фрезерного фрезерования и обычного фрезерования [хитрые трюки с ЧПУ]

CNCCookbook's Feeds & Speed ​​Master Class

Вот хороший видео-обзор о фрезеровании фрезерования (вниз) по сравнению с обычным фрезерованием (вверх), который я сделал для своей ежемесячной колонки CNC Chef с журналом Cutting Tool Engineering Magazine:

Для получения более подробной информации, продолжайте читать.

Что такое Climb Milling против обычного фрезерования (Down Milling и Up Milling)?

Несмотря на то, что многие пользователи станков с ЧПУ привыкли всегда указывать фрезерование по альпинизму, бывают времена, когда необходимо выполнять фрезерование по фрезе, и иногда предпочтительнее обычное фрезерование.Прежде чем мы начнем использовать каждый из них, давайте кратко определим различия.

Первое, что нужно отметить, это терминология. Некоторые скажут «Climb Milling против обычного фрезерования», в то время как другие скажут «Down Milling vs Up Milling». Они одно и то же:

• Подъемное фрезерование = Фрезерование вниз
• Обычное фрезерование = Up Miling

Фрезерный фрезерование - это когда направление резания и вращение фрезы объединяются, чтобы попытаться «всосать» мельницу вверх (отсюда это называется фрезерование подъёмом) или отойти от работы.Это обеспечивает лучшую чистоту поверхности. Вот диаграмма, показывающая подъем по сравнению с обычным фрезерованием для ряда ориентаций:

Стрелки показывают движение детали, а не движение шпинделя!

Имейте в виду, что для этой иллюстрации движется деталь, а не шпиндель. На некоторых машинах, таких как портальный маршрутизатор, шпиндель перемещается, поэтому метки меняются местами. Я придерживаюсь этого принципа, думая о шпинделе как о прижимном ролике, который может либо помочь перемещать заготовку в направлении, в котором она уже движется (фрезерование с помощью подъема), либо может бороться с этим движением (стандартное или обычное фрезерование).

Попробуйте провести эксперимент на своей фрезе в обоих направлениях, и вы увидите, что фрезерование по альпинизму намного более плавное и обеспечивает лучшую чистоту поверхности (в большинстве случаев бывают случаи, когда обычная обработка дает лучший результат, см. Ниже). Обратите внимание, что в зависимости от способа фрезерования, вам необходимо убедиться, что ваша заготовка хорошо поддерживается в этом направлении.

Преимущества и недостатки восходящего и фрезерного фрезерования (обычные и подъемные)

Преимущества обычного фрезерования (Up Milling):

• Ширина чипа начинается с нуля и увеличивается, когда резак заканчивает нарезку.
• Зуб встречает заготовку в нижней части реза.
• Создаются восходящие силы, которые стремятся поднять заготовку во время фрезерования.
• Для обычной мельницы требуется больше мощности, чем для мельницы.
• Поверхностная обработка хуже, потому что стружка уносится зубами вверх и опускается перед резаком. Там много чипов пересчитывается. Охлаждение наводнения может помочь!
• Инструменты изнашиваются быстрее, чем при фрезерной обработке.
• Обычное фрезерование предпочтительнее для шероховатых поверхностей.
• Отклонение инструмента во время обычного фрезерования будет иметь тенденцию быть параллельным резу (подробнее см. Раздел «Отклонение инструмента»).

Преимущества фрезерования (Down Milling):

• Ширина чипа начинается с максимума и уменьшается.
• Зуб встречает заготовку в верхней части реза.
• Чипсы опускаются за резак - меньше повторной обработки.
• Меньший износ благодаря инструментам, работающим на 50% дольше.
• Улучшенная обработка поверхности благодаря меньшему повторному нанесению.
• Требуется меньше энергии.
• Фрезерный фрезерование прижимает усилие при фрезерной обработке, что упрощает крепление и крепление. Усилие прижима может также помочь уменьшить вибрацию механической обработки на тонких полах, поскольку она помогает закрепить их на поверхности под ним.
• Подъемное фрезерование снижает трудоемкость.
• Это может, однако, вызвать сколы при фрезеровке горячекатаных материалов из-за упрочнения слоя на поверхности.
• Отклонение инструмента во время фрезерного фрезерования будет иметь тенденцию быть перпендикулярным к резанию, поэтому оно может увеличить или уменьшить ширину резания и повлиять на точность.

