Передние углы решают или разрушают торцевое фрезерование

Когда дело доходит до углов резания, грабли могут улучшить или испортить процесс торцевого фрезерования. Передние углы влияют на ключевые параметры, такие как поток стружки, скорость съема металла и стойкость инструмента. Поэтому передние углы необходимо выбирать с учетом требований каждого применения.

Для фрез со сменными пластинами передний угол представляет собой наклон режущей поверхности пластины. Существует два типа передних углов. Осевой передний угол — это угол между режущей кромкой и осью фрезы. Этот угол влияет на процесс торцевого фрезерования несколькими способами. Он направляет поток стружки и обеспечивает высочайшую прочность. «Кроме того, производители инструментов используют осевой передний угол для контроля энергопотребления», — сказал Нейт Питерс, старший инженер-конструктор инструментов в компании Greenleaf Corp. в Сагертауне, штат Пенсильвания.

«Если у вас есть машина небольшой мощности, — сказал он, — мы можем изменить осевой передний угол, чтобы уменьшить силу резания, чтобы вы могли использовать эту машину в большинстве случаев».

Другой тип переднего угла — это угол между поверхностью зуба и радиусом фрезы, измеренный в плоскости, перпендикулярной оси фрезы. Этот угол, известный как радиальный передний угол, важен для определения остроты и прочности режущей кромки.

Передние углы также могут быть положительными, нулевыми или отрицательными. Передний угол считается положительным, когда сумма угла клина инструмента и угла зазора между поверхностями пластины и заготовки составляет менее 90 градусов. Положительные передние углы делают инструменты более острыми и заостренными, что снижает их прочность. Положительные углы также снижают силы резания и требования к мощности.

Когда сумма зазора инструмента и углов клина составляет ровно 90 градусов, передний угол равен нулю. И оно отрицательно, когда сумма этих углов больше 90 градусов. Отрицательные передние углы притупляют инструменты и делают их более прочными, чем инструменты с положительными передними углами. Кроме того, отрицательные передние углы увеличивают силу резания и мощность, необходимую для резки. Они также могут увеличить трение, что приведет к повышению температуры резания и улучшению качества поверхности.

Дизайнерские комбинации

В обычных конструкциях фрез для торцового фрезерования используются различные комбинации положительных и отрицательных передних углов. Как следует из названия, фреза с двойным негативом имеет отрицательный осевой и отрицательный радиальный передний угол. «Такое расположение делает фрезу очень жесткой и увеличивает прочность пластины», — говорит Брайан Стусак, национальный менеджер по продуктам для фрезерования компании Iscar Metals Inc. в Арлингтоне, штат Техас. Как правило, по его словам, это также позволяет разместить больше пластин по периферии фрезы, чем другие конструкции.

«Кроме того, конструкция с двойным негативом обеспечивает большие подачи и наибольшее количество индексов, поскольку она подходит для двусторонних пластин», — сказал Йозеф Феллнер, глобальный менеджер по продукции для фрезерования со сменными пластинами в компании Kennametal Inc., расположенной в Питтсбурге. Он сказал, что эта конструкция является лучшим выбором для цехам, которым нужна высокая производительность съема металла и хороший выбор для торцового фрезерования керамики, чугуна и жаропрочных сплавов.

С другой стороны, Стусак отметил, что конструкция с двойным негативом направляет стружку к заготовке и иногда создает заусенцы. Данная конструкция также подвергает заготовку, пластины и шпиндель станка воздействию высоких сил резания.

Он считает, что такая конфигурация переднего угла лучше подходит для старых, более мощных станков с высокой скоростью съема металла, чем для станков, которые сегодня обычно можно найти в магазинах.

«Я больше не вижу двойного негатива, потому что для этого требуется много лошадиных сил, а большинство машин сейчас являются машинами меньшей мощности», — сказал Стусак.

Еще один вариант торцового фрезерования — фреза с двойной положительной конструкцией — то есть положительными осевым и радиальным передними углами. Он сказал, что такое расположение обеспечивает более свободную резку, что снижает силы резания и снижает потребление мощности. Кроме того, конструкция с двойным позитивом отводит стружку от заготовки.

С другой стороны, сказал Стусак, пластины с двойным позитивом, как правило, односторонние, а режущие кромки слабее, чем у их аналогов с двойным негативом. Он сказал, что фрезы с двойным позитивом имеют тенденцию тянуть заготовку и фактически могут поднять ее, если она не закреплена должным образом.