Токарное фрезерование: Как токарное фрезерование может повысить эффективность резания

Как токарное фрезерование может повысить эффективность резания

Андрей Петрилин – главный инженер в области фрезерного инструмента со сменными пластинами компании Iscar

Токарное фрезерование – это процесс резания с помощью фрезерного инструмента при вращении заготовки вокруг своей оси. Данный метод сочетает в себе элементы фрезерной и токарной обработки и имеет множество преимуществ. Но лишь относительно недавно, с появлением современных многоцелевых станков, стало возможным в полной мере раскрыть его потенциал.

В течение многих лет, даже после массового внедрения технологии ЧПУ, производство обрабатывающих центров оставалось традиционным, в то время как специализированные токарные, фрезерные и сверлильные станки непрерывно развивались в своем индивидуальном направлении. Когда на многоцелевых станках уже была успешно внедрена система вращения инструмента – фрезерного и сверлильного, токарные станки все еще продолжали свой путь развития. Стремление повысить производительность за счет сокращения операций установки и перемещения заготовки с одного станка на другой позволило создать головку с приводом вращения инструмента для токарных станков с ЧПУ. Это, в свою очередь, обеспечило возможность токарного фрезерования. При этом современные многоцелевые станки на сегодняшний день имеют дополнительные оси движения головки, передовые системы управления и обновленное программное обеспечение, что позволяет выполнять большинство операций за одну установку.

Токарное фрезерование может быть двух видов: периферийное, когда оси заготовки и резца расположены параллельно, и торцевое, при котором эти оси пересекаются. Периферийное фрезерование аналогично фрезерованию методом винтовой интерполяции и может осуществляться на наружной и внутренней поверхности тел вращения, в то время как при торцевом фрезеровании обрабатывается только наружная часть. Хотя токарное фрезерование очень схоже с обычным точением (поскольку оно представляет собой точение вращающейся фрезой), эти процессы имеют ряд существенных отличий. Скорость резания при токарном фрезеровании определяется окружной скоростью фрезы, а не скоростью вращения заготовки, как при точении. Вращение заготовки зависит от подачи.

Так в чем же основное преимущество метода токарного фрезерования и где он применяется? Прежде всего, при обработке сложных корпусных заготовок, содержащих различные канавки, углубления и т. д. Традиционно такие детали обрабатываются прерывистым точением, которое сопровождается нежелательной ударной нагрузкой и не обеспечивает высокого качества поверхности, вызывая при этом преждевременный износ инструмента. Все эти недостатки отсутствуют при токарном фрезеровании благодаря использованию фрезы, предназначенной специально для прерывистого резания с циклической нагрузкой.

При обработке материалов может образовываться длинная стружка. При обычном точении удаление стружки затруднено, и подобрать подходящую геометрию стружколома – непростая задача. Фреза, используемая при токарном фрезеровании, производит короткую стружку, легко поддающуюся удалению.

Возьмем, например, процесс обработки несимметричных компонентов, таких как коленчатые и распределительные валы. В результате неравномерного распределения массы некоторых участков (например, коренной шейки коленчатого вала или эксцентрикового кулачка) при точении возникают несбалансированные нагрузки, что отрицательно влияет на производительность. Данный негативный эффект легко устраняется при токарном фрезеровании благодаря малой окружной скорости заготовки.

Также этот способ подходит для обработки тяжелых деталей. Частота их вращения, определяющая скорость резания при точении, связана с ограничениями главного привода станка. Если привод не позволяет вращать тяжелые детали с нужной скоростью, скорость резания тоже значительно снижается, что сказывается на производительности станка. Токарное фрезерование позволяет эффективно справляться с данными трудностями.

Между тем, для продуктивной обработки методом токарного фрезерования необходимо правильно расположить резец по отношению к заготовке, выбрать правильную геометрию пластины и траекторию инструмента. Расположение режущего инструмента, в свою очередь, определяет точность формы детали, выбор геометрии пластины и качество обработки поверхности. Как правило, окончательный профиль детали формируется устанавливаемой на фрезе зачистной пластиной (например, с геометрией Wiper). Вопросы применения токарного фрезерования, подбора инструмента и определения параметров резания требуют глубокого анализа в каждом конкретном случае.

Метод токарного фрезерования позволяет решать сложные производственные задачи, существенно повышая при этом эффективность работы. Применение данной относительно новой и перспективной технологии в сочетании с современным оборудованием и правильно подобранными инструментами – залог неизменно высокой производительности.

