Czy można wiercić za pomocą frezu trzpieniowego? Bezpieczne metody i ograniczenia

Czy można wiercić frezem walcowo-czołowym?

Tak – jeśli frez palcowy jest frezem centralnym (lub specjalnie zaprojektowanym do obróbki wgłębnej) i używasz właściwej ścieżki narzędzia i parametrów skrawania. Standardowego frezu palcowego bez ostrza centralnego nie należy wkręcać prosto w dół jak wiertła, ponieważ nie jest on w stanie usuwać wiórów w środku i może ocierać się, przegrzewać i pękać.

W praktyce większość warsztatów unika „prawdziwego wiercenia” za pomocą frezu walcowo-czołowego, chyba że frez i strategia CAM zostaną wybrane do zarządzania ewakuacją wiórów (wgłębianie, zagłębianie po linii śrubowej lub kontrolowane zagłębianie wgłębne). Im głębszy otwór i im twardszy materiał, tym ważniejsza staje się strategia.

W przypadku zagłębiania za pomocą frezu palcowego jest to właściwe

Potrzebujesz odpowiedniej geometrii frezu

• Użyj cięcie centralne frez palcowy (posiada krawędzie tnące sięgające do środka) lub specjalnie zaprojektowany zagłębienie/gniazdo młyn końcowy.
• Wolęuj narzędzia dobrze odprowadzające wióry: mniej rowków (np. 2–3 w aluminium; 3–4 w stali) i polerowane rowki w przypadku materiałów lepkich.
• Jeśli nie jest to konieczne, należy unikać zanurzania się w narzędzia o dużym zasięgu; zwiększenie wysunięcia zwiększa ryzyko odkształcenia i złamania.

Głębokość otworu i materiał mają znaczenie

Płytkie zagłębienia przy wejściu (na przykład rozpoczęcie kieszeni) są często w porządku. Głębokie, przypominające wiertło otwory to miejsca, w których frezy walcowo-czołowe zmagają się z trudnościami: wióry gromadzą się w rowkach, wzrasta ciepło, a narzędzie może pęknąć. Z reguły im bliżej „dziury” jest głębokość większa niż kilka średnic narzędzia, tym bardziej należy preferować interpolację śrubową lub prawdziwe wiertło.

Najlepsze ścieżki narzędzia do „wiercenia” frezem walcowo-czołowym

Interpolacja śrubowa (najbardziej niezawodna)

Interpolacja śrubowa wykorzystuje ruch kołowy podczas posuwu w dół, więc frez palcowy tnie bardziej jak operacja frezowania bocznego. To znacznie poprawia ewakuację wiórów i zmniejsza tarcie występujące podczas prostego zagłębiania się.

• Użyj helix diameter larger than the tool (common starting point: 1.05×–1.20× tool diameter) to create chip room.
• Ogranicz osiowy spadek na obrót, aby kontrolować obciążenie i utrzymywać ruch wiórów.

Wejście rampowe (dobre dla kieszeni)

Wgłębianie wprowadza frez w materiał pod kątem (na przykład 1–3 stopnie), dzięki czemu narzędzie wchodzi stopniowo, a nie zagłębia się przy pełnym osiowym połączeniu. Jest to powszechnie stosowane do wprowadzania kieszeni bez wstępnego nawiercania.

Proste zanurzenie (tylko przy użyciu narzędzi z możliwością zagłębiania i konserwatywnych ustawień)

Metoda prostego zanurzenia jest metodą najwyższego ryzyka, ponieważ chipy mają ograniczone ścieżki ucieczki. Jeśli musisz to zrobić, użyj frezu przeznaczonego do zagłębiania się i rozważ strategię dziobania (krótkie ruchy w dół z cofaniem), aby usunąć wióry.

Praktyczne wytyczne dotyczące parametrów, które zapobiegają pęknięciom

Zacznij od konserwatywnego posuwu wgłębnego i obniżania

• Zasilanie zanurzeniowe: powszechnie 10%–30% normalnego posuwu podczas frezowania bocznego jako bezpieczny zakres początkowy (różni się w zależności od narzędzia i materiału).
• Głębokość dziobania (jeśli dziobania): często 0,25×–1,0× średnica narzędzia na dziobanie, z cofnięciami, które faktycznie usuwają wióry.
• Płyn chłodzący/powietrze: głównym celem jest ewakuacja wiórów; podmuch powietrza lub chłodziwo przez wrzeciono jest szczególnie przydatne w przypadku głębokich elementów.

Przykład zastosowania: konwersja obciążenia wiórów na bezpieczniejszy posuw wgłębny

Załóżmy, że 3-ostrzowy frez palcowy z węglików spiekanych o średnicy 6 mm (0,236 cala) pracuje z prędkością 10 000 obr./min i ma obciążenie wiórami wynoszące 0,03 mm/ząb.

