При программировании и практической работе новичкам часто бывает сложно отличить прямое фрезерование от обратного.
В результате они не всегда могут правильно определить, когда следует выбирать метод фрезерования — прямое или обратное.
Фрезерование по окружности при гладком и обратном фрезеровании не соответствует вращению и реверсу шпинделя станка.
Вместо этого он определяется направлением, в котором зубья фрезы входят в материал.
В данной статье анализируется направление надреза и направление силы резания при прямом и обратном фрезеровании.
В нем также на практических примерах иллюстрируется взаимосвязь между прямым и обратным фрезерованием и траекторией движения инструмента.
Узнайте о влиянии прямого и обратного фрезерования на качество обработки заготовки, срок службы станка и инструмента.
Для новичков в процессе фрезерования, как выбрать гладкое фрезерование и обратное фрезерование, чтобы обеспечить основу и помощь.
Различие между прямым и обратным фрезерованием
1. Различают по направлению прорезывания зубов
На фрезерном станке процесс фрезерования осуществляется с помощью зубьев, распределенных по окружности цилиндрической фрезы.
Данный метод применяется для обработки деталей и называется методом обработки круговым фрезерованием.
Разницу между фрезерованием по потоку и обратным фрезерованием можно проанализировать, приняв во внимание два фактора.
Во-первых, направление, в котором зубья врезаются в материал. Во-вторых, траектория движения фрезы относительно контура заготовки.
(1) Как видно из рисунка 1, направление вращения фрезы совпадает с направлением движения заготовки.
Допустим, на беговой дорожке люди бегут вперед, а беговое полотно движется назад.
На рисунке 1 мы видим, что зубья не обрабатываются с поверхности, а врезаются в материал сверху вниз.
Резка материала осуществляется от толстого к тонкому. Этот метод резки и обработки называется гладким фрезерованием.
(2) Как видно из рисунка 2, направление вращения фрезы и направление движения заготовки прямо противоположны.
Допустим, на беговой дорожке люди бегут вперед, беговое полотно движется вперед.
На рисунке 2 мы видим, что зубья вырезаются из обработанной поверхности. Зубья режут материал снизу вверх.
Резка материала происходит от тонкого к толстому. Этот процесс резки известен как обратное фрезерование.
2. Отличить от траектории движения фрезы
В процессе обучения новички часто испытывают трудности с различением вращения шпинделя, реверса и их связи с плавным фрезерованием и обратным фрезерованием.
Часто предполагается, что вращение шпинделя — это плавное фрезерование, а реверс шпинделя — это обратное фрезерование.
Вращение и реверс шпинделя определяются на основе вращения резьбы фрезы.
Для фрезы с правой резьбой вращение в станке может быть только положительным.
Для фрезы с левой резьбой вращение в станке может быть только реверсивным.
(1) Если на станке с ЧПУ для обработки внешнего контура детали используется концевая фреза, выбирается концевая фреза с правой резьбой.
Шпиндель вращается в положительном направлении, а фреза вращается по часовой стрелке.
Из рис. 3А видно, что направление движения фрезы относительно заготовки соответствует фрезерованию по часовой стрелке вдоль внешнего контура заготовки.
Этот метод обработки известен как гладкое фрезерование.
Из рис. 3Б видно, что фреза движется относительно заготовки в направлении против часовой стрелки, фрезеруя по контуру заготовки.
Такой метод фрезерования называется встречным фрезерованием.
При выборе концевой фрезы с левым направлением резьбы и реверсе шпинделя фреза вращается против часовой стрелки.
Как показано на рис. 3А, фреза продвигается относительно заготовки в направлении фрезерования по часовой стрелке вдоль внешнего контура заготовки.
Этот метод фрезерования известен как фрезерование против часовой стрелки.
На рисунке 3Б фреза движется относительно направления движения заготовки.
Он следует контуру заготовки и выполняет фрезерование против часовой стрелки. Этот метод известен как гладкое фрезерование.
(2) Когда на станке с ЧПУ для обработки внутреннего контура детали используется концевая фреза, выбирается концевая фреза с правым направлением резьбы.
Шпиндель вращается положительно, направление вращения фрезы — по часовой стрелке.
Из рисунка 3С видно, что направление движения фрезы относительно заготовки проходит вдоль внутреннего контура заготовки.
Этот метод фрезерования, предполагающий фрезерование против часовой стрелки, известен как плавное фрезерование.
Из рис. 3D следует, что метод фрезерования заключается в движении фрезы относительно заготовки.
Это движение происходит в направлении фрезерования по часовой стрелке вдоль внутреннего контура заготовки. Этот метод известен как фрезерование против часовой стрелки.
При выборе концевой фрезы с левым вращением резьбы и реверсе шпинделя направление вращения фрезы — против часовой стрелки.