Источник материала: перевод статьи
Turn-milling benefits,
SMT

Автор статьи-оригинала:
Андрей Петрилин
(Andrei Petrilin)

Об авторе:

Андрей Петрилин – главный инженер в области фрезерного инструмента со сменными пластинами компании Iscar, расположенной в г. Тефен, Израиль.

Точение фрезерованием, токарное фрезерование, фрезерование на токарном станке

Точение фрезерованием представляет собой фрезерование поверхностей при вращательном движении заготовки вокруг своей оси. Чаще всего это поверхности цилиндрической формы, в том числе несоосные основной оси детали, также эксцентриковые кулачки и т.д. Также таким путем получают и сложные пятикоординатные поверхности типа турбинных лопаток и т.д.

Способ точения фрезерованием, где ось фрезы расположена параллельно оси детали не будем рассматривать, так как здесь все более-менее понятно. Таким способом невозможно обработать пятикоординатные детали, а также он ограничен вылетом инструмента. Хотя можно обработать внутренние поверхности и круглость получается довольно хорошая.

Больше рассмотрим способ токарного фрезерования именно методом торцевого фрезерования.

Он позволяет обрабатывать пятикоординатные поверхности, вести профильную обработку, здесь используется небольшой вылет инструмента. К недостаткам способа можно отнести невозможность обработки внутренних поверхностей, а также круглость получается не точная.

Принцип обработки

1. Для достижения хорошего результата на фрезу устанавливают 1-ну пластину wiper. Именно она производит окончательную обработку цилиндра. Зачистная фаска пластины должна быть плоской, так как она контактирует с цилиндрической поверхностью.

2. Если надо обработать цилиндрическую поверхность, длина которой больше диаметра фрезы, то сначала обрабатывается средняя часть при этом фреза находится на расстоянии Ew1, а затем обрабатываются края, при этом фреза находится на расстоянии Ew2.

3. Врезание осуществляем в радиальном направлении, выход из резания подъем вверх.

4. Большое значение имеет расположение зубьев, т.е. расстояние Ew1 и Ew2.

Когда используем точение фрезерованием

1. Когда обрабатываем эксцентриковые поверхности или в других ситуациях, когда периферией фрезы обработка не представляется возможным.

2. Когда на цилиндрической поверхности имеются отверстия, канавки или еще какие элементы, создающие прерывистое резание, и которые портят шероховатость поверхности при точении резцом, резец работает на удар.

3. Когда образовывается сливная стружка и наматывается на резец, то можно применить точение фрезерованием.

4. Когда обрабатывается большая заготовка и станок не может обеспечить нужную скорость вращения.

Токарное фрезерование отличный способ обработки, который делает возможным обработку сложных деталей за один установ, кроме того значительно расширяет возможности станков (токарно-фрезерных станков, фрезерных с поворотной осью, а также многих других), увеличивает номенклатуру выпускаемых деталей, а также повышает экономическую эффективность производства и прибыль предприятия. Поэтому необходимо владеть приемом фрезерования на токарном станке и использовать его на практике.

Также, возможно, Вам будет интересно:
Фрезерование канавок
Фрезерование резьбы
Фрезерование титана
Фрезерование нержавейки
Фрезерование чугуна
Выбор шага зубьев фрезы
Выбор попутного или встречного фрезерования
Выбор угла винтовой канавки фрезы
Удлинители для фрез

Поворот против.

Фрезерование: в чем отличие прецизионной обработки?

перейти к содержанию

Предыдущий Следующий

• Посмотреть увеличенное изображение

Мы сталкивались с этим вопросом со многими нашими клиентами. Они говорят что-то вроде: «Помогите мне понять, что такое точение и что такое фрезерование, потому что для меня все это обработка». Токарная и фрезерная обработка с ЧПУ — это два типа прецизионной обработки, но в чем разница, когда речь идет о прецизионной обработке?

Короткий ответ:

• Токарная обработка вращает заготовку относительно режущего инструмента. Он использует в основном круглый прутковый прокат для обработки компонентов.
• Фрезерование вращает режущий инструмент относительно неподвижной заготовки. Для производства компонентов в основном используется прутковый прокат квадратного или прямоугольного сечения.

>>По любым вопросам, касающимся наших услуг по прецизионной обработке, свяжитесь с нами!

