www.iscar.ru
РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
В ПРОИЗВОДСТВЕ ШТАМПОВ
И ПРЕСС-ФОРМ
Краткое справочное руководство
Russian Version
РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
В ПРОИЗВОДСТВЕ ШТАМПОВ
И ПРЕСС-ФОРМ
Краткое справочное руководство
РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ В ПРОИЗВОДСТВЕ ШТАМПОВ И ПРЕСС-ФОРМ Краткое справочное руководство
Die and Mold User Guide cover_7861524.indd 165 2/15/12 3:30 PM
1
Содержание
Предисловие ......................................................................................................
Материалы для штампов и пресс-форм ...........................................................
Типичные примеры штампов и пресс-форм .....................................................
Режущий инструмент в прессоштамповом производстве ..............................
Фрезы .................................................................................................................
1. Фрезерование прямоугольных уступов ......................................
2. Фрезерование плоских поверхностей ........................................
3. Фрезерование фасонных поверхностей .....................................
Инструмент для обработки отверстий .............................................................
В заключение .....................................................................................................
Справочная информация ..................................................................................
3
5
9
10
11
15
40
48
129
131
132
Die and Mold User Guide_7861458.indd 1 5/15/11 2:52 PM
2
Семейства режущего инструмента
ИСКАР, рассматриваемые в
руководстве
1. Фрезы
2. Инструмент для обработки отверстий
Die and Mold User Guide_7861458.indd 2 5/15/11 2:52 PM
Предисловие
3
Предисловие
Многое вокруг нас, будь то предметы повседневного быта, заготовки или полностью
законченные промышленные изделия, выпускается в штампах и пресс-формах: блок
цилиндров двигателя внутреннего сгорания или детская игрушка, пластмассовый контейнер
или коленчатый вал, бутылка или турбинная лопатка, оловянный солдатик или лодка...
Технология изготовления всего перечисленного, столь разного по форме, материалам,
размерам и механическим свойствам, прямо связана с прессоштамповым производством.
Штампы и пресс-формы представляют собой сборочные узлы и состоят из различных
элементов - узлов и деталей, частью стандартизованных и унифицированных. Однако,
окончательный вид изделия, производимого в штампе либо пресс-форме, определяется
прежде всего несколькими главными компонентами: матрицей, пуансоном и т.д. Именно
изготовление таких компонентов и является наиболее ответсвенным моментом в изготовлении
штампа или формы, требующим высокую профессиональную подготовку и опыт. Неслучайно
специалисты-инструментальщики традиционно считались наиболее квалифицированными
работниками в заводских цехах. Внедрение многокоординатных станков с числовым
программным управлением (ЧПУ) и систем автоматизированного проектирования (САПР)
коренным образом изменило изготовление штампов и пресс-форм и привело к созданию
отдельной отрасли: прессоштампового производства современной металлообрабатывающей
индустрии.
Технологический процесс выпуска штампов или пресс-форм зависит от их профиля, размеров
и материала. Профиль и размеры определяются производимым изделиями, а материал -
методом и объёмом выпуска изделий.
Главным потребителем прессоштампового производства является автомобилестроение.
Примерно 60% изготовляемых штампов и 40% пресс-форм для пластмасс заняты выпуском
автомобильных деталей.
Среди большого разнообразия штампов и пресс-форм можно выделить следующие основные
группы: штампы для ковки и объёмной штамповки, штампы для листовой штамповки,
прессующие штампы, кокили и для литья под давлением и пресс-формы.
Сложность изготовления штампа (пресс-формы) определяется, главным образом,
его профилем и размерами:
• Простые штампы и пресс-формы отличаются простым профилем (“простая гравюра”),
неглубокими полостями и т.д.
• Для штампов и пресс-форм средней сложности характерны более трудоёмкий для
производства рельеф, увеличенные габариты и полости, достаточно крутые стены пр.
• В трудных для производства штампах и пресс-формах присутствуют сложнопрофильные
поверхности (“сложная гравюра”), узкие и глубокие полости, значительный перепад по высоте
для отдельных участков и т.п. Кроме того, сложность изготовления зависит и от
обрабатываемости материала штампа или пресс-формы резанием.
Ключом к производительному и эффективному выпуску штампов и пресс-форм является
технологический процесс - детальная последовательность технологических операций, которая
включает обработку резанием, сборку и доводку. САПР и системы автоматизированной
подготовки управляющих программ (УП) позволяют значительно упростить и ускорить анализ
конструкции штампа или пресс-формы на технологичность, определение стратегии обработки,
создание УП и симуляцию операции технологического процесса для того, чтобы найти самое
действенное решение и в наибольшей мере использовать преимущества современных
станков.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 3 5/15/11 2:52 PM
Предисловие
4
Назначенная стратегия механической обработки прямо связана с правильным подбором
режущего инструмента. Именно инструмент, тот небольшой и кажущийся второстепенный
элемент в процессе производства штампа или пресс-формы, может стать существенным
резервом повышения производительности и рентабельности. Мы, сотрудники ИСКАР,
отчётливо представляем его роль в металлообработке вообще и в прессоштамповом
производстве в частности и пытаемся обеспечить нашего потребителя-инструментальщика
надёжным и эффективным инструментом, который будет отвечать насущным требованиям
отрасли. Выбор инструмента зависит от различных факторов. Попытаемя кратко рассмотреть
их сквозь призму характерных особенностей того или иного инструмента, построив таким
образом основу для верного выбора.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 4 5/15/11 2:52 PM
Материалы для производства штампов и пресс-форм
5
Материалы для производства
штампов и пресс-форм
Как уже отмечалось, в конструкции штампа или пресс-формы присутствуют различные
стационарные и подвижные детали: пружины, болты, штифты, втулки, фиксаторы, опорные
стойки и т.д. Они изготовливаются из разных материалов, начиная с пластика и заканчивая
твёрдым сплавом.
Однако, существуют группы материалов, из которых выпускаются ключевые, важнейшие
с точки зрения предназначения, детали штампа или пресс-формы. С обработкой таких
материалов и связаны специфические потребности прессоштампового производства, и на них
стоит остановиться подробнее.
Инструментальные стали:
Как следует из самого названия, инструментальные стали служат прежде всего для
изготовления инструментов для резания материалов или их обработки давлением.
Различные национальные и международные стандарты определяют системы обозначения
инструментальных сталей. Более того, металлургические компании, стремясь найти ответ
на нужды своих заказчиков, выпускают стали в соответствии с собственными системами
кодирования. Для таких сталей часто отсутствует обозначение по стандарту, и вместо него
используется торговая марка. В справочной информации в конце руководства приводится
таблица с обозначениями материалов, принятыми стандартами различных стран.
При изготовлении штампов и пресс-форм сталкиваются с необходимостью обработки
сталей в широком диапазоне твёрдости: от низкой (HB 200 и ниже) до высокой (HRC 63).
В соответствии с системой обозначения материалов Американского института чёрной
металлургии (AISI) и Общества автомобильных инженеров (SAE) определены 6 категорий
инструментальных сталей широкого применения и 2 класса специальных инструментальных
сталей. Из них наибольшее распространение в производстве штампов и пресс-форм нашли
следующие:
• Инструментальные стали для холодного деформирования, включая А-серию
(среднелегированная с закалкой
на воздухе), D-серию (высокоуглеродистая высокохромистая) и O-серию (с закалкой в масле)
• Инструментальная сталь для горячего деформирования H-серии
• Инструментальная сталь с закалкой в воде W-серии
• Инструментальная сталь для пресс-форм P-серии
• Ударопрочная инструментальная сталь S-серии
• Низколегированная инструментальная сталь для специальных приложений L-серии
Сталелитейная индустрия поставляет металлообрабатывающим предприятиям сталь
в различных состояниях: отожжённую, закалённую и отпущенную до предварительной
повышенной твёрдости, а также высокой твёрдости. В результате прессоштамповое
производство сталкивается с необходимостью обработки инструментальных сталей в
широком диапазоне твёрдости: от HB 200 и ниже (низкой твёрдости) до HRC 63 и даже более
(высокой твёрдости). Как правило, значительный темп (интенсивность) удаления металла
наблюдается при черновом резании мягких сталей, в то время как необходимость обеспечения
жёстких допусков диктует небольшие припуски при чистовом резании твёрдых сталей.
Понятие “средняя твёрдость” пока не нашло строгого определение. Оно говорит, что сталь
закалена и отпущена до относительно невысокой твёрдости, однако сталелитейные компании
ориентируются на различные значения твёрдости в данном вопросе. Обычно подразумевается
твёрдость ниже HRC 45, хотя в технической литературе такие значения часто относят и к
Die and Mold User Guide_7861458.indd 5 5/15/11 2:52 PM
Материалы для производства штампов и пресс-форм
сталям высокой твёрдости. Очевидно, отсутствие единства в отношении определения
связано и с развитием режущего инструмента и его способностью обрабатывать всё более
твёрдые материалы. Тем не менее, в зависимости от твёрдости среди инструментальных
сталей, распространённых в прессоштамповом производстве, можно выделить следующие
типичные группы:
• Мягкие стали твёрдостью до HB 250
• Стали средней твёрдости двух видов:
- HRC 30-37
- HRC 38-44
• Стали высокой твёрдости трёх видов:
- HRC 45-49
- HRC 50-55
- HRC 56-63 и даже более.
В таблице 1 представлены типичные инструментальные стали, наиболее часто
встречающиеся в производстве штампов и пресс-форм.
6
Категория
Обозначение Вариант поставки
Закалка до
высокой
твёрдости
Пример применения
AISI/SAE ОСТ
После
отжига
Средн.
твёрдости
Стали
для
холодного
деформи-
рования
A2 95Х5ГМ HB 220 HRC 56-60
Вырубные гибочные штампы,
экструзионные матрицы
D2
Х12ВМФ
HB 210
HRC 56-62
Штампы для холодной
штамповки, вырубки, ковочные
штампы,
мастер-пуансоны
D3 Х12 HB 240 HRC 56-62
Штампы для холодной
штамповки, волочения, вырубки,
ковочные штампы
O1 95ХГВФ HB 200 HRC 58-62
Фасонные матрицы, штампы для
холодной штамповки, волоки
Стали
для
горячего
деформи-
рования
H11 4Х5МФС HB 180 HRC 46-52
Формы для горячего прессования
и экструзии, литейные формы
для лёгких сплавов
Инстру-
ментальная
сталь
H13 4Х5МФ1С HB 190 HRC 44-54
Литьевые формы, пуансоны,
пресс-формы
Стали для
пресс-форм
P20 С HB 280 HRC 32-36 HRC 48-52 Пресс-формы для пластмасс
Ударопрочные
стали
S7 5Х3М2Ф HB 200 HRC 50-58
Молотовые штампы, мастер-
пуансоны, экструзионные
матрицы
Стали
для спец.
приложений
L6 5Х3М2Ф HB 230 HRC 36-44 HRC 50-60
Молотовые штампы, литьевые
формы, пресс-формы
Таблица 1. Типичные инструментальные стали в производстве штампов и пресс-форм
Die and Mold User Guide_7861458.indd 6 5/15/11 2:52 PM
Материалы для производства штампов и пресс-форм
7
Мартенситно-стареющие стали, которые не относятся к группе инструментальных
сталей, всё чаще и чаще применяются в прессоштамповом производстве, например,
для изготовления пресс-форм для пластмасс. В таких сталях содержание углерода
ннебольшое, а процент никеля и кобальта относительно велик. В состоянии поставки
мартенситно-стареющие стали имеют среднюю твёрдость (HRC 30-36, Maraging 250 and
Maraging 300,например) и в результате последующей обработки могут быть доведены до
твердости HRC 58. Тем не менее, несмотря на высокую стабильность размеров и хорошую
полируемость, данные стали пока ещё значительно дороже инструментальных сталей
для прессорм, что ограничивает их применение в современном прессоштамповом
производстве.
Нержавеющие стали
Ферритные и мартенситные нержавеющие стали (такие как 20Х13, 30Х13) нашли широкое
применение в качестве материала для изготовления пресс-форм для изделий из пластмасс
малых и средних габаритов, отличающихся сложным профилем и существенным изменением
сечения вдоль контура. Типичная твёрдость в состоянии поставки - НВ 200, последующее
термическое упрочнение после обработки резанием не вызывает затруднений.
Легированные и углеродистые конструкционные стали
Многие детали штампов и пресс-форм: элементы крепления, колонны, стержни, кольца и т.п.
изготавливаются из легированных и даже углеродистых конструкционных сталей. А в штампах,
предназначенных для выпуска небольших партий, собственно формирующие элементы часто
производятся из таких сталей как 20ХМ, 30ХМ или 40ХФА. Такие стали обычно поставляются
в отожжённом состоянии или термообработанные до твёрдости HRC 32-35. После закалки их
твёрдость лежит в пределах HRC 44-52.
Чугуны
Чугун (особенно серый) не так редок в прессоштамповом производстве. Из него
выпускаются крупногабаритные детали (плиты, корпуса), втулки, гильзы, вкладыши и другие
малоизнашиваемые компоненты конструкции. В отдельных случаях матрицы, пуансоны,
стойки, башмаки и даже сами формы делаются из высокопрочного чугуна
Цветные металлы
Алюминий - далеко не самый распростанённый материал в прессоштамповом производстве.
Тем не менее, благодаря простоте в обработке резанием и невысокой стоимости алюминий
часто применяется при изготовлении опытных образцов, пресс-форм с малым ресурсом и
экструзионных форм, а также для быстрого тиражирования однотипных форм. По сравнению
с инструментальными сталями теплопроводность, обрабатываемость и полируемость у
алюминия значительно выше, и как результат, он всё активнее используется в литейных и
экструзионных формах для полимеров и смол. Сегодня такие марки алюминиевых сплавов, как
Д16, АД33 и В95 становятся привычными материалами в отрасли..
Бериллиево-медные и цинковые сплавы нашли своё применение в выдувных формах, вставках
и некоторых компонентах пресс-форм для литья под давлением. Современная цветная
металлургия предлагает потребителю достаточно прочные бериллиево-медные сплавы с
хорошей сопротивляемостью износу и коррозии. Обладая лучшей обрабатываемостью,
чем инструментальные стали, они позволяют сократить операции резания в 2-3 раза. В
зависимости от марки твёрдость сплавов колеблется в пределах HRC 30-42. Таким образом,
есть достаточно оснований полагать, что такие сплавы могут заменить инструментальные
и мартенситные нержавеющие стали, традиционно применяемые для определённых видов
пресс-форм.
Чаще всего при изготовлении штампов и прессорм используется инструментальная
сталь. (несмотря на то, что встречается применение практически всех видов материалов).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 7 5/15/11 2:52 PM
Материалы для производства штампов и пресс-форм
8
Цветные металлы широко используется в электроэрозионной обработке, одном из
технологических методов прессоштампового производства, в качестве материала для
электродов. Наиболее часто в этом качестве встречаются: латунь, медь, вольфрамо-медные
сплавы (с содержанием вольфрама 60-70%) и графит.
Обрабатываемость зарубежных материалов штампов и пресс-форм
Ниже приведены сравнительные данные, которые позволяют оценить обрабатываемость
резанием различных зарубежных материалов, применяемых для изготовления штампов
и пресс-форм. Обрабатываемость материалов представлена в процентном отношении к
обрабатываемости американской автоматной стали AISI/SAE 1212 (примерно соответсвует
российской стали А12).
В скобках приводятся ближайшие аналоги по ГОСТ.
¹ ASTM - Американское общество по испытанию материалов
Углеродистые стали
1020 (20) 72% 1030 (30) 72% 1045 (45) 57%
1060 (60) 51% 1212 (А12) 100% 1215 136%
Легированные стали
4130 (20ХМ) 72% 4140 (40ХФА) 66% 4340 (40ХН2МА) 57%
5015 (15Х) 78% 8620 (20ХГНМ) 68% 8720 (19НМА) 68%
Инструментальные стали
A2 (95Х5ГМ) 42% D2 (Х12ВМФ) 27% D3 (Х12) 28%
D7 (Х12МФ4) 25% H11 (4Х5МФС) 49 H12 46%
H13 (4Х5МФ1С) 46% H19 43% H21 (3Х3В8Ф) 36%
L6 (5ХНМ) 39% O1 (95ХГВФ) 42% O6 57%
P2 42% P5 (15Х5М) 42% P20 (4ХС) 38%
P21 38% S1 (5ХВ2СФ) 36% S5 (60С2ГМФ) 31%
S7 (5Х3М2Ф) 45% W1 (У8-1) 48% W2 (У10-У) 45%
Мартенситные нержавеющие стали
403 (08Х13) 55% 420 (20Х13) 45% 430 (12Х17) 45%
Серый чугун (по стандарту ASTM A48-76¹)
20 (СЧ10) 73% 40 (СЧ25) 48%
Высокопрочный чугун (по стандарту ASTM A 536-80)
65-45-12 (ВЧ 50-2) 61% 80-55-06 (ВЧ 60-3) 39%
Алюминиевые сплавы
6061-T (АД33) 200% 7075-T (В95) 140%
Медь и медные сплавы 80%-120%
Мартенситно-стареющая сталь Maraging 300 33%
Die and Mold User Guide_7861458.indd 8 5/15/11 2:52 PM
9
Примеры типичных деталей штампов и форм
Примеры типичных деталей
штампов и форм
Молотовый штамп
Деталь.............…………….....................
матрица
Материал…………….……….................
S7 (~5Х3М2Ф по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 52
Трудность изготовления.......................
средняя
Тип выпускаемой продукции………….
ковка крупными партиями
Формируемое изделие.........................
заготовка шатуна
Штамп для холодной штамповки
Деталь.............…………….....................
пуансон
Материал…………….……….................
D2 (~Х12ВМФ по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 60
Трудность изготовления.......................
невысокая
Тип выпускаемой продукции………….
штамповка крупными партиями
Формируемое изделие….....................
капот
Форма для литья под давления
Деталь.............…………….....................
матрица
Материал…………….……….................
H21 (~3Х3В8Ф по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 51
Трудность изготовления.......................
умеренная
Тип выпускаемой продукции………….
литьё средними партиями
Формируемое изделие….....................
корпус вентиля
Форма для литья под давления
Деталь.............…………….....................
матрица
Материал…………….……….................
H13 (~4Х5МФ1С по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 54
Трудность изготовления.......................
высокая
Тип выпускаемой продукции………….
литьё крупными партиями
Формируемое изделие….....................
заготовка коленчатого вала
Пресс-форма для пластмасс
Деталь.............…………….....................