Из рис. 3С видно, что фреза движется относительно заготовки в направлении фрезерования против часовой стрелки по внешнему контуру заготовки.
Из рис. 3D следует, что метод фрезерования заключается в движении фрезы относительно заготовки.
Это движение происходит в направлении фрезерования против часовой стрелки по внешнему контуру заготовки. Этот метод известен как гладкое фрезерование.
Применение прямого и обратного фрезерования
1. Черновая и чистовая обработка
При черновой обработке материала поверхность заготовки получается неровной.
Кроме того, поверхность может в некоторой степени затвердеть из-за окисления при контакте с внешней средой.
При попутном фрезеровании зубья фрезы срезаются с необработанной поверхности заготовки.
Неровность и высокая твердость поверхности могут привести к повреждению фрезы и сократить срок службы инструмента.
При черновой обработке к качеству поверхности заготовки предъявляются невысокие требования, поэтому при черновой обработке старайтесь использовать обратное фрезерование.
После завершения обработки поверхность заготовки становится относительно гладкой и свободной от огрубевшей корки.
На этом этапе для уменьшения заусенцев, повышения точности обработки и уменьшения шероховатости поверхности применяется метод обработки гладкое фрезерование.
2. Из перерабатываемого материала
(1) При фрезеровании чугуна или твердых материалов с высокой шероховатостью поверхности важно избегать постоянного врезания зубьев фрезы в твердую поверхность.
Чтобы предотвратить это и не повредить инструмент, следует использовать обратное фрезерование.
При обычной обработке на фрезерном станке, при фрезеровании материалов с поверхностной твердостью, рабочий стол может перемещаться.
Однако при обратном фрезеровании, при обработке материалов с поверхностной твердостью, рабочий стол не будет перемещаться.
(2) Фрезерование низкоуглеродистой стали, алюминиевого сплава и других материалов с низкой твердостью должно обеспечивать более равномерную силу резания.
Это гарантирует, что стол не сдвинется во время процесса.
При обычной обработке на фрезерном станке можно выбрать либо поточное фрезерование, либо обратное фрезерование.
Оба метода можно использовать для обработки материалов с меньшей твердостью.
3. С точки зрения срока службы инструмента
Как видно из рис. 1, зубья фрезы не будут соприкасаться с обрабатываемой поверхностью с момента врезания в деталь до момента выхода из нее.
На рисунке 2 видно, что зубья врезаются в деталь со стороны обрабатываемой поверхности.
Прежде чем зубья врежутся в деталь, они скользят по обрабатываемой поверхности на определенное расстояние.
Скольжение зубьев по обработанной поверхности вызывает интенсивное трение.
Это трение генерирует много тепла. Тепло не только закаляет обрабатываемую поверхность, но и сокращает срок службы инструмента из-за высокой температуры.
Поэтому, с точки зрения обеспечения высокого срока службы инструмента, старайтесь использовать метод обработки гладким фрезерованием.
4. От припуска на резку до точек
(1) При фрезеровании сверху вниз зубья фрезы режут сверху вниз.
Это создает направленную вниз силу, которая давит на заготовку. Это давление благоприятно для обработки.
При обратном фрезеровании зубья фрезы режут снизу вверх.
Это создает направленную вверх силу, которая может поднять заготовку на столе.
В результате зажим заготовки становится неблагоприятным, что может повлиять на процесс обработки.
Если жесткость шпинделя станка не рассчитана, процесс фрезерования требует большего, чем просто расчет силы резания.
Также необходимо учитывать зазор станка и процесс резки станка.
Кроме того, необходимо учитывать силу инструмента, возникающую за счет упругой деформации реакции в заготовке.
Итак, чтобы понять различное влияние фрезерования и обратного фрезерования на силу резания.
(2) Из-за использования гаек для передачи усилия между приводными валами в станках с ЧПУ существует значительный зазор.
Этот зазор необходимо учитывать в процессе фрезерования.
Сила резания, возникающая в процессе фрезерования и обратного фрезерования, может иметь различные последствия.
Согласно принципу силового взаимодействия, сила реакции заготовки на инструмент равна по величине силе, которую инструмент оказывает на заготовку.
Однако направления этих сил совершенно противоположны.
При фрезеровании в правильном направлении сила, действующая на инструмент, равна давлению, оказываемому на инструмент заготовкой, за вычетом силы, создаваемой деформацией инструмента.
При обратном фрезеровании сила на инструменте складывается из двух составляющих. Во-первых, она включает в себя давление, оказываемое на инструмент заготовкой.
Во-вторых, она включает в себя силу, создаваемую деформацией инструмента. Эти две силы вместе определяют общую силу, воспринимаемую инструментом.
