JS Precision

Nella lavorazione CNC, ti sei mai trovato ad affrontare i seguenti problemi: segni di vibrazione su una superficie completata, come imperfezioni su un capolavoro, guasti prematuri degli utensili in un momento critico, con conseguenti tempi di fermo della produzione e spese aggiuntive, oppure l'impostazione sicura dei parametri per poi ritrovarti con un pezzo finito male?

Questi problemi apparentemente non correlati hanno generalmente la stessa radice: la scelta inadeguata delle fresatrici CNC. Come insegna il vecchio adagio, "Se vuoi fare bene il tuo lavoro, devi prima affilare gli utensili". Una fresa scelta correttamente per il lavoro specifico è la chiave per una lavorazione produttiva e di qualità.

Questo articolo, che riassume in poche parole l'esperienza pluriennale di JS Precision, ti guiderà attraverso il processo di scelta della fresa giusta e risolverà i tuoi problemi di lavorazione meccanica.

Riepilogo delle risposte principali

Come scegliere una fresa? Esperienza nella scelta della fresa di precisione JS

JS Precision vanta oltre 15 anni di esperienza ingegneristica nella fresatura CNC e ha assistito più di 800 clienti provenienti da 12 settori, tra cui quello aerospaziale, medico e automobilistico, nella lavorazione di parti fresate CNC e nella scelta delle frese.

Abbiamo completato oltre 200 ordini di lavorazione di materiali. Ad esempio, abbiamo aiutato un produttore di componenti per aeroplani a migliorare del 35% l'efficienza nella fresatura di componenti in lega di titanio. Abbiamo anche risolto problemi di incollaggio degli utensili in lega di alluminio per un'azienda di elettronica, riducendo il tasso di scarto dal 12% al 3%.

Abbiamo inoltre prolungato la durata della fresa da 2 a 5 ore per un cliente che produceva componenti medicali in acciaio inossidabile 316 in grandi quantità, migliorando le scanalature e i rivestimenti e riducendo i tempi di fermo per il cambio utensile del 60% in termini diretti.

Non si tratta di consigli teorici, ma di una soluzione pratica elaborata dal nostro team attraverso il debug e la messa a punto sperimentale di fresatrici CNC. Che abbiate colli di bottiglia in termini di efficienza nella produzione di massa o problemi di qualità in piccoli lotti di componenti di precisione, in questa guida troverete la fresa più adatta alla vostra fresa CNC .

Questa capacità professionale ha ricevuto attenzione anche da TechBullion , che ha menzionato nel suo rapporto la nostra accumulazione tecnologica e la nostra esperienza nei servizi industriali nel campo della produzione di precisione.

JS Precision è in grado di fornire soluzioni di fresatura specializzate in base ai materiali di lavorazione e ai parametri di fresatura CNC. Possiamo fornirvi un report di selezione entro 24 ore dalla ricezione della richiesta e avviare la produzione immediatamente dopo la conferma della soluzione, per consentirvi di risolvere rapidamente i punti critici della lavorazione di componenti fresati CNC .

Fresa: il componente di taglio principale degli utensili per lavorazione CNC

La fresa è l'elemento di taglio più importante delle macchine utensili CNC e la chiave per garantire una fresatura precisa. È definita in modo sintetico: un utensile da taglio rotante multitagliente che rappresenta il "terminale di esecuzione" di un centro di lavoro CNC, che produce il pezzo tramite taglio. È il collegamento tra la progettazione digitale e il prodotto finito fisico.

Una fresa corretta ha un'influenza diretta su tre aspetti:

• Efficienza di lavorazione: velocità di asportazione del metallo. Una fresa eccellente, ad esempio, può rendere la lavorazione dell'alluminio più efficiente di oltre il 20%.
• Qualità del prodotto finito: precisione delle dimensioni, precisione della forma e finitura superficiale , con una precisione di ±0,005 mm.
• Costi di produzione: durata dell'utensile, tempi di cambio utensile e tasso di scarto. Una fresa di qualità superiore può ridurre i cambi utensile del 30%.

