Выбор инструмента: концевая фреза с радиусом при вершине и сферическая фреза

Результаты обработки CNC сильно зависят от используемого инструмента. Его выбор связан со множеством нюансов. Два распространённых вида — концевые фрезы с угловым радиусом и сферические фрезы. В статье рассмотрены основные различия и выбор подходящего варианта под ваши требования.

Прежде чем разбирать различия, кратко рассмотрим оба инструмента. Их основное назначение одинаково — резание металла на станках с ЧПУ, но между ними есть существенные отличия. Они непосредственно влияют на поверхность и общее качество результата.

Радиусные концевые фрезы имеют плоский торец со скруглёнными углами. Они также называются концевыми фрезами с радиусом на углу. Эта конструкция сочетает геометрию плоских и сферических концевых фрез. По сути, это комбинированный инструмент для получения плоских поверхностей со скруглёнными углами.

Инструмент типа сферическая концевая фреза имеет закруглённую вершину. Она плавно обрабатывает криволинейные поверхности и применяется для контуров и поверхностей 3D.

• Радиусная концевая фреза: Название bull nose связано со скруглёнными углами фрезы. Концевая фреза bull nose, или фреза с радиусом при вершине, сочетает плоский торец с закруглением каждого наружного угла. Радиус угла меньше половины диаметра фрезы. Ширина оставшегося плоского участка зависит от выбранных диаметра и радиуса; единого процентного соотношения для всех таких фрез нет. Размеры и допуски проверяйте по чертежу конкретного инструмента.

• Сферическая концевая фреза: Такая обычная сферическая концевая фреза имеет полусферический торец без плоского дна. Участок режущей кромки в контакте меняется в зависимости от поверхности, траектории и ориентации инструмента; резание не обязательно сосредоточено у центральной вершины.

• Радиусная концевая фреза: Концевая фреза с угловым радиусом может обрабатывать плоскости и радиусные переходы, если её радиус соответствует элементу детали. Скруглённый переход отличается от прямой фаски. Для заданного угла фаски выбирайте подходящую фасочную фрезу или траекторию, формирующую этот элемент. Качество поверхности по-прежнему зависит от наладки и условий резания.
• Сферическая концевая фреза: Сферическая концевая фреза обычно применяется для чистовой обработки криволинейных и пространственных поверхностей. Между соседними проходами могут оставаться гребешки, поэтому подбирайте шаг и траекторию под требуемую поверхность. Сферический профиль сам по себе не гарантирует отсутствие следов и не делает такую фрезу единственным инструментом для любой криволинейной формы.

• Радиусная концевая фреза: Фрезу с угловым радиусом применяют для карманов, канавок и пазов. Если нужны пазы без острых углов, используйте такую фрезу. Она широко применяется в общих операциях фрезерования, включая резание и чистовую обработку.
• Сферическая концевая фреза: Сферические фрезы широко применяются для пространственной контурной обработки пресс-форм и штампов, а также криволинейных элементов, например лопаток турбин. Размер фрезы и траекторию выбирают по геометрии поверхности и условиям доступа.

• Радиусная концевая фреза: Концевые фрезы с радиусом при вершине выпускаются для разных обрабатываемых материалов. Закругление может упрочнить наружный угол по сравнению с острым прямым углом, но плоский торец сам по себе не определяет совместимость с материалом или износостойкость. Подбирайте сплав, покрытие и режущую геометрию под материал и операцию.
• Сферическая концевая фреза: Сферические концевые фрезы выпускают для алюминия, сталей и других материалов, в том числе для закалённой стали при соответствующем исполнении инструмента. Подбирайте конкретную фрезу под материал, а не только по сферической форме. Для пластмасс и композитов используйте специальный инструмент и рекомендации по процессу: закруглённая вершина не гарантирует отсутствия трещин или других повреждений.

• Радиусная концевая фреза: Отвод стружки у фрезы с угловым радиусом зависит от объёма канавок, контакта, подачи и подачи СОЖ или воздуха. Сам по себе плоский торец не гарантирует крупную стружку или эффективное удаление. Выбирайте инструмент и режимы, позволяющие стружке покидать зону резания без уплотнения и повторного перерезания.
• Сферическая концевая фреза: Для сферических фрез оценивайте отвод стружки в фактической зоне контакта и вдоль заданной траектории. Не предполагайте, что сферический профиль всегда даёт более мелкую стружку или худший стружкоотвод. Используйте режимы конкретного изготовителя инструмента и проверяйте повторное перерезание стружки в реальной операции.

• Радиусная концевая фреза:Сравнивайте закупочную цену и полезную стойкость конкретных фрез в сопоставимых условиях. Важны диаметр, сплав, покрытие, допуски и требования задачи. Одного профиля bull nose недостаточно, чтобы утверждать меньшую стоимость или большую стойкость по сравнению со сферическим инструментом.
• Сферическая концевая фреза: Стойкость сферической фрезы зависит от фактической зоны контакта и условий резания. В центре скорость резания приближается к нулю, поэтому контакт в центре может быть неблагоприятным. Если геометрия детали и станок позволяют, подходящая ориентация инструмента смещает резание от центра. Это не означает, что вся сила действует на вершину или что любая сферическая фреза служит меньше либо стоит дороже.

Выбирая между фрезой с угловым радиусом и сферической, учитывайте форму, детализацию и качество поверхности. У обоих инструментов есть специальные функции в обработке на CNC. Выбор между ними может существенно повлиять на скорость обработки и качество поверхности.

Для плоских поверхностей с углами, требующими скругления, рассмотрите радиусную фрезу. Такие фрезы прочны и подходят для снятия литейного припуска, черновой и получистовой обработки больших поверхностей. Они хорошо подходят для поверхностей пресс-форм и полостей.

Для трёхмерных поверхностей или сложных контуров лучше подходит сферическая концевая фреза. Такие фрезы позволяют получать более тонкую поверхность и лучше работают со сложными формами, штампами и скульптурными поверхностями.

Выбор фрезы определяет результат работы. Подходящий инструмент помогает получить чистое и точное изделие. Фреза с угловым радиусом хорошо подходит для плоских прочных поверхностей, сферическая — для плавных криволинейных форм и деталей.