JS Precision

При обработке на станках с ЧПУ сталкивались ли вы когда-нибудь со следующими проблемами: следы вибрации на обработанной поверхности, похожие на дефекты шедевра, преждевременный отказ инструмента в критический момент, приводящий к простою производства и дополнительным расходам, или уверенная установка параметров, которая в итоге приводит к некачественной обработке заготовки?

Эти, казалось бы, не связанные между собой проблемы, как правило, имеют один корень: неправильный выбор фрезерных станков с ЧПУ. Как гласит старая поговорка: «Хочешь хорошо выполнить свою работу — сначала заточи инструмент». Правильно выбранная фреза для конкретной задачи — залог производительной и качественной обработки.

В этой статье кратко изложен многолетний опыт компании JS Precision, она поможет вам выбрать правильную фрезу и решит все проблемы, связанные с обработкой на станке.

Краткое изложение основных ответов

Как выбрать фрезу? Опыт выбора прецизионных фрез JS

Компания JS Precision имеет более чем 15-летний опыт работы в области фрезерной обработки с ЧПУ и обслужила более 800 клиентов из 12 отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая, медицинская и автомобильная, выполняя обработку деталей на фрезерных станках с ЧПУ и выбирая фрезы.

Мы выполнили более 200 заказов на механическую обработку материалов. Например, мы помогли производителю деталей для самолетов повысить эффективность фрезерования деталей из титанового сплава на 35%. Мы также решили проблему застревания инструмента из алюминиевого сплава для компании, производящей электронику, сократив процент брака с 12% до 3%.

Мы также увеличили срок службы фрезы с 2 до 5 часов для клиента, изготавливающего медицинские детали из нержавеющей стали марки 316 в больших количествах, за счет улучшения канавок и покрытий, а также сокращения времени простоя при замене инструмента на 60% в прямом выражении.

Это не теоретический совет, а практическое решение, найденное нашей командой в ходе экспериментальной отладки и настройки фрезерных станков с ЧПУ. Независимо от того, есть ли у вас проблемы с эффективностью в массовом производстве или проблемы с качеством при изготовлении небольших партий прецизионных деталей, в этом руководстве вы сможете найти наиболее подходящую фрезу для вашего станка с ЧПУ .

Эта профессиональная способность также привлекла внимание TechBullion , который в своем отчете упомянул наш опыт технологического накопления и отраслевого обслуживания в области точного производства.

Компания JS Precision предлагает специализированные решения по фрезерованию, соответствующие вашим обрабатываемым материалам и параметрам фрезерного станка с ЧПУ. Мы предоставим вам отчёт о выборе в течение 24 часов с момента получения вашего запроса и начнём производство сразу после подтверждения решения, чтобы вы могли быстро решить все проблемы, связанные с обработкой деталей на фрезерном станке с ЧПУ .

Фреза: основной режущий компонент станков с ЧПУ

Фреза — важнейший режущий элемент станков с ЧПУ и ключ к обеспечению точности фрезерования. Её краткое определение: вращающийся многолезвийный режущий инструмент, являющийся «исполнительным терминалом» обрабатывающего центра с ЧПУ, создающий заготовку путём резания. Она служит связующим звеном между цифровым проектированием и готовым изделием.

Правильный выбор фрезы напрямую влияет на три аспекта:

• Эффективность обработки: скорость съёма металла. Например, отличная фреза может повысить эффективность обработки алюминия более чем на 20%.
• Качество готовой продукции: Точность размеров, точность формы и чистота поверхности с погрешностью ±0,005 мм.
• Стоимость производства: срок службы инструмента, время его замены и процент брака. Качественный резец может сократить количество смен инструмента на 30%.

Короче говоря, фрезы являются важнейшим звеном производственного процесса, в котором «небольшая разница может означать огромную ошибку».

Компания JS Precision — эксперт в производстве фрезерных станков с ЧПУ на заказ. Мы предлагаем подходящие фрезерные решения для обработки деталей из стали, алюминия или титановых сплавов на станках с ЧПУ, которые помогут вам обеспечить стабильность процесса и повысить качество конечного продукта.

