fléten a geometrie: Praktické srovnání

Počet fléten je prvním rozhodnutím ve specifikačním listu a je to skutečně kompromis mezi prostorem třísek a počtem zubů. Více drážek znamená více řezných hran procházejících za otáčku a tedy vyšší posuv stolu při stejném zatížení třísky, ale také ponechávají méně prostoru pro únik třísek.

Kromě počtu drážek se pozorně podívejte na úhel šroubovice, geometrii štěrbiny a na to, zda jsou drážky rozmístěny stejně nebo nestejnoměrně. Nestejná rozteč narušuje pravidelný rytmus nárazů zubů a je osvědčeným způsobem, jak vytlačit chvění z řezu do nerezové oceli a titanu.

2 břitové kulové čelní frézy • Univerzální fréza je vhodná pro tepelné zpracování všech řad ocelových materiálů. Má konstrukci s U-drážkou a je vhodný pro hrubování i... Zobrazit produkt →

Přizpůsobení frézy s kulovou hlavou k materiálu

Ocel a univerzální frézování

Pro běžné uhlíkové a legované oceli pokryje 4břitá kulová fréza z univerzální řady většinu polodokončovacích a dokončovacích prací a snese nejširší spektrum podmínek. Začněte s mírnou povrchovou rychlostí, udržujte krokový přísuv mezi 5 a 15 procenty průměru a použijte vydatnou chladicí kapalinu nebo vysokotlaký vzduch, aby se třísky dostaly mimo řez.

Nerezová ocel a titan

Tyto materiály rychle tvrdnou a generují vysoké řezné teploty, takže tření je skutečným nepřítelem. Nestejná geometrie stoupání, ostřejší hrana a mírně snížená povrchová rychlost, to vše pomáhá. Titan zejména těží z řezné hrany, která zůstává v řezu, spíše než na spodní části obrysového průchodu, což je důvod, proč řízená rampa nebo šroubovitý vstup obvykle předčí přímý ponor.

Kalená formovací ocel

Jakmile projdete zhruba 45 HRC, životnost nástroje je řízena povlakem a substrátem spíše než samotnou geometrií drážky. Povlak z nitridu hliníku a chromu a mikrozrnný karbid umožňují frézu s kulovou hlavou dokončit kalenou dutinu, aniž by se hrana rozpadla v polovině průchodu.

Ultra tvrdé 2břité kulové čelní frézy • Konstrukce krátké čepele výrazně zlepšuje odolnost nástroje proti opotřebení a může dosáhnout vyšší kvality povrchu obrobku. • Používá se především pro zpracování h... Zobrazit produkt →

Hliníkové a měděné elektrody

Měkké, lepivé materiály vyžadují leštěné drážky, vyšší šroubovici a dostatek prostoru pro třísky. Dvě nebo tři břity s lesklým nebo diamantovým uhlíkovým povrchem udržují nahromaděnou hranu pryč, zatímco nástroje s kulovým čelem s mikroprůměrem v řadě měděných elektrod zvládají jemná žebra a ostré vnitřní rohy, které EDM elektrody jakoby vždy obsahují.

Grafit

Grafit is abrasive and crumbles into dust rather than forming a chip, so a sharp, uncoated or diamond-coated ball nose cutter with strong edge preparation is the usual answer. Air blast extraction is not optional; recutting abrasive dust is the fastest way to destroy an edge.

Grafit Machining 2 Flute Ball Nose End Mills • Diamantový povlak se používá s pokročilou technologií pro dosažení lepší přilnavosti povlaku. • Pokročilá technologie broušení zajišťuje ultra vysokou souosost, vysokoteplotní re... Zobrazit produkt →

Efektivní průměr, krok a výška vroubkování

Zde je detail, který většinu programátorů zarazí. Samotný střed hrotu kulového nosu má nulovou povrchovou rychlost a efektivní průměr řezu v místě dotyku je pouze zlomkem jmenovité velikosti nástroje. Vypočítá se jako dvojnásobek druhé odmocniny z (R na druhou mínus (R mínus ae) na druhou), kde R je poloměr koule a ae je radiální překročení.