In breve, le frese sono un elemento fondamentale del processo di produzione, in cui "una piccola differenza può comportare un errore enorme".

JS Precision è specializzata nella produzione di frese CNC personalizzate. Che si tratti di lavorazioni CNC di componenti in acciaio, alluminio o leghe di titanio, disponiamo della soluzione di fresatura più adatta per aiutarvi a ottenere stabilità di processo e miglioramento della qualità del prodotto finale.

Metodologia di base: 5 passaggi fondamentali per scegliere la fresa giusta

Non è necessario procedere alla cieca nella scelta della fresa. Segui questi 5 passaggi per scegliere quella giusta. Questi 5 passaggi abbracciano in modo completo tutti gli aspetti della scelta della fresa, dai requisiti più elementari alle ottimizzazioni più approfondite.

Fase 1: ispezionare il pezzo in lavorazione - iniziare con le proprietà del materiale

Iniziate con il materiale del pezzo da lavorare (acciaio, alluminio, lega di titanio, materiale composito, ecc.), la durezza e le condizioni del trattamento termico. Questa è la regola più semplice per la scelta di una fresa. Il materiale dell'utensile varia notevolmente a seconda dei materiali. Ecco una breve tabella comparativa tra materiali standard e materiali per utensili:

Fase 2: identificare l'attività: sgrossatura, finitura o lavorazione meccanica speciale?

Selezionare il tipo di utensile iniziale in base all'operazione di lavorazione:

• Per la sgrossatura (elevata velocità di asportazione del materiale), utilizzare frese a candela o frese frontali. Queste frese presentano grandi tasche per i trucioli e asportano il metallo tagliando ad alta velocità.
• Per la finitura o la quasi-contornatura, utilizzare frese a testa sferica o frese a testa sferica. Hanno taglienti più affilati e lasciano una superficie più liscia.
• Utilizzare frese di formatura o frese a T utilizzate per forme di lavorazione specifiche per requisiti di lavorazione insoliti (come incisione o scanalatura).

Fase 3: Controllare la macchina utensile: l'attrezzatura è il "soffitto".

Controllare la potenza, la rigidità, la velocità massima e il sistema di serraggio (BT, HSK, ecc.) della fresatrice CNC. Ad esempio, una fresatrice CNC con potenza inferiore a 5 kW non è adatta per frese di grandi dimensioni con diametro superiore a 20 mm. In caso contrario, la fresatura risulterebbe "sovraccarica", con conseguenti vibrazioni e riduzione della precisione.

In caso di utilizzo di una pinza ER come sistema di serraggio, assicurarsi che la scentratura sia ≤0,005 mm per non compromettere la precisione della fresa.

Fase 4: Bloccare i parametri: diametro, numero di scanalature, lunghezza delle scanalature e geometria

• Diametro: scegliere in base alla natura del pezzo e alle dimensioni della cavità. Ad esempio, per un foro profondo 10 mm, sarebbe preferibile una fresa con diametro di 8-12 mm.
• Numero di taglienti: le frese multi-tagliente (4-6 taglienti) sono più adatte per materiali duri come acciaio e ghisa, per una migliore resistenza all'usura. Le frese con meno taglienti (2-3 taglienti) sono più adatte per metalli non ferrosi e alluminio, per una semplice asportazione di truciolo.
• Geometria: angolo di elica di 30°-45° per lavorazioni meccaniche generali, angolo di spoglia di 10°-15° per materiali morbidi e angolo di spoglia di 8°-12° per ridurre l'attrito tra pezzo in lavorazione e utensile.