Основная методология: 5 золотых шагов для выбора правильной фрезы

Не нужно действовать вслепую при выборе фрезы. Следуйте этим 5 шагам, чтобы выбрать подходящую. Эти 5 шагов охватывают все аспекты выбора фрезы, от самых базовых требований до глубокой оптимизации.

Шаг 1: Осмотрите заготовку. Начните со свойств материала.

Начнем с материала заготовки (сталь, алюминий, титановый сплав, композитный материал и т.д.), его твёрдости и условий термообработки. Это самое простое правило выбора фрезы. Материал инструмента для различных материалов сильно различается. Ниже представлена ​​краткая сравнительная таблица стандартных и инструментальных материалов:

Шаг 2: Определите задачу — черновая обработка, чистовая или специальная обработка?

Выберите исходный тип инструмента по операции обработки:

• Для черновой обработки (с высокой скоростью съёма материала) используйте концевые или торцевые фрезы. Они имеют большие стружечные карманы и снимают металл с высокой скоростью резания.
• Для чистовой или почти контурной обработки используйте шаровидные или закруглённые фрезы. Они имеют более острые режущие кромки и оставляют более гладкую поверхность.
• Используйте формовочные фрезы или фрезы типа T , применяемые для обработки специальных форм с нестандартными требованиями к обработке (например, гравировка или протачивание канавок).

Шаг 3: Проверьте станок. Оборудование — это «потолок».

Проверка мощности, жёсткости, максимальной скорости и системы зажима (BT, HSK и т. д.) фрезерного станка с ЧПУ. Например, фрезерный станок с ЧПУ мощностью менее 5 кВт не подходит для обработки фрез диаметром более 20 мм. В противном случае фрезерование будет «перегруженным», что приведёт к вибрации и снижению точности.

В случае использования цанги ER в качестве зажимной системы убедитесь, что биение составляет ≤0,005 мм, чтобы не снизить точность фрезы.

Шаг 4: Зафиксируйте параметры — диаметр, количество канавок, длину канавок и геометрию.

• Диаметр: выбирайте в зависимости от типа заготовки и размера полости. Например, для отверстия глубиной 10 мм лучше всего подойдет фреза диаметром 8–12 мм.
• Количество зубьев: Многозубые фрезы (4–6 зубьев) лучше всего подходят для обработки твёрдых материалов, таких как сталь и чугун, обеспечивая повышенную износостойкость. Фрезы с меньшим числом зубьев (2–3 зуба) лучше всего подходят для обработки цветных металлов и алюминия, обеспечивая лёгкий отвод стружки.
• Геометрия: угол наклона винтовой линии 30°-45° при общей обработке, передний угол 10°-15° для мягких материалов и задний угол 8°-12° снижают трение между заготовкой и инструментом.

Шаг 5: Окончательный выбор — покрытие и соотношение цены и качества бренда

Распространенные покрытия и области применения:

• Покрытие TiN: универсальное, наиболее подходящее для обработки стали и алюминия. Низкая цена, около 50–80 долларов за фрезу.
• Цветное покрытие TiAlN: высокая термостойкость, для высокоскоростной обработки твердых материалов. Цена около 80-120 долларов США.
• Покрытие TiCN: высокая износостойкость, для обработки чугуна, цена около 70–100 долларов США.

При выборе фрезы учитывайте соотношение цены и производительности. Например, при серийной обработке фреза с покрытием TiAlN стоит дороже за штуку, но служит дольше и в целом стоит дешевле.

Онлайн-сервис JS Precision для фрезерных станков с ЧПУ поможет вам подобрать наиболее подходящую фрезу для вашего материала, технических характеристик станка с ЧПУ и требований к обработке всего за пять простых шагов. Вы также можете выбрать фрезу без риска, воспользовавшись бесплатными пробными образцами.

Избегайте этих ошибок: 5 часто упускаемых из виду ошибок при выборе фрезы

При выборе фрезы необходимо избегать следующих пяти, на первый взгляд, незначительных ошибок, которые могут привести к огромным потерям:

1. Пренебрежение эвакуацией стружки? Наматывание стружки на резец, царапание обрабатываемой поверхности и даже выкрашивание инструмента происходит из-за неправильной формы стружкоотвода. Например, при точении алюминиевых сплавов, если стружечное карман не соответствует требованиям, стружка будет налипать на режущую кромку, что приведет к образованию заусенцев на обработанной поверхности.

