Что лучше выбрать для фрезерования алюминия: монолитные или корпусные фрезы?

И твердосплавные, и корпусные фрезы имеют свои достоинства и недостатки. Например, для фрезерования дна кармана, чаще всего, применяются монолитные концевые фрезы, а для снятия верхнего слоя с заготовки, как правило, больше подходят корпусные фрезы со сменными пластинками. Но, с другой стороны, существует множество факторов, которые определяют необходимость использования того или иного инструмента в данной конкретной ситуации.

Так, очень важно при выборе инструмента для грубой черновой обработки учитывать количество металла, которое вы можете удалить, и возможности станка и инструмента для скоростного выполнения данной операции. Возможность съёма материала можно подробно рассчитать, используя следующую формулу:

СКОРОСТЬ УДАЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА = (РАДИАЛЬНАЯ ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ) х (ОСЕВАЯ ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ) х  (СКОРОСТЬ ПОДАЧИ)

 

Опытным путем доказано, что при обработке заготовки из алюминия объем металла, удаляемого с помощью корпусной фрезы со сменными пластинами, более чем вдвое превышает тот, который удаляется твердосплавным монолитным инструментом. Данные получены при использовании твердосплавной концевой фрезы с пятью канавками и корпусной фрезы с 2 сменными пластинками. 

Диаметр инструмента (мм)	Подача (мм на зуб)	Об./мин.	Количество зубьев	Скорость мм/мин	Губина резания (мм)	Съем мм3/мин.
12	0,13	8000	5	4 800	25	120,65
25	0,18	3800	2	1 350	15	283,77

 

РАЗМЕР ИМЕЕТ ОГРОМНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ АЛЮМИНИЯ

Таким образом для высокоскоростной черновой обработки самым выгодным является использование инструмента настолько большого диаметра, насколько это позволяет станок без биения или заклинивания. Это одна из причин, почему станок так важен!

Большие конические шпиндели с надежным креплением отлично подходят для выполнения резов большой радиальной и осевой глубины без биения. Небольшие инструменты с большой радиальной и осевой глубиной резания могут создавать излишние биение, ограничивая зацепление инструмента. Также важную роль играют геометрия заготовок, так как программа обработки ЧПУ позволяет получать высокую производительность на большой ровной плоскости, без изгибов и перепадов.

КОГДА ВЫБРАТЬ КОРПУСНОЙ ИНСТРУМЕНТ, А КОГДА – МОНОЛИТНЫЙ?

Это зависит от множества переменных. Хотя ситуацию следует оценивать в каждом конкретном случае, есть два фактора, которые приходят на ум при принятии решения о том, когда использовать корпусной инструмент со сменными пластинами вместо монолитного твердосплавного инструмента – цена и надежность.

На пути подбора фрез от мелкого к более крупному диаметру в диапазоне 12-15 мм стоит начать задумываться о переходе на корпусные фрезы. Большинство производителей предлагают корпусные фрезы с диаметра 10, но при таком небольшом размере вы не всегда сможете увидеть экономическую выгоду. Фрезы диаметром 12-15 мм - это тот оптимальный промежуток, где вы начинаете видеть хорошую финансовую выгоду при покупке корпусных фрез со сменными пластинками. 

Однако номинальная стоимость фрезы не всегда является определяющим. Такие факторы, как правильный отвод стружки, быстрота и легкость замены инструмента, или наоборот - более надежная установка инструмента, могут перевесить преимущества вышеупомянутой экономии средств. Твердосплавные концевые фрезы могут создавать небольшую, трудноотводимую стружку, которая забивает канавки и зону обработки и может привести к повреждению инструмента или потребует дополнительного времени на чистку и техническое обслуживание. Напротив, стружка, которая образуется при обработке корпусным инструментом (из-за скорости подачи и глубины резания), как правило, обильная и более управляема.

Легкая смена инструмента также может быть определяющим фактором. Хотя сменные пластинки по алюминию с улучшенными покрытиями обладают длительным сроком службы, может возникать необходимость замены пластин после определенной партии или количества для обеспечения высокой точности и повторяемости. Большое разнообразие пластин – покрытий, геометрии, стружколомов, подложек и т.д., повышает ценность корпусного инструмента.

Вот некоторые плюсы и минусы цельного твердосплавного и корпусного инструмента, которые помогут вам взвесить свое решение: 

Твердосплавный монолитный инструмент		Корпусной инструмент
ПЛЮСЫ	МИНУСЫ	ПЛЮСЫ	МИНУСЫ
Точный. Высококачественные концевые фрезы шлифуются с соблюдением самых строгих допусков и могут быть также точно заточены заново.	Хрупкий. В случае поломки или скола придется заменить всю концевую фрезу целиком.	Большинство пластин хорошо отшлифованы.	Допуски державки, как правило, хуже.
Подходят для суперчистовой высокоточной обработки.	Ограниченная скорость подачи.	Возможно использование пластин PCD (поликристаллический алмаз) для получения зеркальной поверхности	Пластинки PCD могут быть дорогостоящими.
Доступность самых малых диаметров.	Недоступность больших размеров.	Выпускается в больших диаметрах.	Небольшой выбор маленьких размеров.
Относительно низкая стоимость замены фрез небольшого диаметра.	Большие диаметры дорогие.	Сменные пластины значительно дешевле, и пластины можно поворачивать, чтобы использовать по несколько режущих кромок каждой пластины.	Первоначальная стоимость может быть высокой – некоторые пластинки продаются только в упаковках по 5 и 10 шт.
Небольшое давление инструмента.	Настройка инструмента с минимальным биением может занять много времени или быть дорогостоящей.	Могут выдерживать большую нагрузку.	Более высокое давление инструмента.
Подходят для глубокой обработки.	Может создавать небольшую трудноудаляемую стружку.	Используется для более высокой скорости подачи и создает более толстую и легкоуправляемую стружку.	Потребляет больше энергии при пуске.