гнездо пресс-формы
Материал…………….……….................
H13 (~4Х5МФ1С по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 50
Трудность изготовления.......................
невысокая
Тип выпускаемой продукции………….
средние партии
Формируемое изделие….....................
корпус сотового телефона
Пресс-форма для пластмасс
Деталь.............…………….....................
гнездо пресс-формы
Материал…………….……….................
P20 (~4ХС по ГОСТ)
Твёрдость……………...............………...
HRC 48
Трудность изготовления.......................
средняя
Тип выпускаемой продукции………….
крупные партии
Формируемое изделие….....................
бампер автомобиля
Die and Mold User Guide_7861458.indd 9 5/15/11 2:52 PM
10
Режущий инструмент в производстве
штампов и пресс-форм
Технология изготовления штампов и пресс-форм использует различные методы обработки:
резанием (фрезерование, сверление, развёртывание и т.д.), абразивными материалами
(шлифование, полирование, хонингование и др.), электроэрозионную. Даже нетрадиционные,
экзотические сегодня, способы, например, резание водяной струёй, тоже встречаются в
прессоштамповом производстве. Но всё-таки формирование поверхностей путём снятия
материала резанием по-прежнему доминирует в отрасли.
Профиль штампов и пресс-форм отличается большим многообразием, а определяющие
его размеры изменяются в широких пределах. Во многих случаях в процессе изготовлении
требуется удаление значительного объёма материала, поэтому маршрутная технология
состоит из черновых и чистовых операций. Для черновой обработки характерны значительные
припуски и интенсивный съём материала, в то время как для чистовой обработки на первый
план выступают точность и чистота поверхности.
Развитие металлорежущих станков с ЧПУ, САПР и автоматизированного управления
производством кардинально изменило изготовление пресс-форм и штампов, наделив
инструментальщиков принципиально новыми методами многокоординатной обработки и
передовыми средствами компьютерного моделирования технологических операций. Резание
твёрдых материалов, высокие показатели стойкости, надёжности и производительности,
направленные на значительное снижение и даже исключение электроэрозионной обработки и
ручной доводки - вот те требования, которые предъявляет сегодня прессоштамповая отрасль к
режущему инструменту. И только инструмент, действительно отвечающий им, может считаться
по-настоящему эффективным в производстве штампов и пресс-форм.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 10 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
11
Фрезы
Фрезы выполняют ключевую роль в прессоштамповом производстве. Действительно,
фрезерование удаляет бóльшую часть материала и придаёт форму будущему рабочему
профилю. Обычно при разработке технологического процесса фрезерные операции
разделяют на черновые, получистовые и чистовые. Традиционный подход к черновому
фрезерованию предусматривает обработку на значительных глубине и ширине резания,
что определяет использование мощных и достаточно тихоходных станков и фрез большого
диаметра. Обеспечение максимальной производительности при такой стратегии достигается
фрезерованием мягкого материала. Так как к изготавливаемому штампу (форме)
предъявляются определённые требования твёрдости, и к тому же, тяжелонагруженное
черновое фрезерование приводит к появления остаточных напряжений, следующим
необходимым шагом становится термическая обработка. Отмеченный подход обычно
характеризует производство крупногабаритных штампов и форм с существенными перепадами
по высоте и глубине. Многие производственники являются сторонниками такого подхода в
силу ограничений имеющегося станочного парка, программ ЧПУ и определённых устоявшихся
принципов разработки технологии. Однако, время принесло новые веяния, и сегодня техника
фрезерования с высокой подачей на зуб прочно укоренилась в черновой обработке. Она
направлена на фрезерование заготовок мягкой и средней твёрдости с небольшой глубиной
резания и исключительно высокой подачей на зуб, обеспечивая значительное увеличение
производительности.
Другой технологический метод, высокоскоростное фрезерование, предназначен прежде всего
для чистовой обработки заклённых сталей. Тем не менее, он может быть очень эффективным
и на черновых или получистовых операциях, особенно для деталей малых и средних размеров
или в случае небольших перепадов по высоте и глубине, так как позволяет непосредственное
резание твёрдых материалов. Дальнейшее развитие данного метода привело к появлению
техники трохоидального фрезерования.
В современном прессоштамповом производстве всё большую популярность приобретает
еще один метод: черновое фрезерование с осевой подачей (плунжирование), когда резание
ведётся с подачей, направленной вдоль оси инструмента. Его применение обеспечивает
эффективную обработку внутренних и наружных поверхностей сложной формы. Иногда
плунжирование называют также и скульптурным фрезерованием, что отражает некоторое
сходство с техникой предварительного ваяния.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 11 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
12
Прогрессивные методы фрезерования, их достоинства и проблемные стороны, а также
требования, которые они выдвигают к режущему инструменту, будут затронуты на страницах
руководства.
Как и в других отраслях металлообработки, в изготовлении штампов и пресс форм
присутствуют все основные типы фрезерных операций: фрезерование прямоугольных
уступов, плоских поверхностей, пазов, кромок, фасок и фасонных поверхностей. Последний
тип, влючающий и фрезерование сложнопрофильных трёхмерных поверхностей, является
главным, стержневым в прессоштамповом производстве. Используемый нструмент фрезерной
группы представлен в различном конструктивном исполнении: со сменными многогранными
пластинами (СМП) и режущими головками, а также цельный (монолитный).
Общие принципы правильного выбора фрез
Рассматривая вопрос выбора режущего инструмента в широком смысле слова, необходимо
не упустить главное: себестоимость единицы продукции, для выпуска которой он и
предназначается. Несмотря на то, что доля собственно расходов на инструмент в общей
величине себестоимости невелика, косвенное влияние инструмента на снижение
себестоимости и следовательно, повышение рентабельности может быть значительным.
Именно инструмент, это маленькое звено в технологической цепи, часто является главным
препятствием для уменьшения основного времени. Таким образом, обеспечение максимальной
производительности обработки требует применения высокоэффективного режущего
инструмента.
Другим важным для выбора фактором является широкая функциональность инструмента, его
способность действенно выполнять различные фрезерные операции. Например, не только
фрезерование уступа, но и врезание под углом, и плунжирование. Такая разносторонность в
применении позволяет при обработке заготовки применять один и тот же инструмент в разных
приложениях и тем самым снизить вспомогательное время, связанное с заменой инструмента.
Дополнительные возможности расширения функциональности предоставляют инструменты
со сменными высокоточными режущими головками, которые делают возможным заменить
головку, не вынимая инструмент из шпинделя станка, и тем самым избежать временных
затрат, связанных с повторной настройкой.
Принимая во внимание эти очевидные, но иногда упускаемые из виду факторы, выбор
инструмента определяется следующей логической цепочкой “операция-режущая геометрия-
инструментальный материал”, которая в краткой форме означает поиск ответов на ряд
общеизвестных вопросов, ведущих к правильному решению:
Операция К какому виду обработки резанием относится данная операция?
Обрабатываемая заготовка: материал, твёрдость на момент операции.
Требуемые показатели точности и шероховатости поверхности.
Величина снимаемого припуска.
Стратегия обработки.
Характеристика обработки (лёгкая, средняя, тяжёлая).
Данные станка (мощность, частота вращения шпинделя, общее
состояние).
Жёсткость системы СПИД (хорошая, умеренная и т.п.).
Смазочно-охлаждающие технические средства
(тип, возможность подачи непосредственно через шпиндель и т.д.).
Режущая геометрия Какой из возможных вариантов режущей геометрии рекомендуется
для обработки
заготовки в соответствии с указанными выше данными по операции?
Необходимо рассмотреть все возможные конструктивные решения:
со сменными многогранными пластинами (СМП), режущими головками,
цельный инструмент.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 12 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
13
Марки твёрдого сплава для сменных многогранных пластин
Сменные многогранные пластины для фрезерования материалов штампов и пресс-форм
производятся из различных видов твёрдого сплава. Как правило, для повышения рабочих
параметров на пластины наносятся защитные износостойкие покрытия физическим или
химическим осаждением. Марка сплава определяется комбинацией вида сплава (называемого
основой) с покрытием, а если покрытие отсутствует, то она совпадает с маркой основы.
Физическое осаждение путём конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ, PVD - physical)
нашло широкое распространение для СМП и цельных твёрдосплавных инструментов
фрезерной группы, так как не приводит к затуплению режущей кромки и сохраняет её острой.
КИБ производится при сравнительно низких температурах (около 500 ˚C). Толщина покрытий,
наносимых химическим осаждением из парогазовой среды (CVD - chemical vapor deposition),
больше, а их сопротивляемость износу обычно выше. Процесс химического осаждения требует
значительных температур (порядка 1000 ˚C). Совершенствование метода привело к технологии
среднетемпературного химического осаждения (MT CVD - Medium Temperature CVD),
существенно увеличившего адгезию покрытия. Дальнейшее развитие позволило получить
комбинированные покрытия, сочетая оба метода осаждения.
А сегодня прогресс нанотехнологий уже даёт возможность использовать
наноструктурированные покрытия.
Компания ИСКАР предлагает богатый выбор разных марок твёрдого сплава. Мы кратко
остановимся на последних разработках, которые наиболее полно отвечают требованиям
резания материалов штампов и пресс-форм. За исключением DT7150 рассматриваемые
в разделе марки производятся по технологии SUMO TEC - методу, предусматривающему
специальную обработку поверхности с уже нанесённым покрытием для улучшения
эксплуатационной характеристики. В сжатом обзоре ниже и в таблице 2 представлены общие
данные по некоторым маркам твёрдого сплава.
IC808 - прочный твёрдый сплав с особомелкозернистой (субмикронной) основой и
наноструктурированным алюмонитридтитановым покрытитием, наносимым физическим
методом (PVD). В первую очередь предназначен для обработки закалённых сталей на средних
и высоких скоростях резания. Отличается хорошей сопротивляемостью адгезионному износу и
образованию точечных зазубрин и задиров по глубине фрезерования.
IC5100 - твёрдый сплав с прочной основой и многослойным износостойким покрытием
по среднетемпературному химическому методу MT CVD (в том числе и слой альфа окиси
алюминия). Основное применение - фрезерование серого чугуна с высокой скоростью
резания.
IC810 - твёрдый сплав с покрытием AlTiN по физическому методу (PVD), обладающий
значительной сопротивляемостью окислительному износу и как результат, позволяющий
резание на высоких скоростях. В то же время является хорошим выбором для фрезерования
высокопрочного и серого чугуна с низкими и средними скоростями резания вследствие
нежёсткой системы СПИД.
DT7150 - твёрдый сплав с прочной основой и комбинированным MT CVD и TiAlN PVD
покрытием. Главной особенностью сплава является его хорошая сопротивляемость
выкрашиванию и сколам режущей кромки. Рекомендуется для обработки чугуна и стального
литья, особенно при наличии корки, богатой песком, раковинами и пр., с высокими и
средними скоростями резания.
IC830 - марка прочного твёрдого сплава с наноструктурированным покрытием PVD TiAlN
для фрезерования легированной и нержавеющей стали. Сплав показывает впечатляющие
результаты при обработке прерывистых поверхностей и резании в тяжёлых режимах.
Инструментальный материал Какая марка инструментального материала в наибольшей
мере отвечает указанным требованиям обработки, которая
осуществляется инструментом выбранной режущей геометрии?
Die and Mold User Guide_7861458.indd 13 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
14
Таблица 2. Характеристика некоторых марок твёрдого сплава для фрезерных СМП
Первай выбор сплава.
Группа по ISO
(DIN/ISO 513)
Марки твёрдого сплава
IC808 IC5100 IC810 DT7150 IC830 IC330
P
P15-P30 P10-P25 P15-P30 P20-P50 P25-P50
M
M20-M30 M20-M40 M30-M40
K
K20-K40 K05-K20 K05-K25 K05-K25 K15-K40
H
H20-H30
Тип покрытия PVD MT CVD PVD Комбинированное PVD PVD
Ударная вязкость
Твёрдость
Твёрдый сплав и технология SUMO TEC
Упрочняющая технология SUMO TEC заключается в специальной обработке пластины
после нанесения износотойкого покрытия и приводит к значительному улучшению
показателей стойкости и надёжности. Данный процесс повышает прочность и
сопротивляемость выкрашиванию, снижает трение и наростообразование в процессе
резания, увеличивая стойкость пластины. Как правило, упрочнению по методу SUMO
TEC подвергается передняя поверхность пластины, приобретающая в результате
характерный чёрный цвет с глянцевым блеском. Не прошедшая упрочнение периферия
остаётся золотистой, облегчая визуальное обнаружение износа на задней поверхности
пластины. Положительный эффект новой технологии заключается в том, что воздействуя
на переднюю поверхность, SUMO TEC делает её гладкой и однородной, предельно
уменьшает внутренние напряжения и каплевидные вкрапления в покрытии, что в итоге
обеспечивает мягкий сход стужки и повышенную стойкость. А задняя поверхность,
свободная от обработки по SUMO TEC , остаётся достаточно шероховатой для хорошего
контакта с опорными поверхностями гнезда пластины в инструменте.
IC330 - прочный сплав широкого применения с упрочняющим покрытием нитрида титана
(TiN)/карбонитрида титана (TiCN). Используется для фрезерования широкого спектра
материалов прессоштампового производства с низкими и средними скоростями резания.
Более подробную информацию о марках твёрдого сплава и технологии нанесения покрытий ИСКАР можно
найти в каталогах, руководствах и технических брошюрах компании.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 14 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
15
1
Фрезерование прямоугольных уступов
Концевые фрезы ИСКАРа, которые предназначены прежде всего для фрезерования
прямоугольных (90˚-х) уступов, но применяются также и для обработки пазов и канавок,
развиваются в следующих направлениях:
• Концевые фрезы со сменными многогранными пластинами (СМП) диаметром 8-50 мм
• Цельные твёрдосплавные (монолитные) фрезы диаметром до 25 мм
• Сменные режущие головки для фрез системы Мульти-Мастер (называемые часто просто
головками Мульти-Мастер) диаметром 6-25 мм
• Концевые фрезы с удлинённым наборным лезвием (длиннокромочные) диаметром 12-100 мм
Если длиннокромочные фрезы используются для черновой обработки, то все остальные
из указанных применимы для всех видов фрезерных операций: черновых, получистовых и
чистовых..
Пластина со спиральной режущей кромкой
В девяностых годах ИСКАР объявил о выпуске фрез, оснащённых СМП из твёрдого
сплава APKT 1003 PDR-HM. Новая пластина и была первой СМП со спиральными
режущей кромкой и задней поверхностью. Сегодня принцип конструирования режущей
кромки пластины, представляющей собой часть винтовой линии, кажется совершенно
очевидным, и многие производители инструмента успешно применяют его в своей
продукции. Тогда же, в девяностых, это было действительно кардинально новое решение.
Спиральная кромка обеспечивает постоянство режущей геометрии, плавное резание
и значительное увеличение стойкости. Монолитные фрезы из быстрорежущей стали и
твёрдого сплава, появившиеся намного раньше, тоже имеют спиральную кромку, однако
она образуется в результате шлифования. Изготовление же пластины со спиральной
кромкой только методами порошковой металлургии являлось серьёзной проблемой в
то время, и предложенное ИСКАРом решение привело к радикальным изменениям в
инструментальной промышленности.
Новая линия фрез получила название HELIMILL, образованное английскими словами helix
(спираль) и mill (фреза).
Концевые фрезы со сменными многогранными пластинами (СМП)
В таблицах 3 и 4 приведены главные технические показатели наиболее популярных фрез
с СМП производства ИСКАР. Таблица 3 представляет число зубьев фрезы как функцию её
диаметра и максимальной глубины резания, а таблица 4 позволяет оценить возможности
инструмента при врезании под углом.
Изготовление штампов и пресс-форм характеризуется обилием операций, связанных с
обработкой различных полостей, выемок и карманов. Поэтому возможность сочетать
засверливание с последующим фрезерованием является важным требованием, которое
предъявляет к инструменту прессоштамповое производство. Другим значимым качеством
является способность фрезеровать наклонные поверхности, когда движение подачи
происходит одновременно в двух направлениях: радиальном и осевом. Если движение
вдоль оси направлено вверх, происходит фрезерование с подъёмом (как иногда говорят
в профессиональной среде, "на вытяжку"), а если вниз - с врезанием. Максимально
допустимый угол врезания служит одним из главных критериев выбора инструмента.
Величина угла зависит от режущей геометрии и номинального диаметра фрезы. При работе
с большим вылетом фрезы значение угла следует уменьшить дополнительно.
Фрезерование по винтовой линии (спиральная или винтовая интерполяция) представляет
собой широко распространённый способ обработки отверстий, особенно значительного
диаметра. Движение подачи по спирали вращающегося инструмента определяется
Die and Mold User Guide_7861458.indd 15 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
16
одновременными перемещениями вдоль трёх координатных осей, приводящих к винтовой
траектории фрезы по формируемой поверхности отверстия.
Назначение рабочего угла при спиральной интерполяции зависит от допустимого угла
врезания. Винтовая траектория сохраняет мягкое врезание в материал и равномерное
нагружение инструмента.
В роли частного случая винтовой интерполяции выступает круговая интерполяция, когда
движение подачи происходит в результате перемещений дишь по двум осям, а траектория
фрезы становится планетарной по отношению к диаметру отверстия.
Глубину отверстия определяют максимальная глубина резания и конструктивные
особенности фрезы (высота шейки, например).
При обработке полостей и карманов приходится сталкиваться с немаловажным
отрицательным фактором: затруднённое удаление стружки и как следствие, её вторичное
резание. Данное явление может существенно снизить рабочие показатели инструмента и
уменьшить его стойкость.
T290 ELN -05 HP E90AN
T490 ELN -08
T490 E90LN -08 H490 E90AX -09 HM90 E90A T290 ELN -10
ap 5 7.7 8 8 10 10
Диам. фрезы D Число зубьев (эффективных)
8 1
10 2 1 1
12 2; 3 2 1
14 3 1
16 4; 5 3; 4 2 2 2
17 2
18 2
20 4; 5 2; 3 3 2; 3 2; 3
21 3
22 3
25 5; 7 3; 4 4 2; 3; 4 3; 4
28 4
30 4
32 6; 8 3; 5 5 3; 4; 5 4; 5
40 8; 10 4; 6 3; 5; 6 6
50 7
Пластины T290 LNMT 05 HP ANKT T490 LN..T 08 H490 ANKX 09
HM90 AP…10
AP…10 T290 LNMT 10
Таблица 3. Указатель выбора концевых фрез с СМП
для обработки прямоугольных уступов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 16 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
17
Таблица 3. Указатель выбора концевых фрез с СМП для обработки прямоугольных
уступов (продолжение)
H490 E90AX -12 T490 ELN -13 HM90 E90AD T490 ELN -16 H490 E90AX -17
ap 12 12.5 14.3 16 16
Диам. фрезы D Число зубьев (эффективных)
8
10
12
14
16
17
18
20 1
21
22
25 2 2
28
30
32 3 3 2; 3 2 2
40 4 3; 4 2; 3; 4 3 3
50 5 4; 5 5 4 4
Пластины H490 AN..X 12 T490 LN..T 13
HM90 AD..15
AD..15 T490 LN..T 16 H490 AN..X 17
Таблица 4. Угол врезания у концевых фрез с СМП для обработки прямоугольных уступов
*
Меньшие значения - для фрез с увеличенной общей длиной.
