В нашей практике обеспечение требуемой шероховатости поверхности выступает главным критерием сдачи ответственных деталей в машиностроении. Мы на производстве регулярно обрабатываем корпусные детали, пресс-формы и фланцы с допусками шероховатости Ra от 0.4 до 1.6 мкм. Качество микрорельефа определяет износостойкость и усталостную прочность сопряжений. А правильный расчет режимов резания и применение зачистных пластин исключают брак.
Стандартизация и физический смысл параметров шероховатости
Нормирование шероховатости обработанных поверхностей регламентируется стандартами ГОСТ 2789-73 и ISO 4287. Мы оцениваем качество профиля по двум ключевым показателям. Параметр Ra выражает среднее арифметическое отклонение профиля в микрометрах. Параметр Rz определяет наибольшую высоту профиля по десяти точкам. И сопоставление этих величин дает полное представление о микрогеометрии обработанного металла.
Высота микронеровностей формируется как результат взаимодействия геометрии режущей кромки с пластически деформируемым металлом заготовки. Это сложный процесс. На чистоту поверхности также влияют автоколебания технологической системы СПИД.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
При чистовом фрезеровании радиусными пластинами остаточный гребешок металла зависит от шага подачи на зуб. Мы контролируем шероховатость контактным профилометром непосредственно на рабочем столе станка.
- Контроль высотного параметра Ra для оценки общего класса чистоты поверхности.
- Измерение параметра Rz для выявления глубоких рисок и микротрещин профиля.
- Проверка шага неровностей Sm для анализа цикличности следов от зубьев фрезы.
- Оценка относительной опорной длины профиля tp для узлов трения и скольжения.
Кинематико-геометрический расчет теоретической шероховатости
Мы на производстве рассчитываем теоретическую шероховатость исходя из радиуса вершины инструмента и подачи на зуб. При торцевом фрезеровании высота остаточного гребешка между смежными проходами режущей кромки описывается кинематической дугой. Увеличение радиуса пластины сглаживает профиль. А снижение минутной подачи стола уменьшает ширину формируемой канавки. И расчет позволяет точно прогнозировать чистоту поверхности.
Для торцевого фрезерования радиусной пластиной теоретическая высота микронеровностей вычисляется выражением: \(Rz_{теор} = rac{f_z^2}{8 \cdot r_{\epsilon}}\), а параметр \(Ra_{теор} pprox rac{0.0321 \cdot f_z^2}{r_{\epsilon}}\). Здесь \(f_z\) выражает подачу на зуб в миллиметрах, а параметр \(r_{\epsilon}\) обозначает радиус вершины режущей кромки.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
При подаче \(f_z = 0.10\) мм/зуб и радиусе вершины пластины \(r_{\epsilon} = 0.8\) мм расчетное значение составляет: \(Rz = rac{0.01}{6.4} = 0.00156\) мм (или 1.56 мкм), что соответствует \(Ra pprox 0.4\) мкм. Это превосходный результат.
| Технологический метод обработки | Подача на зуб \(f_z\), мм/зуб | Достигаемая шероховатость \(Ra\), мкм | Квалитет точности по ГОСТ 25346 |
|---|---|---|---|
| Черновое обдирочное фрезерование | 0.25 – 0.50 | 6.3 – 12.5 | IT11 – IT13 |
| Получистовое фрезерование | 0.12 – 0.25 | 2.5 – 3.2 | IT9 – IT10 |
| Чистовое торцевое фрезерование | 0.06 – 0.12 | 0.8 – 1.6 | IT7 – IT8 |
| Суперфинишное с пластинами Wiper | 0.15 – 0.30 | 0.2 – 0.4 | IT6 – IT7 |
Подобрать оборудование под вашу задачу
Влияние радиального биения шпинделя и оправок
В нашей практике радиальное биение инструмента выступает главным врагом чистовой обработки металлических деталей. Если биение одной из пластин в многозубой фрезе превышает подачу на зуб, весь формообразующий профиль формируется единственным выступающим зубом. Эффективная подача мгновенно возрастает в \(z\) раз. И шероховатость поверхности ухудшается в несколько раз относительно расчетных значений.
