Услуги фрезерования на станках с ЧПУ: ваш путеводитель по выбору торцевой фрезы и глубины обработки для достижения высочайшей точности.

В сфере услуг фрезерования на станках с ЧПУ , казалось бы, фундаментальное решение — какой торцевой фрезер выбрать и какую глубину резания использовать — напрямую определяет точность, гладкость, эффективность обработки и, в конечном итоге, стоимость рубанка.

Неправильный выбор инструмента может привести к появлению следов вибрации, деформации инструмента, чрезмерному износу инструмента и даже браку заготовки . Ключ к успеху – это наличие подходящего инструмента и технологической стратегии, независимо от того, нужны ли вам прецизионные детали, обработанные на станках с ЧПУ, с наилучшим качеством поверхности или необходимо эффективно удалять большое количество материала из глубоких полостей.

Помимо демонстрации профессионализма компании JS Precision в этой области, данное руководство подробно рассмотрит основные принципы фрезерной обработки на станках с ЧПУ, чтобы помочь вам избежать типичных ошибок и достичь идеального баланса точности, эффективности и стоимости , будь то при прототипировании или серийном производстве.

Краткое изложение основных ответов

Основные выводы:

• Инструмент является частью системы: оптимальный выбор зависит от совокупного воздействия материала заготовки, мощности/жесткости станка, устойчивости зажимного приспособления и требуемой точности.
• Глубина резания — это не изолированный параметр: для эффективного и стабильного резания ее необходимо оптимизировать в сочетании с радиальной шириной и скоростью подачи.
• Индивидуально разработанная стратегия для глубоких полостей: ключевым моментом является отказ от простого послойного нанесения и применение целенаправленной высокоэффективной фрезеровки (HPML).
• Раннее сотрудничество определяет экономические показатели: обсуждение технологичности производства на этапе проектирования позволяет избежать дорогостоящей доработки оснастки и неэффективных процессов.

Доверьтесь услугам фрезерования на станках с ЧПУ от JS Precision: преодоление трудностей, связанных с точностью торцевого фрезерования.

Высокотехнологичное производство всегда сталкивалось с проблемами, связанными с точностью фрезерования на станках с ЧПУ. Согласно стандарту ISO 8688-1 , компании часто попадают в замкнутый круг переделок, увеличения затрат и задержек из-за таких проблем, как износ инструмента, термическая деформация и вибрация.

Компания JS Precision, обладающая более чем 15-летним опытом в сфере услуг по фрезерованию на станках с ЧПУ , успешно решила различные задачи высокоточной обработки для более чем 500 клиентов по всему миру, работающих в таких востребованных отраслях, как аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование и оптические приборы.

Наша главная сила заключается в применении подхода «системного мышления» ко всему процессу обработки, а не только в регулировании одного параметра в отрыве от других.

Например, в рамках одного из проектов нашего клиента по фрезерованию торцевых поверхностей компонентов из титанового сплава мы не только оптимизировали тип материала инструмента и количество зубьев, но и повысили точность обработки с ±0,02 до ±0,005 мм благодаря корректировке скорости вращения станка, подачи и глубины резания. В результате срок службы инструмента увеличился на 30%.

Компания JS Precision обладает необходимыми ресурсами для внедрения комплексной системы контроля качества, начиная от склада сырья и заканчивая готовой продукцией. Это стало возможным благодаря наличию высокоточных измерительных приборов, таких как лазерные интерферометры и координатно-измерительные машины.

Все наши инженеры имеют 8 и более лет опыта работы с проектированием с учетом технологичности производства (DFM) . Благодаря этому становится возможным выявление потенциальных проблем обработки и предложение решений на ранних этапах проекта.

На сегодняшний день наш показатель выхода годных изделий при механической обработке прецизионных деталей остается на уровне 99,8%. Это свидетельствует о нашей высокой надежности в отрасли. В сочетании с показателем повторных покупок наших клиентов, превышающим 75%, это еще больше укрепляет нашу репутацию в компании.