T290 ELN -05 HP E90AN
T490 ELN -08
T490 E90LN -08 H490 E90AX -09 HM90 E90A T290 ELN -10
ap 5 7.7 8 8 10 10
Диам. фрезы D Макс. угол врезания. ˚
8 2.5
10 2.3 2.5 5
12 2 2.7 32
14 1.5 Не пригодна Не пригодна 7
16 1 3.2 15
17 для врезания для врезания 15/4.5*
18 7.5
20 2.4 под углом под углом 7.5 4
21 7.5/2.8*
22 7.5
25 2 5 2.2
28 2
30 2
32 1.4 3 1.6
40 1 2.7 1.2
50 2.7
Пластины T290 LNMT 05 HP ANKT T490 LN..T 08 H490 ANKX 09
HM90 AP…10
AP…10 T290 LNMT 10
Die and Mold User Guide_7861458.indd 17 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
18
**
Только в случае установки пластин H490 ANKX 1706R15T FF.
H490 E90AX -12 T490 ELN -13 HM90 E90AD T490 ELN -16 H490 E90AX -17
ap 12 12.5 14.3 16 16
Диам. фрезы D Макс. угол врезания. ˚
8
10
12
14 Не пригодна Не пригодна Не пригодна
16
17 для врезания для врезания для врезания
18
20 под углом под углом 3 под углом
21
22
25 11.5
28
30
32 5. 3 6.5**
40 4 4.4**
50 5 3.8**
Пластины H490 AN..X 12 T490 LN..T 13
HM90 AD..15
AD..15 T490 LN..T 16 H490 AN..X 17
Таблица 4. Угол врезания у концевых фрез с СМП
для обработки прямоугольных уступов (продолжение)
Прогрессивные фрезы с СМП производства ИСКАР, предназначенные
для обработки прямоугольных уступов
No mismatch - нет несовпадению!
Очень часто высота уступа больше максимальной глубины резания фрезы с СМП,
которая определяется длиной режущей кромки пластины. Тогда, а также в случае иных
возможных ограничений по глубине фрезерования, приходится вести обработку за два
и более проходов. Обеспечение действительно 9-го профиля в пределах требуемого
допуска без выраженной границы между проходами, ступенек, рисок и зазубрин - важное
качество современных фрез повышенной точности с СМП, создаваемых для обработки
прямоугольных уступов.
Использование таких фрез значительно повышает производительность, так как
позволяет избежать необходимости в последующих чистовых проходах, гарантируя
высокоточный профиль и хорошее качество поверхности. Неперпендикулярность стенки
уступа относительно его основания не более 0.02 мм при многопроходном фрезеровании
- сегодня такое требование считается обычным для современных инструментов с СМП,
отличительной особенностью которых стал девиз: “No mismatch - нет несовпадению по
профилю!
HELITANG T490 - семейство фрез с тангенциально закрепляемыми пластинами, в каждой
из которой по 4 режущей кромки. Конструктивный ряд пластин содержит 3 типоразмера с
длиной кромки 8, 12.5 и 16 мм. Наименьший номинальный диаметр фрезы - 16 мм, и в ней
всего 2 зуба. Варианты исполнения фрез различны: концевые, насадные торцевые, режущие
головки с СМП для сборного инструмента систем MULTI-MASTER и FLEXFIT. Кроме того,
выпускаются фрезы как с крупным, так и с мелким шагом зубьев. В большинстве фрез
имеются внутренние каналы для подвода СОЖ непосредственно через корпус. Основное
назначение - высокопроизводительная обработка прямоугольных уступов, но инструменты
семейства пригодны и для фрезерования осевым врезанием.
Сочетание в конструкции тангенциального крепления пластин, последних достижений
Die and Mold User Guide_7861458.indd 18 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
19
технологии прессования и передовых марок твёрдого сплава позволило значительно повысить
стойкость и надёжность инструмента.
Интересно отметить, что сегодня пластина T490 LN.. 0804PN-R является самой малой
тангенциально закрепляемой СМП с 4 режущими кромками и не имеет конкурирующих
аналогов.
Семейство фрез с углом в плане 90˚ HELIDO H490 представляет собой эволюцию первичной
линии ISCAR HELIMILL. Радиально закрепляемые двухсторонние пластины семейства тоже
имеют 4 праворежущих кромки и выпускаются в трёх размерных исполнениях по длине кромки
8, 12 и 16 мм.
Конструкция пластина отличается высокой прочностью, а её установка в гнезде с
профилем “ласточкиного хвоста” обеспечивает надёжное базирование и исключительно
жёсткое крепление. Для получения хорошего качества поверхности обработки пластина
снабжена вспомогательной зачистной кромкой. Прочная конструкция, уникальная форма
стружкоформирующей поверхности и положительный передний угол в сочетании с богатым
выбором марок твёрдого сплава гарантируют надёжность, снижение сил резания и высокую
стойкость. Все фрезы выполняются с внутренними каналами для подвода СОЖ в зону
резания. Среди главных приложений инструментов выделим фрезерование прямоугольных
уступов, обработка осевым врезанием, фрезерование плоских поверхностей и пазов.
В своём развитии данное семейство удачно вобрало в себя достоинства своих
предшественников: спиральную режущую кромку в сочетании с передним углом линии
HELIMILL и высокопрочную конструкцию MILL2000, дающие ощутимые преимущества при
тяжелонагруженном фрезеровании.
3P ISCAR Premium Productivity Products -
Продукт, Повышающий Производительность
Начиная с 2007 года, символ “3P Premium Productivity Products” стал появляться на
упаковке изделий ИСКАРа и страницах технических бюллетеней. Он характерен для
инструментов, пластин и оснастки, создаваемых на базе новейших конструктивных
решений и передовой технологии, которые позволят потребителю значительно поднять
производительность механической обработки. В дополнение к прогрессивной режущей
геометрии характерной особенностью пластин, отмеченных таким символом, являются
твёрдые сплавы SUMO TEC с особой технологией обработки поверхности после
нанесения упрочняющего износостойкого покрытия.
SUMOMILL T290 - семейство фрез с тангенциальным креплением пластин с двумя режущими
кромками. Пластины, которые выпускаются в следующем размерном исполнении: с 5- и
10-миллиметровой длиной кромки, появились в качестве одного из направлений популярных
СМП линии HELIMILL. Принцип тангенциального крепления пластин позволяет конструкцию
корпуса фрезы с увеличенной сердцевиной, повышая тем самым прочностные характеристики,
в частности, способность противостоять ударной нагрузке. По сравнению с аналогичными
инструментами линий HELIMILL и HELIPLUS фрезы SUMOMILL отличаются повышенными
пределом длительной прочности и стойкостью, а также плотностью зуба (т.е. позволяют
разместить на том же номинальном диаметре большее количество зубьев).
Фрезы семейства обеспечивают хорошее качество поверхности обработки и отсутствие
отклонений профиля уступа при многопроходном резании, они также пригодны для врезания
под углом и осевого врезания. Специфическая режущая геометрия с увеличенным передним
углом в радиальном и осевом сечениях ведёт к снижению силы резания, улучшению
устойчивости и повышению стойкости кромки.
Уникальная форма пластины сделала возможным и создание малоразмерных фрез с СМП с
такими диаметрами (8 мм!), которые традиционно отводились лишь монолитным конструкциям.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 19 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
20
Тангенциальное или радиальное?
Вопрос: какой вид размещения и закрепления пластин - тангенциальный или радиальный
- более эффективен, часто приводит потребителя к колебаниям при подборе рабочей
фрезы, особенно, если инструмент с близкими или даже теми же размерами доступен в
разных исполнениях: как с радиально, так и с тангенциально закрепляемыми СМП. Как
и во многих практических случаях, этот вопрос не имеет строго однозначного ответа.
Его академическое исследование выходит за рамки руководства. Но краткий обзор
достоинств и изъянов каждого из видов закрепления может помочь в правильном выборе.
Следуя общему правилу, тангенциальное закрепление пластин позволяет увеличить
подачу на зуб, так как окружная сила, главная составляющая силы резания, действует
против более рационально расположенного сечения. При правильном конструировании
фрезы с тангенциальными СМП обеспечивается оптимальное нагружение зажимных
винтов, и результирующая сила резания воспринимается непосредственно корпусом
инструмента, сердцевина которого толще, чем у фрезы с радиальными пластинами.
Тангенциальное расположение упрощает создание двухсторонних СМП со спиральными
режущими кромками. И наконец, оно даёт возможность размещения на периферии
фрезы большего числа пластин, то есть увеличить плотность зубьев, а следовательно,
и скорость подачи. Применение инструмента с тангенциальными СМП типично для
высокопроизводительного фрезерования чугунных заготовок.
В то же время по сравнению с фрезами с радиальными пластинами тангенциальное
расположение обычно ограничивает возможности по формированию передней
поверхности СМП и увеличению переднего угла в осевой плоскости. Больший объём
кармана для выхода стружки в случае радиальных пластин значительно улучшает
стружкоудаление при обработке таких материалов, как сталь, например, особенно при
фрезеровании глубоких полостей и впадин.
В инструментах ИСКАРа новейшей конструкции удалось преодолеть немало недостатков,
свойственных для обоих видов размещения СМП. Семейство фрез H490 с двухсторонней
радиальной пластиной H490 AN…X - настоящей “тягловой лошадью” фрезерных работ
- с успехом применяется в тяжелонагруженных операциях с увеличенной подачей на
зуб, а семейство Т290 с тангенциальной пластиной T290 LN…T демонстрирует хорошие
эксплуатационные показатели при врезании под углом. Следовательно, вопрос о наиболее
рациональном выборе фрезы по расположению и закреплению СМП необходимо решать
в соответствии с конкретным приложением инструмента и особенностями операции. И
специалисты по внедрению компании ИСКАР будут рады помочь вам сделать верное
определение.
С чего начать: параметры режима резания
Общие положения
Скорость резания Vc и подача на зуб fz, ключевые параметры режима резания при
фрезеровании, зависят от различных факторов.
Прежде всего, твёрдый сплав. Его более твёрдые и износостойкие марки позволяют
повышение скорости резания, в то время как более ударновязкие предполагают обработку с
меньшей скоростью, но с увеличенной подачей на зуб.
Конструкционные материалы имеют разную обрабатываемость резанием, и даже для одного и
того же материала его обрабатываемость может существенно разниться в зависимости от его
состояния (например, сталь низкой, средней и высокой твёрдости). Соответственно меняется
и удельная сила резания, необходимая для удаления единицы площади фрезеруемого
материала, а значит, и нагрузка на инструмент. Ясно, что при назначении режима резания
необходимо учесть и влияние обрабатываемости.
Заметна роль и режущей геометрии. Острая, но хрупкая режущая кромка не может
противостоять тяжёлому нагружению, чем ограничивает подачу на зуб. В свою очередь
Die and Mold User Guide_7861458.indd 20 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
21
отрицательная защитная упрочняющая фаска на кромке ставит предел допустимому
снижению подачи, так как её слишком малая величина может привести к резкому
возрастанию силы резания.
Дополнительным фактором является корпуса фрезы. Его прочная конструкция в сочетании с
надёжным принципом закрепления пластин позволяет ужесточение параметров
режима резания.
Далее, собственно операция. Для чего применяется инструмент? Черновое фрезеровании
со снятием значительного объёма металла ведётся на средних скоростях резания и большой
подаче. Для чистовых же операций, обеспечивающих необходимые точность и показатели
шероховатости поверхности, назначаются малые припуски, высокая скорость резания и
умеренные подачи. Иные ограничения, такие как изрядный вылет инструмента (фрезерование
глубоких полостей или высоких уступов, например), нежёсткое станочное приспособление,
тонкостенная заготовка и т.п. приводят к необходимости снижения скорости или подачи, а
часто и обеих величин.
Наконец, состояние станка и инструментальной оснастки - если жёсткость этой составляющей
системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД) недостаточна, появляется ещё
один барьер для повышения параметра режима резания.
Названные рассуждения очень общие и, несомненно, известны каждому, связанному
с резанием металлов. Тем не менее, они хорошо иллюстрируют сложную зависимость
параметров режима резания от разных показателей. Однако, как же перейти от общего к
частному и определить начальные величины параметров?
Можно учесть фактор операции и состояния системы СПИД путём введения оценки
обработки как лёгкой, средней и тяжёлой. Затем подготовить соответствующие таблицы с
рекомендуемыми значениями скорости резания и подачи для каждого семейства фрез и так
предоставить потребителю необходимые величины. Данный подход будет верным, и ему часто
следуют при подготовке полных справочных пособий, разработке программного обеспечения
и составлении инструкций по эксплуатации.
Задача же данного руководства - снабдить пользователя простой методикой назначения
стартовых скорости резания и подачи с соответсвующей поправкой на перечисленные
факторы с тем, чтобы приступить к фрезерованию рассматриваемыми инструментами ИСКАР
с верно определённой исходной точки.
В англоязычной технической литературе подача на зуб часто именуется “chip load” (то есть
буквально "нагрузка на зуб"), а “advance" ("перемещение") означает не что иное, как тоже
подачу: “advance per revolution” - подача на оборот, “advance per minute” - скорость подачи
(минутная подача, подача стола).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 21 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
22
Начальная подача
В таблице 5 содержатся данные для предварительного назначения начальной подачи на зуб.
Бóльшие значения относятся к чистовому фрезерованию, меньшие обычно характеризуют
черновые операции.
В случае значительного вылета инструмента и недостаточной жёсткости системы СПИД
(тонкостенная заготовка, непрочное закрепление и т.п.) табличные значения следует
снизить на 20-30%.
Начальная скорость резания
Vc = Vo x Ks x Kt (1)
Где: Vc – начальная скорость резания,
Vo – базовая скорость резания,
Ks – коэффициент устойчивости,
Kt – коэффициент стойкости.
а) Базовая скорость резания
Таблица 9 позволяет установить базовую скорость резания для периода стойкости 20 мин. в
зависимости от марки твёрдого сплава, материала заготовки и типа обработки. Тип обработки:
лёгкий, средний и тяжёлый, определяется с помощью несложного двухступенчатого метода,
основанного на понятии “нагружение зуба”.
Нагружение зуба
При фрезеровании уступа нагружение зуба является функцией двух отношений:
• глубины резания h к длине режущей кромки ap,
• ширины резания b к номинальному диаметру фрезы D.
Нагружение зуба отражает долю режущей кромки, принимающей участие во фрезеровании,
и тот путь, который циклически проходит зуб фрезы при работе от врезания в материал до
выхода из него за один оборот фрезы.
Чем дольше зуб находится непосредственно в материале, тем интенсивнее воздействие на
него тепловой нагрузки, ведущее к уменьшению стойкости.
Диаграмма на рис. 1 позволяет установить нагружение зуба графически, а для быстрой
приблизительной оценки можно использовать данные таблицы 6.
Тип обработки
Нагружение зуба в сочетании с подачей определяет тип обработки (таблица 7). Интервал
значений подачи от минимального fz min до максимального fz max относится к величинам
начальной подачи на зуб, рассмотренными выше. Разумеется, не стоит буквально
воспринимать понятия “минимальная”, “максимальная” или “умеренная” подача: если
численное значение ближе к нижней границе интервала, то следует ориентироваться на fz min,
при средних значениях брать в расчёт умеренную подачу fz moderate, а если же речь идёт о
величинах в районе верхней границы, принять fz max.
Бывает, что пользователь затрудняется в назначении конкретной начальной подачи на зуб из
интервала, указанному в таблице 5. В таких случаях рекомендуется принять среднюю величину
и соответственно, пользоваться fz moderate для поиска типа обработки по таблице 7.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 22 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
23
Группа по
ISO
DIN/ISO 513
Материал заготовки Начальная подача fz, мм/зуб, для тв. сплава
Тип
Группа
материала
σ
T
H/
MM
2
Твёрдость
HB
IC808 IC5100 IC810 DT7150 IC830 IC330
P
Углеродистая
сталь
1-4 <850 <250 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.35 0.1-0.4
5
>850
<1000
>250 <300 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.3 0.1-0.4
Легированная и
инструментальная
сталь
6, 7 <1000 <300 0.1-0.25 0.1-0.2 0.1-0.25 0.1-0.3 0.1-0.4
8, 9
>1000
<1200
>300 <350 0.1-0.2 0.1-0.18 0.1-0.2 0.1-0.25 0.1-0.3
10 <850 <250 0.08-0.18 0.08-0.15 0.08-0.18 0.1-0.25 0.1-0.25
11
>1100
<1450
>325 0.08-0.15 0.08-0.12 0.08-0.15 0.08-0.2 0.08-0.25
M
Нерж.
мартенситная
сталь
12, 13 <850 <250 0.08-0.12 0.08-0.15 0.08-0.2
K
Серый чугун 15-16 <1000 <300 0.2-0.35 0.2-0.4 0.2-0.4 0.2-0.3
Высокопрочный
чугун
17-18 <1000 <300 0.2-0.35 0.2-0.4 0.2-0.4 0.2-0.3
H
Высокотвёрдые
сталь и чугун
38.1
>1480
<1700
HRC 45-49 0.07-0.12 0.07-0.1
38.2
>1700
<2000
HRC 50-55 0.06-0.09
39
>2000
<2500
HRC 56-63 0.05-0.08
Таблица 5. Оценка начальной подачи на зуб fz
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
- Предпочтительный выбор сплава.
Для фрез семейства T290...-05 и -10 табличные значения следует уменьшить на 30%.
Для торцевах фрез с пластинами HP ANKX...07 и T490 LN...T...08 табличные значения снижаются на 20%.
В последующих главах приведены дополнительные данные по фрезерованию сталей и чугунов высокой твёрдости.