Формула фактической шероховатости с учетом радиального биения \(\Delta r\) принимает вид: \(Rz_{факт} = rac{f_n^2}{8 \cdot r_{\epsilon}} + \Delta r = rac{(f_z \cdot z)^2}{8 \cdot r_{\epsilon}} + \Delta r\). При биении \(\Delta r = 0.015\) мм получение поверхности чище Ra 2.5 мкм становится невозможным.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ RABBIT SF-6090
Фрезерный станок с ЧПУ EXT SHG 0404
Фрезерный станок с ЧПУ RABBIT SF-3030
Мы выставляем фрезы в гидропластовых или термозажимных патронах с биением менее 0.003 мм. Это гарантирует одновременную работу всех зубьев.
Использование цанговых патронов ER с биением свыше 0.01 мм для чистового фрезерования приводит к неравномерному износу пластин и появлению регулярной полосатости на обработанной плоскости детали.
Технология применения зачистных пластин Wiper
Мы на производстве применяем технологию зачистных пластин Wiper для кардинального повышения производительности чистовых операций. Зачистная пластина имеет плоскую калибрующую фаску шириной 1.2–2.0 мм или дугу большого радиуса. Фаска располагается параллельно плоскости стола. Она выглаживает гребешки микропрофиля за один оборот фрезы. И скорость подачи стола удается увеличить в 3–4 раза без потери качества.
В четырех- или шестизубую торцевую фрезу достаточно установить одну пластину с геометрией Wiper, выставив ее с осевым вылетом на 0.02–0.03 мм выше остальных. Она работает как микрострогальный резец.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ RS 0609G
Фрезерный станок с ЧПУ RABBIT SF-1212
Фрезерный станок с ЧПУ RS 1313G
Регламент наладки фрезы с пластинами Wiper включает обязательную регулировку по микронному индикатору.
- Тщательная очистка посадочных гнезд корпуса фрезы спиртом и сжатым воздухом.
- Установка стандартных чистовых пластин с затяжкой динамометрическим ключом.
- Монтаж зачистной пластины Wiper в маркированное посадочное гнездо корпуса.
- Замер осевого выступания зачистной кромки на оптическом пресеттере или индикатором.
- Пробный чистовой проход по тестовой пластине с контролем шероховатости профилометром.
Технологический комплекс мер для достижения зеркального качества
В нашей практике достижение зеркальной чистоты поверхности Ra менее 0.2 мкм требует комплексной оптимизации всех элементов СПИД. Мы применяем попутное фрезерование Climb Milling с малой шириной контакта. При попутном резании отсутствует трение на входе зуба. Металл срезается мягко и без наклепа. А обильная подача фильтрованной смазочно-охлаждающей жидкости исключает микросварку стружки.
Ниже приведены технологические параметры для различных групп конструкционных материалов.
Соблюдение этих режимов обеспечивает зеркальный блеск деталей без следов вибраций.
| Материал заготовки | Тип пластины / покрытие | Скорость резания \(v_c\), м/мин | Подача \(f_z\), мм/зуб | Шероховатость \(Ra\), мкм |
|---|---|---|---|---|
| Сталь 45 нормализованная | Твердый сплав / PVD TiAlN | 180 – 220 | 0.08 – 0.12 | 0.6 – 0.8 |
| Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т | Мелкозернистый сплав / AlCrN | 120 – 150 | 0.06 – 0.08 | 0.4 – 0.6 |
| Алюминиевый сплав Д16Т | Полированный карбид без покрытия / DLC | 350 – 600 | 0.05 – 0.10 | 0.15 – 0.3 |
| Латунь ЛС59-1 | Алмазная пластина PCD | 250 – 400 | 0.04 – 0.08 | 0.1 – 0.2 |
