Содержание статьи:
Фрезерование на станке с числовым программным управлением (ЧПУ) является одной из самых востребованных технологий обработки металлов. Этот процесс сопровождается образованием металлической стружки, которая зависит от ряда факторов, таких как тип металла, параметры фрезы и режимы резания. Важно правильно анализировать и классифицировать различные виды стружки, образующиеся при фрезеровании, поскольку они могут повлиять на качество обработки, износ инструмента и эффективность работы станка.
В этой статье мы рассмотрим основные виды металлической стружки, которые образуются при фрезеровании, а также способы их предотвращения и управления для повышения производительности работы на станке с ЧПУ.
Фрезерование — одна из самых популярных услуг, используемых для обработки невращающихся и ромбовидных деталей, применяемых в различных отраслях промышленности. Фрезерные станки используют высокоскоростные фрезы для придания обрабатываемому объекту желаемой формы. Резак разрезает металл на заготовке на стружку. Эти стружки отделяются от заготовки сразу же после выполнения резки.
Формы и размеры этих стружек различаются в зависимости от типа используемых материалов заготовки, условий резки и деформации, вызванной во время процесса. Произведенные таким образом металлические остатки различаются в зависимости от их формы на простые (сливная), непрерывные стружки с нарастающей кромкой, а также неоднородные (надлосмленные).
Что такое металлическая стружка и почему важно её изучение
Металлическая стружка представляет собой отходы, образующиеся в процессе резания материала. Важно понимать её тип и характер, чтобы:
- Оптимизировать рабочие параметры станка с ЧПУ.
- Снизить износ инструмента.
- Повысить качество обработки.
- Предотвратить перегрев и повреждение деталей.
Типы стружки, получаемой во время фрезерной металлообработки на станках с ЧПУ
Металлическая стружка, возникающая при фрезеровании, делится на несколько типов в зависимости от механизма её образования и формы. Рассмотрим самые распространенные из них.
Листовая стружка (пластическая)
Листовая стружка является одним из самых распространенных типов, образующихся при фрезеровании мягких и средних металлов. Такая стружка имеет плоскую форму и часто напоминает тонкие полоски или листы. Она образуется при интенсивном пластическом деформировании материала, когда резец действует на металл с большой силой и под углом. Листовая стружка характерна для процессов с низким оборотом инструмента и высокой подачей.
Преимущества:
- Хорошо удаляется из рабочей зоны.
- Подходит для работы с мягкими металлами, такими как алюминий.
Недостатки:
- Может приводить к перегреву инструмента при неправильных режимах резания.
Спиральная стружка
Спиральная стружка формируется при фрезеровании твердых и жестких материалов. Она имеет витковую форму, напоминая спираль или кольца. Такой тип стружки обычно возникает при высоких оборотах и умеренной подаче, когда инструмент срезает металл с определенным углом. Спиральная стружка часто встречается при обработке стали, титана и других твердых сплавов.
Преимущества:
- Меньше загрязняет рабочую зону.
- Образуется при более высоких оборотах, что способствует качественной обработке.
Недостатки:
- Может занимать больше пространства в рабочей зоне.
- Требует повышенного внимания к отводу стружки.
Осколочная стружка
Осколочная стружка характеризуется резкими углами и неровными краями, напоминающими осколки. Она часто возникает при обработке хрупких и трудных для резания материалов, таких как некоторые сплавы титана или чугуна. При этом процесс фрезерования сопровождается высоким уровнем вибрации и силы удара, что приводит к быстрому разрушению кромки материала.
Преимущества:
- Может помочь в быстром удалении материала.
- Эффективна при фрезеровании твердых, но хрупких металлов.
Недостатки:
- Высокая нагрузка на инструмент, ускоренный износ.
- Высокий риск повреждения поверхности материала.
Волоконная стружка
Волоконная стружка появляется при обработке материалов с волокнистой структурой, таких как некоторые нержавеющие стали или сплавы с высокими теплофизическими характеристиками. Это тип стружки характеризуется длинными и тонкими волокнами, которые могут быть свернуты в спиральные формы или иметь другую непредсказуемую форму. Волоконная стружка требует особого внимания при организации системы удаления стружки и поддержания стабильных режимов резания.
Преимущества:
- Подходит для работы с высококачественными сплавами.
- Позволяет достичь высокой точности обработки.
Недостатки:
- Часто приводит к забиванию системы охлаждения и отводу стружки.
- Требует точной настройки параметров работы.
Мелкокусковая стружка
Мелкокусковая стружка образуется при фрезеровании очень твердых материалов, таких как высокоскоростные стали, керамика и другие высокопрочные сплавы. Такая стружка выглядит как мелкие кусочки или порошковидные образования, которые имеют невысокую степень пластичности. Мелкокусковая стружка характерна для фрезерования с очень малыми подачами и высокими оборотами.
Преимущества:
- Очень легка в удалении.
- Образуется при высокой точности и минимальной нагрузке на инструмент.
Недостатки:
- Могут возникнуть трудности с охлаждением.
- Высокая вероятность перегрева материала.
Прерывистая стружка
Прерывистая стружка имеет неоднородную форму и обычно деформируется из-за повторного разрушения. Известно, что заготовки, произведенные из твердых и хрупких металлов, таких как чугун, латунь и бронза, создают прерывистую стружку. Ковкие заготовки также производят прерывистую стружку в случаях, когда трение между заготовкой и режущим инструментом станка велико.