2. Слишком усердная погоня за «универсальным инструментом»? Попытка обработать всё одной фрезой обойдётся вам дорого. Например, чистовая обработка черновой фрезой может сократить срок службы инструмента более чем на 50% и снизить производительность обработки.

3. Пренебрежение точностью системы крепления инструмента? Даже самая тонкая фреза будет неэффективна, если её установить в цангу с биением более 0,01 мм. Поэтому для максимально эффективного использования фрезы важно выбирать высокоточные оправки, например, термопатроны с биением не более 0,003 мм.

4. Отвлекаетесь на начальную цену и игнорируете себестоимость единицы продукции? Думайте не только о цене за штуку, но и о «стоимости за единицу». Например, фреза за 100 долларов изготовит 100 единиц, то есть по 1 доллару за единицу. Фреза за 50 долларов изготовит всего 30 единиц, то есть примерно по 1,67 доллара за единицу , что дороже.

5. Недооценка стратегии подачи СОЖ? Сухое охлаждение подходит для обработки алюминия и пластика, жидкостное — для обработки стали и чугуна, а масляный туман (MQL) — для высокоскоростной обработки. Использование сухого охлаждения при обработке стали может сократить срок службы фрезы более чем на 60% и привести к изменению цвета поверхности заготовки.

Углубленный анализ: основные различия между черновыми и чистовыми фрезами

Критерии проектирования черновых и чистовых фрез существенно различаются. Сочетание этих двух типов может привести к катастрофическому снижению производительности обработки. Ниже представлен сравнительный обзор этих двух типов фрез:

Например, для черновой обработки 45 стальных деталей используется фреза диаметром 16 мм с 4 зубьями и покрытием TiCN, глубиной резания 16 мм и подачей 0,2 мм/об. Для чистовой обработки используется фреза с 6 зубьями и покрытием TiAlN того же диаметра, глубиной резания 3 мм и подачей 0,1 мм/об. Это позволяет достичь оптимального баланса между эффективностью и качеством.

Компания JS Precision предлагает полный ассортимент черновых и чистовых фрез и может быть спроектирована с учетом адаптации геометрии инструмента к вашим спецификациям при обработке деталей на станках с ЧПУ, при этом каждый этап тесно интегрирован для обеспечения точности.

Практический обзор: что сделала компания JS Precision, чтобы добиться 40%-ного улучшения обработки нержавеющей стали 316?

Фон

Один из производителей медицинских приборов обработал детали конструкции из нержавеющей стали марки 316 на фрезерном станке с ЧПУ. На начальном этапе процесса возникло три основных проблемы:

• Наблюдалось чрезмерное упрочнение материала. После врезания фрезы в заготовку твёрдость поверхности увеличилась с 20 до 35 HRC, а сопротивление резанию возросло.
• Инструмент застревал , стружка налипала на режущую кромку , и приходилось регулярно останавливать станок, чтобы ее очистить.
• Производительность обработки была низкой. Фреза менялась каждые два часа, а время обработки одной детали составляло 12 минут. Загрузка фрезерного станка с ЧПУ составляла всего 60%.

Решение JS Precision

Компания JS Precision разработала общий план оптимизации для решения вышеуказанных проблем:

1. Выбор инструмента: была выбрана 7-зубая фреза с высокой подачей, острой режущей кромкой и новым нанопокрытием на основе TiAlN. Покрытие обладает на 20% большей термостойкостью по сравнению с традиционным TiAlN, что снижает застревание инструмента. Острая режущая кромка с передним углом 12° снижает сопротивление резанию и деформационное упрочнение.

2. Изменение стратегии: Внедрение стратегии высокоскоростного фрезерования (HFM) с самого начала вместо первоначальной глубины резания 5 мм и подачи 0,6 мм/об было заменено на глубину резания 3 мм и подачу 1,2 мм/об. Это сократило время контакта инструмента с заготовкой и позволило избежать упрочнения заготовки.

3.Оптимизация параметров: увеличена линейная скорость фрезерного станка с ЧПУ с 80 до 110 м/мин, а подача на зуб с 0,15 мм/зуб до 0,2 мм/зуб. Также активирована внутренняя система подачи СОЖ высокого давления 10 МПа для облегчения смыва стружки и охлаждения режущей кромки в режиме реального времени .