(3) Явление «подрезания» возникает, когда концевая фреза используется для прямого фрезерования в процессе фрезерования.
При фрезеровании против волокон концевой фрезой возникает явление подрезания, также известное как явление «перерезания».
Факторы, определяющие величину недобора и перебора, включают несколько переменных.
К этим факторам относятся, среди прочего, материал инструмента, длина хвостовика, диаметр инструмента, а также сила упругой деформации инструмента.
Чем больше длина хвостовика и чем больше сила упругой деформации инструмента, тем больше происходит подрезание.
Чем больше длина стержня и чем больше сила реакции силы упругой деформации, тем больше будет «подрез» и «перерез».
Чтобы избежать возникновения «подреза» и «перереза», следует принять определенные меры. Важно уменьшить слабую деформационную силу инструмента.
Поэтому по возможности следует использовать фрезу большего диаметра.
Однако диаметр фрезы не должен превышать минимальный радиус изгиба контура фрезерования.
Подводя итог, можно сказать, что в случае заготовки без твердой корки и неровностей черновая обработка выберет максимально возможный припуск на резку, поэтому следует использовать гладкое фрезерование;
При получистовой и чистовой обработке припуск на резку меньше. В результате слабая деформационная сила, создаваемая инструментом, также мала.
Поэтому для обработки можно использовать как методы гладкого фрезерования, так и методы обратного фрезерования.
Если нет особых обстоятельств, по возможности следует использовать гладкое фрезерование.
Этот метод помогает улучшить качество поверхности заготовки.
5. Из станка
(1) При фрезеровании на обычных станках часто применяется гладкое фрезерование. При этом инструмент режет сверху вниз.
Во время резки инструмент может врезаться в твердую оболочку или неровные части заготовки. Это приводит к неравномерным усилиям резания.
Однако при обычном фрезеровании горизонтальная сила резания заготовки направлена в том же направлении, что и направление подачи.
Из-за нестабильности силы резания могут возникнуть проблемы.
Обычные фрезерные станки не имеют устройства для устранения зазора между винтом и гайкой на винте продольной подачи.
Это приводит к неравномерной скорости подачи и колебаниям стола. В тяжелых случаях это может даже привести к «поеданию инструмента» и «обкусыванию инструмента».
Возникает даже явление «поедания инструмента» и «жевания инструмента», что приводит к повреждению инструмента и станка, а также может стать причиной несчастных случаев.
При обратном фрезеровании инструмент режет снизу вверх. Зубья врезаются в материал от тонкого к толстому, начиная с уже обработанной поверхности.
Инструмент не врезается в твердую кожу или вогнутые и выпуклые части. Сила резания постепенно увеличивается от меньшего к большему.
В результате зубья фрезы испытывают меньший удар, что делает усилие резания при обратном фрезеровании более плавным.
При обратном фрезеровании сила резания в горизонтальном направлении заготовки полностью противоположна направлению подачи.
Благодаря стабильности силы резания подача при обратном фрезеровании более равномерная. В результате стол не испытывает биения и тряски.
Поэтому при обычной обработке на станках по возможности следует выбирать метод обработки обратным фрезерованием.
(2) Фрезерование на станках с ЧПУ обеспечивает большую точность. Фрезерные станки с ЧПУ имеют устройство, которое устраняет зазор между винтом и гайкой.
Это предотвращает колебания стола, вызванные неравномерными силами резания. При фрезеровании с ЧПУ могут использоваться как обычные методы фрезерования, так и методы обратного фрезерования.
Использование метода обратного фрезерования приведет к образованию заусенцев.
Это также приведет к обработке зубьев вдоль поверхности направляющей на определенном расстоянии.
В результате зубья будут тереться об обрабатываемую поверхность.
Это трение вызывает резкий подъем на поверхности заготовки и приводит к образованию холодного твердого слоя.
Образование холодного твердого слоя увеличивает износ инструмента, тем самым сокращая срок его службы.
Использование метода гладкой фрезерной обработки обеспечивает хорошее качество поверхности заготовки.
При обработке на станке с ЧПУ по возможности применяйте метод плавного фрезерования.
6. Сравнительная сводная таблица выбора гладкого и обратного фрезерования, подробности см. в таблице 1.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что выбор фрезерование Метод измельчения должен основываться на нескольких факторах.
К ним относятся чертеж детали, требования к технологии обработки, материал детали и состояние станка.
Все эти факторы следует рассматривать комплексно.
При обработке плоскости рекомендуется использовать методы обработки концевым фрезерованием; при обработке пазов, зубьев и формовочных поверхностей использовать методы обработки окружным фрезерованием.
При обработке чугуна и твердых материалов с высокой шероховатостью поверхности на фрезерном станке по возможности используйте обратное фрезерование, чтобы избежать повреждения инструмента.
