Ghid pentru freza cu vârf sferic: geometrie, materiale, avansuri și sfaturi de selecție

Întrebați orice producător de matrițe sau mâna din sala de scule care tăietor petrece cele mai multe ore în ax și răspunsul este, de obicei, același: o freză cu cap bilă. Vârful său rotunjit este singura geometrie care urmărește suprafețele libere din interiorul unei cavități, îmbină o rază într-un perete și trece printr-un electrod curbat fără a lăsa un pas ascuțit în urmă.

La Changzhou Maton Tools șlefuim aceste freze în fiecare zi lucrătoare, în diametre de la o fracțiune de milimetru până la unelte de dimensiuni complete. De-a lungul anilor, am aflat că majoritatea problemelor cu nasul sferic sunt decise cu mult înainte ca unealta să atingă piesa de prelucrat. Numărul fluturilor, diametrul efectiv, treptarea și acoperirea interacționează, iar o freză care funcționează frumos la o lucrare poate eșua la următoarea.

Acest ghid explică ce este de fapt o freză cu vârf sferic, unde se află într-un proces și cum îi ajutăm pe clienți să aleagă una care să supraviețuiască întregului ciclu.

Ce este exact o freză cu cap bilă?

O freză cu cap bilă, numită și freză cu cap cu rază completă, freză cu bile sau freză cu bile, este o freză al cărei vârf este măcinat la o singură rază constantă egală cu jumătate din diametrul sculei. Un tăietor cu vârf sferic de 10 mm poartă o rază de 5 mm la vârf și acea rază este identică în toate direcțiile, astfel încât unealta prezintă piesei de prelucrat o adevărată jumătate de sferă.

Forma contează mai mult decât pare. Deoarece vârful este mai degrabă o rază continuă decât un colț ascuțit, nu există niciun punct în care marginea se înfige și nici un umăr pătrat rămas în tăietură. Pe măsură ce unealta se deplasează de-a lungul traseului său, punctul de contact alunecă peste minge și exact asta îi permite să genereze suprafețe curbe, tridimensionale. O freză cu capăt plat lasă un pas la fiecare schimbare de direcție, în timp ce o rază de colț sau un tăietor cu vârf de taur înmoaie doar colțul fără a produce o formă sferică.

Frezele cu vârf sferic din carbură solidă sunt măcinate dintr-un singur semifabricat din carbură. Helixul, tăietura vârfului, relieful primar și acoperirea sunt produse în succesiune pe centre de șlefuire CNC cu cinci și șase axe. Un tăietor cu nas sferic conic urmează același principiu, dar montează mingea pe un gât conic, adăugând rigiditate atunci când o matriță are nervuri adânci și înguste, pe care pur și simplu nu le poate atinge o tijă dreaptă.

Unde tăietorii de nas cu bile își câștigă păstrarea

Oriunde o suprafață se curbează în două direcții simultan, o freză cu cap bilă este alegerea implicită. În magazinele clienților noștri, asta înseamnă de obicei:

• Lucrări de matriță și matriță, inclusiv finisarea cavității și a miezului, nervuri adânci, amestecarea razelor și curățarea colțurilor după ce o freză mai mare a îndepărtat cea mai mare parte a materialului.
• Prelucrarea cu electrozi, în care frezele mici cu vârf sferic produc nervuri fine și fante înguste care sunt apoi arse într-o matriță prin EDM.
• Componente aerospațiale și medicale cu buzunare conturate, profile de lame și forme organice din titan sau oțel inoxidabil.
• Scule auto și matrițe de ștanțare, în special razele de desen și suprafețele mari sculptate.
• Lucrări de gravură și relief, cum ar fi text, logo-uri și forme decorative tridimensionale.

Suprafața pe care o lasă un tăietor cu nas sferic nu este niciodată perfect netedă. Trecerile succesive lasă un rând de cuspițe minuscule cunoscute sub numele de scoici, iar înălțimea acelor scoici, nu tăietorul în sine, determină de obicei cât de multă lustruire manuală urmează.