Хотите избежать ошибок, связанных с точностью, и получить свой заказ на фрезерование с ЧПУ в срок? Свяжитесь с инженерной командой JS Precision, сообщите им материал детали, технические характеристики точности и сроки выполнения вашего проекта, и мы проведем бесплатную оценку процесса и оптимизацию решения для защиты вашего проекта.

Как выбрать идеальную торцевую фрезу для вашего проекта по фрезерованию на станке с ЧПУ?

Выбор торцевой фрезы — это баланс между материалом, возможностями станка и качеством. Это напрямую повлияет на эффективность и качество получаемых вами услуг фрезерования на станках с ЧПУ.

Освоение диаметра торцевой фрезы и количества зубьев

Фрезерные головки имеют множество параметров, и два из них — эффективный диаметр и количество зубьев. Они играют ключевую роль в эффективности и качестве резания.

• Эффективный диаметр: для достижения равномерного распределения усилия, снижения вибрации и повышения эффективности выбирайте диаметр, в 1,2-1,5 раза превышающий ширину заготовки.
• Выбор количества зубьев: При выборе количества зубьев учитывайте мощность станка и материал, используя следующую таблицу:

Ключевые детали материала и геометрии вставки

Материал, покрытие и геометрия вставки определяют производительность резания и должны соответствовать условиям обработки.

Влияние геометрии вставки

• Острая режущая кромка: идеально подходит для мягких материалов, таких как алюминий, обеспечивая низкое усилие резания и гладкую поверхность.
• Усиленная режущая кромка: идеально подходит для твердых материалов, таких как сталь и титановые сплавы . Прочные режущие кромки, устойчивые к сколам.

Соответствие требованиям услуг фрезерования с ЧПУ является обязательным условием для эффективности и точности. Для высокоточных режущих кромок выбирайте высокоточные варианты. Для повышения эффективности выбирайте ударопрочные пластины.

Рисунок 1. Торцевые фрезы имеют различную конструкцию в зависимости от их геометрической формы и строения.

Ключевые аспекты фрезерования глубоких пазов при обработке на станках с ЧПУ.

Для фрезерования глубоких полостей (соотношение глубины к ширине более 3:1) требуются специальные процессы. Основными препятствиями являются недостаточная жесткость инструмента и трудности с удалением стружки, требующие специфических решений.

Компромисс между жесткостью инструмента и его вылетом.

Соотношение длины и диаметра инструмента влияет на его жесткость. Если это соотношение превышает 5:1 , жесткость значительно снижается, что приводит к деформации, вибрации и другим проблемам.

Решения: Использовать «элейное фрезерование» , при котором для обработки используются инструменты разной длины. Также использовать инструментальные держатели повышенной жесткости, обладающие динамической балансировкой.

Стратегии эффективного удаления стружки и контроля температуры

Глубокие полости и плохое удаление стружки могут привести к вторичной обработке и даже износу инструмента. Без активного контроля накопление тепла может привести к термической деформации.

• Удаление стружки: Используйте винтовую подачу в сочетании с одним или несколькими из следующих методов: сегментированный подъем инструмента и оптимизированные стратегии траектории движения инструмента. Используйте также промывку охлаждающей жидкостью высокого давления (10-20 МПа) или сжатым воздухом.
• Терморегулирование: выберите подходящий тип смазочно-охлаждающей жидкости, отрегулируйте параметры резания и выполняйте обработку высокоточных деталей в условиях контролируемой температуры.

Вам требуется фрезерная обработка на станке с ЧПУ для изготовления деталей с глубокими полостями, чтобы преодолеть проблемы удаления стружки и обеспечения жесткости? Свяжитесь с JS Precision, наша команда профессионалов бесплатно предоставит индивидуальные решения по фрезерованию деталей с глубокими полостями, учитывая соотношение сторон вашей детали и характеристики материала, чтобы избежать рисков обработки и обеспечить точность детали и эффективность доставки.

Рисунок 2. Фрезерование отверстий и полостей, карманов.

Уравнение точности: оптимизация глубины резания для непревзойденной точности фрезерования на станках с ЧПУ.