Fase 5: Selezione finale: rapporto qualità-prezzo del rivestimento e del marchio

Rivestimenti e usi comuni:

• Rivestimento TiN: per uso generico, particolarmente indicato per la lavorazione di acciaio e alluminio. Economico, con un prezzo di circa 50-80 dollari a fresa.
• Rivestimento TiAlN colorato: altamente resistente alle temperature, per lavorazioni ad alta velocità e di materiali duri. Prezzo intorno agli 80-120 dollari USA.
• Rivestimento TiCN: altamente resistente all'usura, per la lavorazione della ghisa, con un prezzo di circa $ 70-100.

Nella scelta di una fresa, è importante bilanciare costo e prestazioni. Ad esempio, nella lavorazione in serie, la fresa rivestita in TiAlN è più costosa per pezzo, ma dura più a lungo e costa complessivamente meno.

Il servizio di fresatura CNC online di JS Precision può suggerire la fresa più adatta al vostro materiale, alle specifiche della fresa CNC e ai requisiti di lavorazione in questi cinque semplici passaggi. È inoltre possibile scegliere senza rischi con frese di prova gratuite.

Evita questi errori: 5 errori spesso trascurati nella scelta di una fresa

Nella scelta di una fresa, i seguenti cinque errori apparentemente banali possono causare perdite enormi e devono essere evitati:

1. Trascurare l'evacuazione dei trucioli? I trucioli che si avvolgono attorno alla fresa, graffiano la superficie lavorata e persino scheggiano l'utensile sono causati da una progettazione inadeguata del truciolo. Ad esempio, durante la tornitura di leghe di alluminio, se la cavità per i trucioli è inadeguata, i trucioli si attaccheranno al tagliente, causando bave sulla superficie lavorata.

2. Inseguire troppo un "utensile universale"? Cercare di lavorare tutto con una sola fresa vi costerà caro. Ad esempio, la finitura con una fresa per sgrossatura può ridurre la durata dell'utensile di oltre il 50% e la produttività della lavorazione.

3. Ignorare la precisione del sistema di serraggio degli utensili? Anche la fresa più fine sarà inefficace se inserita in una pinza con un'eccentricità superiore a 0,01 mm. Pertanto, è essenziale scegliere portautensili ad alta precisione , come i mandrini a calettamento termico con un'eccentricità di 0,003 mm o superiore, per ottenere il massimo da una fresa.

4. Distratti dal prezzo iniziale e ignorando il costo unitario? Non pensare solo al prezzo unitario, ma al "costo per unità". Una fresa da 100 dollari, ad esempio, produrrà 100 unità, ovvero 1 dollaro per unità. Una fresa da 50 dollari ne produce solo 30, ovvero circa 1,67 dollari per unità , il che è più costoso.

5. Strategia di raffreddamento non corretta? Il raffreddamento a secco è adatto per la lavorazione di alluminio e plastica, il raffreddamento a umido per la lavorazione di acciaio e ghisa e il raffreddamento a nebbia d'olio (MQL) per la lavorazione ad alta velocità. L'uso del raffreddamento a secco nella lavorazione dell'acciaio può ridurre la durata della fresa di oltre il 60% e causare una decolorazione della superficie del pezzo.

Analisi approfondita: le principali differenze tra frese per sgrossatura e frese per finitura

I criteri di progettazione delle frese per sgrossatura e finitura sono piuttosto diversi. Combinare entrambe le soluzioni può causare un guasto catastrofico nelle prestazioni di lavorazione. Di seguito è riportato un riepilogo comparativo di entrambe:

Ad esempio, per la sgrossatura di 45 componenti in acciaio, viene utilizzata una fresa da 16 mm di diametro, a 4 taglienti, rivestita in TiCN, con profondità di taglio di 16 mm e avanzamento di 0,2 mm/giro; per la finitura, viene utilizzata una fresa da 6 taglienti, rivestita in TiAlN, con lo stesso diametro, profondità di taglio di 3 mm e avanzamento di 0,1 mm/giro. In questo modo si ottiene un buon equilibrio tra efficienza e qualità.

JS Precision offre una gamma completa di frese per sgrossatura e finitura e può essere progettata per adattare la geometria degli utensili alle vostre specifiche nella lavorazione di parti di fresatura CNC, con ogni fase strettamente integrata per garantire la precisione.