Твёрдость
Ударная
вязкость
h
a
p
3
4
3
4
1
2
1
2
1
4
1
4
1
1
b
D
Тяжёлое
Среднее
Лёгкое
h
a
p
3
4
1
2
1
4
1
4
1
1
Тяжёлое
Среднее
Лёгкое
1
2
3
4
b
D
b
h
a
p
D
Рис. 1. Области нагружения зуба
Die and Mold User Guide_7861458.indd 23 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
24
b/D
h/ap
1/4 1/2 3/4 1
1/4 лёкое среднее среднее среднее
1/2 среднее среднее среднее тяжёлое
3/4 среднее тяжёлое тяжёлое тяжёлое
1 среднее тяжёлое тяжёлое тяжёлое
Таблица 6. Нагружение зуба
Нагружение зуба
Тип обработки для подачи на зуб fz
минимальной fz min умеренной fz moderate максимальной fz max
лёгкое Лёгкий (Л) Лёгкий (Л) Средний (C)
среднее Лёгкий (Л) Средний (C) Тяжёлый (Т)
тяжёлое Средний (C) Тяжёлый (Т)) Тяжёлый (Т)
Таблица 7. Тип обработки
б) Коэффициент устойчивости Ks
Коэффициент, учитывающий влияние операционной устойчивости, основывается на общей
оценке жёсткости системы СПИД:
• при нормальной жёсткости Ks = 1,
• при недостаточной жёсткости Ks = 0.7
в) Коэффициент стойкости Kt
Коэффициент отражает зависимости стойкости от скорости резания и
назначается по таблице 8.
Таблица 8.
Коэффициент стойкости Kt
Стойкость, мин. 10 20 40 60
Kt 1.15 1 0.85 0.8
Пример
При составлении технологического процесса обработки детали из легированной
инструментальной стали 4ХС твёрдостью HRC 32 на операции чернового-получистового
фрезерования прямоугольного уступа высотой 4 мм и шириной 16 мм предполагается
использование концевой фрезы H490 E90AX D25-4-C25-09 с пластинами H490 ANKX
090408PNTR IC830. Заготовка надёжно закрепляется в станочном приспособлении, и в целом
жёсткость системы СПИД оценивается как достаточная. Подобрать начальные значения
скорости резания и подачи.
Обрабатываемый материал принадлежит к девятой группе по стандарту VDI 3323,
классификация по которому принята ИСКАРом. По таблице 5 назначаем начальную подачу fz
=0.2 мм/зуб (значение ближе к верхней границе интервала).
По данным каталога или из таблицы 3 следует, что длина режущей кромки пластины около 8
мм. Таким образом, h/ap=4/8=0.5 и b/D=16/25≈0.6.
Таблица 6 позволяет заключить, что нагружение зуба среднее, а таблица 7 - что в данном
случае тип обработки средний (С). Согласно параграфу б) коэффициент устойчивости Ks
принимается равным 1.
Соответственно, базовая скорость резания для 20-минутного периода стойкости пластин
Vc=135 м/мин (таблица 9).
Для расчётной стойкости 60 мин коэффициент стойкости Kt=0.8 (таблица 8), и для такого
случая начальная скорость должна быть 108 м/мин.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 24 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
25
Таблица 9. Базовая скорость резания Vo для основных марок твёрдого сплава в зависимости от типа обработки*
Группа по
ISO
DIN/ISO 513
Материал заготовки Базовая скорость резания Vo, м/мин, для марок тв. сплава и типа обработки
Тип
Группа
материала**
σ
T
, Н/мм
2
Твёрдость
HB
IC808 IC5100 IC810 DT7150 IC830 IC330
Л С Т Л С Т Л С Т Л С Т Л С Т Л С Т
P
Углеродистая
сталь
1 <850 <250 300 240 220 260 230 200 200 170 150 185 160 135
2-4 <850 <250 280 220 200 240 200 180 180 150 135 170 140 125
5 >850 <1000 >250 <300 240 200 180 215 190 170 150 135 120 135 120 115
Легированная и
инструментальная
сталь
6, 7 <1000 <300 230 200 170 200 180 160 170 140 125 150 135 120
8, 9 >1000 <1200 >300 <350 215 185 165 180 150 125 150 135 120 140 125 115
10 <850 <250 210 190 170 165 135 110 140 125 115 130 120 110
11 >1100 <1450 >325 165 135 115 150 125 105 135 120 115 125 110 100
M
Нерж.
мартенситная
сталь
12, 13 <850 <250 200 170 140 170 140 125 150 130 120
K
Серый чугун 15-16 <1000 <300 260 220 200 300 250 220 300 250 220 300 250 220 260 220 190
Высокопрочный
чугун
17-18 <1000 <300 240 200 180 250 220 200 250 220 200 250 220 200 200 185 160
H
Высокотвёрдые
сталь и чугун***
38.1 >1480 <1700 HRC 45-49 120 100 80 100 80 70
38.2 >1700 <2000 HRC 50-55 75 55
39 >2000 <2500 HRC 56-63 65 45
*
Для периода стойкости 20 мин.
** Группа материалов по ИСКАР стандарту VDI 3323.
***
В последующих главах приведены дополнительные данные по фрезерованию сталей и чугунов высокой твёрдости.
- Предпочтительный выбор сплава.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 25 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
26
Цельные твёрдосплавные фрезы
ИСКАР предлагает прессоштамповому производству богатый выбор цельных твёрдосплавных
(монолитных) концевых фрез с углом в плане 90° для обработки прямоугольных уступов.
Номинальный диаметр таких фрез заключается в пределах от 0.4 мм до 25 мм, а большое
разнообразие вариантов исполнения позволяет фрезерование всех типов материалов,
встречающихся в изготовлении штампов и пресс-форм: легированные и инструментальные
стали, ферритные и мартенситные нержавеющие стали, чугун и т.д. Конструктивные
исполнения отличаются режущей геометрией, углом винтовой стружечной канавки
(именуемого также и углом подъёма либо наклона спирали или зубьев), числом ззубьев,
длиной (короткие, средней длины, длинные и т.п.) и позволяют осуществление всех видов
фрезерования: черновое, получистовое, чистовое.
Каталоги и технические брошюры ИСКАРа содержат подробные указания по приложению
монолитных фрез к обработке уступов. Как правило, обычная практика говорит, что
двухзубые фрезы, имеющие наибольший объём стружечной канавки, используются главным
образом для чернового фрезерования, обработки пазов и фрезерования осевым врезанием
(плунжированием), а многозубые фрезы преимущественно применяются в чистовых операциях
с их высокими требованиями по точности и шероховатости.
Основой для подбора монолитных фрез служат, разумеется, требования технологического
процесса и материал заготовки. Следует подчеркнуть, однако, что говоря об ограничениях
по подаче, важным фактором является не только прочность зуба и жёсткость фрезы, но и
отвод стружки, определяемый формой и глубиной стружечной канавки. Соответственно,
лимитирующими показателями для подачи становятся номинальный диаметр фрезы и число
зубьев, которые надо также принять во внимание.
Развитие заточных станков с ЧПУ привело к тому, что сегодня различные производители
цельного твёрдосплавного инструмента, от небольших местных фирм и до крупнейших
компаний мирового уровня, производят монолитные фрезы одних и тех же размеров,
которые внешне смотрятся одинаковыми, будто копии одна другой. Тем не менее, несмотря
на визуальное сходство, порой просто поразительное, между такими фрезами существует
огромная разница в функционировании и стойкости, причина которой лежит в твёрдом сплаве,
технологии заточки и, конечно же, невидимых глазу особенностях режущей геометрии.
Монолитные фрезы выпускаются из следующих марок твёрдого сплава.
Большинство монолитных фрез производятся из IC900 - прочного субмикронного твёрдого
сплава с защитным износостойким покрытием PVD TiAlN (физическим). Данный сплав
является широкоуниверсальным и применяется для разнообразных фрезерных операций,
как черновых, так и чистовых, при обработке углеродистых, легированных, инструментальных
и нержавеющих сталей. Кроме того, он пригоден для фрезерования закалённых сталей
твёрдостью до HRC 55.
Ультрамелкозернистый сплав IC903 с содержанием кобальта 12% и покрытием PVD TiAlN
рекомендуется для обработки закалённых сталей и высокотвёрдых чугунов, обычно
твёрдостью HRC 56-63 и даже более. Этот сплав не подходит для тяжёлых режимов резания.
С СОЖ или без
Обработка без подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) или использование
воздуха в качестве охлаждающего средства предпочтительы для цельных
твёрдосплавных фрез. При обработке сталей и материалов высокой твёрдости (группы
применяемости по ISO Р и Н соответственно) фрезами из сплавов IC900 и IC903 подача
СОЖ вообще не рекомендуется. Если же условия операции диктуют применение СОЖ
(например, фрезерование аустенитной нержавеюшей стали), в качестве первого выбора
марки сплава стоит ориентироваться на IC300.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 26 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
27
Таблица 10. Выбор марок твёрдого сплава для монолитных фрез
A - Предпочтительный выбор.
: - Возможное применение.
Группа по ISO IC900 IC903 IC300
P
M
K
H
До HRC 55
Свыше HRC 55
Среди чрезвычайно богатой и многообразной группы цельных твёрдосплавных концевых фрез
ИСКАРа с углом в плане 90° своей оригинальной геометрией выделяются три семейства.
У четырёхзубых фрез семейства FINISHRED с углом наклона зубьев 45° два противоположных
зуба снабжены стружкоразделительными канавками, что делает их кромку зазубренной, а
два других подобных канавок не имеют, поэтому кромка здесь гладкая. Такое сочетание двух
видов режущей геметрии: чернового зуба со стружкоразделяющим эффектом и чистового со
сплошной кромкой, - часто называется “две в одном”. Действительно, две фрезы, черновая и
чистовая, соединились в одном инструменте. Указанный принцип позволяет вести обработку
на параметрах режима, свойственных черновому фрезерования, а получать шероховатость
поверхности, которая характеризует получистовые и даже, в зависимости от конкретных
требований к операции, чистовые проходы. Таким образом, одна фреза в состоянии заменить
две: черновую и чистовую, что существенно сказывается на снижении оперативного времени
и потребляемой мощности и на повышении производительности операции. Своеобразная
конструкция фрезы способствует уменьшению вибраций при резании в тяжёлых режимах,
а образующаяся смесь длинной и короткой стружки легче удаляется, что является важным
преимуществом при обработке полостей и карманов штампов и пресс-форм.
Четырёх- и пятизубые фрезы CHATTERFREE имеют неравномерный угловой шаг зубьев, что
значительно повышает виброустойчивость инструмента. Они представляют собой хорошее
решение для станков с ограниченной мощностью привода главного движения (например,
с концом шпинделя по ИСО 40 или ВТ 40), столь популярными на небольших предприятих,
занятых изготовлением штампов и пресс-форм. Оригинальная геометрия позволяет
фрезерование в сплошном материале паза глубиной до двух диаметров фрезы.
Семейство FINISHRED VARIABLE PITCH объединяет в себе достоинства обоих указанных
типов фрез. Образованный гибрид демонстрирует необычайные рабочие показатели. Можно
сказать, что наделяет потребителя новой версией FINISHRED, в которой уже не две, а целых
три фрезы объединились воедино - “три в одной”, как именуют это семейство!
Ударновязкий субмикронный сплав IC300 с покрытием PVD TiCN предназначен прежде всего
для фрезерования нержавеющих сталей с низкими и средними скоростями резания, особенно
в неблагоприятных условиях. Мелкозернистый твёрдый сплав IC08 используется в основном
для обработки заготовок из цветных металлов.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 27 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
28
Таблица 11. Максимальная глубина при фрезеровании паза, мм, для монолитных фрез
стандартной линии
D, мм до 4 4-5 6-8 10-25
Ap max 0.3 D 0.4 D 0.4 D / D* 0.5 D / D*
*
С уменьшением подачи fz на 50%.
Таблица 12. Максимальная глубина при фрезеровании паза, мм, для монолитных фрез
семейства FINISHRED
D, мм до 4 4-5 6-8 10-25
Ap max 0.4 D 0.6 D 0.7 D / 1.2 D* 0.9 D / 1.5 D*
*
С уменьшением подачи fz на 30%.
Таблица 13. Максимальная глубина при фрезеровании паза, мм, для монолитных фрез
семейств CHATTERFREE и FINISHRED Variable Pitch
D, мм до 4 4-5 6-8 10-25
Ap max 0.9 D D 1.2 D 2 D*
*
Для Dz≥16 мм подачу следует уменьшить на 20%.
Параметры режима резания
Максимальная глубина при фрезеровании паза
При фрезеровании паза допускаемая глубина зависит не только от прочности и жёсткости
инструмента, но также и от его возможностей по отводу стружки. Обрабатывая глубокие
пазы, часто приходится значительно уменьшать подачу на зуб для обеспечения необходимого
стружкоудаления. Применение фрез типа FINISHRED и FINISHRED VARIABLE PITCH
позволяет существенно улучшить положение.
Максимальная глубина резания при фрезеровании паза в стальных заготовках не должна
превышать значения, представленные в таблицах 11-13. В случае обработки чугуна указанные
допускаемые величины следует увеличить вдвое..
Переточка твёрдосплавных фрез
Возможности современных шлифовальных и заточных станков принесли впечатляющие изменения в
технологию переточки твёрдосплавных фрез, позволяя восстановить с высокой точностью режущую
геометрию изношенного инструмента. Правда, стойкость фрез после переточки ниже из-за наличия
участков без покрытия или же проблем с вторичным покрытием. Отрицательное влияние на эффективность
фрезы оказывает и уменьшение её диаметра вследствие переточки. Переточка по задней поверхности
уменьшает глубины стружечной канавки, а во многих случаях - и передний угол, что ухудшает резание и
отвод стружки. Уменьшение диаметра фрезы на 1% ведет в среднем к снижению рабочей характеристики
на 2-3%. Существует и определённая граница для уменьшения, и достигнув её, фреза резко теряет
свои эксплуатационные качества. Чтобы избежать отрицательных последствий, очень важно соблюдать
соответствующие инструкции ИСКАРа по переточке - их можно найти в каталогах и технических изданиях,
или получить, обратившись к местному представителю компании.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 28 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
29
Фрезерование прямоугольного уступа: размерные ограничения
При фрезеровании прямоугольных уступов оценка глубины и ширины резания может быть
сделана с помощью таблицы 14.
ae
ap max
D ≤ 16 мм D > 16 ии
< 0.3 D 2 D 1.8 D
( 0.3…0.5) D 2 D 1.8 D
0.5 D < ae < 0.75 D 1.25 D 0.8 D
≥ 0.75 D Ap max*
Таблица 14. Размеры фрезеруемого уступа
- Рекомендуемый режим работы.
*
Величина Ap max, указанная в таблицах 11-13.
Начальные значения подачи на зуб и скорости резания
В таблицах ниже указаны расчётные начальные значения подачи на зуб и скорости
резания для концевых монолитных фрез семейств FINISHRED, CHATTERFREE и
FINISHRED Variable Pitch.
Таблицы характеризуют черновые и получистовые операции. Рекомендации по режимам
резания при чистовом фрезеровании рассматриваются отдельно.
Если условия обработки относятся к неблагоприятным (проблемное закрепление,
тонкостенная заготовка, значительный вылет фрезы и т.п.), то табличные данные необходимо
уменьшить на 20-30%.
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Группа по ISO
DIN/ISO 513
D, мм
Группа материала* 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25
P
1-4 0.008 0.020 0.030 0.040 0.055 0.065 0.080 0.085 0.092 0.138 0.145 0.155
5 0.008 0.020 0.028 0.038 0.055 0.065 0.077 0.082 0.090 0.130 0.137 0.148
6, 7 0.008 0.020 0.028 0.038 0.055 0.065 0.077 0.082 0.090 0.130 0.137 0.142
8, 9 0.008 0.019 0.028 0.038 0.050 0.060 0.072 0.077 0.085 0.130 0.137 0.142
10 0.008 0.017 0.025 0.036 0.048 0.058 0.070 0.072 0.082 0.125 0.130 0.137
11 0.008 0.012 0.022 0.032 0.045 0.055 0.065 0.065 0.077 0.110 0.120 0.132
M
12, 13 0.008 0.015 0.028 0.038 0.048 0.058 0.070 0.077 0.082 0.125 0.130 0.137
K
15-16 0.009 0.022 0.032 0.043 0.060 0.070 0.083 0.088 0.095 0.142 0.150 0.163
17-18 0.009 0.022 0.032 0.043 0.060 0.070 0.083 0.088 0.095 0.142 0.150 0.163
H
38.1** 0.022 0.028 0.032 0.038 0.040 0.045 0.055 0.060 0.065
38.2
39
Таблица 15. Фрезы FINISHRED: начальная подача fz, мм/зуб, для фрезы диаметром D
Die and Mold User Guide_7861458.indd 29 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
30
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Таблица 16. Фрезы CHATTERFREE и FINISHRED Variable Pitch:
начальная подача fz, мм/зуб, для фрезы диаметром D
Группа по ISO
DIN/ISO 513
D, мм
Группа материала* 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25
P
1-4 0.022 0.032 0.045 0.055 0.058 0.060 0.065 0.078 0.088 0.110
5 0.022 0.032 0.040 0.050 0.055 0.058 0.060 0.065 0.077 0.100
6, 7 0.020 0.027 0.032 0.042 0.045 0.050 0.055 0.060 0.072 0.088
8, 9 0.019 0.027 0.032 0.036 0.038 0.042 0.050 0.055 0.065 0.075
10 0.016 0.022 0.027 0.030 0.032 0.038 0.045 0.050 0.060 0.067
11 0.012 0.016 0.022 0.027 0.030 0.035 0.038 0.045 0.055 0.060
M
12, 13 0.016 0.022 0.027 0.030 0.032 0.038 0.045 0.050 0.060 0.067
K
15-16 0.022 0.032 0.045 0.055 0.055 0.062 0.072 0.082 0.100 0.130
17-18 0.019 0.027 0.042 0.052 0.052 0.060 0.068 0.078 0.090 0.110
H
38.1** 0.016 0.020 0.022 0.025 0.027 0.032 0.035 0.045
38.2
39
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Таблица 17. Начальная скорость резания Vc, м/мин
(черновое и получистовое фрезерование)
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала* Фрезерование паза Фрезерование уступа
P
1 145 180
2-4 115 150
5 100 125
6 105 130
7-9 85 120
10 85 115
11 70 100
M 12, 13 80 110
K
15-16 130 160
17-18 125 150
H
38.1** 50 70
Шпоночная фреза: сверло, фрезерующее паз
Концевые фрезы, способные осуществлять врезание с подачей вдоль оси инструмента,
называют шпоночными. Для осуществления врезания, подобного сверлению, по
крайней мере один из зубьев такой фрезы перекрывает ось. Обработка же паза ведётся
за несколько проходов по циклу: врезание на определённую глубину-продольное
фрезерование с полученной глубиной резания-снова врезание и т.д. Исторически
шпоночные фрезы предназначались для глухих мерных пазов под призматические
шпонки, откуда и произошло их название. Обычно эти фрезы двухзубые (как свёрла), но
достаточно распространёнными стали также варианты исполнения с тремя, а иногда и
четырьмя зубьями.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 30 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
31
Врезание под углом и монолитные фрезы
Как уже отмечалось ранее, в изготовлении штампов и прессорм с часто встречающейся
необходимостью обработки различных полостей, карманов и углублений важной
функциональной характеристикой фрезы выступают её возможности по врезанию под
углом. Понятно, что у шпоночных фрез отсутствуют ограничения по углу, но в случае
обычных концевых фрез необходимо учесть допустимые пределы
врезания при проектировании процесса металлообработки и подготовки управляющей
программы ЧПУ (для интерполяции по спирали, например). Граничные параметры
врезания указаны в каталогах основной продукции ИСКАРа и выпусках технической
информации.