Глубина резания (Ap) должна соответствовать параметрам резания, установленным в стандарте ISO 3685. Это основной параметр, влияющий на точность, качество поверхности и эффективность , и его необходимо оптимизировать с учетом конкретного этапа обработки и характеристик системы.

Философия глубокой обработки и чистовой обработки.

Цели черновой и чистовой обработки совершенно различны, и, следовательно, стратегии глубины резания также существенно отличаются.

• Черновая обработка: большая глубина резания ( диаметр инструмента 30–50% ), умеренная ширина резания, быстрое удаление материала, соответствие станка и несущей способности инструмента.
• Высокоточная обработка: малая глубина резания ( 0,1-0,3 мм ), высокая скорость, высокая подача, обеспечивающие качество поверхности и точность размеров.

Как избежать дрожи: поиск «оптимальных точек».

Вибрация влияет на точность фрезерования на станках с ЧПУ, и регулировка глубины резания является ключом к предотвращению вибрации .

• Причина вибрации: Такие параметры, как глубина и скорость резания, вызывают резонанс в системе станка и обрабатываемой детали.
• Решение: Регулируя глубину резания таким образом, чтобы избежать резонансной частоты (т.е. оптимальной точки на диаграмме «лепестков стабильности» ), можно улучшить качество и эффективность обработки.

Хотите точно определить оптимальные параметры обработки деталей и добиться сверхвысокой точности фрезерования на станках с ЧПУ ? Предоставьте информацию о вашей детали и проблемных точках обработки, и JS Precision с помощью профессионального программного обеспечения проведет моделирование и предоставит вам индивидуальные решения по оптимизации глубины резания, чтобы избежать отклонений в процессе высокоточной обработки.

Стратегии оптимизации процесса для экономичного оказания услуг по фрезерованию на станках с ЧПУ.

Экономия средств при использовании услуг фрезерования на станках с ЧПУ достигается за счет оптимизации всего процесса, а не простого снижения удельных цен, что может обеспечить взаимовыгодную ситуацию как снижения затрат, так и повышения эффективности.

Оптимизация траектории движения инструмента: сокращение времени простоя и повышение эффективности резки.

Оптимизация траектории движения инструмента является ключом к снижению затрат и напрямую влияет на время обработки и срок службы инструмента.

• Высокоскоростное фрезерование (ВСФ): повышает скорость резания, обеспечивая при этом качество, и облегчает удаление стружки.
• Оптимизация резки: спиральная и дуговая резка для уменьшения повреждений лезвия.
• Динамическое фрезерование: постоянная нагрузка на резец, сокращение времени работы и повышение эффективности.

Скрытый контроль затрат на материалы и зажим.

Коэффициент использования материалов и время зажима являются неявными затратами, которые могут быть значительно снижены после оптимизации.

• Оптимизация материалов: интеллектуальная верстка повышает эффективность использования картона и соответствует стандартным спецификациям сырья.
• Оптимизация зажима: использование модульных приспособлений для сокращения времени замены и отладки, подходит для мелкого и среднего производства.

От прототипа к серийному производству: баланс стоимости и точности при изготовлении прецизионных деталей на станках с ЧПУ.

При изготовлении прототипов прецизионных деталей, обработанных на станках с ЧПУ, необходимо найти баланс между стоимостью и точностью , заложив основу для массового производства и обеспечив плавный переход от прототипа к серийному производству.

Принцип «достаточно хорошо» на этапе прототипирования

Суть этапа прототипирования заключается в функциональной проверке. Исключительная точность не требуется, затраты можно контролировать, руководствуясь принципом «достаточно хорошо».

• Снижение допусков для некритических размеров с целью уменьшения сложности обработки.
• Используйте стандартные режущие инструменты, чтобы избежать высоких затрат и длительных сроков изготовления инструментов на заказ.
• Для функциональной проверки используйте легко обрабатываемые альтернативные материалы.

