Попутное резание против обычного резания: когда использовать попутное фрезерование в производстве

Попутная резка обеспечивает самую чистую и точную поверхность при фрезеровании на станках с ЧПУ, но только тогда, когда станок и установка могут выдерживать силы резания. Для производителей роликов и цехов тяжелого оборудования это условие обычно соблюдается.

В этой статье объясняется, что такое постепенная резка, чем она отличается от обычной резки и когда следует выбирать ту или иную стратегию в реальном производстве.

Что такое подъемная резка?

При попутном фрезеровании фреза вращается в том же направлении, что и подача заготовки. Режущий зуб входит в материал на всю толщину стружки и утончает стружку к концу зацепления. При обычном фрезеровании зуб начинается с нулевой толщины стружки, трётся о поверхность и в конце достигает максимальной толщины.

Попутную резку также называют попутным фрезерованием; обычный называется фрезерованием. Названия указывают, движется ли инструмент «вниз» при вращении или «вверх» против него.

Подвижная резка и традиционная резка: краткий обзор

Как толщина стружки влияет на стойкость и точность инструмента

Толщина стружки является основной причиной, по которой современные станки с ЧПУ предпочитают попутную резку. При обычном резании пластина или концевая фреза начинают работу с нулевой стружкой, что означает, что кромка толкает, а не срезает. Это приводит к трению, нагреву и наклепу многих сталей. Когда инструмент вгрызается глубже, он ударяется о затвердевший слой и изнашивается быстрее.

Попутное резание начинается с максимальной загрузки стружки. Край немедленно срезает материал, уменьшая накопление тепла и делая поверхность более гладкой. Сила резания также стремится прижать заготовку к столу, что обеспечивает устойчивость детали.

Эта стабильность имеет значение при фрезеровании длинных цилиндрических заготовок, таких как валки. Сила резания, направленная вниз, помогает удерживать валик напротив V-образного блока или люнета. Это одна из причин, по которой производители мощных вальцефрезерных станков с ЧПУ программируют подъемные проходы в качестве стратегии чистовой обработки по умолчанию.

Почему важны жесткость машины и контроль люфта

Попутная резка имеет один известный недостаток: при наличии люфта или недостаточной жесткости станок фреза может захватить заготовку и потянуться вперед. Это может привести к покачиванию стола, поломке инструмента или появлению волнистой поверхности. Именно поэтому старые станки с ходовыми винтами и без компенсации люфта традиционно работали в обычном режиме.

На станке с ЧПУ с ШВП, направляющими с предварительным натягом и правильной настройкой сервопривода люфт минимален. Подъемная резка становится не только безопасной, но и предпочтительной. Для тяжелых фрезерных операций требуется прочный шпиндель и устойчивая установка крепления. Вальцешлифовальные и накатные станки созданы в соответствии с этим стандартом.

Вибрация является еще одним фактором. Попутная резка обычно вызывает меньшую вибрацию, чем обычная резка, особенно когда инструмент входит в зацепление под постоянным углом. Но если инструмент начнет вибрировать, это может привести к появлению дребезжащих следов. Более подробно это обсуждается в соответствующей статье на управление вибрацией в валкошлифовальных станках с ЧПУ .

Попутная резка при накатке канавок и вырубке

Для нарезки канавок в валках требуется нарезать точные узоры на валках из закаленной стали или чугуна. Как черновой, так и чистовой проходы должны обеспечивать жесткие допуски на ширину, глубину и положение канавок. Попутная резка помогает несколькими способами: она обеспечивает более чистый рез, уменьшает образование заусенцев и продлевает срок службы формовочных инструментов и твердосплавных пластин с покрытием.

В производстве обычной практикой является использование обычной резки для первого прохода черновой обработки при наличии окалины или неровной поверхности, а затем переключение на попутную резку для чистовой обработки. Причина проста: грубая шкурка может привести к сколу твердосплавной кромки, если первое зацепление будет слишком агрессивным. Как только поверхность станет чистой, попутная резка обеспечит точность, необходимую для окончательного контура.