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Таблица 18. Начальная скорость резания Vc, м/мин (чистовое фрезерование)
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала
Vc,
м/мин
P
1 280
2-4 200
5 170
6 190
7-9 170
10 165
11 120
M 12, 13 150
K
15-16 220
17-18 200
H
38.1 100
38.2 90
39 60
Die and Mold User Guide_7861458.indd 31 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
32
Пример
При изготовлении блока пресс-формы требуется фрезеровать прямоугольный уступ шириной 3
мм (ае) и высотой 5 мм (ар). Материал блока - конструкционная легированная сталь 40ХН2МА
твёрдостью HRC 34. Необходимо обеспечить шероховатость поверхности уступа Ra 2.5, а
непрямолинейность и неплоскостность - согласно международному стандарту ISO 2768-m.
Предполагается использование фрезы EC-E4L 08-18/26W08CF63.
Обрабатываемый материал относится к восьмой группе (No. 8). Номинальный диаметр
фрезы - 8 мм (D), длина режущей кромки - 18 мм (Ap). Фреза является представителем
семейства CHATTERFREE. Требования к обработке по точности и шероховатости можно
считать обычными, ae/D = 3/8, ap<Ap, ap<2D (5<16), следовательно, для фрезерования уступа
достаточно одного прохода (таблица 14). Таблица 16 определяет начальную подачу
fz=0.038 мм/зуб, а таблица 17 - начальную скорость резания Vc=120 м/мин.
Подача на зуб или глубина резания?
Скорость (темп, интенсивность, удельный объём) снятия материала, лакмусовый
индикатор производительности фрезерной операции, зависит и от подачи на зуб, и
от глубины резания: “Часто задаваемый вопрос:”Что же эффективнее для управления
производительностью - изменение в допустимых пределах подачи или глубины?” не
имеет строго однозначного ответа. Но всё же обеспечение той же самой скорости снятия
материала путём повышения подачи и соответствующего снижения глубины более
предпочтительно, чем обратная комбинация (меньшая подача и бóльшая глубина), так
как позволяет получить выигрыш по стойкости фрезы.К слову сказать, фрезерование с
высокой подачей на зуб, один из прогрессивных методов черновой обработки, который
также рассматривается в руководстве, использует, в частности, отмеченный принцип
Чистовое фрезерование
В цельных твёрдосплавных фрезах, которые представляют собой единую интегральную
конструкцию, можно выдержать жёсткие требования точности размеров и формы (допуск
на диаметр, радиальное биение зубьев и т.д.), что делает их инструментом первого выбора
при чистовом (финишном) фрезеровании поверхностей деталей штампов и пресс-форм.
Чистовые фрезерные операции, призванные обеспечить необходимую точность и малую
шероховатость обработки, отличаются небольшими припусками (обычно до 5% диаметра
фрезы, а для закалённых сталей - 0.1-0.2 мм), высокой скоростью резания и низкой
подачей по сравнению с черновыми и получистовыми проходами. Конструкция фрезы
обладает достаточной прочностью, позволяющей назначать подачи выше указанных в
таблицах 15 и 16, однако во избежание плохого качества поверхности рекомендуется
начинать работу, пользуясь табличными данными, и лишь затем попытаться увеличить
подачу при условии, что шероховатость остаётся на приемлемом уровне.
Короткая или сверхдлинная?
Цельные твёрдосплавные фрезы одного и того же типа и номинального диаметра
выпускаются различными исполнениями (сериями), отличными по общей длине и длине
режущей кромки. Короткая серия обладает максимальными прочностью и жёсткостью,
в то время как сверхдлинная обеспечивает наибольшую досягаемость и является
незаменимой в обработке глубоких полостей или высоких уступов. Как правило, выделяют
короткую, среднюю, длинную и сверхдлинную серии фрез.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 32 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
33
Число зубьев Прочность Жёсткость Удаление
стружки
Черновая
обраб.
Чистовая
обраб.
Фрезер.-е
паза
Плунжирование
2 * * **** **** * **** ****
3 ** ** *** *** ** *** **
4 *** *** ** ** *** *
5 и более **** **** * ****
Таблица 19. Общая характеристика цельных твёрдосплавных фрез
Более подробную информацию о цельных твёрдосплавных фрезах ИСКАРа можно найти в
каталогах, руководствах и технических брошюрах компании.
Сменные фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР
Общие замечания
МУЛЬТИ-МАСТЕР - название линии сборного вращающегося инструмента, состоящего из
державок (получивших название “хвостовики”) и сменных режущих головок, предназначенной
для различных видов обработки резанием: фрезерования, зенкования, предварительного
засверливания, сверления центровых отверстий и отрезки.
Конструктивный принцип МУЛЬТИ-МАСТЕР а базируется на следующих трёх решениях,
“трёх китах” линии: резьбе особого профиля, центрированию по короткому точному конусу и
контакту по торцу. Монолитная сменная головка МУЛЬТИ-МАСТЕР построена из двух частей:
рабочей, имеющей необходимую режущую геометрию, и соединительной, состоящей из
наружной резьбы и центрирующего конуса. В хвостовике же выполнены внутренние резьба
и конус. Завинчивание головки происходит до тех пор, пока не осуществится контакт между
соответствующими торцами головки и хвостовика. При этом
участок хвостовика в районе его конического отверстия упруго деформируется.
Данный принцип обеспечивает прочное и жёсткое крепление в хвостовике головок самого
разнообразного профиля. Будучи сборным, инструмент МУЛЬТИ-МАСТЕР отвечает тем не
менее жёстким требованиям высокой точности, так как окончательная режущая геометрия
головки достигается прецизионным шлифованием, а характер соединения гарантирует
отклонение от соосности в очень узких границах. Инструменты просты и удобны в
обслуживании: замена головки осуществляется её вращениям с помощью ключа. Более того,
обеспечивается высокая повторяемость вылета головки относительно торца хвостовика, и
замена головки не ведёт к дополнительной настройке на размер.
Линия МУЛЬТИ-МАСТЕР представляет потребителю богатый выбор головок, хвостовиков,
переходников и удлинителей. Базовая концепция линии, согласно которой в одном хвостовике
можно закреплять головки различного профиля и точности, и напротив, когда одна и та же
головка пригодна для закрепления в хвостовиках, отличающихся формой, размерами и даже
изготовленными из разных материалов, позволяет впечатляющую эксплуатационную гибкость
и заметно сокращает потребность в специальном инструменте. Отпадает также
необходимость в большом складском запасе концевого инструмента. Не требуется и
переточка, ведь изношенная головка легко заменяется. Линия обеспечивает создание
многочисленных конфигураций режущего инструмента путём комбинации головок,
хвостовиков, удлинителей, отвечая не только запросам производства штампов и пресс-
форм по функционированию инструмента, но одновременно ощутимо снижая затраты на
материально-техническое снабжение.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 33 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
34
90-градусные режущие головки
В линии МУЛЬТИ-МАСТЕР существует два типа цельных твёрдосплавных головок
сравнительно малого диаметра (8-25 мм) для фрезерования прямоугольных уступов.
Первый, имеющий обозначение MM EC..., фактически полностью повторяет режущую
геометрию монолитной фрезы такого же диаметра (по числу зубьев, углу подъёма спирали
и т.д.). Единственным отличием является уменьшенная длина режущей кромки: обычно она
не превышает диаметра головки. Совершенно очевидно, что любой вид монолитной фрезы
прямоугольного профиля может производиться как версия в виде головки МУЛЬТИ-МАСТЕР.
Следовательно, параметры режима резания для головок MM EC... ничем не отличаются от уже
рассмотренных на предыдущих страницах значений для цельного инструмента.
Второй тип, MM HC..., получивший название “экономичный”, имеет всего два зуба и
меньший угол подъёма спирали. Предварительная геометрия головок этого типа получается
прессованием и последующим спеканием, а операция шлифования с небольшим припуском
окончательно определяет режущий профиль и точность. Данные головки обладают
высокопрочным прессованным зубом, что ведёт к заметному увеличению рабочей подачи на
зуб по сравнению с головками первого типа, и несмотря на только два зуба скорость подачи
(минутная подача) становится такой же, как и для головок MM EC... . В ряде случаев указанная
прочность зуба допускает даже некоторое повышение скорости резания по отношению к
монолитным фрезам/головкам первого типа при том же периоде стойкости. Перечисленные
качества делают головки MM HC... привлекательным экономичным рещением для чернового
фрезерования и фрезерования пазов.
Понятным ограничением в применении головок обоих типов вляется длина режущей кромки
Ар. Для головок MM HC... не рекомендуется назначать глубину резания более 0.8Ар при
фрезеровании паза, а также и при обработке уступа с шириной резания, превышающей
половину диаметра головки.
Таблицы 20 и 21 предназначены для определения начальных значений скорости резания и
подачи в случае фрезерования фрезами МУЛЬТИ-МАСТЕР с головками MM HC... .
Дополнительная настройка на размер ... не требуется!
Повторяемость, воспроизводимость сборной механической системы со сменными
элементами означает, что ключевой параметр системы остаётся в допустимых
границах при замещении одного сменного элемента на однотипный другой. В линии
МУЛЬТИ-МАСТЕР стандартной поставки повторяемость общей длины инструмента
(и как следствие, вылета головки относительно контактного торца хвостовика) составляет
0.04 мм для головок нормальной точности и 0.02 мм для прецизионных головок. Вот
почему нет нужды в дополнительной настройке на размер при замене головки, а саму
замену производить, не вынимая инструмент из шпинделя станка!
Таким образом, появляется ещё один источник сокращения оперативного времени и тем
самым повышения производительности металлообработки.
Индексируемый и ... цельный твёрдосплавный инструмент
Использование сборных концевых инструментов линии МУЛЬТИ-МАСТЕР открывает
новые возможности для экономии денежных средств и повышения производительности
обработки резанием. Фрезы МУЛЬТИ-МАСТЕР не являются ни цельными твердосплавными,
ни индексируемами в общепринятом смысле слова, а занимают промежуточное положение
между ними. Снабжённые сменной монолитной режущей частью, такие модульные
инструменты представляют собой новый тип: индексируемые цельные фрезы, каким бы
невероятным не казалось сочетание слов “индексируемый” и “цельный”.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 34 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
35
Группа ISO
DIN/ISO 513
fz, мм/зуб, для диаметра головки D, мм
Группа материала* 8 10 12 16
P
1-4 0.11 0.13 0.13 0.15
5 0.1 0.12 0.13 0.13
6, 7 0.09 0.1 0.1 0.12
8, 9 0.08 0.09 0.1 0.12
10 0.07 0.08 0.09 0.1
11 0.06 0.07 0.08 0.09
M
12, 13 0.07 0.08 0.09 0.1
K
15-16 0.1 0.13 0.14 0.16
17-18 0.09 0.12 0.13 0.15
H
38.1** 0.04 0.05 0.06 0.06
Таблица 20. Фрезы с головками MM HC...: начальная подача на зуб fz
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Хвостовики МУЛЬТИ-МАСТЕР
Хвостовики линии МУЛЬТИ-МАСТЕР различаются по материалу изготовления и форме.
В качестве конструкционного материала применяются: сталь (для хвостовиков широкого
применения), твёрдый сплав (характеризуется высокой жёсткостью) и тяжёлый металл
(сплав с большим удельным весом на основе вольфрама и незначительными легирующими
добавками других элементов, который отличается хорошими демпфирующими
свойствами, однако обладающий ограниченной усталостной прочностью, вследствие чего
не рекомендуется для тяжелонагруженных операций). Форма хвостовиков также разная
- выпускаются гладкие хвостовики и хвостовики с шейкой: прямой или конической. Для
стандартного исполнения с конической шейкой угол конуса на сторону составляет 1°-5°
в зависимости от типа хвостовика. Существуют и вариации общей длине хвостовика,
его диаметра, длины шейки и т.д. Такое богатое многообразие призвано обеспечить
прессоштамповое производство именно тем инструментом, который требуется для
выполнения специфической обработки, будь то черновая или чистовая операции,
фрезерование глубокой полости или высокого уступа, резание в условиях недостаточной
жёсткости системы СПИД и др. Модульный принцип МУЛЬТИ-МАСТЕРА превращает эту
линию в мощное средство по подбору эффективного режущего инструмента.
Таблица 21. Фрезы с головками MM HC...: начальная скорость резания Vc, м/мин
(черновое и получистовое фрезерование)
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Группа ISO
DIN/ISO 513
Группа материала* Фрезерование паза Фрезерование уступа
P
1 160 190
2-4 125 160
5 110 135
6 115 140
7-9 95 130
10 95 125
11 80 110
M
12, 13 90 120
K
15-16 145 175
17-18 135 165
H
38.1** 55 75
Die and Mold User Guide_7861458.indd 35 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
36
Длиннокромочные фрезы с углом в плане 90°.
Режущий зуб (режущее лезвие, режущая кромка) длиннокромочной фрезы состоит из набора
сменных многогранных пластин (СМП), вследствие чего такие фрезы называются также
фрезами с удлинённым наборным зубом (наборным лезвием, наборной кромкой). Пластины,
размещённые последовательно и с взаимным смещением друг относительно друга, образуют
непрерывный спиральный зуб и входят в обрабатываемый материал постепенно, способствуя
более плавному резанию. В обычных фрезах с СМП длина зуба ограничена непосредственно
длиной режущей кромки пластины. У длиннокромочных же длина зуба значительно
больше - её “удлиняет” набор СМП. Соответственно, стружечный карман обычной фрезы
трансформируется в целую стружечную канавку существенно увеличенного объёма.
Принято разделять фрезы с удлинённой наборной кромкой на полностью эффективные и
эффективные наполовину. У полностью эффективных фрез количество торцевых зубьев
равно числу стружечных канавок. Во фрезах эффективных наполовину пластины, пластины
При неблагоприятных условиях резания (нежёсткое крепление, тонкостенная заготовка,
большой вылет фрезы и пр.) величины, указанные в таблицах 20 и 21 следует уменьшить
на 20-30%.
Большинство фрезерных головок линии МУЛЬТИ-МАСТЕР производится из твёрдого
сплава марки IC908, имеющего прочную субмикронную основу и защитное покрытие
PVD TiAlN. Это достаточно универсальный сплав, который отвечает требованиям широкого
диапазона фрезерных операций со средними и высокими скоростями резания, включая
обработку прерывистых поверхностей и фрезерование в условиях маложёсткой системы
СПИД. IC908 отличает высокая сопротивляемость наростообразованию и точечному
износу по глубине резания.
Головки, предназначенные для фрезерования закалённой стали высокой твёрдости,
изготавливаются из твёрдого сплава марки IC903. В предыдущем разделе, который
рассматривает цельные твёрдосплавные фрезы, содержится краткое описание IC903.
Пример
В технологическом процессе производства вкладыша, входящего в комплект штампа,
существует операция чернового фрезерования прямоугольного уступа шириной (ае) 4 мм
и высотой (ар) 6 мм. Материал вкладыша - инструментальная сталь 5ХВ2СФ. Технолог
предполагает использовать сборную фрезу МУЛЬТИ-МАСТЕР, состоящую из короткого
стального хвостовика MM S-A-L070-W20-T10 и установленной в нём головке экономичного
типа MM HC160C16R0.4-2T10 908. Используемое станочное приспособление обеспечивает
жёсткое закрепление заготовки вкладыша. Для проведения сравнительных расчётов по
целесообразности применения фрезы необходимо оценить значения подачи и скорости
резания.
Обрабатываемая сталь относится к шестой группе материалов по стандарту VDI 3323,
используемому компанией ИСКАР. Согласно каталогу вращающегося инструмента ИСКАРа
номинальный диаметр выбранной головки (D) 16 мм, длина её режущей кромки (Ар) 15 мм.
Учитывая указанные размеры уступа и инструмента, а также вид обработки (черновая), для
выполнения требуемой операции достаточно одного прохода (ае/D=6/16=3/8, ар<Ар, см стр.
31). По таблице 20 определяется начальная подача fz=0.12 мм/зуб и из таблицы 21 - начальная
скорость резания Vc=140 м/мин.
Более подробная информация о режущих головках, хвостовиках, переходниках
и удлинителях линии МУЛЬТИ-МАСТЕР содержится в каталогах, руководствах и
технических брошюрах ИСКАРа.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 36 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
37
Режущая кукуруза
В технической литературе длиннокромочные фрезы приобрели разные названия.
В дополнение к упомянутым уже “фрезе с удлинённой наборной кромкой” и пр.
используются и “торцево-цилиндрическая фреза”, и “обдирочная фреза для черновых
работ”, и “фреза с шахматным расположением пластин” (последний термин, правда,
будет правильным лишь по отношению к эффективным наполовину фрезам).
А в профессиональном жаргоне нашлись куда более экзотические определения, например
“porcupine” (дикобраз, поркупин), широко распространённый в англоговорящей
среде - чем не аналог “кукурузной фрезе” или просто “кукурузе”, прочно укоренившимся в
техническом русском!