Вопросы масштабируемости проектирования

При проектировании прототипа необходимо учитывать технологичность производства (DFM), чтобы обеспечить плавный переход к серийному производству с использованием высокоточных станков с ЧПУ.

• Избегайте конструкций, требующих специальных режущих инструментов, таких как конструкции с экстремально большими соотношениями сторон и чрезвычайно малыми радиусами внутренних углов.
• Стандартизируйте такие размеры, как диаметры отверстий и скругления, чтобы адаптировать их к стандартным режущим инструментам и приспособлениям для массового производства .

Возникли трудности с переходом от прототипирования к серийному производству деталей, изготовленных методом высокоточной фрезеровки на станках с ЧПУ? Загрузите чертежи вашего прототипа, и инженеры JS Precision, специализирующиеся на проектировании с учетом технологичности производства (DFM), проведут для вас бесплатный анализ технологичности, который поможет оптимизировать конструкцию, сбалансировать затраты на прототипирование и возможность серийного производства, а также минимизировать задержки проекта.

Как высокоточные услуги фрезерования на станках с ЧПУ обеспечивают быструю обработку заказов?

Срочные проекты оказывают давление на поставщика в плане оперативного реагирования. Профессиональные поставщики услуг высокоточной фрезеровки с ЧПУ способны очень быстро поставлять высококачественную продукцию и услуги благодаря использованию стандартных процессов и технологий.

Ускоренная процедура и зарезервированные ресурсы

Компания JS Precision представляет протокол быстрой обработки заказов (Quick-Turn Protocol), обеспечивающий бесперебойное продвижение срочных проектов.

• Приоритетное планирование: обеспечивает ускоренный процесс , гарантирующий наличие ресурсов.
• Круглосуточная связь: менеджер проекта доступен круглосуточно для предоставления обновленной информации о ходе выполнения проекта.
• Резервные ресурсы: Поддерживает запасы часто используемых материалов и стандартных инструментов , что позволяет избежать задержек в закупках.

Цифровое моделирование и успех с первого экземпляра

Цифровое моделирование – это перспективное техническое решение для своевременной реализации срочных проектов и способ избежать задержек, связанных с отладкой на месте.

• Моделирование столкновений: позволяет прогнозировать риски столкновений и, таким образом, гарантировать безопасность обработки.
• Оценка сроков: Планирование производства с высокой точностью для предотвращения задержек с доставкой.
• Успех с первого раза: сокращает время на отладку и, следовательно, экономит время.

Рисунок 3. На этой гистограмме показаны различные компоненты времени цикла в процессе фрезерования на станках с ЧПУ. Анализируя и оптимизируя эти процессы, операторы могут значительно повысить общую эффективность.

Пример из практики: От вибрации до зеркальной поверхности: достижение шероховатости Ra<0,4 мкм на большой алюминиевой пластине.

Клиент и задача:

Производителю оптического оборудования необходимо изготовить эталонную платформу из алюминиевого сплава размером 600 мм x 400 мм, при этом требуемая плоскостность должна быть < 0,05 мм, а шероховатость Ra < 0,4 мкм.

Проблемы с технологическим процессом у предыдущего поставщика привели к появлению следов вибрации и несоответствию стандартам плоскостности, что поставило проект на грань отмены. Им срочно необходим надежный поставщик услуг высокоточной фрезеровки с ЧПУ.

Решение от JS Precision:

После принятия проекта компания JS Precision незамедлительно сформировала инженерную группу для проведения диагностики системы, в результате чего была выявлена первопричина проблемы и разработано целенаправленное решение.

Диагностика системы:

В результате анализа команда JS Precision определила, что проблемы предыдущего поставщика были вызваны главным образом двумя факторами.

• Во-первых, жесткость системы инструмент-шпиндель-заготовка оказалась недостаточной. Использование инструмента большого диаметра с малым количеством зубьев привело к неравномерному распределению силы во время резания, вызывая резонанс.
• Во-вторых, несоответствие между глубиной резания, скоростью вращения шпинделя и скоростью подачи еще больше усугубило вибрацию.

