Причины поломки фрез

  • 29 ноября 2017

Предлагаем вашему вниманию полезные советы, которые помогут избежать поломки фрезы.


Для фрезерования с предельной точностью и скоростью необходима абсолютно безупречная работа всех компонентов технологического процесса. В первую очередь это относится к механической части фрезера, его жёсткости и умения оперативно и плодотворно подавлять вибрации. Крепеж изделия на рабочей поверхности также не в меньшей степени влияет на качество отделки. Значительную роль играет скорость и чёткость работы системы ЧПУ, а также качество и безукоризненность управляющих программ для обработки. При этом одним из неоспоримых слагаемых качества процесса фрезерования является совершенство режущего инструмента. Поэтому необходимо соблюдать некоторые рекомендации по эксплуатации, чтобы избежать поломки фрез.

Проблема

Возможные причины

Устранение

Интенсивный износ по тыльной части

- вибрации

- увеличение t

- образование шелушения на заготовке

- затрудненный отвод стружки

- неверные режимы фрезерования

- повысить подачу

- использовать попутное

фрезерование

- правильно организовать эвакуацию стружки

- назначить рекомендуемые

режимы фрезерования

Выход из строя инструмента

- повышенная глубина фрезерования

- высокая подача

- предельный вылет

- разбить глубину на серию подходов

- снизить подачу

- понизить вылет инструмента

- подобрать подходящий диаметр фрезы

Выкрашивание режущей кромки

- увеличенная подача

- вибрации

- неподходящая скорость фрезерования

- малая жёсткость инструмента

- нежёсткое

закрепление детали

- прочный материал заготовки

- уменьшить подачу

- увеличить скорость фрезерования

- использовать инструмент с увеличенным углом

подъёма винтовых стружечных

канавок

- понизить вылет фрезы и

подобрать необходимый диаметр фрезы

- проверить, не сдвинулась ли заготовка

- использовать фрезу с упрочняющим

скруглением ножа

Наростообразование

- ошибочный режим

фрезерования

- слишком клейкий материал заготовки

- повысить скорость фрезерования

- использовать более остроконечный инструмент

- организовать более плотную подачу СОЖ в рабочую зону

Вибрации

- нежёсткость фрезы

- слабое закрепление

детали

- повышенный вылет

- радиальное биение

шпинделя

- асинхронная подача

- ошибочные режимы

резания

- увеличить жёсткость инструмента

- снизить силу фрезерования

- снизить

глубину и ширину

фрезерования

- использовать фрезу с малым количеством зубьев

- использовать более остроконечный инструмент

- снизить вылет фрезы

- подобрать фрезу с увеличенным углом

подъёма винтовых стружечных канавок

- снизить подачу и скорость

фрезерования

- проверить биение шпинделя и выбрать более точный вспомогательный инструмент

Плохое качество

обработанной поверхности

- вибрации

- ошибочные режимы

фрезерования

- затрудненная эвакуация стружки

- износ инструмента

- наростообразование

- радиальное биение

шпинделя

- исследовать износ фрезы

- снизить подачу

- увеличить скорость фрезерования

- подобрать фрезу с увеличенным углом

подъёма винтовых стружечных канавок

- создать условия для правильной эвакуации

стружки

- проверить биение шпинделя и выбрать более точный вспомогательный инструмент

- применять попутное фрезерование

Общие рекомендации для правильной эксплуатации фрез:

  • Выбранному диаметру фрез должны соответствовать мощность и жёсткость оборудования.
  • По возможности необходимо производить обработку с минимальным вылетом фрез.
  • При выборе числа зубьев необходимо, чтобы одновременно в резании не участвовало слишком много режущих элементов, так как это приведёт к вибрациям, и чтобы их было достаточно для обеспечения плавности процесса фрезерования.
  • Толщина срезаемого слоя при выбранной подаче на зуб не должна приводить к интенсивному износу фрез.
  • Фрезеровать необходимо несколькими проходами на меньшую глубину за проход и с более высокой скоростью подачи.
  • Зажимать в патроне или цанге не менее одной трети общей длинны фрез.
  • Правильно подбирать материал: Твердый сплав (НМ) чувствителен к ударам и вибрациям. Требования: использовать более качественный шпиндель – это исключит или минимизирует биения. Также стоит подобрать качественный цанговый зажим, более жесткое крепление материала и более тяжелую станину. Данный сплав имеет показатель прочности в несколько раз выше, чем у быстрорежущей стали, но работает на пониженных оборотах фрезера. Быстрорежущая сталь (HSS) применяется там, где твердосплав очень чувствителен к нагрузкам, и жесткость станка недостаточна. Фрезы HSS изготовлены для работы на повышенных оборотах фрезера. А при использовании дополнительных покрытий фрезы, например, Нитрида титана (TiN), ресурс инструмента возрастет прямо пропорционально количеству оборотов и подаче.
  • Во избежание появления вибраций следует максимально жестко закрепить деталь.
  • При выборке отверстий более 35 мм следует понижать обороты фрезера.
  • При обработке твердых заготовок фрезер должен работать на повышенных оборотах.
  • На кромочных фрезах необходимо периодически смазывать подшипник. Это значительно увеличит срок службы фрезы.
  • При работе с шаблонами необходимо убедиться в их надежном креплении к заготовке и подбирать длину фрезы с учетом толщины шаблонов и заготовки.
  • При резке акрила и алюминия желательно для охлаждения инструмента использовать смазывающую и охлаждающую жидкость (СОЖ). В качестве СОЖ может выступать обыкновенная вода или универсальная смазка WD-40 (в баллончике).
  • При покупке фрез производства КНР необходимо убедиться в надежности поставщика и качестве инструмента, так как использование сомнительных фрез может привести к порче оборудования и заготовки, а также представляет известную опасность для здоровья рабочего персонала.
  • Необходимо правильно подобрать диаметр хвостовика в случае концевых фрез. Он должен совпадать с цангой на оборудовании. Чаще всего используются варианты 6, 8 и 12 мм в метрической системе и ¼ или ½ в дюймовой, причем они не взаимозаменяемы и не подходят одна к другой. Поэтому необходимо в документации найти диаметр посадочного отверстия на используемом оборудовании, а лучше и вовсе приобрести набор цанг, чтобы возможно было использовать любые типы оснастки.
  • Выбор правильной конструкции инструмента также важен. По своей конструкции фрезы могут быть монолитными, сборными, когда к металлической основе припаяны твердосплавные напайки, и со сменными фрезами, когда режущие элементы прикреплены винтами, и когда одна сторона затупится, можно перевернуть их на другую и работать дальше (минус – это меньшее количество зубьев, что отражается на производительности). Монолитность фрезы не позволяет регулировать положение зубьев при износе и их восстановление в результате поломки. Сборная не регулируется, не подлежит восстановлению после поломки. Для восстановления заточки ее необходимо снимать с фрезера.
  • Стоит обратить внимание и на нагрев фрез, так как выделяемое тепло ускоряет износ и затупление режущей кромки инструмента. При этом скорость фрезерования прямо пропорциональна выделяемому теплу и степени нагрева лезвия инструмента. При определенной температуре острие фрезы теряет изначальную твердость, вследствие чего фреза затупляется и дальше не обрабатывает поверхность. Температура, при которой режущая кромка фрезы теряет твердость, различна для быстрорежущей стали и для твердых сплавов. Быстрорежущая сталь теряет режущие свойства при температуре 550 °С; твердые сплавы сохраняют режущие свойства при температуре порядка 800…1000 °С – это говорит в пользу твердого сплава.