располагаются в шахматной порядке, и СМП, размещённые вдоль одной стружечной канавки
не образуют сплошную режущую кромку: последняя формируется во вращении “дополнением”
пластин соседней канавки. Такие фрезы имеют лишь чётное число канавок, а количество
торцевых зубьев вдвое меньше этого числа, что и определяет название: “эффективные
наполовину”. Понятно, что при тех же номинальном диаметре и числе канавок в случае
обработки с одинаковыми скоростью резания и подачей на зуб скорость подачи полностью
эффективной фрезы будет вдвое больше, чем у эффективной наполовину. Правда, вырастет и
потребляемая мощность резания.
По своему конструктивному исполнению длиннокромочные фрезы бывают как с хвостовиком,
так и насадные. Они выпускаются с интегральным корпусом или в виде сборного модулярного
инструмента, состоящего из различных секций.
Длиннокромочные фрезы используются в черновых операциях, как правило на тяжёлых
режимах, при обработке высоких уступов, глубоких полостей и пазов. Их часто применяют и
для фрезерования краёв и кромок крупногабаритных заготовок.
Среди инструментов ИСКАРа стандартной поставки полностью эффективные
длиннокромочные фрезы представлены целым комплексом. Эта группа режущего инструмента
не является самой востребованной в процессе изготовления штампов и пресс-форм. Однако,
рамки справочного руководства обязывают дать общие рекомендации по назначению
параметров режимов резания, хотя бы для последних конструкций. Развёрнутая методика
определения скорости резания и подачи в данном случае требует учесть ряд возможных
комбинаций различных характеристик обработки, которые могут негативно сказаться на
стойкости инструмента и его других эксплуатационных показателях. А для начальной оценки
достаточно данных в таблицах 22-24, относящихся к фрезам с удлинённой наборной кромкой с
пластинами из новых твёрдых сплавов по технологии SUMO TEC.
В указанных таблицах ар означает глубину резания, ае - ширина резания, а D - номинальный
диаметр фрезы.
При фрезеровании паза в сплошном материале скорость резания выбирается из таблицы 22
для случая с ар/D>0.5. Если же глубина паза такова, что ар/D>1.25, то принятое табличное
значение следует дополнительно уменьшить на 20%.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 37 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
38
Группа ISO-
DIN/ISO 513
Группа
материала*
ae/D для марки тв. сплава
IC808 IC810 IC830 IC330
<0.3 0.3…0.5 >0.5 <0.3 0.3…0.5 >0.5 <0.3 0.3…0.5 >0.5 <0.3 0.3…0.5 >0.5
P
1 225 200 170 200 180 160 160 140 125 150 130 115
2-4 200 175 160 180 160 150 140 125 115 125 115 110
5 170 155 140 155 140 130 120 110 100 110 100 100
6 180 165 130 165 150 120 130 115 95 120 110 95
7 170 150 130 155 135 120 125 110 95 115 105 85
8 170 140 125 155 130 115 120 105 90 115 100 85
9 140 125 120 130 115 110 105 90 85 100 85 80
10 140 120 115 130 110 105 105 90 85 100 85 80
11 120 105 95 110 100 90 85 80 75 80 75 70
M
12, 13 125 110 100 110 100 90 110 100 90
K
15-16 175 160 135 200 170 150 170 150 130
17-18 165 140 125 170 150 135 160 135 120
H
38.1** 70
Таблица 22. Начальная скорость резания Vc, м/мин (усреднённые данные), для
длиннокромочных фрез
– Предпочтительный выбор сплава.
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
HRC 45-49
Группа ISO
DIN/ISO 513
руппа
материала*
fo, мм/зуб
T290 LNK T490 LNK (LNM)… T490 SM H490 SM
12-16 20 20-32 40-50 40-50 63 63 80-100
P
1 0.13 0.14 0.16 0.2 0.2 0.22 0.22 0.25
2-4 0.11 0.12 0.14 0.17 0.17 0.18 0.18 0.19
5 0.09 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
6 0.09 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
7 0.09 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
8 0.09 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
9 0.08 0.09 0.1 0.12 0.12 0.13 0.13 0.14
10 0.08 0.09 0.1 0.12 0.12 0.13 0.13 0.14
11 0.06 0.07 0.08 0.1 0.1 0.1 0.1 0.12
M
12, 13 0.12 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.16
K
15-16 0.14 0.12 0.14 0.17 0.17 0.19 0.19 0.2
17-18 0.12 0.1 0.12 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
H
38.1** 0.05 0.06 0.07 0.08 0.08 0.09 0.09 0.1
Таблица 23. Базовая подача fo, мм/зуб, для длиннокромочных фрез
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
** HRC 45-49
Таблица 24. Коэффициент нагрузки для длиннокромочных фрез
*
Для фрез T290 LNK... отношение ae/D не должно превышать 1/4.
ap/D
ae/D
1/10 1/4* 1/2 3/4 1
1/20 1.2 1 0.9 0.8 0.75
1/4 1.2 1 0.9 0.8 0.7
1/2 1.2 1 0.8 0.7 0.65
3/4 1 0.8 0.7 0.6 0.55
1 0.9 0.7 0.6 0.55 0.5
>1.25 0.7 0.6 0.5 0.45 0.4
Die and Mold User Guide_7861458.indd 38 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
39
При работе длиннокромочными фрезами начальная подача на зуб fz определяется
следующей формулой:
fz = fo x kL (2)
Здесь: fo – базовая подача (таблица 23),
kL – коэффициент нагрузки (таблица 24), учитавающий степень
нагружения инструмента.
Пример
Длиннокромочная насадная фреза H490 SM D100-64-5-40-17C с СМП H490 ANKX 170608PNTR
IC830 будет применяться для фрезерования высокого прямоугольного уступа при изготовлении
крупногабаритной несущей детали штампа из стали 20ХМ, твёрдость которой на момент
операции НВ 270. Высота уступа 60 мм, ширина - 40 мм.
Отведенный для проведения операции станок находится в хорошем состоянии и обладает
надлежащей мощностью, жёсткость системы СПИД оценивается как достаточная.
Обрабатываемый материал принадлежит к седьмой группе материалов ИСКАР (№7) по
стандарту VDI 3323. Номинальный диаметр составляет фрезы 100 мм, а длина режущей кромки
(Ар) - 61.5 мм (данные каталога вращающегося инструмента основной продукции ИСКАР).
Марка твёрдого сплава пластин - IC830.
ae/D = 40/100=0.4; ap/D = 60/100=0.6.
По таблице 22 принимается начальная скорость резания Vс, равная 110 м/мин. Согласно
таблице 23 базовая подача fo составляет 0.17 мм/зуб. Аппроксимируя данные таблицы
24, можно оценить коэффициент нагрузки kL≈0.75. Следовательно, начальная подача fz =
0.17x0.75≈0.13 мм/зуб.
Важно отметить!
Тяжелонагруженная черновая обработка с помощью фрез с удлинённым наборным зубом,
особенно насадной конструкции, сопровождается значительным усилием резания и поэтому
требует соответствующей мощности. Всегда проводите необходимые расчёты по оценке
потребляемой мощности резания для сравнения с характеристикой привода главного
движения используемого станка!
Тангенциальное или радиальное? (2)
Продолжая обсуждение достоинств и недостатков радиального и тангенциального принципов закрепления
пластин, применительно к длиннокромочным фрезам с СМП можно отметить следующее: как правило,
при прочих равных условиях фрезы с радиальным закреплением пластин имеют преимущество в отводе
стружки и приводят к лучшим результатам при фрезеровании глубоких пазов в сплошном материале. В
то же время фрезы с тангенциальным закреплением, обладающие несколько более жёстким корпусом,
обычно показывают своё превосходство в обработке высоких уступов.Конечно, подобные выводы не стоит
принимать как непреложную истину при выборе инструмента или для окончательного ответа на вопрос
подзаголовка, однако они служат неплохой иллюстрацией для общего понимания темы.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 39 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
40
Фрезерование плоских поверхностей
При определении инструмента для фрезерования плоских поверхностей первый выбор за
торцевыми фрезами. Как следует из самого названия, они предназначены для обработки
поверхностей, параллельных своему торцу. Концевые фрезы, рассмотренные в предыдущем
разделе, также подходят под это общее определение. А в свою очередь торцевые фрезы, как
и концевые, могут обрабатывать прямоугольные уступы. Но классификация фрез по характеру
выполняемых операций берёт в расчёт главные функциональные признаки, которые и
отражаются в названии.
Основное применение торцевых фрез определяет их иные конструктивные особенности
по сравнению с концевыми фрезами. Диаметр торцевой фрезы намного превышает её
максимальную глубину резания, и отношение этих двух ключевых размеров значительно
больше соответствующей величины концевой фрезы. Торцевые фрезы обычно выпускаются как
насадные, закрепляемые на оправках или прямо на посадочных концах шпинделей станков,
поэтому в корпусе фрезы имеется центральное цилиндрическое посадочное отверстие.
Крутящий момент передаётся фрезе шпонками, установленными на торце оправки или
шпинделя и входящими в шпоночный паз на заднем (нерабочем) торце корпуса. Большинство
же концевых фрез закрепляются в различных зажимных патронах с помощью своей хвостовой
части (хвостовика), посредством который происходит и передача крутящего момента.
Одним из важных параметров режущей геометрии фрезы является положение главной
режущей кромки по отношению к рабочей поверхности, которое определяется углом фрезы
в плане. Руководствуясь функциональными и конструктивными параметрами (требования
стойкости, производительности, профиль обработки и т.д.), производители режущего
инструмента выпускают фрезы с различным углом в плане. Наиболее распространены
следующие виды исполнения торцевых фрез по углу в плане:
• 90˚,
• 75˚,
• 60˚,
• 45˚.
У торцевых фрез с отличным от 90˚ углом в плане главные режущие кромки формируют
во вращении коническую поверхность, поэтому такие фрезы называются ещё и торцево-
коническими. Обычно, если отсутствуют какие-либо ограничения по профилю обрабатываемой
поверхности (например, получение прямоугольного уступа), то рекомендуется применение
фрезы с наименьшим углом в плане из возможных вариантов. Таким образом открывается
дополнительный источник повышения производительности и стойкости фрезы. В самом
деле, если максимальная толщина стружки, характеризующая нагружение инструмента,
равна подаче на зуб в случае фрезы с углом в плане 90°, то для отличного от прямого угла
определяется произведением подачи на синус угла в плане.
Следовательно, меньшие углы в плане разрешают бóльшую подачу на зуб при том же
нагружении фрезы (при одинаковой максимальной толщине стружки) - вот и дорога к росту
производительности!* Таблицы 25 и 26 подтверждают это положение численными данными.
2
.Таблица 25. Сравнительная толщина стружки при одинаковой подаче на зуб
Угол фрезы в плане 90˚ 75˚ 60˚ 45˚
Толщина стружки 100% 97% 87% 71%
Таблица 26. Увеличение подачи для получения той же толщины стружки
Угол фрезы в плане 90˚ 75˚ 60˚ 45˚
Подача на зуб 100% 103% 115% 141%
*
Данный подход присущ высокопроизводительному методу чернового фрезерования с высокой подачей на зуб.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 40 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
41
Помимо указанного меньшие углы в плане способствуют более плавному входу фрезы
в материал и выходу из него. Снижается радиальная составляющая силы резания и
соответственно, давление на зуб фрезы в радиальном направлении. Это очень важно
при фрезеровании материалов, имеющих тенденцию к разрушению острого края (чугуна,
например). Улучшаются условия отвода тепла, повышается стойкость пластин.
Впрочем, многие операции требуют применения 90°-х торцевых фрез. Уменьшение угла в плане
снижает радиальную составляющую силы резания, но влечёт за собой повышение её (силы)
осевой компоненты*, которая может вызвать искривление обрабатываемой поверхности,
особенно у тонкостенных заготовок. К тому же при схожих размерах пластины, 90°-е фрезы
обеспечивают максимально возможную глубину резания - важный эксплуатационный параметр
фрезы. Следует добавить также, что существенное повышение осевой составляющей силы
резания при сильно уменьшенном угле фрезы в плане требует повышенной жёсткости системы
СПИД, так как возрастает фактор отталкивания инструмента от обрабатываемой поверхности.
Не подлежит сомнению, что операции фрезерования рассчитаны на различные виды торцевых
фрез, и только правильное понимание операционных требований в сочетании с учётом
особенностей и функциональной характеристики фрезы позволит правильно подобрать
эффективный инструмент.
ИСКАР предлагает обширную линию торцевых фрез для выполнения широкого круга
операций. Среди последних разработок 90°-х фрез выделяются семейства: HELITANG T490,
SUMOMILL T290 и HELIDO H490. Их основные достоинства уже были кратко рассмотрены
в разделе, посвящённом концевым фрезам. Среди семейств более раннего выпуска по-
прежнему большой популярностью пользуется HELI2000 HM90 с пластинами “классической”
конструкции, имеющими 2 спиральные режущие кромки.
45°-е торцевые фрезы дополнились новым семейством HELIDO S845 с его многообещающими
возможностями: прогрессивный конструктивный принцип, положенный в основу семейства,
позволяет закреплять в гнезде фрезы двухсторонние пластины как четырёхгранной,
так и восьмигранной формы и обеспечивает эффективное решение для СМП с 8 и 16
режущими кромками. Причём если четырёхгранные пластины отличает прочная структура,
*
Данный подход присущ высокопроизводительному методу чернового фрезерования с высокой подачей на зуб.
Угол в плане или угол отклонения?
Существуют чёткие и строгие определения для углов режущей геометрии фрезы,
отражённые ГОСТах и нормативных документах ИСО. Тем не менее, национальные
стандарты ряда государств руководствуются различным принципом описания углов,
что иногда приводит к недоразумению и двусмысленности в переводе зарубежной
технической литературы и работе с информацией, размещённой на сайтах иностранных
фирм-изготовителей инструмента. В ряде источников на английском угол в плане
именуется “entering angle, “entry angle”, “entrance angle” - угол входа, угол захвата и т.д.
Часто значение угла просто предшествует определению типа фрезы, например, “90°-я
фреза” (то есть "фреза с углом в плане 90°”).
В США и Великобритании распространённой практикой является указывать так
называемый “lead angle” - угол отклонения, который дополняет угол в плане до 90°. Этот
угол образован проекциями на основную плоскость главной режущей кромкой и оси
вращения фрезы.
Являясь углами, взаимно дополняющими друг друга до прямого, угол в плане и угол
отклонения дают в сумме 9. Они равны лишь в случае 45°-х фрез. Для приведенного
выше примера 90°-й фрезы угол отклонения составляет 0°.
Будьте внимательны в работе с данными зарубежных компаний в отношении геометрии
фрез во избежание неправильного истолкования!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 41 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
42
HP
F90AN
T490
FLN -08
H490
E90AX -09
HM90
F90AP
H490
E90AX -12
T490
FLN -13
HM90
F90A
T290
FLN -15
T490
FLN -16
H490
E90AX -17
HP
F90AT -19
ap 7.7 8 8 10 12 12.5 14.3 15 16 16 16
Диам.
фрезы
Число зубьев (эффективных)
32 6; 8 3; 5 5 3; 5
40 8; 10 4; 6 6 5;6 4 4; 5 3; 4 4 3 3
50 9; 12 5; 7 7 6; 7 3; 5 5; 6 3; 5 5 3; 4 3; 4 3; 4
63 12; 16 6; 9 9 7; 9 4; 6 6; 8 4; 6 6 4; 6 4; 6 4; 5
80 8; 11 5; 7 7; 10 5; 7 7 5; 7 5; 7 4; 6
100 9; 13 6; 9 8; 13 6; 8 5; 8 5; 8 5; 7
125 10; 16 9;17 7; 9 7; 10 7; 10
160 8; 10 8; 12
200 9; 12 10
250 10 12
315 12
Пластины
HP
ANKT 07
T490
LN..T 08
H490
ANKX 09
HM90
AP…10
H490
AN..X 12
T490
LN..T 13
HM90
AD..15
T290
LN..T 15
T490
LN..T 16
H490
AN..X 17
HP90
AD.. 1906
Таблица 27. Указатель выбора наиболее распространённых торцевых фрез с
углом в плане 90°
положительная топология передней поверхности и 8 праворежущих кромок, то восьмигранные
пластины характеризуются 16 кромками, подходящими как для право-, так и для леворежущей
фрезы, и представляют собой чрезвычайно экономичный выбор СМП по пересчёту на одну
кромку.
В сводных таблицах 27 и 28 представлены общие данные по торцевым фрезам производства
ИСКАР с углами в плане 90° и 45°
Зачистная пластина
Вспомогательная зачистная кромка в пластинах для торцевых фрез для обеспечения
требуемой шероховатости поверхности обработки сегодня считается общепринятым
элементом конструкции. Этот небольшой участок режущей кромки иногда имеет
достаточно сложную геометрию, но при определённом допущении может считаться
параллельным фрезеруемой поверхности (когда пластина установлена в гнезде
инструмента). Вместе с тем, несмотря на значительное улучшение показателей
шероховатости, наличие зачистной кромки в СМП не всегда достаточно для получения
необходимого качества поверхности, особенно при работе фрезой большого диаметра.
Можно существенно изменить положение путём закрепления во фрезе одной особой
зачистной пластины, у которой собственно зачистная кромка намного больше по
сравнению с обычной СМП. В более редких случаях, если диаметр фрезы очень велик,
приходится устанавливать даже две таких пластины. Зачистная пластина закрепляется в
гнезде фрезы так же, как и обычная, но по сравнению с последней выступает на 0.05...0.07
мм по направлению к поверхности обработки. Широкая кромка зачистной пластины
приводит к дополнительному усилию на заготовку, что следует учесть при фрезеровании
хрупких материалов.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 42 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
43
Таблица 28. Указатель выбора торцевых фрез с углом в плане 45°
SOF45 8/16 SOF45 8/16 S845 F45SX
ap 3.5 6 7.1
Диам.фрезы Число зубьев (эффективных)
40 4 4 4
50 4; 6 4; 6 4; 5
63 6; 8 6; 8 5; 7
80 7; 10 7; 10 6; 9
100 8; 12 8; 12 7; 11
125 10; 16 10; 16 8; 14
160 10; 18
200 12
250 15
315 19
Пластины ON…U 0505 S845 SN…U 1305 S845 SXMU
Шаг зубьев фрезы
Окружной шаг представляет собой расстояние между двумя соответствующими точками
режущих кромок двух ближайших соседних зубьев фрезы, которое измеряется по
окружности с центром на оси фрезы в плоскости, перпендикулярной оси. Шаг служит
важной характеристикой фрезы и отражает плотность зубьев инструмента. Различают
фрезы с большим или крупным шагом (крупнозубые) и малым или мелким шагом
(мелкозубые). Можно встретить и такие определения, как “сверхмалый” (“особо малый”)
или “сверхмелкий” (“особо мелкий”) шаг и пр. В монолитных фрезах шаг напрямую связан с
высотой и толщиной зуба: зуб “крупнее” при большом шаге и “мельче” при малом. Для фрез
с СМП увеличение шага не всегда “укрупняет” зуб, а может изменять лишь стружечный
карман.