• Posuw frezowania bocznego = obr./min. × rowki × obciążenie wiórami = 10 000 × 3 × 0,03 = 900 mm/min .
• Konserwatywny posuw wgłębny przy 20% = 900 × 0,20 = 180 mm/min .

Nie gwarantuje to bezpieczeństwa (dominuje geometria i odprowadzanie wiórów), ale zapewnia racjonalny punkt wyjścia zamiast zgadywać.

Najczęstsze rodzaje awarii i sposoby ich unikania

Ubijanie wiórów (najczęstsza przyczyna)

Jeśli wióry nie mogą się wydostać, ponownie się tną, wytwarzają ciepło i klinują narzędzie. Właśnie dlatego spadek „podobny do wiercenia” jest ryzykowny: żetony nie mają dokąd pójść. Spiralne wejście, podmuch powietrza i krótsze nacięcia zmniejszają upakowanie wiórów.

Pocieranie w środku

Nawet frez palcowy z ostrzami centralnymi ma prawie zerową prędkość skrawania dokładnie w środku. Proste zagłębianie wydłuża czas cięcia (lub tarcia) przy niskiej prędkości powierzchniowej, co powoduje wydzielanie ciepła. Utrzymywanie narzędzia w ruchu bocznym (spirala/rampa) minimalizuje ten efekt.

Ugięcie i zbieżność

Frezy palcowe są mniej sztywne niż wiertła do obciążenia osiowego. Głębokie zagłębienia mogą spowodować powstanie stożkowego lub zbyt dużego otworu i zwiększyć ryzyko pęknięcia. Jeśli dokładność otworu ma znaczenie, interpolacja śrubowa z przejściem wykańczającym jest zazwyczaj bardziej przewidywalna.

Lepsze alternatywy, gdy potrzebujesz prawdziwej dziury

Użyj wiertła, gdy funkcja jest „najpierw odwiert”

Jeśli celem jest okrągły otwór o głębokości, szybkości i dobrym wykończeniu, wiertło jest zwykle właściwym narzędziem. Wiertła przeznaczone są do obciążeń osiowych i odprowadzania wiórów z głębokich otworów.

Jeśli potrzebujesz elastyczności, użyj interpolacji śrubowej

Interpolacja śrubowa jest idealna, gdy chcesz utworzyć otwór o wielu średnicach za pomocą jednego narzędzia, gdy chcesz uniknąć zmiany narzędzia lub gdy potrzebujesz otworu w cienkim materiale bez chwytania.

Wejście frezu trzpieniowego z otworem prowadzącym

Mały otwór prowadzący może zapewnić miejsce na wióry i zmniejszyć obciążenie osiowe, gdy konieczne jest wprowadzenie frezu walcowo-czołowego. Jest to praktyczny kompromis, gdy ograniczenia CAM lub maszyny utrudniają wejście po linii śrubowej.

Szybka lista kontrolna bezpiecznego zanurzenia

• Potwierdź cięcie centralne (lub wgłębny) frez palcowy – nie zakładaj.
• Prefer wejście spiralne lub rampowe nad prostym zanurzeniem.
• Rozpocznij podawanie wgłębne 10%–30% posuwu podczas frezowania bocznego, a następnie dostosuj w oparciu o wióry i obciążenie wrzeciona.
• Jeśli nie da się uniknąć prostego zanurzenia, użyj dziobanie i upewnij się, że cofa faktycznie usuwa wióry.
• Użyjir blast/coolant to prioritize ewakuacja wiórów , szczególnie w przypadku aluminium i głębokich elementów.
• Zminimalizuj wysunięcie narzędzia i sprawdź sztywność (uchwyt, tuleja zaciskowa, bicie) przed próbą głębokiego zanurzenia.

1. Wykonaj ruch wejściowy na sucho nad częścią, aby potwierdzić ścieżkę narzędzia (szczególnie w przypadku linii śrubowej/rampy).
2. Wytnij element testowy z podobnego złomu i sprawdź kształt wiórów oraz odbarwienie pod wpływem ciepła.
3. Regulować posuw, stopień zmniejszania i chłodziwo/powietrze do momentu, aż wióry będą czysto odprowadzane, a obciążenie wrzeciona będzie stabilne.

Konkluzja

Można wiercić frezem walcowo-czołowym, jednak należy to traktować jako operację specjalistyczną. Użyj narzędzia do cięcia centralnego lub narzędzia do wcinania, preferuj wejście po linii śrubowej lub rampowej, zachowaj konserwatywne posuwy wgłębne i priorytetowo traktuj ewakuację wiórów. Jeśli cechą jest głęboki, dokładny otwór, dedykowane wiertło (lub strategia wiercenia i wykańczania) jest zazwyczaj bezpieczniejszym i szybszym wyborem.