Результаты

Оптимизация прошла на удивление хорошо:

Время обработки одной детали сократилось с 12 до 7,2 минут, производительность выросла на 40%, срок службы фрезы увеличился с 2 до 5 часов, а время простоя при смене инструмента сократилось на 60%, шероховатость поверхности изделия снизилась с Ra1,6 мкм до Ra0,8 мкм, а допуск на размеры сохранился на уровне ±0,008 мм, что полностью соответствует требованиям, предъявляемым к медицинским деталям.

Эта ситуация демонстрирует целостность процесса от анализа материалов до выбора инструмента.

Момент принятия решения: четыре ключевых фактора, влияющих на окончательный выбор

Заключительным шагом в выборе фрезы является установление баланса между четырьмя ключевыми факторами, исходя из ваших приоритетов для нахождения наилучшего решения:

1. Высший приоритет: требования к качеству обработки. Детали военного и аэрокосмического назначения требуют исключительно высокой точности (допуски порядка ±0,003 мм), поэтому необходимы высокоточные фрезы, например, с алмазным покрытием. Для обычных гражданских деталей (допуски порядка ±0,05 мм) достаточно стандартных твердосплавных фрез.

2. Наиболее значимый фактор: общая стоимость производства. В объёме производства учитываются «стоимость инструмента + время обработки + стоимость брака». Например, заказчик, заказывающий изготовление алюминиевых деталей в больших объёмах, может заплатить 100 долларов за фрезу с покрытием TiAlN. Стоимость фрезы выше, но её общая стоимость на 30% ниже, чем у фрезы стоимостью 50 долларов.

3.Самое срочное требование: сроки изготовления. Для быстрого прототипирования (срок изготовления 1–3 дня) необходима универсальная фреза, например, фреза для обработки уступов с углом 45°. Для крупносерийного производства (срок изготовления 1–2 недели) можно использовать специализированные фрезы, обеспечивающие долговременную эффективность .

4. Часто упускают из виду: стабильность и безопасность обработки. Если фрезерный станок с ЧПУ не обладает высокой жёсткостью, следует использовать фрезу с мягкими зубьями для предотвращения вибрации. При обработке деталей с глубокими полостями следует выбирать фрезу с подходящим соотношением сторон (соотношение сторон ≤ 5:1), чтобы предотвратить поломку инструмента.

Цены на фрезерные станки с ЧПУ в JS Precision будут прозрачными и точными, основанными на ваших потребностях в производственном цикле и качестве обработки, чтобы вы получили оптимальное соотношение качества, эффективности и цены без возможности дополнительных расходов.

Перспективы отрасли: прогнозы роста мирового рынка фрезерного инструмента и будущие тенденции

Мировой рынок фрез продолжает расширяться. По данным авторитетной исследовательской компании Gardner, совокупный среднегодовой темп роста мирового рынка фрезерного инструмента составит 5,2% в период с 2023 по 2028 год. Наибольший рост спроса будет наблюдаться на фрезерные инструменты с ЧПУ, а объём рынка к 2028 году превысит 8 миллиардов долларов . Существуют четыре тенденции:

1. Интеллект: Фрезерные станки с датчиками будут подключены к промышленному интернету вещей (IIoT) и будут регистрировать температуру резания, вибрацию и другие параметры в режиме реального времени, при этом параметры обработки будут оптимизироваться автоматически с минимальным участием человека.

2. Изготовление на заказ: Отрасль всё больше нуждается в специализированных фрезах для обработки определённых материалов и компонентов, включая фрезы, изготовленные по индивидуальному заказу для корпусов аккумуляторных батарей автомобилей на новых источниках энергии и лопаток авиационных двигателей. Они могут повысить эффективность обработки более чем на 20%.

3. Инновации в области материалов: все более широкое распространение получат сверхмелкозернистые сплавы WC-Co и технология алмазного покрытия, увеличивающие срок службы фрез на 30–50 % и подходящие для труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочные сплавы и композиты.

4. Экологичное производство: Сухая обработка и обработка с минимальным количеством смазки (MQL) становятся всё более стандартными, предъявляя повышенные требования к высокотемпературной стойкости и низкому трению фрез. Экологичные покрытия, такие как TiAlN-SiN, будут приобретать всё большую популярность.