Чистота поверхности и консистенция на поверхностях валков

Для поверхностей валков разницу в шероховатости поверхности можно измерить значениями Ra или Rz. По нашему опыту, переключение чистового прохода с обычного на попутное резание может значительно улучшить шероховатость поверхности, если траектория инструмента правильно отрегулирована. Уменьшение истирания также снижает вероятность размазывания, что критически важно для валков, которые текстурируют листовой металл или тисняют узоры.

Параметры попутной резки, требующие корректировки

Переход от традиционной резки к попутной резке – это не просто смена направления. Вам необходимо настроить несколько параметров:

1. Подача на зуб: поскольку образование стружки различно, вам может потребоваться увеличить подачу, чтобы сохранить ту же скорость съема металла.
2. Скорость резания: попутная резка обычно допускает более высокие скорости, поскольку тепло отводится вместе со стружкой, но проверьте предел на материале заготовки.
3. Радиальное зацепление: при попутном фрезеровании канавки валка угол входа меняет толщину стружки; соответствующим образом спланируйте траекторию инструмента.
4. Биение инструмента: благодаря более тонкой выходной стружке любое биение становится более заметным на шероховатой поверхности.

Для рулонных материалов, таких как инструментальная сталь D2 или закаленный чугун, отправной точкой является небольшая радиальная глубина резания (0,5–1,0 мм) в режиме подъема и подача около 0,1–0,2 мм на зуб, а затем уточняется в зависимости от полученного результата.

Как прокатные цеха используют попутную резку на практике

В типичной мастерской по ремонту валков процесс начинается с обычного фрезерования для удаления поврежденного слоя. Затем оператор переключается на попутную резку для последнего прохода, определяющего профиль канавки. Поскольку попутная резка оставляет поверхность более чистой, рулон поступает на шлифовальный станок с меньшим количеством удаляемой заготовки, что сокращает общее время цикла.

Автоматический валко-фрезерный станок с ЧПУ и шестиосным управлением Siemens Этот станок, предназначенный для прецизионного ремонта валков, оснащен жесткой цельной станиной и закаленными направляющими для попутного фрезерования профилей канавок. Шестиосное управление Siemens и шпиндель с высоким крутящим моментом обеспечивают точную контурную резку закаленных валков, сокращая время шлифования. Посмотреть продукт →

Другое распространенное применение — нарезание нитевидных ребер на валках с канавками. Попутное фрезерование обеспечивает более острую кромку гребня ребра, что влияет на качество конечного продукта при прокатке прутков и проволоки. Вот почему мощные валко-фрезерные станки с ЧПУ запрограммированы на стратегию контролируемого подъема для этих контуров.

Выбор машины для надежной попутной резки

Не каждый фрезерный станок хорошо выполняет попутное резание. Станок должен иметь жесткую раму, безлюфтовую систему подачи и шпиндель, способный сохранять крутящий момент на умеренных оборотах. Для валкового фрезерования это обычно означает станок с тяжелой коробчатой ​​или закаленной конструкцией направляющих, а не станок малой мощности.

Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ XKV1800 с усиленной конструкцией для тяжелых условий эксплуатации Эта вертикальная фреза, предназначенная для стабильного попутного фрезерования, имеет закаленный фюзеляж и беззазорные шарико-винтовые передачи. Большой рабочий ход и грузоподъемность стола 2000 кг позволяют обрабатывать тяжелые отливки и стальные детали, обеспечивая жесткость, необходимую для плавного реза твердых поверхностей. Посмотреть продукт →

Усиленные фрезерные станки с ЧПУ разработаны с учетом этого. Они обеспечивают жесткость, необходимую для поглощения ударов при первоначальном контакте со стружкой и сохраняют точность при длительных проходах по закаленным поверхностям валков.

Перелазная резка — это не единый метод; это решение, которое вы принимаете для каждого прохода. Используйте обычную резку, чтобы преодолеть суровые, чешуйчатые или нестабильные условия. Используйте попутную резку для чистовых проходов, где качество поверхности и срок службы инструмента имеют наибольшее значение. На современном прокатно-фрезерном оборудовании с ЧПУ попутная резка должна быть частью вашей стратегии чистовой обработки по умолчанию.