Токарно-фрезерные аналоги

Оба используют контролируемую обработку для удаления нежелательного материала из исходного материала: субтрактивное производство. Оба процесса производят стружку отходов материала, поскольку инструменты обрабатывают требуемые элементы. Однако материал заготовки, методы обработки и инструменты отличаются друг от друга.

Оба используют новейшую технологию компьютерного числового управления (ЧПУ) , в которой инженеры программируют станки с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Это требует меньшего контроля во время работы и сводит к минимуму человеческие ошибки, предоставляя производителям более быстрый и надежный способ обеспечения стабильного качества.

Как и многие другие виды обработки с ЧПУ, токарная и фрезерная обработка подходят для таких металлов, как алюминий, сталь, латунь, медь и титан, а также для ряда термопластов. К неподходящим материалам относятся резина и силикон (слишком мягкие) и керамика (слишком твердые).

Как и большинство субтрактивных производственных технологий, токарная и фрезерная обработка генерируют тепло и часто используют смазочно-охлаждающую жидкость для смягчения этой проблемы.

Токарные станки с ЧПУ Различия

На токарных станках с ЧПУ (токарных станках) патрон (механизм захвата) удерживает круглый пруток, а шпиндель вращает патрон (и пруток) с заданной частотой вращения по мере его прохождения через станок. Скорость этого движения зависит от машины, используемого материала и характеристик компонента.

Стационарный режущий инструмент непрерывно воздействует на поверхность вращающегося (токарного) прутка, срезая ненужный материал. Несколько режущих инструментов перемещаются внутри прутка и вокруг него, чтобы создать необходимые элементы на компоненте.

Существует множество видов токарных станков с ЧПУ с различными типами оснастки, вариантами шпинделя и ограничениями по внешнему диаметру. Токарные станки с ЧПУ обычно производят круглые формы, хотя некоторые прутки шестигранной формы также могут быть обточены.

Некоторые токарные центры с ЧПУ имеют один шпиндель, что позволяет выполнять всю работу с одной стороны, в то время как другие токарные центры имеют основной и вспомогательный шпиндель. В этой настройке деталь может быть частично обработана на главном шпинделе, перемещена на вспомогательный шпиндель и добавлены дополнительные элементы на другой конец компонента. Это позволяет сбрасывать деталь «полностью» со станка без дополнительного оборудования, необходимого для обработки всех элементов.

Некоторые токарные станки с ЧПУ Swiss используют «подвижные» инструменты, которые могут останавливать вращение для добавления дополнительных элементов, таких как просверленные отверстия, пазы и мелкие фрезерованные элементы. Этот метод позволяет использовать более широкий диапазон форм, размеров и типов материалов.

Токарные детали обычно изготавливаются быстрее и эффективнее, чем фрезерованные. Они также часто меньше, чем фрезерованные детали.

Отличительные особенности фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерное оборудование с ЧПУ быстро вращает режущий инструмент относительно поверхности неподвижной заготовки. Шпиндель удерживает режущий инструмент (фрезу), который вращается на высоких оборотах и ​​удаляет материал. У фрезы может быть от 2 до 150 режущих поверхностей, а у некоторых и того больше.

Операции фрезерования обычно зарезервированы для плоских или рельефных поверхностей квадратных или прямоугольных блоков.

Обзор точения и фрезерования

Дополнительное примечание о фрезерованных элементах на токарной детали:

Мелкие фрезерованные элементы (например, плоские поверхности и пазы) часто можно обрабатывать на детали, изготовленной на токарном оборудовании. Это зависит от размера детали, общей сложности и типа материала. Примером фрезерованных элементов на точеной детали может быть показанный здесь компонент. Деталь изготавливается на токарном станке с ЧПУ из круглого прутка. Большинство элементов обточены, а плоская часть выреза фрезерована.

Собираем все вместе

В конечном счете решение об использовании фрезерной или токарной обработки зависит от конструкции и характеристик детали. Фрезеруются самые большие, квадратные или плоские детали с элементами. Большинство цилиндрических деталей с элементами будут точены.

Pioneer Services предлагает услуги прецизионной обработки на токарных станках с ЧПУ Swiss и токарных станках с ЧПУ. Диаметр деталей варьируется от 0,145 дюйма (5 мм) до 3,25 дюйма (82,55 мм). Наши станки с ЧПУ Swiss могут обрабатывать детали размером до 1,5 дюйма (38 мм), а наши токарные центры с ЧПУ могут обрабатывать детали размером до 3,25 дюйма (82,55 мм).