Vezměte 10mm frézu s kulovým čelem s 0,5mm přísuvem. Efektivní průměr při kontaktu je zhruba 4,4 mm, nikoli 10 mm, což znamená, že povrchová rychlost na okraji je menší než polovina toho, co naznačuje jmenovitý průměr. Pokud váš program vypočítává otáčky vřetena z průměru nástroje, fréza místo řezání dře.

Výška hřebenatky se řídí stejnou logikou a je přibližně překročena na druhou dělená osminásobkem poloměru. U stejné 10mm frézy a 0,5mm přísuvu je teoretická výška hrotu asi 0,006 mm, což je užitečné číslo, které byste měli vědět, než zákazníkovi slíbíte leštěný povrch přímo ze stroje.

Posuvy, rychlosti a naklápěcí frézování

Použijte efektivní průměr pro otáčky vřetena, poté nastavte zatížení třísky na zub podle materiálu a počtu drážek. Když si požadavek na povrchovou úpravu vynutí velmi lehký krokový přísuv, je zvýšení otáček vřetena často jediným způsobem, jak udržet ostří řezání, spíše než leštit.

Naklonění nástroje o 10 až 15 stupňů, technika známá jako Sturzova frézování, posune kontaktní bod pryč od úvratě koule. Tím se zvedne povrchová rychlost na břitu, třísky se vrhají dopředu, místo aby je zachycovaly pod špičkou, a typicky se výrazně prodlužuje životnost nástroje při práci s hlubokými dutinami. Nezapomeňte v programu kompenzovat změněný efektivní poloměr. naše tabulka řezných rychlostí frézování je praktickým výchozím bodem pro čísla.

Běžné problémy a jak je řešíme

• Odštípnutí na špičce: obvykle způsobeno agresivním vstupem, přeřezanými třískami nebo házením nad 0,01 mm. Zkontrolujte držák, stahovací čep a házení nástroje před tím, než budete frézu vinit.
• Stopy chvění na povrchu formy: zmenšete překročení, zkraťte délku měřidla, přepněte na nestejnou geometrii stoupání nebo zvyšte úhel náklonu.
• Špatné zakončení v blízkosti špičky míče: téměř vždy problém s povrchovou rychlostí při malých překrocích. Zvyšte otáčky vřetena nebo nakloňte nástroj.
• Rychlé opotřebení hřbetu: nesoulad povlaku. Nitrid hliníku a chromu vyhovuje tvrzené oceli, zatímco povlak podobný diamantu patří hliníku a mědi.
• Poloměry elektrod mimo toleranci: ověřte geometrii řádnou kontrolou, spíše než předpokládejte, že je chyba v broušení.

Proč obchody pracují s nářadím Maton

Jsme výrobce karbidových řezných nástrojů se sídlem v Xixiashu, Changzhou, městě nástrojů v srdci delty řeky Yangtze, a odtud prodáváme do světa. Naše čelní stopkové frézy s kulovým čelem jsou vyráběny na dovážených pětiosých a šestiosých CNC brusných centrech a kontrolovány na vysoce přesných metrologických zařízeních z Německa, Japonska a Číny, vše podle systému kvality ISO9001. Dva starší inženýři na úrovni profesorů a více než deset specialistů na nástroje vedou naši vývojovou práci, podporovanou dlouhodobým výzkumným partnerstvím s East China University of Science and Technology a více než deseti patenty. Naše frézy denně běží v oblasti obrany, letectví, automobilového průmyslu, elektroniky a forem.

Pokud byste se chtěli dozvědět více o Changzhou Maton Tools nebo diskutujte o konkrétní aplikaci s kulovým nosem, náš tým se vždy rád podívá na vaše výkresy, materiál a nastavení stroje.

Výběr čelní frézy s kulovou hlavou je jen zřídka o nalezení jednoho dokonalého nástroje. Jde o přizpůsobení poloměru, počtu drážek, povlaku a přejezdu k materiálu před vámi a poté dát fréze dostatečnou povrchovou rychlost v kontaktním bodě, aby místo tření čistě řezala. Uveďte tyto čtyři věci správně a forma se ze stroje dostane blíže k dokončení, leštící stolice bude tišší a náklady na nástroje na součást tiše klesnou.