Подъем фрезерный люфт

Существует проблема с фрезерной обработкой, которая может вызвать проблемы с люфтом, если силы резания достаточно велики. Проблема в том, что при фрезерном фрезе стол будет стремиться попасть в резак. Если есть какой-либо люфт, то это дает свободу для вытягивания в размере люфта. Если люфта достаточно, а резак работает на полную мощность, это может привести к поломке и потенциальной травме из-за летящей осколки.По этой причине многие магазины просто запрещают фрезерование на любых ручных станках с люфтом. Некоторые машины даже были оснащены «элиминатором люфта», основной целью которого было обеспечение фрезерования при подъеме и сопутствующих преимуществ.

Один из способов думать об этом - рассмотреть концепцию загрузки чипа. Это мера того, сколько материала пытается разрезать каждый зубок фрезы. Типичные значения для финишной работы будут от 0,001 до 0,002 ″ на зуб. Для черновой работы это может увеличиться до 0.005 ". Теперь в худшем случае фрезерный подъем может захватить стол и отбросить работу в резак на полную величину люфта в тот момент, когда один зуб режет. Поэтому вы можете добавить обратную реакцию к загрузке микросхемы, чтобы увидеть, какова будет ваша новая эффективная загрузка микросхемы в этом наихудшем случае. Предположим, что вы обрабатываете 0,005 ″ на зуб и имеете 0,003 ″ люфт. В худшем случае загрузка вашего чипа возрастет до 0,008 ″. Это, вероятно, не конец света, но это напряжение. Теперь предположим, что у вас более старая машина с 0.020 ″ люфта и нагрузка на чипы 0,005 ″. Если произойдет худшее, ваша загрузка чипа возрастет до 0,025 ″, что, вероятно, приведет к поломке мельницы и является очень опасным.

Второе, что нужно учитывать, это то, достаточно ли сильны силы резания, чтобы сначала натянуть стол через люфт. Многое будет зависеть от точного сценария резки вместе с вашей машиной. Если у вас есть модная линейная машина с низким коэффициентом трения, ее можно легко захватить. Если у вас в столе много железа, и, возможно, вы бежите с подтянутыми выступами, это будет сложнее.Существуют способы расчета силы резания, но, как правило, меньшие концевые фрезы, меньшая глубина резания, меньшая подача и меньшая скорость шпинделя уменьшат усилие резания и уменьшат вероятность того, что резец может вытащить люфт из вашего стола. и создать проблему.

В целом, станки с ЧПУ не должны иметь заметного люфта, так что это больше касается ручных станков.

При определенных условиях на фрезерном фрезе получается отрицательная геометрия резания

До сих пор у вас, вероятно, возникла мысль, что, возможно, вам всегда следует забираться на мельницу.В конце концов, он оставляет лучшее качество поверхности, требует меньше энергии и с меньшей вероятностью отклонит резак. И наоборот, ручных машинистов часто учат никогда не лазать на мельнице, потому что это опасно делать на станке с люфтом. Истина где-то посередине. ABTools, производители популярных катеров AlumaHog и ShearHog, указывают на некоторые полезные правила:

- При резке на половину диаметра фрезы или меньше, вам обязательно нужно подняться на фрезу (при условии, что ваша машина имеет низкий или нулевой люфт, и это безопасно!).

- до 3/4 диаметра фрезы, не имеет значения, какой способ резки.

- при резке от 3/4 до 1x диаметра фрезы вы должны предпочесть обычное фрезерование.