Recensione pratica: cosa ha fatto JS Precision per ottenere un miglioramento del 40% nella lavorazione dell'acciaio inossidabile 316?

Sfondo

Uno dei produttori di dispositivi medici ha lavorato componenti strutturali in acciaio inossidabile 316 su una fresa CNC. Il processo iniziale presentava tre problemi principali:

• Si è verificato un eccessivo incrudimento del materiale. Dopo l'inserimento della fresa nel pezzo, la durezza superficiale è aumentata da 20 HRC a 35 HRC, con una maggiore resistenza al taglio.
• L'inceppamento degli utensili era un fenomeno frequente, i trucioli rimanevano attaccati al tagliente e la macchina doveva fermarsi regolarmente per pulirli.
• La produttività delle lavorazioni meccaniche era bassa. La fresa veniva sostituita ogni due ore e il tempo di lavorazione di un singolo pezzo era di 12 minuti. L'utilizzo della fresa CNC era solo del 60%.

La soluzione di JS Precision

JS Precision ha progettato un piano di ottimizzazione generale per affrontare i problemi sopra menzionati:

1. Selezione dell'utensile: è stata selezionata una fresa ad alto avanzamento a 7 taglienti con tagliente affilato e un nuovo nanorivestimento a base di TiAlN. Il rivestimento offre una resistenza al calore superiore del 20% rispetto al tradizionale TiAlN, riducendo l'incollamento dell'utensile. Il tagliente affilato con angolo di spoglia di 12° riduce la resistenza al taglio e l'incrudimento.

2. Modifica della strategia: è stata implementata fin dall'inizio una strategia di fresatura ad alto avanzamento (HFM), anziché la profondità di taglio originale di 5 mm e l'avanzamento di 0,6 mm/giro, passando a una profondità di taglio di 3 mm e un avanzamento di 1,2 mm/giro. Ciò ha ridotto il tempo di contatto utensile-pezzo ed evitato l'incrudimento.

3. Ottimizzazione dei parametri: aumentata la velocità lineare della fresa CNC da 80 m/min a 110 m/min e l'avanzamento per dente da 0,15 mm/z a 0,2 mm/z. È stato inoltre attivato un ulteriore sistema di raffreddamento interno ad alta pressione, con una pressione di 10 MPa, per facilitare il lavaggio dei trucioli in tempo reale e il raffreddamento della temperatura del tagliente.

Risultati

L'ottimizzazione ha funzionato in modo sorprendente:

Il tempo di lavorazione di un singolo pezzo è sceso da 12 minuti a 7,2 minuti, con un aumento dell'efficienza del 40%, la durata della fresa è aumentata da 2 a 5 ore e il tempo di inattività per il cambio utensile è stato ridotto del 60%, la rugosità superficiale del prodotto è scesa da Ra1,6μm a Ra0,8μm e la tolleranza dimensionale è stata mantenuta a ±0,008 mm, soddisfacendo pienamente i requisiti dei componenti medicali.

Questa situazione dimostra l'integrità del processo, dall'analisi dei materiali alla scelta degli utensili.

Momento della decisione: quattro fattori chiave che influenzano la scelta finale

Il passaggio finale nella scelta di una fresa è trovare un equilibrio tra i quattro fattori chiave successivi, in base alla priorità, per arrivare alla soluzione migliore:

1. Massima priorità: requisiti di qualità di lavorazione. I componenti per uso militare e aerospaziale richiedono un'accuratezza estremamente elevata (tolleranze nell'ordine di ±0,003 mm), per cui sono necessarie frese ad alta precisione, come quelle con rivestimento in diamante. Per i componenti civili più comuni (tolleranze nell'ordine di ±0,05 mm), sono sufficienti le frese in metallo duro standard.

