Твердость.
Зачастую при обработке дерева или пластика встает вопрос: если твердость фрезы значительно выше, чем материал детали, то зачем затачивать концевую фрезу, она по идее не должна затупиться. Однако, в быту мы не задумываемся о том, почему столовый нож нужно затачивать после резки очень мягких продуктов, таких как хлеб или колбаса. Заточка происходит довольно часто, порой несколько раз в месяц. А сколько раз Вы затачиваете нож? При этом всем давно известно, что острый нож будет резать, а тупой нож - крошить и давить. Тоже самое касается концевых фрез.
Какие материалы имеют твердость, достаточную для изготовления фрез? Например, сталь углеродистая или быстрорежущая, поскольку твёрдость у них примерно одинаковая (62-65 HRC у углеродистой, 62-67HRC у быстрорежущей). Твердый сплав тоже подойдет, ведь у твердого сплава твердость еще выше.
Но кроме твердости есть еще несколько характеристик, которые ограничивают использование некоторых материалов. Например, концевые фрезы из углеродистой стали не делают. Было обнаружено, что при температуре более 170 градусов начинается отпуск стали. При этом твердость стремительно падает. У быстрорежущей стали критическая температура начинается с 490-540 градусов, у твёрдого сплава с более 900-920 градусов. Поэтому твердосплавные концевые фрезы имеют более высокую стойкость. В науке это явление называются "Красностойкостью".
Заточка.
Самый острый инструмент имеет минимально возможный угол заточки. Однако при этом снижается прочность инструмента. Как говорится, "бритва остра, да мечу не сестра." Как только режущая кромка у инструмента подсела, пятно контакта становится больше, резко увеличивается температура в рабочей зоне, износ инструмента происходит ещё быстрее, температура повышается ещё больше. На практике, при обработке различных материалов (при фрезеровании дерева, даже твёрдых пород, пластика) стараются, по возможности, правильно подобрать углы заточки концевой фрезы.
Технология.
Наиболее заметных результатов можно добиться при правильном выборе технологии обработки детали. При этом:
- Сокращается общее время обработки детали.
- Улучшается шероховатость поверхности.
- Продлевается срок жизни фрезы.
- Снижается нагрузка на оборудование (направляющие, ШВП, шпиндель) и, как следствие, срок его службы.
Режимы резания.
Мы рекомендуем выбирать режимы резания исходя из следующих соображений:
А. При черновой обработке концевой фрезой:
- Выбирайте максимально возможный диаметр концевой фрезы, определяемой мощностью шпинделя и жесткостью станка.
- Выбирайте режимы резания, помня о механической прочности инструмента. Завышенные режимы могут привести к поломке инструмента режущего инструмента.
- Правильно выбирайте конфигурацию концевой фрезы. Помните, что канавка зуба фрезы должна быть больше, чем слой снимаемого материала. Стружка должна поместиться в канавке и свободно эвакуироваться из зоны резания. Иначе стружка забьется в канале фрезы и инструмент начнет давить деталь, а не резать (См. статью Режимы резания и контроль за стружкообразованием).
- Если Вы обрабатываете хрупкий материал (пластик, дерево: дуб, бук, липу, березу и т.д.), то помните о том, что завышенные режимы резания могут привести к сколам или даже полной поломке заготовки.
- Кроме того, обращаем Ваше внимание, что режимы резания определяются качеством зажима детали на столе станка и фрезы в патроне станка, то есть связкой "Станок-стол-оснастка-деталь-фреза-патрон-станок". Плохой зажим приведет к вибрациям системы и выходу фрезы из строя раньше времени, браку или несчастному случаю (См. статью Проблемы при фрезеровании концевым инструментом и их устранение).
Б. При чистовой обработке концевой фрезой:
- Используйте качественные заточенные фрезы для получения лучшей шероховатости поверхности.
- Для получения требуемой точности обработки детали обратите внимание на допуски диаметра используемых фрез.
- Помните и о жесткости системы "Станок-стол-оснастка-деталь-фреза-патрон-станок". Недостаточная жесткость системы может привести к отжиму фрезы и детали.
- Мы советуем делать пробные проходы, по результатам которых необходимо делать поправки в режимах резания. Шаг проходов выбирается минимальным, при этом надо помнить, что чем меньше шаг прохода, тем больше время обработки.
Заключение.
Резюмируя вышесказанное, мы рекомендуем использовать концевую фрезу максимально возможного диаметра. При больших перепадах рельефа, используйте концевые фрезы с небольшими радиусами. Если перепады рельефа очень большие, то выбирайте сферические фрезы с полным радиусом и небольшим диаметром. Шаг проходов от 0,5 до 0,8 от диаметра фрезы. Глубина фрезерования максимально возможная с учетом ограничений на жесткость, припуск на чистовую обработку минимальный. Фрезерование попутное.
Конические фрезы при черновой обработке рекомендуем использовать только в крайних случаях, если нет возможности фрезеровать по-другому.