I. Что такое фрезерование с высокой подачей?
Высокопроизводительное фрезерование (HFM) — передовая технология фрезерования в современной обработке на станках с ЧПУ. Её основная особенность — «малая глубина резания и высокая скорость подачи». По сравнению с традиционными методами фрезерования, эта технология использует чрезвычайно малую осевую глубину резания (обычно от 0,1 до 2,0 мм) и чрезвычайно высокую подачу на зуб (до 5–10 раз выше, чем при традиционном фрезеровании) в сочетании с высокой скоростью вращения шпинделя, что позволяет добиться впечатляющей скорости подачи.
Революционность этой концепции обработки заключается в полном преобразовании направления силы резания, преобразуя вредную радиальную силу, возникающую при традиционном фрезеровании, в полезную осевую, что обеспечивает высокоскоростную и эффективную обработку. Фрезерная головка с высокой скоростью подачи – это специализированный инструмент, разработанный для реализации этой стратегии, который стал незаменимым инструментом обработки в современном производстве пресс-форм, аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также в других отраслях.
II. Принцип работыФреза с высокой подачей
Секрет высокоскоростной фрезы заключается в её уникальной конструкции с малым главным углом. В отличие от традиционных фрез с главным углом 45° или 90°, головка высокоскоростной фрезы обычно имеет малый главный угол — от 10° до 30°. Это изменение геометрии кардинально меняет направление силы резания.
Процесс механического преобразования: при соприкосновении лезвия с заготовкой малый главный передний угол приводит к тому, что сила резания направлена преимущественно в осевом направлении (вдоль оси корпуса инструмента), а не в радиальном направлении (перпендикулярно оси), как при традиционном фрезеровании. Это преобразование приводит к трём ключевым эффектам:
1. Эффект подавления вибрации: огромное осевое усилие притягивает режущий диск к главному валу, создавая напряжение в системе «резец – главный вал». Это эффективно подавляет вибрацию и вибрацию, обеспечивая плавную резку даже при большом вылете.
2. Защитный эффект: осевая нагрузка воспринимается упорным подшипником главного вала машины. Его грузоподъёмность значительно выше, чем у радиальных подшипников, что снижает риск повреждения главного вала и продлевает срок службы оборудования.
3. Эффект повышения подачи: устраняет ограничения, связанные с вибрацией, позволяя инструменту работать с чрезвычайно высокой скоростью подачи на зуб. Скорость подачи может достигать 3–5 раз выше, чем при обычном фрезеровании, а максимальная скорость достигает более 20 000 мм/мин.
Эта оригинальная механическая конструкция позволяет фрезерной головке с быстрой подачей поддерживать высокую скорость съема металла и при этом существенно снижать вибрацию при резании, закладывая основу для высококачественной обработки поверхности.
III. Основные преимущества и характеристикиФреза с высокой подачей
1. Высокопроизводительная обработка: важнейшим преимуществом высокоскоростной фрезы является её исключительная скорость съёма металла (MRR). Несмотря на относительно небольшую осевую глубину резания, чрезвычайно высокая скорость подачи полностью компенсирует этот недостаток. Например, при обработке инструментальной стали на обычном портальном фрезерном станке с использованием высокоскоростной фрезерной головки скорость подачи может достигать 4500–6000 мм/мин, а скорость съёма металла в 2–3 раза выше, чем у традиционных фрез.
2. Превосходное качество поверхности: благодаря исключительно плавному процессу резания, высокоскоростное фрезерование позволяет добиться превосходного качества поверхности, обычно достигающего шероховатости Ra0,8 мкм и выше. Во многих случаях поверхности, обработанные высокоскоростными фрезерными головками, можно использовать напрямую, что исключает получистовую обработку и значительно сокращает время производства.
3. Значительный энергосберегающий эффект: исследования показывают, что энергопотребление при фрезеровании с быстрой подачей на 30–40% ниже, чем при традиционном фрезеровании. Сила резания эффективно используется для удаления материала, а не тратится на вибрацию инструмента и станка, что обеспечивает по-настоящему экологичную обработку.
4. Значительно продлевает срок службы инструментальной системы: плавный процесс резания снижает ударную нагрузку и износ инструмента, а срок службы инструмента может быть увеличен более чем на 50%. Низкие радиальные усилия также снижают нагрузку на шпиндель станка, что делает его особенно подходящим для старых станков с недостаточной жесткостью или для обработки с большим пролетом.
5. Преимущества обработки тонкостенных деталей: Благодаря чрезвычайно малому радиальному усилию фреза с высокой подачей идеально подходит для обработки тонкостенных и легкодеформируемых деталей (например, аэрокосмических элементов, автомобильных кузовных пресс-форм). Деформация заготовки снижается на 60–70% по сравнению с традиционным фрезерованием.
Справочная информация по типичным параметрам обработки высокоскоростной фрезы:
При использовании фрезы с высокой подачей диаметром 50 мм, оснащенной 5 лезвиями, для обработки инструментальной стали P20 (HRC30):
Скорость вращения шпинделя: 1200 об/мин
Скорость подачи: 4200 мм/мин
Глубина осевой резки: 1,2 мм
Глубина радиального резания: 25 мм (боковая подача)
Скорость съема металла: до 126 см³/мин
IV. Резюме
Высокопроизводительная фреза — это не просто инструмент, а передовая концепция обработки. Благодаря продуманной механической конструкции недостатки, связанные с силой резания, превращаются в преимущества, обеспечивая идеальное сочетание высокой скорости, эффективности и точности обработки. Для предприятий механообработки, которые сталкиваются с необходимостью повышения эффективности и соответствия высоким требованиям к качеству обработки, рациональное применение технологии высокоскоростной фрезерной головки, несомненно, является стратегическим выбором для повышения конкурентоспособности.
Благодаря постоянному развитию технологий ЧПУ, инструментальных материалов и программного обеспечения CAM, технология высокоскоростного фрезерования будет продолжать развиваться, обеспечивая мощную техническую поддержку для интеллектуальной трансформации и модернизации обрабатывающей промышленности. Немедленно внедрите фрезерную головку с высокоскоростным фрезерованием в свой производственный процесс и ощутите преобразующий эффект эффективной обработки!
Время публикации: 03.09.2025