Подбор фрезы по шагу зависит от двух главных услолвий. С одной стороны, по крайней
мере один зуб фрезы обязан всегда резать материал. С другой же стороны, объём
стружечного кармана, впадины между соседними зубьями, должен быть достаточным
для отвода стружки. Следовательно, обрабатываемый материал и выполняемая фрезой
операция, и являют собой ключевые факторы выбора. У фрез широкого применения
с крупным шагом число зубьев невелико, а объём стружечного кармана максимален,
что определяет их в качестве предпочтительного инструмента для стальных заготовок.
Кстати, во многих случаях переход на фрезы с крупным шагом позволяет снизить
уровень вибраций при резании. Малый шаг, уменьшающий стружечный карман,
но увеличивающий число зубьев, позволяет повысить скорость подачи. Фрезы с
мелким шагом рекомендуются для обработки хрупких материалов (чугуна, например),
резания с небольшими припусками, а также для случаев, требующих ограниченной
подачи на зуб. Фрезы с особо мелким шагом применяются при обработке стальных
заготовок с малой глубиной резания, получистовом и чистовом фрезеровании чугуна и
высокопроизводительном фрезеровании с большой скоростью подачи.
Иногда в качестве метода борьбы с вибрациями при резании используют фрезы, в которых
зубья размещены неравномерно. Соответственно, окружной шаг таких фрез называется
неравномерным или дифференциальным.
В технической литературе наряду с классификацией по шагу: “крупный (большой)-мелкий
(малый)-особо мелкий (особо малый)” встречаются и такие градации, как “крупный-
средний (обычный)-мелкий”, “нормальный-плотный-сверхплотный” и др. А фрезы с особо
мелким шагом именуют ещё и “фрезами большой плотности (плотности зубьев)”.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 43 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
44
Диаметр режущей части фрезы и ширина резания при
торцевом фрезеровании
В торцевом фрезеровании наибольшая эффективность обычно достигается при ширине
резания, составляющей 60-70% диаметра режущей части фрезы. Конечно, реалии
производства часто диктуют иные пропорции, а кроме того, приходится фрезеровать и пазы в
сплошном материале, но следование указанному соотношению всегда предпочтительно.
Определение диаметра режущей части торцевой фрезы с СМП требует пояснения. В
соответствии со стандартом ISO 6462 режущий диаметр D определяется теоретической
точкой Р (рис. 2), лежащей на пересечении главной режущей кромки или её продолжения с
поверхностью обработки. Диаметр режущей части фрезы, один из её главных геометрических
размеров, часто называют номинальным диаметром.
У фрез с углом в плане 90° диаметр режущей части постоянный по длине главной режущей
кромки и не меняется с увеличением глубины резания (ар).
Наряду с этим, если угол в плане (χr) отличается от 90°, то реальный диаметр режущей части
становится переменным по глубине резания и определяется выражением D+2×ap×tanχr.
Казалось бы, правильный расчёт требует принять данное обстоятельство во внимание.
Но так как у торцевой фрезы максимально допустимая глубина резания гораздо меньше
номинального диаметра, можно пренебречь указанной поправкой. Поэтому скорость резания,
частота вращения шпинделя и др. параметры режима резания обычно вычисляются по
отношению к номинальному диаметру D по стандарту ISO 6462*.
*
The guide also uses this specication.
ØD ØD
P P
Xr
Рис. 2. Номинальный диаметр фрезы D и угол фрезы в плане
(в соответствии со стандартом ISO 6462)
Die and Mold User Guide_7861458.indd 44 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
45
Начальные параметры режима резания
В основе определения начальных параметров режима резания для торцевых фрез лежит тот
же метод, что и для концевых фрез, который уже рассматривался ранее.
a) Начальная подача на зуб fz
fz = fz0 x kχ (3)
Где: fz0 – базовая начальная подача,
– коэффициент влияния угла фрезы в плане.
Базовую начальную подачу можно назначить по таблице 5, устанавливающей область
значений подачи на зуб для наиболее распространённых марок твёрдого сплава компании
ИСКАР. Существует и другой путь: воспользоваться данными таблицы 29. В таблице собраны
усреднённые значения, позволяющие получить вполне приемлемую оценку.
Коэффициент влияния угла фрезы в плане kχ (таблица 30) отражает возможное увеличение
подачи на зуб для обеспечения установленной толщины стружки из-за положения главной
режущей кромки зуба по отношению к обрабатываемой плоской поверхности
(см. также таблицу 26).
Группа по ISO-
DIN/ISO 513
Материал заготовки Базовая начальная подача, fzo, мм/зуб, для марок тв. сплава
Тип Группа IC808 IC5100 IC810 DT7150 IC830 IC330
P
Углеродистая сталь
1-4 0.2 0.2 0.2 0.22 0.25
5 0.18 0.18 0.18 0.2 0.22
Легированная и
инструментальная
сталь
6, 7 0.15 0.15 0.18 0.2 0.22
8, 9 0.12 0.12 0.15 0.18 0.2
10 0.12 0.12 0.12 0.15 0.15
11 0.1 0.1 0.12 0.12 0.15
M
Мартенситная
нерж. сталь
12, 13 0.1 0.12 0.15
K
Серый чугун 15-16 0.22 0.25 0.25 0.22
Высокопрочный чугун
17-18 0.2 0.22 0.22 0.2
H
Высокотвёрдые
сталь и чугун
38.1 0.08 0.08
38.2 0.07
39 0.05
Таблица 29. Базовая начальная подача fzo для торцевых фрез
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
– Предпочтительный выбор сплава.
Для торцевых фрез семейства Т290 табличные значения необходимо уменьшить на 30%.
Для торцевых фрез с пластинами HP ANKX...07 и T490 LN...T...08 табличные значения снижаются 30%.
В последующих главах приведены дополнительные данные по фрезерованию сталей и чугунов высокой твёрдости.
Таблица 30. Коэффициент влияния угла фрезы в плане kχ
Угол фрезы в плане 90˚ 75˚ 60˚ 45˚
kχ 1 1 1.1 1.4
Die and Mold User Guide_7861458.indd 45 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
46
Пример
Согласно технологическому процессу изготовления детали первой операцией механической
обработки определено фрезерование заготовки торцевой фрезой SOF 8/16-D125-16-40R
с пластинами ONMU 050505-TN IC810. Заготовка представляет собой чугунную плиту размером
90 мм×406 мм, её материал - высокопрочный чугун с шаровидным графитом
ВЧ 50-2 твёрдостью НВ 180. Планируется вести фрезерование с глубиной резания 3 мм и
обработать плиту за один проход. Жёсткость системы СПИД оценивается как высокая,
а фрезерный станок, предназначенный для операции, обладает достаточной мощностью
главного привода. Требуется назначить подачу и скорость резания.
Чугун указанной марки является представителем семнадцатой группой материалов (No. 17) по
стандарту VDI 3323, принятого компанией ИСКАР для классификации групп обрабатываемых
материалов. По каталогу основной продукции ИСКАР находим, что номинальный диаметр
выбранной фрезы составляет 125 мм (D), максимально допустимая глубина резания - 3.5 мм
(ар) и угол фрезы в плане 44˚ (принимаем его равным 45˚ - такое округление не скажется на
результате).
б) Начальная скорость резания Vc
Точно так же, как и для концевых фрез, скорость резания применительно к торцевым фрезам
находится по формуле (1):
Vc = Vo x Ks x Kt
Где: Vc – начальная скорость резания,
Vo – базовая скорость резания,
Ks – коэффициент устойчивости (принимается равным 1 для нормальных условий
резания и 0.7 при недостаточной жёсткости системы СПИД),
Kt – коэффициент стойкости (см. таблицу 8).
Значения базовой скорости резания Vo в зависимости от материала заготовки, марки
твёрдого сплава и типа обработки приводятся в таблице 9. Для определения типа
обработки служат таблицы 6 и 7. При желании, если начальная подача найдена по
формуле (3) и таблице 29, тип обработки для торцевого фрезерования можно установить
и иначе, воспользовавшись таблицей 31. В ней представлены наиболее
распространённые случаи, когда ширина фрезерования составляет 60-80% величины
номинального диаметра, а также фрезерование паза в сплошной заготовке
(полный контакт по диаметру). Во многих случаях альтернативный метод оказывается
более подходящим и удобным.
h/ap
b/D
60% 70% 80% 100%**
1/8 Лёгкий (Л) Лёгкий (Л) Лёгкий (Л) Средний (С)
1/4 Лёгкий (Л) Средний (С) Средний (С) Средний (С)
1/2 Средний (С) Средний (С) Тяжёлый (Т) Тяжёлый (Т)
3/4 Тяжёлый (Т) Тяжёлый (Т) Тяжёлый (Т) Тяжёлый (Т)
Таблица 31. Тип обработки при торцевом фрезеровании*
*
Для начальной подачи, определённой по формуле (3)
**
Фрезерование паза в сплошном материале
Важное замечание: резание с шириной 60-80% номинального диаметра фрезы наиболее эффективно
при торцевом фрезеровании!
Профессиональный жаргон: торцевание
В профессиональной среде иногда встречается термин "торцевание", который, если речь
идёт о фрезерной операции, означает не что иное, как торцевое фрезерование.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 46 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
47
Крепёжные винты с регулируемым распределителем подачи СОЖ
для насадных фрез
В большинстве современных конструкций насадных фрез имеются каналы для подачи
смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) непосредственно через корпус инструмента.
Каждый из каналов обычно открывается одним своим концом в стружечном кармане,
другим - в центральном отверстии корпуса. Стараются разместить канал так, чтобы
направить СОЖ прямо на режущую кромку. Данное решение позволяет организовать
подвод СОЖ в зону резания, но во многих случаях ухудшает удаление стружки, потому
что струя жидкости стремится прижать стружку к пластине. Некоторые компании
производят особые крепёжные винты к оправкам для насадных фрез. Такие винты
отличаются наличием отверстий для СОЖ и совмещают выполнение сразу двух задач:
собственно крепление инструмента и подачу СОЖ по направлению от оси вращения фрезы
к её периферии в районе рабочего торца фрезы. Однако, глубина выточек и ступеней
центрального отверстия в корпусе может сильно отличаться для разных насадных фрез, что
заметно ограничивает применение винтов.
Крепёжный винт с регулируемым распределителем СОЖ устраняет отмеченный
недостаток. Подвижный распределитель легко настраивается в соответствии с размерами
торцевых углублений корпуса и затем фиксируется контргайкой. Применение крепёжного
винта с регулируемым распределителем служит эффективным средством и для подвода
СОЖ в зону резания, и для заметного улучшения стружкоудаления.
h/ap=3/3.5=0.86; b/D=90/125=0.72.
Как следствие, базовая начальная подача fzo=0.22 мм/зуб (таблица 29), коэффициент влияния
угла фрезы в плане kχ=1.4 (таблица 30) и начальная подача fz=0.22x1.4≈0.3 мм/зуб.
По таблице 31 определяем тип обработки как тяжёлый. Значит, начальная скорость резания
Vc=200 м/мин (таблица 9).
Пример
Предприятие приобрело торцевую фрезу H490 F90AX D063-6-27-17 и пластины H490 ANKX
170608PNTR IC330 к ней для фрезерования заготовки крупногабаритной детали. Припуск
будет удаляться за несколько проходов с глубиной резания 6 мм и шириной резания 50
мм каждый. Материал заготовки - углеродистая конструкционная сталь 30 твёрдостью
HB 200…220. Жёсткость системы СПИД считается достатотчной. Необходимо определить
стартовый режим резания.
Сталь 30 относится к материалам второй группы (No. 2) обрабатываемых материалов по
стандарту VDI 3323. Основные данные по фрезе из каталога: угол в плане 90˚, номинальный
диаметр (D) 63 мм, длина режущей кромки (ap) 16 мм. Марка твёрдого сплава пластин - IC330.
h/ap=6/16=0.38, b/D=50/63=0.8.
Базовая начальная подача fzo=0.2 мм/зуб (таблица 29), коэффициент влияния угла фрезы в
плане kχ=1 (таблица 30). Таким образом, начальная подача fz=0.2 мм/зуб.
По таблице 31 можно заключить, что тип обработки - от среднего к тяжёлому (таблица
содержит дискретные данные, и по полученным соотношениям в рассматриваемом случае
тип обработки занимает промежуточное положение между средним и тяжёлым). Возможны
следующие варианты решения: первый - отнестись к типу обработки как тяжёлому и в
выборе скорости руководствоваться этим определением, второй - назначить скорость через
более менее среднюю величину или воспользоваться метода интерполяции. Рассмотрим
второй вариант. Таблица 9 рекомендует начальную скорость 125 м/мин для тяжёлого режима
обработки и 140 м/мин для среднего. Принимаем стартовую скорость Vc=130 м/мин. Понятно,
что первый вариант дал бы Vc=125 м/мин.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 47 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
48
Фрезерование фасонных поверхностей
(профильное фрезерование)
Для прессоштампового производства характерна значительная доля фасонной обработки,
особено при изготовлении литьевых и пресс-форм. В связи с этим, говоря о режущем
инструменте, характеризующем эту отрасль, часто подразумевают как раз инструмент для
получения поверхностей сложного пространственного профиля и прежде всего, фрезы.
Именно такой инструмент наиболее востребован предприятиями, цехами и участками,
выпускающими штампы и формы.
3.1. Тороидальные фрезы
Режущая кромка зуба тороидальной фрезы лежит на поверхности тора - геометрической
фигуры, которая образуется вращением окружности вокруг оси, принадлежащей плоскости
окружности, когда ось лежит за пределами окружности или касается её. В случае
тороидальной фрезы названной осью является ось вращения инструмента. Очень наглядно
тор (рис. 3) представлен многочисленными всем любимыми кольцеобразным изделиями из
теста: бубликами, баранками, сушками и бейглами.
Что же касается “режущих бубликов” фрезерной линии, то они имеют ряд конструктивных
исполнений:
• Фрезы со сменными круглыми пластинами.
• Цельные твёрдосплавные (монолитные) тороидальные фрезы.
• Сменные монолитные тороидальные фрезерные головки.
Монолитные фрезы и головки имеют относително небольшой номинальный диаметр.
Вследствие технологических ограничений они часто выпускаются с боковым
поднутрением (рис. 4), называемое также обратной конусностью. Угол поднутрения α
обычно составляет 5-7°.
3
Рис. 3.
Рис. 4.
r
α°
Фасонные поверхности
В технической литературе фасонные поверхности называются также криволинейными,
профильными, трёхмерными, контурными, неплоскими и т.п.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 48 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
49
3.1.1. Фрезы со сменными круглыми пластинами
Большинство специалистов инструментально-прессового производства сходятся во
мнении, что фрезы с круглыми пластинами являются самым распространённым режущим
инструментом в отрасли, особенно при черновой и получистовой обработке внешних
и внутренних фасонных поверхностей штампов и форм. В черновых операциях, где
чрезвычайно важно добиться наибольшей скорости снятия материала, в полной мере
проявились два исключительных преимущества этих фрез, решившие их популярность,
причём как раз круглая форма пластин и определяет данные преимущества.
Первое из них - прочность режущей кромки. Если вершина режущей кромки представляет
собой ахиллесову пяту пластин многоугольного контура, то у круглой пластины вершины
нет вообще, что делает её намного прочнее. В результате пластина способна воспринимать
бóльшую нагрузку, позволяет ужесточить режим резания, обеспечивая тем самым
повышение скорости снятия материала.
Второе преимущество - переменный угол в плане. Во фрезе с пластинами многоугольного
контура он постоянный, в случае круглых пластин угол в плане меняется от ноля до некоторой
величины, измеряемой в верхней точки участка режущей кромки, который находится в
контакте с материалом обработки. Данная величина определяет максимальное значения угла
в плане (χmax, рис. 5). В случае резания с наибольшей допустимой глубиной, равной радиусу
круглой пластины, максимальный угол в плане равен 90°.
Рис. 5.
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
D
D
eff
Xeff
Xmax
Xmax
d=2r
ap
D1=D+d
А вокруг ... всё круглое!
Инструмент для фасонного фрезерования должен иметь такую геометрию, которая в
процессе резания не только будет находиться в постоянном контакте с поверхностью
обработки, но и не приведёт к недопустимому искажению формы поверхности.
В самом общем случае для черновых, предварительных операций подходит фреза
любой геометрии. Говоря же о чистовой обработке, окончательно формирующей
трёхмерную поверхность, лишь режущая кромка, представляющая собой участок сферы,
соответствует отмеченным требованиям. Вот почему фрезы сложного режущего профиля:
тороидального и сферического, так распространены в производстве штампов и форм!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 49 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
50
ap/r 1/16 1/8 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8 1
Xmax 20˚ 29˚ 52˚ 60˚ 68˚ 76˚ 83˚ 90˚
Xe 10˚ 14.5˚ 26˚ 30˚ 34˚ 38˚ 41.5˚ 45˚
Таблица 32. Угол фрезы в плане как функция отношения ap/r*
*
ap - глубина резания в осевом направлении, r - радиус круглой пластины.
Максимальный угол в плане определяется по следующей формуле:
cos
χ
max = 1-ap/r (4)
Здесь ар - глубина резания,
r - радиус круглой пластины.
Как уже отмечалось, у фрез с круглыми пластинами угол в плане изменяется вдоль режущей
кромки.
Поэтому в качестве некоторой усреднённой характеристики используется эффективный угол в
плане
χ
eff, который иногда встречается и в вычислениях.
χ
eff
=
χ
max/2
(5)
Если же фрезерование осуществляется периферией фрезы с круглыми пластинами, а не её
торцем, то эффективный угол в плане (рис. 6) можно найти следующим образом:
χ
eff = [arccos (1-ap
2
/r)+arccos (1-ap
1
/r)]/2 (5a)
Эффективный угол в плане служит важным показателем режущей геометрии фрезы с круглыми
пластинами при выполнении конкретной операции. Как и в случае пластин многоугольного
контура, он отражает соотношение между радиальной и осевой составляющими силы
резания. В зависимости от глубины резания эффективный угол фрезы в плане близок
к нулю при малых глубинах и равен 45˚ для глубины, равной радиусу круглой пластины.