Numărarea flautului și geometria: o comparație practică

Numărarea flauturilor este prima decizie din fișa de specificații și este într-adevăr un compromis între camera de așchii și numărul de dinți. Mai multe caneluri înseamnă mai multe muchii de tăiere care trec pe rotație și, prin urmare, un avans mai mare al mesei la aceeași sarcină de așchii, dar, de asemenea, lasă mai puțin spațiu pentru ca așchiul să iasă.

Dincolo de numărul de fluturi, priviți îndeaproape unghiul helixului, geometria tăieturii și dacă canelurile sunt distanțate egal sau inegal. Pasul inegal rupe ritmul obișnuit al impactului dinților și este o modalitate dovedită de a împinge zgomotul dintr-o tăietură din oțel inoxidabil și titan.

2 flaut bile cu nas de freze • Freza universală este potrivită pentru tratarea termică a tuturor serii de materiale din oțel. Are un design cu structură cu caneluri în U și este potrivit atât pentru degroșare, cât și pentru... Vizualizare produs →

Potrivirea frezei cu vârf sferic la material

Oțel și frezare de uz general

Pentru oțelurile carbon și aliate obișnuite, un tăietor sferic cu 4 caneluri dintr-o serie universală acoperă majoritatea lucrărilor de semifinisare și finisare și tolerează cea mai largă gamă de condiții. Începeți cu o viteză moderată la suprafață, mențineți trecerea între 5 și 15 la sută din diametru și aplicați lichid de răcire generos sau aer de înaltă presiune pentru a îndepărta așchiile de tăiere.

Oțel inoxidabil și titan

Aceste materiale se întăresc rapid și generează temperaturi ridicate de tăiere, așa că frecarea este adevăratul inamic. Geometria pasului inegală, o muchie mai ascuțită și o viteză de suprafață ușor redusă, toate ajută. Titanul, în special, beneficiază de o margine de tăiere care rămâne în tăietură, mai degrabă decât să locuiască în partea inferioară a unei treceri de contur, motiv pentru care o rampă controlată sau o intrare elicoidală depășește de obicei o adâncime dreaptă.

Oțel matriță întărit

Odată ce treceți de aproximativ 45 HRC, durata de viață a sculei este determinată de acoperire și substrat, mai degrabă decât de geometria canelului. O acoperire cu nitrură de crom de aluminiu și un grad de carbură cu microgranule permit unei tăietoare cu vârf sferic să termine o cavitate întărită fără ca marginea să se rupă la jumătatea trecerii.

Freze extreme cu bile cu nas ultra dur cu 2 flute • Designul lamei scurte îmbunătățește foarte mult rezistența la uzură a sculei și poate obține o calitate mai bună a suprafeței piesei de prelucrat. • Este folosit în principal pentru prelucrarea h... Vizualizare produs →

Electrozi din aluminiu și cupru

Materialele moi, lipicioase necesită fluturi lustruite, o spirală mai înaltă și mult spațiu pentru așchii. Două sau trei caneluri cu un finisaj din carbon strălucitor sau asemănător diamantului țin marginea construită la distanță, în timp ce sculele cu vârf sferic cu micro-diametru din gama de electrozi de cupru se ocupă de nervurile fine și colțurile interne ascuțite pe care electrozii EDM par să le conțină întotdeauna.

Grafit

Grafit is abrasive and crumbles into dust rather than forming a chip, so a sharp, uncoated or diamond-coated ball nose cutter with strong edge preparation is the usual answer. Air blast extraction is not optional; recutting abrasive dust is the fastest way to destroy an edge.

Grafit Machining 2 Flute Ball Nose End Mills • Stratul de diamant este utilizat cu tehnologie avansată pentru a obține o aderență mai bună a stratului. • Tehnologia avansată de șlefuire asigură coaxialitate ultra-înaltă, re... Vizualizare produs →

Diametrul efectiv, înălțimea treptei și înălțimea festonului

Iată detaliul care îi provoacă pe majoritatea programatorilor. Însuși centrul unui vârf de vârf sferic are viteză de suprafață zero, iar diametrul efectiv de tăiere la punctul de contact este doar o fracțiune din dimensiunea nominală a sculei. Se calculează ca de două ori rădăcina pătrată a lui (R pătrat minus (R minus ae) pătrat), unde R este raza bilei și ae este pasul radial.