2. Fattore più significativo: costo complessivo di produzione. In termini di volume di produzione, si consideri "costo dell'utensile + costo del tempo di lavorazione + costo degli scarti". Ad esempio, un cliente con un ordine per produrre componenti in alluminio in grandi quantità potrebbe pagare 100 dollari per una fresa rivestita in TiAlN. L'unità è più costosa, ma il costo complessivo è inferiore del 30% rispetto a una fresa da 50 dollari.

3. Requisito più urgente a breve termine: tempi di produzione. Per una prototipazione rapida (tempi di produzione 1-3 giorni), è necessaria una fresa multiuso, ad esempio una fresa a spallamento retto a 45°, per una lavorazione rapida. Per la produzione su larga scala (tempi di produzione 1-2 settimane), è possibile utilizzare frese specialistiche progettate per garantire un'efficienza duratura .

4. Spesso trascurato: stabilità e sicurezza della lavorazione. Se la fresa CNC non è estremamente rigida, è necessario utilizzare una fresa delicata per prevenire le vibrazioni. Quando si lavorano componenti con cavità profonde, è necessario selezionare una fresa con un rapporto d'aspetto adeguato (rapporto d'aspetto ≤ 5:1) per evitare la rottura dell'utensile.

I prezzi delle fresatrici CNC presso JS Precision saranno trasparenti ed espliciti in base alle vostre esigenze in termini di ciclo di produzione e qualità della lavorazione, in modo da ottenere il giusto rapporto tra qualità, efficienza e prezzo, senza alcun margine di spesa aggiuntivo.

Prospettive del settore: previsioni di crescita e tendenze future del mercato globale degli utensili per fresatura

Il mercato globale delle frese continua a espandersi. Secondo l'autorevole società di ricerca Gardner, il mercato globale degli utensili per fresatura registrerà un tasso di crescita annuo composto del 5,2% dal 2023 al 2028. Gli utensili per fresatura CNC registreranno la maggiore crescita della domanda e il valore di mercato raggiungerà oltre 8 miliardi di dollari entro il 2028. Si delineano quattro tendenze:

1. Intelligenza: le frese dotate di sensori saranno collegate all'Internet industriale delle cose (IIoT) e cattureranno la temperatura di taglio, le vibrazioni e altri parametri in tempo reale, mentre i parametri di lavorazione saranno ottimizzati automaticamente con un intervento umano minimo.

2. Personalizzazione: il settore richiede frese sempre più specializzate per materiali e componenti specifici, tra cui frese su misura per alloggiamenti di batterie per auto a energia rinnovabile e pale di motori aeronautici. Queste possono aumentare l'efficienza di lavorazione di oltre il 20%.

3. Innovazione dei materiali: le leghe WC-Co a grana ultrafine e la tecnologia di rivestimento in diamante saranno più diffuse, aumentando la durata della fresa del 30%-50% e risultando adatte a materiali difficili da lavorare come leghe e compositi ad alta temperatura.

4. Produzione ecologica: la lavorazione a secco e la lubrificazione minimale (MQL) stanno diventando sempre più standard, richiedendo requisiti sempre più stringenti in termini di resistenza alle alte temperature e prestazioni a basso attrito delle frese. I rivestimenti ecocompatibili come i rivestimenti TiAlN-SiN guadagneranno sempre più popolarità.

Guida all'azione: ordina oggi stesso le tue frese personalizzate

Se la scelta della fresa è ancora difficile, basta seguire i tre passaggi seguenti per trovare la soluzione più adatta alle proprie esigenze. Il processo è semplice ed efficiente:

1. Definire i requisiti: determinare il materiale di lavorazione (ad esempio, acciaio, alluminio, lega di titanio), la potenza e la velocità massima della fresatrice CNC e gli obiettivi di lavorazione (ad esempio, requisiti di precisione, dimensioni del lotto di produzione e programma di consegna).

2. Inserisci i requisiti: fornisci i dati agli esperti tecnici di JS Precision o inserisci i tuoi requisiti tramite il nostro sistema di selezione, risparmiando tempo nella ricerca di dettagli tecnici.