Прерывистая стружка образуется по таким причинам, как низкая скорость подачи, высокая скорость резания, инструмент с небольшим углом наклона, глубокий разрез материала и так далее. Образование прерывистой стружки на хрупких материалах помогает улучшить чистоту их поверхности и снижает энергопотребление. Однако образование прерывистой стружки в пластичных материалах приводит к ухудшению качества поверхности, а также может увеличить время металлообработки.
Непрерывная стружка
Непрерывная стружка, также называемая стружкой ленточного типа, однородна и не имеет поломок или отдельных сегментов, что делает ее уникальной. Она образует собой длинную катушку. Непрерывная стружка получается при резке пластичных материалов, таких как алюминий, низкоуглеродистая сталь, мягкая сталь и т.д. Она имеет крошечные зазубрины на верхней стороне, в то время как нижняя сторона более гладкая и блестящая.
Непрерывная стружка образуется при использовании заготовок из пластичных материалов. Высокие скорости резания, большой угол наклона режущего инструмента, малая глубина резания, низкий коэффициент материала и низкое трение являются основными факторами, приводящими к образованию непрерывной стружки.
Неоднородная стружка
Неоднородная стружка, также называемая зубчатой стружкой, является полунепрерывной. Она напоминает зубья пилы по внешнему виду из-за зон низкой и высокой деформации сдвига. Она обычно формируется из металлов с низкой теплопроводностью или механической прочностью при термическом размягчении. Титановые сплавы, никель и аустенитная нержавеющая сталь являются примерами материалов для заготовок, которые могут образовывать неоднородную стружку при механической металлообработке.
Непрерывная стружка с нарощенными краями
Хотя этот вид стружки очень похож на непрерывный, он не такой гладкий. Эта стружка образуется при резке пластичных материалов при высоких температурах и на высоких скоростях. В таких сценариях трение, возникающее между режущим инструментом и обрабатываемой деталью, слишком велико.
Таким образом, стружка прилипает к краям инструмента. Когда эти стружки складываются в последовательные слои, образуются кромки, построенные инструментом. Размер этих нарощенных кромок непрерывно меняется во время резки. Высокая температура и давление между инструментом и материалом заготовки, использование неподходящей охлаждающей жидкости, высокое трение на поверхности режущего инструмента и обработка пластичных материалов являются распространенными причинами формирования непрерывной металлической стружки с нарощенными краями.
Приведенная выше информация поможет вам понять причины образования металлической стружки при фрезеровании и ее типы.
Если вы ищете надежного партнера для промышленного фрезерования металлических изделий, то компания Артель из Тольятти – это лучший выбор. Своим партнерам мы предоставляем различные виды фрезерных услуг с ЧПУ, включая растачивание, накатку, торцевое фрезерование, облицовку, развертку, жесткую токарную обработку, отрезку и нарезку канавок, периферийное фрезерование и так далее.
Как выбрать оптимальный тип стружки для фрезерования
Правильный выбор типа стружки зависит от множества факторов, таких как тип обрабатываемого материала, характеристики инструмента и используемые режимы резания. Рассмотрим несколько рекомендаций:
Использование высокоскоростных сталей
Если в процессе фрезерования используется высокоскоростная сталь, для достижения оптимального результата стоит использовать спиральную стружку. Это поможет снизить нагрузки на инструмент и повысить качество обработки.
Охлаждение и отвод стружки
Для эффективного удаления стружки важно правильно настроить систему охлаждения. Это особенно важно при обработке твердых металлов, таких как титан или нержавеющая сталь, где возможен перегрев.
Контроль вибраций
Использование оборудования с системой контроля вибраций поможет избежать образования осколочной и волоконной стружки, что может привести к повреждению как материала, так и инструмента.
Как выбрать оптимальные параметры для минимизации проблем со стружкой
Настройка станка
Для каждого материала важно правильно настроить скорость резания, подачу и угол атаки инструмента. Например, для пластичных металлов рекомендуется использовать умеренные скорости и малые углы атаки.
Использование системы отвода стружки
Эффективная система отвода предотвращает забивание и повышает производительность. При обработке спиральной или волоконной стружки обязательно использование мощного охлаждения.
Контроль температуры
Перегрев приводит к деформации материала и ускоряет износ инструмента. Использование охлаждающих жидкостей минимизирует эти риски.
Заключение
Виды металлической стружки, образующейся при фрезеровании на станке с ЧПУ, напрямую зависят от материала, параметров резания и типа инструмента. Понимание характеристик и особенностей стружки помогает оптимизировать процессы обработки, повысить качество продукции и продлить срок службы оборудования.
Металлическая стружка, образующаяся при фрезеровании на станке с ЧПУ, представляет собой важный элемент процесса обработки, который может существенно влиять на производительность, качество и срок службы оборудования. Знание типов стружки и понимание того, как они образуются, поможет оптимизировать процессы фрезерования, повысить эффективность работы и снизить износ инструмента.
При выборе параметров фрезерования важно учитывать все особенности материала и оборудование, чтобы минимизировать количество отходов и добиться наилучших результатов в обработке металлов.