Luați un tăietor cu nas sferic de 10 mm care rulează un pas de 0,5 mm. Diametrul efectiv la contact este de aproximativ 4,4 mm, nu 10 mm, ceea ce înseamnă că viteza suprafeței la margine este mai mică de jumătate din ceea ce sugerează diametrul nominal. Dacă programul dvs. calculează viteza axului din diametrul sculei, frecătorul freacă în loc să taie.

Înălțimea festonului urmează aceeași logică și este aproximativ la pătrat împărțit la de opt ori raza. Pentru aceeași freză de 10 mm și un pas de 0,5 mm, înălțimea teoretică a cuspidelor este de aproximativ 0,006 mm, care este un număr util de știut înainte de a promite unui client o suprafață lustruită direct de pe mașină.

Avansuri, viteze și frezare înclinată

Utilizați diametrul efectiv pentru viteza axului, apoi setați sarcina de așchii pe dinte în funcție de material și de numărul de caneluri. Atunci când o cerință de finisare a suprafeței forțează un pas foarte ușor, creșterea vitezei axului este adesea singura modalitate de a menține tăierea muchiei, mai degrabă decât lustruirea.

Înclinarea sculei cu 10 până la 15 grade, o tehnică cunoscută sub numele de frezare Sturz, mută punctul de contact departe de centrul mort al mingii. Acest lucru mărește viteza suprafeței la margine, aruncă așchii înainte în loc să le prindă sub vârf și, de obicei, prelungește vizibil durata de viață a sculei la lucrările cu cavități adânci. Nu uitați să compensați raza efectivă modificată în program. Al nostru diagramă viteze de tăiere de frezare este un punct de plecare practic pentru numere.

Probleme comune și cum le remediam

• Așchierea la vârf: cauzată de obicei de o intrare agresivă, așchii tăiate sau curățare peste 0,01 mm. Verificați suportul, știftul de tragere și curățarea sculei înainte de a da vina pe tăietorul.
• Urme de zbârcire pe o suprafață de matriță: reduceți pasul, scurtați lungimea ecartamentului, comutați la geometrie de pas inegală sau măriți unghiul de înclinare.
• Finisaj slab lângă vârful mingii: aproape întotdeauna o problemă de viteză la suprafață la treceri mici. Creșteți viteza axului sau înclinați unealta.
• Uzura rapidă a flancurilor: o nepotrivire a stratului de acoperire. Nitrura de aluminiu crom se potrivește cu oțelul călit, în timp ce un strat de diamant aparține aluminiului și cuprului.
• Razele electrodului în afara toleranței: verificați geometria cu o inspecție adecvată, mai degrabă decât să presupuneți că șlefuirea este greșită.

De ce lucrează magazinele cu Maton Tools

Suntem un producător de scule de tăiere din carbură cu sediul în Xixiashu, Changzhou, orașul de scule din inima Deltei râului Yangtze și vindem lumii de aici. Frezele noastre cu vârf sferic sunt produse pe centre importate de șlefuire CNC cu cinci și șase axe și inspectate pe echipamente de metrologie de înaltă precizie din Germania, Japonia și China, toate sub un sistem de calitate ISO9001. Doi ingineri seniori la nivel de profesor și peste zece specialiști în scule ne conduc activitatea de dezvoltare, susținută de un parteneriat de cercetare de lungă durată cu Universitatea de Știință și Tehnologie din China de Est și peste zece brevete. Frezele noastre rulează zilnic în aplicații de apărare, aerospațiale, auto, electronice și matrițe.

Dacă doriți să aflați mai multe despre Changzhou Maton Tools sau discutați despre o aplicație specifică, echipa noastră este întotdeauna bucuroasă să se uite la desenele, materialul și configurația mașinii dvs.

Alegerea unei freze cu vârf sferic este rareori despre găsirea unui instrument perfect. Este vorba despre potrivirea razei, numărului de caneluri, acoperirii și trecerii cu materialul din fața dvs., apoi oferind frezei suficientă viteză la suprafață la punctul de contact pentru a tăia curat în loc să frecare. Remediați aceste patru lucruri și matrița se desprinde din mașină mai aproape de gata, banca de lustruire devine mai silențioasă, iar costul sculelor pe piesă scade liniștit.