Для черновой обработки по возможности используют обратное фрезерование ввиду твердости и неровности поверхности материала;
Для получистовой и чистовой обработки обычно используют процесс гладкого фрезерования, чтобы улучшить качество поверхности деталей.
Обработка деталей на обычных фрезерных станках, предпочтительный режим обработки обратным фрезерованием; обработка деталей на станках с ЧПУ, предпочтительный режим обработки поточным фрезерованием.
Путем наблюдения новички могут убедиться, что качество поверхности деталей, обработанных гладким фрезерованием, хорошее, а поверхность деталей, обработанных обратным фрезерованием, будет иметь заусенцы и плохую отделку.
Разумный выбор режима обработки плавным фрезерованием и обратным фрезерованием может улучшить качество обработки, повысить эффективность обработки и срок службы инструмента.
FAQ:
Попутное фрезерование, также называемое попутным, означает, что фреза вращается в направлении подачи заготовки, перемещая её от большей толщины к меньшей. Обратное фрезерование, или встречное, означает, что фреза вращается в направлении, противоположном направлению подачи, перемещая её от меньшей толщины к большей. Разница заключается главным образом в направлении входа зубьев и возникающей в результате силе резания.
Новички часто путают вращение шпинделя с направлением фрезерования. Дело не во вращении шпинделя, а в направлении направление, в котором зубья фрезы входят в материалЕсли фреза движется по направлению подачи, это прямое фрезерование. Если она движется против направления подачи, это обратное фрезерование.
Обратное (встречное) фрезерование предпочтительно для черновой обработки. Поскольку шероховатые поверхности часто имеют оксидные слои и разную твёрдость, обратное фрезерование предотвращает прямое соприкосновение фрезы с твёрдой коркой, защищая инструмент и предотвращая его чрезмерный износ.
Поступательное фрезерование обеспечивает лучшее качество поверхности, меньше заусенцев и более высокую точность обработки. Поскольку фреза движется от толщины к тонкому, снижается трение и обеспечивается более гладкая поверхность, что делает её идеальным вариантом для получистовой и чистовой обработки.
При обратном фрезеровании зубья фрезы скользят по обрабатываемой поверхности перед началом резания, создавая трение и нагрев, что сокращает срок службы инструмента. При прямом фрезеровании фреза непосредственно входит в контакт с материалом, что снижает скольжение и тепловыделение, тем самым продлевая срок службы инструмента.
Да. За твердые материалы Например, для обработки чугуна или закаленных поверхностей лучше использовать обратное фрезерование, чтобы избежать повреждения инструмента. мягкие материалы как и в случае алюминиевых сплавов или низкоуглеродистой стали, оба метода возможны, но часто предпочтение отдается прямому фрезерованию из-за эффективности и качества.
При прямом фрезеровании создаётся направленная вниз сила, которая прижимает заготовку к столу, повышая устойчивость. При обратном фрезеровании создаётся направленная вверх сила, которая стремится приподнять заготовку, что может снизить эффективность зажима и точность обработки.
На станках с ЧПУ обычно рекомендуется прямое фрезерование. Станки с ЧПУ позволяют устранить люфт между винтами и гайками, обеспечивая стабильную подачу. Прямое фрезерование также обеспечивает более высокое качество поверхности и уменьшает образование заусенцев по сравнению с обратным фрезерованием.
Для обычных фрезерных станков обратное фрезерование безопаснее. Поскольку обычные станки часто не оснащены устройствами устранения люфта, прямое фрезерование может привести к внезапному зацеплению инструмента («заеданию инструмента»), что приводит к вибрации, повреждению инструмента и даже к несчастным случаям.
Ключевые факторы включают в себя:
Материал заготовки (твердый или мягкий)
Этап обработки (черновая обработка против чистовой)
Соображения относительно срока службы инструмента
Припуск на резку и жесткость зажима
вид машины (обычный и ЧПУ)
Комплексный анализ этих факторов обеспечивает повышение качества обработки, эффективности и производительности инструмента.
Соломон Янг — профессионал в производственной отрасли с обширным опытом работы в производстве электронных, механических и промышленных компонентов. Занимая различные должности в американских и тайваньских производственных компаниях, он приобрел всестороннее понимание производственных процессов, управления производством, контроля качества и операций в глобальных цепочках поставок.
Обладая опытом в развитии бизнеса, организации продаж, международной торговле, управлении взаимоотношениями с клиентами и поддержке инженерных проектов, Соломон сочетает технические знания с коммерческой стратегией для предоставления инновационных и экономически эффективных производственных решений. Он увлечен передовыми производственными технологиями, совершенствованием процессов и непрерывным профессиональным ростом, твердо привержен созданию ценности для клиентов и партнеров по всему миру.