Точные измерения:

• Во-первых, для уменьшения силы резания на зуб и снижения вибрации системы была использована прецизионная торцевая фреза меньшего диаметра (φ50 мм) с большим количеством зубьев (10 зубьев) .
• Во-вторых, с помощью специализированного программного обеспечения была построена диаграмма зон стабильности, после чего были пересчитаны и применены оптимизированная глубина резания (0,2 мм) и скорость вращения шпинделя (8000 об/мин).
• Наконец, для окончательной чистовой обработки поверхности был использован метод «попутного фрезерования» в сочетании со сверхточным шпинделем, что еще больше улучшило качество поверхности .

Контроль окружающей среды:

Учитывая, что обработка алюминиевых сплавов очень легко подвержена влиянию изменений температуры, во время обработки применялась контролируемая среда (с диапазоном температур ±1°C ), а также метод MQL.

Этот метод не только значительно уменьшил количество смазочно-охлаждающей жидкости, загрязняющей поверхность, но и позволил достаточно хорошо контролировать температуру резания, предотвращая тем самым возникновение термической деформации.

Результаты:

Первая партия заготовок была успешно изготовлена за один раз, достигнув плоскостности 0,03 мм и шероховатости поверхности Ra 0,35 мкм, что обеспечило великолепную зеркальную полировку.

Заказчику удалось не только спасти проект, но и заключить долгосрочное партнерское соглашение с компанией JS Precision, и все последующие заказы на высокоточные платформы будут обрабатываться нами.

На данный момент выход годных изделий при механической обработке этой серии деталей остается на впечатляющем уровне в 100% , а срок поставки сократился на 15% по сравнению с первоначальными ожиданиями клиента.

Вы тоже сталкиваетесь с трудностями в достижении необходимой точности при прецизионном фрезеровании? Если да, ознакомьтесь с другими историями успеха JS Precision и узнайте, как мы решаем проблемы обработки деталей для клиентов из различных отраслей. Если у вас есть особые требования к обработке деталей, просто загрузите свои чертежи с пометкой «оптимизация точности», и мы свяжемся с вами, предоставив бесплатное технико-экономическое обоснование и точную смету.

Рисунок 4. Эталонная платформа из алюминиевого сплава для оптического оборудования.

Как проверить поставщика надежных услуг высокоточной фрезеровки на станках с ЧПУ

Надежный поставщик услуг высокоточной фрезеровки на станках с ЧПУ позволит исключить риски, связанные с качеством, стоимостью и сроками поставки. Однако этот процесс требует тщательной оценки различных аспектов, таких как технические навыки и эффективность сотрудничества, а не только цены и оборудования.

Оценка технических возможностей: за пределами перечня оборудования.

Оценка технических возможностей – это гораздо больше, чем просто составление перечня оборудования: необходимо проанализировать полноту базы данных технологических процессов, системы управления инструментами, применения методов контроля качества на всех этапах процесса и статистического контроля процессов, а также опыт инженерной команды в области проектирования с учетом технологичности производства (DFM). Лучшие поставщики могут заранее компенсировать технологические риски.

Прозрачность сотрудничества и эффективность коммуникации

Эффективное сотрудничество имеет решающее значение для успеха проекта: оцените возможности поставщика в области цифрового взаимодействия (клиентский портал, отслеживание прогресса и т. д.) и качество его коммуникации. В первую очередь следует отдать предпочтение тем партнерам, которые могут принимать непосредственное участие в планировании и своевременно выявлять и решать возникающие проблемы.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем основное различие между выбором торцевых фрез для обработки алюминиевых сплавов и стали?

Для обработки алюминиевых сплавов выбирайте высокоскоростные многозубые фрезы с острыми торцами, чтобы обеспечить плавное удаление стружки и предотвратить ее прилипание. Для обработки стали выбирайте прочные, покрытые, малозубые фрезы с высокой производительностью, предназначенные для удаления стружки, чтобы повысить износостойкость и способность к измельчению стружки, выдерживая высокие силы резания.