3. Ottieni una soluzione: entro 24 ore, ti forniremo un report personalizzato e gratuito sulla scelta della fresa e consigli sulle frese di prova. Una volta accettata la tua soluzione, potrai ordinare e ricevere la fresa a domicilio, per iniziare a lavorare entro tre giorni.

10. Domande frequenti

D1: Devo prima acquistare una macchina utensile migliorata o degli utensili da taglio migliorati?

Se le prestazioni della fresatrice CNC rientrano già negli standard, varrà la pena investire inizialmente in una fresa di qualità superiore. Frese di qualità superiore migliorano direttamente la qualità della lavorazione, riducono gli scarti, prolungano la durata dell'utensile e riducono i tempi di cambio utensile, il che si traduce in un risparmio economico a lungo termine. Sostituire le macchine utensili richiede un investimento da 5 a 10 volte superiore rispetto all'acquisto di utensili da taglio di qualità superiore, e i suoi effetti si manifestano più lentamente.

D2: Quando dovrei rendermi conto che una fresa è usurata e deve essere sostituita?

Per individuare l'usura della fresa, è necessario monitorare quattro aspetti: sentire un rumore di taglio forte o acuto, osservare segni di vibrazione o bave sulla superficie lavorata, osservare il colore o l'irregolarità del truciolo e ispezionare l'usura del fianco a intervalli regolari. Se l'usura del fianco è superiore a 0,3 mm, la fresa deve essere sostituita per evitare una riduzione della qualità della lavorazione.

D3: Perché la differenza di prestazioni tra frese prodotte localmente e frese importate con gli stessi parametri è così grande?

La differenza sta nei dettagli: le frese importate presentano una finitura del bordo e una tolleranza angolare più precise, una planarità del rivestimento più fine e una maggiore resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, una composizione del materiale di base e una tenacità più uniformi, una maggiore precisione di bilanciamento dinamico e minori vibrazioni durante la rotazione. Tutti questi dettagli si combinano per determinare differenze sostanziali nei risultati di lavorazione dei pezzi fresati CNC.

D4: Qual è la configurazione di fresa più economica per lavorazioni di piccoli lotti e lavorazioni ad alta granulometria?

Per lavorazioni di grandi varietà e piccoli lotti, si consiglia di utilizzare una fresa. Innanzitutto, si consiglia di montare un set di frese in metallo duro per uso comune. In secondo luogo, si consiglia di scegliere 3-5 specifiche di base per ridurre al minimo i costi di magazzino. In terzo luogo, si consiglia di scegliere i servizi di utensili personalizzati per piccoli lotti di JS Precision per ridurre le scorte e ridurre i costi complessivi.

11. Riepilogo

Scegliere la fresa perfetta è un meraviglioso valzer tra scienza dei materiali, ingegneria meccanica ed economia. Sono finiti i tempi delle stime approssimative dell'esperienza, ma ora è una scienza esatta che si può apprendere con una mentalità scientifica. Padroneggiare questa scienza vi permetterà di realizzare il vero potenziale della vostra fresa CNC e di trasformare ogni problema di lavorazione in un'opportunità per mettere in luce le vostre capacità.

In qualità di fornitore professionale di servizi di produzione di fresatrici CNC personalizzate , JS Precision offre un servizio completo, dalla selezione delle frese alla lavorazione dei componenti fresati CNC. Dalla lavorazione di materiali convenzionali o difficili da lavorare, alla produzione in serie o alla prototipazione rapida, offriamo soluzioni convenienti.

Devi solo descriverci le tue esigenze e saremo in grado di aiutarti in ogni aspetto, dalla selezione delle attrezzature all'impostazione dei parametri fino alla lavorazione finale, per rendere la tua lavorazione CNC più stabile ed efficiente. Offriamo anche test gratuiti degli utensili, il che significa che puoi lavorare con noi senza rischi.