Руководство по применению: закажите фрезы по индивидуальному заказу уже сегодня

Если выбор фрезы всё ещё вызывает затруднения, просто выполните следующие три шага, чтобы найти решение. Процесс прост и эффективен:

1. Определите требования: определите обрабатываемый материал (например, сталь, алюминий, титановый сплав), мощность и максимальную скорость вашего фрезерного станка с ЧПУ, а также цели обработки (например, требования к точности, размер партии производства и график поставок).

2. Введите требования: предоставьте технические эксперты JS Precision или введите свои требования через нашу систему отбора, сэкономив время на поиск технических подробностей.

3. Получите решение: В течение 24 часов мы предоставим вам бесплатный отчёт о выборе индивидуальной фрезы и рекомендации по выбору тестовых фрез. После одобрения вашего решения вы сможете заказать фрезу, которая будет доставлена ​​и готова к работе в течение трёх дней.

10. Часто задаваемые вопросы

В1: Нужно ли мне сначала приобрести усовершенствованный станок или усовершенствованный режущий инструмент?

Если производительность фрезерного станка с ЧПУ уже соответствует стандарту, то имеет смысл изначально инвестировать в более качественную фрезу. Более качественные фрезы напрямую повышают качество обработки, уменьшают количество брака, увеличивают срок службы инструмента и сокращают время его замены, что в долгосрочной перспективе обойдется дешевле. Замена станка требует в 5–10 раз больше инвестиций, чем покупка более качественного режущего инструмента, а эффект от неё проявляется медленнее.

В2: Когда я могу понять, что фреза изношена и ее необходимо заменить?

При проверке износа фрезы необходимо контролировать четыре параметра: громкий или резкий звук резания, наличие следов вибрации или заусенцев на обработанной поверхности, цвет стружки или неровность, а также периодически проверять износ задней поверхности. Если износ задней поверхности превышает 0,3 мм, фрезу необходимо заменить, чтобы избежать снижения качества обработки.

В3: Почему разница в производительности отечественных и импортных фрез при одинаковых параметрах столь велика?

Суть различий кроется в деталях: импортные фрезы обладают более высокой чистотой кромок и допуском на углы, более высокой плоскостностью покрытия и стойкостью к высокотемпературному окислению, более равномерным составом и ударной вязкостью основного материала, более высокой точностью динамической балансировки и меньшей вибрацией при вращении. Сочетание всех этих деталей обуславливает существенные различия в результатах обработки деталей на станках с ЧПУ.

В4: Какая конфигурация фрезы является самой дешевой для обработки мелких и сложных деталей?

Для обработки большого ассортимента и малых партий рекомендуется использовать фрезерную компоновку. Во-первых, рекомендуется установить комплект твердосплавных фрез общего назначения. Во-вторых, выбрать 3–5 базовых спецификаций для минимизации складских запасов. В-третьих, воспользоваться услугами JS Precision по изготовлению инструмента на заказ для малых партий, чтобы обеспечить минимальные складские запасы и снизить общие затраты.

11. Резюме

Выбор идеальной фрезы — это прекрасный вальс между материаловедением, машиностроением и экономикой. Прошли времена поверхностной оценки опыта, но теперь это точная наука, которую можно постичь, используя научный подход. Освоение этой науки позволит раскрыть истинный потенциал вашего фрезерного станка с ЧПУ и превратить любую проблему, связанную с обработкой, в возможность продемонстрировать ваше мастерство.

Компания JS Precision, профессиональный поставщик услуг по изготовлению фрезерных станков с ЧПУ на заказ , предлагает комплексное обслуживание: от выбора фрез до обработки деталей на станках с ЧПУ. Мы предлагаем экономичные решения для обработки стандартных и труднообрабатываемых материалов, массового производства и быстрого создания прототипов.

Вам нужно всего лишь описать свои потребности, и мы поможем вам во всём: от выбора оборудования и настройки параметров до финальной обработки, чтобы ваша обработка на станках с ЧПУ была более стабильной и эффективной. Мы также предлагаем бесплатное тестирование инструмента, что означает, что вы можете работать с нами без каких-либо рисков.