Чтобы ознакомиться с широким спектром компонентов, которые Pioneer Service изготовила на нашем оборудовании CNC Swiss и CNC Turning, пожалуйста, просмотрите нашу галерею продукции.

Мы можем фрезеровать элементы на токарной детали как для наших токарных станков с ЧПУ swiss, так и для токарных станков с ЧПУ. Однако у нас нет собственных мощностей для производства полностью фрезерованных компонентов.

У вас есть проект, который вы хотите, чтобы мы рассмотрели или процитировали? Свяжитесь с нашей командой сегодня!

Ссылка для загрузки страницы

Перейти к началу

Вы понимаете разницу?

Возможно, вы видели термины Токарная обработка и Фрезерование , когда читали об обработке с ЧПУ. Если это так, вы можете не знать, что влекут за собой эти процессы, и хотите понять их различия.

Здесь мы приводим основную информацию об этих двух производственных процессах, в том числе о том, как они работают, и о наиболее подходящих областях их применения. Читайте дальше, чтобы получить представление о токарной и фрезерной обработке, о том, на что они способны, и какой процесс может быть лучше для вашего проекта.

Содержание

Что такое токарная обработка с ЧПУ?

Токарная обработка — это процесс, при котором заготовка вращается, а режущий инструмент удаляет с нее материал. Режущий инструмент обычно представляет собой одноточечный невращающийся инструмент, который перемещается вдоль заготовки и непрерывно удаляет слои материала в соответствии с проектом, пока он не примет желаемую форму.

До того, как компьютеры стали применяться в этой отрасли, процедура выполнялась вручную и требовала постоянного контроля для достижения поставленных целей. В настоящее время токарная обработка обычно выполняется на автоматизированных станках в соответствии с алгоритмами и числовыми правилами.

Токарная обработка с ЧПУ может эффективно производить различные формы, такие как конусы, цилиндры, диски, многоугольники, а иногда даже шестиугольники или другие правильные многоугольники. Различные формы создаются путем объединения многочисленных процессов, включая точение (коническое или прямое), нарезание наружных канавок, нарезание резьбы, накатку, растачивание и сверление. Хотя для токарной обработки можно использовать множество материалов, чаще всего используются дерево, пластик или металл.

Токарная обработка с ЧПУ имеет множество применений — от простых винтов и болтов до высокоточных деталей для аэрокосмической или автомобильной промышленности. Для получения дополнительной информации о процессе прочитайте нашу подробную статью о токарной обработке с ЧПУ.

Что такое фрезерование с ЧПУ?

В отличие от точения, при фрезеровании заготовка не вращается. Вместо этого режущий инструмент вращается и перемещается, в то время как заготовка остается неподвижной, хотя заготовка может перемещаться между операциями. Кроме того, перемещение инструмента может происходить по нескольким разным осям для достижения более сложных конструкций.

С 60-х годов фрезерование с числовым программным управлением (ЧПУ) все чаще используется вместо ручного фрезерования. Фрезерование с ЧПУ выполняется намного быстрее и может производить как простые, так и сложные формы, от колец, ожерелий и держателей ключей до автомобильных и аэрокосмических деталей со сложной геометрией, таких как компоненты двигателя.

Фрезерование может включать любую комбинацию торцевого фрезерования, плоского фрезерования или углового фрезерования для получения очень сложных форм. Металлы, пластмассы, композиты и дерево — все это подходящие материалы для этого процесса.

Области применения фрезерной обработки с ЧПУ безграничны — она даже используется для изготовления корпуса гитары. Для получения дополнительной информации о том, как работает этот процесс, прочитайте нашу подробную статью о фрезеровании с ЧПУ.

Различия между токарной и фрезерной обработкой с ЧПУ

Токарная деталь с ЧПУ (слева) и фрезерованная деталь с ЧПУ (справа)

Наиболее существенная разница между токарной и фрезерной обработкой заключается в том, как перемещаются заготовка и инструмент.

• При точении заготовка вращается, а режущий инструмент обычно нет.
• При фрезеровании режущий инструмент перемещается и вращается, а заготовка остается неподвижной.

Это простое различие отражает формы, которые может создавать каждый метод.