В2: При фрезеровании глубоких полостей, что лучше использовать: многослойное фрезерование с малой глубиной резания или фрезерование с большой глубиной резания в несколько слоев?

Рекомендуется многослойное фрезерование с малой глубиной резания. Это снижает силы резания, деформацию инструмента и вибрацию, облегчает удаление стружки и предотвращает вторичное резание . Фрезерование с большой глубиной резания и малым количеством слоев может легко увеличить нагрузку на инструмент, затруднить удаление стружки и повлиять на точность и срок службы инструмента.

В3: Для достижения лучшего качества поверхности следует ли увеличить скорость вращения шпинделя или уменьшить скорость подачи?

Скорость вращения шпинделя и скорость подачи необходимо оптимизировать одновременно. Сначала необходимо обеспечить разумную подачу на зуб, затем увеличить скорость вращения шпинделя для улучшения текстуры поверхности. Простое уменьшение скорости подачи может легко привести к чрезмерному трению между инструментом и заготовкой, что может ухудшить качество поверхности.

В4: Как вы решаете проблему термической деформации в процессе механической обработки, особенно при работе с прецизионными деталями?

Эффективный контроль термической деформации при обработке прецизионных деталей осуществляется четырьмя методами: многоступенчатая снятие напряжений, подбор соответствующих методов охлаждения, рациональная организация последовательности процессов и прецизионная обработка в цехе с постоянной температурой.

В5: Как предотвратить деформацию при плоскостном фрезеровании тонкостенных деталей?

Основная задача — уменьшить силы резания и равномерно распределить усилия зажима . Симметричная обработка, малая глубина резания и легкое резание в сочетании с такими инструментами, как вакуумные патроны или эластичные зажимы, позволяют эффективно предотвратить деформацию при плоскостном фрезеровании тонкостенных деталей.

В6: Каков типичный процесс и время от запроса до получения первой партии деталей?

Типичный процесс состоит из четырех этапов: 1-2 рабочих дня на подтверждение коммерческого предложения, 1-3 рабочих дня на планирование процесса, 5-10 дней на изготовление прототипа/10-25 дней на изготовление деталей для серийного производства и 1-5 дней на логистику, при этом все этапы выполняются в порядке, в зависимости от спроса.

В7: Если я нахожусь за границей, как мне эффективно сообщать детали проекта и отслеживать ход производства?

Иностранные клиенты могут сотрудничать через круглосуточный онлайн-портал , взаимодействуя с выделенным двуязычным менеджером проекта, используя электронную почту, видеоконференции и другие методы для обеспечения бесперебойной коммуникации в процессе проектирования и отслеживания хода производства.

В8: В чем заключается главное уникальное преимущество выбора JS Precision по сравнению с другими местными или азиатскими поставщиками?

Ключевое преимущество заключается в сочетании технических возможностей европейского уровня и преимуществ азиатского рынка в плане стоимости. Это позволяет нам решать сложные задачи высокоточной обработки, обеспечивать низкую стоимость и быструю доставку благодаря эффективной цепочке поставок, а также предоставлять бесперебойный процесс от прототипа до серийного производства.

Краткое содержание

Выбор и контроль глубины фрезерования торцевых фрез — это область, где наука и опыт идеально сочетаются в услугах фрезерования с ЧПУ. Для этого требуется глубокое понимание физических принципов, точный контроль производительности оборудования и постоянное стремление к экономической эффективности.

Компания JS Precision, в основе деятельности которой лежит системный подход, использует профессиональные технологии и богатый опыт для обеспечения безопасности ваших проектов по фрезерованию на станках с ЧПУ.

Выведите ваши задачи по высокоточной обработке поверхностей на новый уровень!

Посетите веб-сайт JS Precision, загрузите чертежи ваших деталей или свяжитесь напрямую с нашей инженерной командой. Вы получите профессиональное решение по фрезерованию на станках с ЧПУ, включающее подробный анализ процесса и рекомендации по инструментам, и сможете лично убедиться, как мы превращаем сложное прецизионное фрезерование в предсказуемый и высококачественный результат в ваших проектах.