Причина в том, что геометрия фрезы вынуждает эквивалент отрицательных граблей для этих тяжелых резов диаметром от 3/4 до 1x. Похоже, что корпорация Dapra впервые обсуждала это явление еще в 1971 году. G-Wizard теперь напоминает вам с небольшим намеком, какой из них вы предпочитаете:

Советы G-Wizard подскажут, что делать: «Использовать фрезерный фрезер»…

Если вы никогда не играли с нашим программным обеспечением G-Wizard Speeds and Feeds, найдите время и подпишитесь на 30-дневную пробную версию.

Прогиб инструмента и точность резания при подъеме по сравнению с обычным фрезерованием

Как подъем по сравнению с обычным фрезерованием влияет на прогиб инструмента и точность ?. На следующем рисунке показаны маленькие стрелки (часто называемые векторами), показывающие направление отклонения инструмента при движении фрезы вдоль траектории:

Стрелки показывают, где сила резания пытается отклонить резак. Обычный срез сверху, лезвие срезано снизу.

Обратите внимание, что вектор силы отклонения более близок к резанию при обычном фрезеровании (хотя стрелки длиннее, показывая, что силы резания выше).При фрезерном подъеме стрелка почти перпендикулярна разрезу. Если ваш резак отклоняется на 0,001 ″, разве вы не предпочли бы, чтобы он был почти в направлении движения? Альтернативой является то, что резак будет пахать глубже в стену или отрываться от стены. В любом случае будет больше ошибок в обрабатываемой детали. Суть в том, что длина векторов больше при обычном фрезеровании. Это говорит вам о том, что силы резания тяжелее, и инструмент с большей вероятностью отклонится.

Попробуйте подняться для черновой обработки, потому что вы можете выполнять черновую обработку быстрее, а прогиб инструмента не влияет на точность - конечный проход обеспечит точность. Вы можете выполнять черновую обработку быстрее, потому что силы резания меньше, а профиль толстой и тонкой стружки отводит тепло на стружку. То, что от толщины к тонкости + отводит тепло, особенно важно для жестких материалов, таких как нержавеющая сталь. Это также приводит к получению лучшего качества поверхности, если вы можете позволить себе взобраться на финишный проход.

Рассмотрим обычное фрезерование для чистовых пропусков

Это нелогично для многих машинистов, которые обучены для большинства своих карьер, которые поднимаются лучше, чем обычно. При прочих равных условиях это правда, но все остальные вещи редко равны!

Проблема в том, что прогиб влияет и на чистоту поверхности. Если вектор почти параллелен пути, вы можете считать, что часть вектора, которая отталкивает его «от параллельной», очень мала.Следовательно, инструмент будет иметь небольшую тенденцию отклоняться и накладывать волны на стены, которые вы заканчиваете. Обратите внимание, что это может быть особенно важно при тонкостенных работах, где стены слабы!

Таким образом, вам следует переключиться на обычное фрезерование для финишного прохода, если вы испытываете все трудности при прогибе (используйте G-Wizard, чтобы увидеть, приводят ли ваш диаметр инструмента и вылет к достаточному прогибу для вашего финишного прохода). По крайней мере, следует избегать слишком большой глубины резания при фрезерной обработке, чтобы не вызвать отклонения.В той же статье предлагается, чтобы при минимальном прогибе использовать не более 30% диаметра фрезы для обычного фрезерования и 5% для фрезерования при подъеме. Конечно, и здесь, если у вас есть G-Wizard, вы узнаете, какого отклонения ожидать и стоит ли беспокоиться.

Восхождение к черновому и обычному финишу также соответствует консенсусу практического машиниста.

Правильное управление отклонением может помочь вам избежать необходимости в дополнительной рессоре, которая экономит время и деньги.

Рассмотрим обычное фрезерование при микрообработке

По тем же причинам, но с учетом того, что отклонение является гораздо худшим микро фрезерованием, вы предпочитаете обычное фрезерование фрезерованию большую часть времени при микро фрезеровании. Посетите нашу страницу Micromachining для получения дополнительной информации.

Присоединяйтесь к 100 000+ CNC'еров! Получайте наши последние сообщения в блоге прямо на вашу электронную почту один раз в неделю бесплатно. Кроме того, мы предоставим вам доступ к некоторым отличным справочным материалам по ЧПУ, включая:

.