Изменение глубины (и соответственно, эффективного угла в плане) сказывается на отношении
составляющих, представляя тем самым действенный метод силового мониторинга. Рост
глубины увеличивает радиальный компонент силы резания, уменьшая осевой, и наоборот.
Ясно, что при фрезеровании на малых глубинах, когда радиальная составляющая становится
незначительной, можно считать, что основное усилие, действующее в плоскости резания,
направлено вдоль оси фрезы.
Большая радиальная составляющая силы резания таит в себе источник изгиба инструмента
и вибраций. В то же время рост осевой составляющей неблагоприятно сказывается на
точности фрезерования и требует особого внимания к закреплению заготовки. Правильное
назначение глубины резания позволяет оптимально нагрузить инструмент в конкретной
ситуации, руководствуясь видом обрабатываемой детали, состоянием станка, зажимного
приспособления и т.д.
3P(2): Patent-Protected Products - Предмет Патентного Права
Конструктивные решения, положенные в основу абсолютного большинства изделий
с символом 3Р, отражают передовые достижения современного инструментального
производства, а сами изделия производятся по новейшим технологиям. Поэтому
понятно желание создателей таких изделий защитить прогрессивные разработки от
копирования и неразрешённого использования. Преобладающая часть 3Р-продукции, будь
то инструменты, сменные пластины к ним, инструментальнвя оснастка, либо защищена
соответствующими патентами, либо заявка на получение патента находится
на рассмотрении.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 50 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
51
Рис. 6.
Рис. 7.
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
d=2r
X
1
Xeff
X2
ap2
ap1
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
hmax
fz
ap1
ap1
ap max
h1
h1
Уменьшение угла в плане приводит к образованию более тонкой стружки, открывая тем
самым, как ни парадоксально, дорогу к повышению производительности. Действительно, при
при составлении управляющей программы подача на зуб относится к максимальной глубине
резания, равной радиусу круглой пластины. В данном случае фреза с круглыми СМП более-
менее похожа на фрезу с углом в плане 45°. Но если глубина меньше максимальной, стружка
становится тоньше (рис. 7), и необходимо соответственно увеличивать программируемую
подачу на зуб для получения стружки требуемой толщины. Вот почему уменьшение глубины
резания и делает возможным поднять производительность.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 51 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
52
Хотя фрезерование с максимальной глубиной резания (радиус круглой пластины)
и обеспечивает наибольший участок контакта режущей кромки круглой пластины с
обрабатываемым материалом, оно ведёт к значительному росту радиальной составляющей
силы резания, побочным вибрациям и в результате - к интенсивному износу кромки. Тем не
менее, условия операции и геометрия заготовки иногда делают такое положение неизбежным,
и глубина резания достигает максимального значения. В то же время пик эффективности
наблюдается при угле в плане 25˚…45˚, что соответствует глубине резания 0.1...0.3 радиуса
пластины (то есть 0.05...0.15 её диаметра). Вследствие сказанного круглые пластины
производства ИСКАР стандартной линии как правило рассчитаны на 8 рабочих позиций,
допуская пошаговую индексацию в гнезде фрезы как на 45˚, так и на 90˚. Для удобства
оператора-станочника на передней поверхности многих видов круглых пластины нанесены
номера позиций: 1, 2, 3 и т. д. Специально сформированные грани на боковой поверхности
или выступе нижнего основания пластин препятствуют самопроизвольному перемещению
пластины в гнезде, сохраняя её в установленном рабочем положении.
При работе с большим вылетом виброустойчивость инструмента резко снижается, и фрезы
с круглыми пластинами не являются каким-либо исключением. Обычно уже при вылете,
равном двум диаметрам фрезы, приходится уменьшать параметры режима для обеспечения
стабильного резания. Подобное положение складывается в случае тонкостенных заготовок,
проблемного закрепления и т.д. - то есть тогда, когда жёсткость системы СПИД недостаточная.
Для решения возникшей проблемы предназначено семейство MILLSHRED, которое к тому же,
предоставляет потребителю дополнительные эксплуатационные преимущества, прежде всего,
эффективное фрезерование с максимальной глубиной резания, равной радиусу пластины.
Конструктивный принцип MILLSHRED - наделить круглый режущий профиль эффектом
стружкоразделения, что достигается зубчатой кромкой пластины. Пластина предполагает 4
рабочие позиции с 90˚-й индексацией, а гнёзда фрезы расположены таким образом, чтобы
обеспечить полное взаимное перекрытие вершин и впадин зубчиков кромок пластин во
вращении. Фрезы MILLSHRED предполагают возможность закрепления в них круглых пластин
и с зубчатой кромкой (RCMT…), и обычных с гладкой (RCC… MO).
Размер пластины
Размер круглой пластины обычно равен её наружному диаметру. Например, говоря о
круглой прластине “12-го размера”, подразумевают пластину диаметром 12 мм.
Круг с зазубринами
Зубчатая форма режущей кромки, разделяющая стружку на мелкие сегменты, заметно
расширяет эксплуатационные возможности круглой пластины. Во-первых, уменьшение
силы резания (прежде всего, её радиальной составляющей) вследствие ращепления
стружки улучшает динамические свойства фрезы и снижает её изгиб, что приводит
к устойчивому резанию даже на больших вылетах. Тем самым область допустимых
вылетов становится шире. В большинстве случаев её верхняя граница приближается к 10
диаметрам фрезы! Часто переход на инструменты с зубчатыми круглыми пластинами сразу
обеспечивает весьма ощутимую экономию, делая ненужными применение дорогостоящей
оснастки с элементами виброгашения. Немаловажным обстоятельством является также
и то, что круглая пластина с зазубринами - действенное средство при фрезеровании с
глубиной, равной радиусу пластины. Кроме того, уменьшается потребляемая мощность
резания. Во-вторых, небольшую стружку намного легче удалить, в особенности, при
фрезеровании глубоких полостей штампов и пресс-форм. Во время обработки полостей
штампов и пресс-форм происходит вторичное резание стружки, скопившейся на дне
полости. Разделение стружки на более мелкую уменьшает вредное влияние вторичного
резания, что в-третьих, повышает стойкость пластины.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 52 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
53
Общие указания по применению фрез MILLSHRED с рекомендациями по выбору круглых
пластин наиболее подходящей геометрии представлены в таблицах 33 и 34.
Данные обработки
Пластина
RCC…MO
с гладкой реж. кромкой
RCMT
с зубчатой реж. кромкой
Глубина резания до 0.15×d*
Глубина резания свыше 0.15×d
Вылет фрезы до 2.5×D**
Вылет фрезы более 2.5×D
Фрезерование у тонких стен
Проблемное закрепление заготовки
Таблица 33. Указания по выбору круглых пластин к фрезам MILLSHRED
- рекомендуемое применение
*
d - номинальный диаметр пластины
**
D - номинальный диаметр фрезы
Отметка
(точечное углубление)
Рис. 8. Круглая пластина с гладкой режущей кромкой, установленная для улучшения
параметров шероховатости поверхности обработки
Круглая пластина в роли зачистной: улучшение параметров
шероховатости поверхности
Во фрезе MILLSHRED устанавливаются пластины как с гладкой режущей кромкой, так и
с зубчатой. Казалось бы, появляется хорошая возможность комбинирования обоих видов
пластин в одной фрезе. Однако, столь многобещающее сочетание чередующихся зубьев
фрезы (известное по конструкции фрез FINISHRED) во фрезах с круглыми пластинами
редко приводит к заметным преимуществам. А вот если во фрезе с зубчатыми СМП
заменить одну из пластин на гладкую, удаётся улучшить состояние обрабатываемой
поверхности по параметрам шероховатости. В таком случае обычная пластина с гладкой
кромкой выполняет роль зачистной. И хотя фрезы MILLSHRED предназначены в основном
для черновых и получистовых операций, отмеченный простой приём может привести к
хорошим результатам. Следует помнить, что гладкую пластину необходимо установить
в гнезде, помеченным небольшим точечным углублением, так называемом “водяным
знаком” (рис. 8).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 53 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
54
Вид фрезерования Черновое Черновое и получистовое
Пластина RCMT...FW RCMT...FW-T20 RCMT...FW-F20 RCCT...MO RCCW..MO
Реж. геометрия
Положит. передний угол Положит. передний угол
и отриц. защитн. фаска
Положит. передний угол
и острая кромка
Положит. передний угол
и острая кромка
Плоская верхн.
поверхность и отриц.
защитн. фаска
Тип материала
1-5
P
Углеродистая сталь √√√ √√√ √√
6-9 Низколегир. сталь √√√ √√√
10-11
Высоколегир. и
инструм. сталь
√√√ √√√
12-14
M
Нерж. сталь √√√
(1)
√√√
(2)
√√√
15-20
K
Чугун √√ √√√
38.1
H
Закалённая сталь
(HRC 45 max)
Таблица 34. Выбор круглых пластин для фрез MILLSHRED при обработке материалов
штампов и пресс-форм
(1)
Рекомендуется для ферритной и мартенситной нерж. стали
(2)
Рекомендуется для аустенитной нерж. стали
Наименее рекомендуемое применение
√√ Возможное применение
√√√ Рекоменуемое применение
12º
20º
20º
0.15
20º
12º
15º
Выполняемые операции
Винтовая
интерполяция
Фрез.-е уступа Контурное фрез.-е
Фрез.-е под углом/с
подъёмом
Осевое врезание Фасонное фрез.-е
Фрез.-е полостей
и карманов
Для изготовления круглых пластин семейства MILLSHRED используется преимущественно
твёрдый сплав IC908, уже рассмотренный в предыдущих разделах, а также IC928,
имеющий прочную основу и покрытие PVD TiAlN. Последний особенно рекомендуется
для тяжелонагруженного фрезерования. Дополнительно, пластины для резания чугунных
заготовок выпускаются из сплава IC910 (с покрытием PVD AlTiN).
Начальные значения параметров режима резания
а) Начальная подача на зуб fz
i. Пластины MILLSHRED с гладкой режущей кромкой
Начальная подача на зуб, которую используют в управляющей программе ЧПУ,
определяется следующим уравнением:
fz = fz0 x KTH x Ks (6)
Здесь: fz0 – базовая начальная подача,
KTH – коэффициент уменьшения толщины стружки,
Ks – коэффициент устойчивости.
Базовая начальная подача показывает рекомендуемую стартовую подачу при фрезеровании
с глубиной резания, равной радиусу круглой пластины, и ей соответствует максимальная
толщина стружки, которую планируется удалять резанием.
Группа
материала
Die and Mold User Guide_7861458.indd 54 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
55
Таблица 35. Пластины MILLSHRED с гладкой режущей кромкой. Базовая начальная
подача на зуб fzo, мм/зуб
Коэффициент уменьшения толщины стружки, являясь функцией глубины резания в осевом
направлении и следовательно, угла фрезы в плане, отражает то увеличение подачи на зуб,
которое необходимо учесть при программировании ЧПУ для образования стружки с толщиной,
близкой к максимальной, при фрезеровании с глубиной меньше радиуса пластины.
KTH = 1/sin (0.75 xχmax) (7)
или
KTH = 1/sin (1.5 xχeff) (7a)
Коэффициент устойчивости принимает во внимание состояние системы СПИД и назначается
равным 1 для нормальных условий и 0.7, если система маложёсткая (работа вблизи тонких
стен, большой вылет, нежёсткое закрепление заготовки или фрезы и т.д.).
Пример
С целью повышения производительности операции фрезерования поверхности плиты решено
применить насадную торцевую фрезу FRW D068A080-07-27-12 с пластинами RCCW 1206MO
IC908. Материал плиты - инструментальная штамповая сталь 4Х5МФ1С твёрдостью на момент
операции HB 170…190. Глубина резания составляет 1. 5 мм. Станок находится в хорошем
состоянии, заготовка жёстко закреплена на столе станка, вылет фрезы небольшой. Какова
величина подачи на зуб, которую следует ввести в управляющую программу оператору?
По таблице 35 находится базовая начальная подача. Для материала 10-й группы (No. 10), к
которой принадлежит указанная сталь, она составляет 0.15 мм/зуб. По формуле (4) χmax=41˚,
а по формуле (7) KTH=1.95.
Следовательно, fz = 0.15×1.95×1=0.29 (мм/зуб), и стартовая подача фрезы для
программирования операции будет 0.29 мм/зуб.
В качестве альтернативы начальную подачу можно назначать по таблицам 36 и 37.
В таблицах представлены значения подачи в зависимости от диаметра пластины и глубины
резания. Данные величины относятся к определённой группе материалов, принятой в качестве
основной, а для получения соответствующих подач для материалов других групп табличные
значения умножаются на приведенные коэффициенты.
Таблица 36, например, в качестве основы руководствуется обработкой фрезами с пластинами
RC..W…MO материалов следующих групп материалов: 5-9 (низколегированные стали и
углеродистые стали твёрдостью до HB 350), а также 15-16 (серый чугун). Для заготовок из
Группа по
ISO(DIN/ISO
513)
Группа материала*
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
RC..W…MO RC..T…MO
Ø12 Ø16 Ø20 Ø12 Ø16 Ø20
P
1-4 0.21 0.28 0.34 0.14 0.19 0.23
5-9 0.21 0.28 0.34 0.14 0.19 0.23
10-11 0.15 0.2 0.24 0.1 0.13 0.16
M
12 ,13 0.18 0.24 0.29 0.12 0.16 0.2
K
15-16 0.21 0.28 0.34
17-18 0.18 0.24 0.29
H
38.1 0.12 0.15 0.19
- рекомендуемый выбор.
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 55 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
56
ap/r
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
Ø12 Ø16 Ø20
ap fz
o ap fzo ap fzo
0.15 0.8 0.15 1 0.15 1.3
1/16 0.37 0.7 0.5 0.9 0.62 1.2
1/10 0.6 0.54 0.8 0.7 1 0.9
1/8 0.75 0.5 1 0.6 1.25 0.8
1/4 1.5 0.4 2 0.54 2.5 0.67
3/10 1.8 0.36 2.4 0.45 3 0.54
1/2 3 0.27 4 0.36 5 0.45
5/8 3.75 0.21 5 0.28 6.25 0.34
3/4 4.5 0.21 6 0.28 7.5 0.34
7/8 5.25 0.21 7 0.28 8.75 0.34
1 6 0.21 8 0.28 10 0.34
Таблица 36. Пластины MILLSHRED с гладкой режущей кромкой RC...W...MO. Базовая
начальная подача на зуб fzo, мм/зуб
Значения подач в таблице характеризуют фрезерование групп материалов 5-9 (низколегированные стали и
углеродистые стали твёрдостью до HB 350), а также 15-16 (серый чугун).
Для групп материалов 10 и 11 (высоколегированные и инструментальные стали) табличные величины следует
умножить на 0.7, для групп материалов 17 и 18 (высокпрочный чугун) - на 0.85 и
для группы материалов 38.1 (закалённая сталь твёрдостью HRC 45 max) - на 0.55.
- Рекомендуемая область глубин резания.
высоколегированных и инструментальных сталей (группы 10-11), высокпрочного чугуна
(группы 17-18) и закалённой стали твёрдостью HRC 45 max имеющиеся в таблице величины
следует умножить соответственно на 0.7, 0.85 и 0.55.
Подачи в таблице 37 установлены для фрез с пластинами RC..T…MO при резании
углеродистых и низколегированных сталей (группы 1-9). Для материалов 10-11 групп
табличные данные необходимо умножить на 0.7, а для 12-13 групп (ферритные и мартенситные
нержавеющие стали) - на 0.85.
Если система СПИД не обладает достаточной жёсткостью, следует снизить начальную подачу
на 30%.
Рассматривая предыдущий пример, назначение подачи по таблице 36 приводит к следующему
результату: 0.4 (табличное значение) × 0.7 (поправочный коэффициент для группы No. 10) × 1
(коэффициент устойчивости) = 0.28 (мм/зуб).
Пример
Технолог инструментально-штампового участка завода разрабатывает технологический
процесс изготовления литейной формы. Для получистового фрезерования достаточно глубокой
полости формы предполагается применение концевой фрезы ERW D028A040-A-4-C32-12
с круглыми пластинами RCCW 1206MO IC908. Фреза закрепляется в цанговом патроне с
вылетом 150 мм. Материал заготовки формы - инструментальная сталь 95Х5ГМ с невысокой
твёрдостью на момент операции (до НВ 200). Требуется определить программируемую подачу
фрезы при условии, что обработка полости будет производится с глубиной резания 0.6 мм на
проход.
Обрабатываемый материал является представителем группы материалов No. 10 по VDI 3323.
Диаметр пластины d=12 мм, отношение глубины резания к радиусу пластины ap/r=2×ap/d=0.1.
Из таблицы 36 fzo=0.54 мм/зуб (для групп 5-9).
С учётом поправочного коэффициента для обрабатываемого материала (0.7) и коэффициента
устойчивости (0.7) программируемая подача на зуб составит 0.54×0.7×0.7=0.26 (мм/зуб).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 56 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
57
ap/r
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
Ø12 Ø16 Ø20
ap fz
o ap fzo ap fzo
0.15 0.56 0.15 0.75 0.15 0.9
1/16 0.37 0.5 0.5 0.68 0.62 0.83
1/10 0.6 0.41 0.8 0.55 1 0.67
1/8 0.75 0.36 1 0.47 1.25 0.57
1/4 1.5 0.26 2 0.34 2.5 0.42
3/10 1.8 0.24 2.4 0.32 3 0.39
1/2 3 0.18 4 0.25 5 0.3
5/8 3.75 0.14 5 0.19 6.25 0.23
3/4 4.5 0.14 6 0.19 7.5 0.23
7/8 5.25 0.14 7 0.19 8.75 0.23
1 6 0.14 8 0.19 10 0.23
Таблица 37. Пластины MILLSHRED с гладкой режущей кромкой RC...T...MO. Базовая
начальная подача на зуб fzo, мм/зуб
Значения подач в таблице характеризуют фрезерование групп материалов 1-9
(углеродистые и низколегированные стали).
Для групп материалов 10 и 11 (высоколегированные и инструментальные стали) табличные величины следует
умножить на 0.7, а для групп материалов 12 и 13 (ферритные и мартенситные нержавеющие стали) - на 0.85..
- Рекомендуемая область глубин резания.
Вылет фрезы
Вылет фрезы является важным фактором жёсткости инструмента и устойчивости резания.
Уменьшение вылета на 5% снижает изгиб фрезы на 15%, а если вылет уменьшается на
10% или на 20%, то изгиб, соответственно, - уже на 27% и даже 50%. Изменение вылета
до минимально возможного существенно повышает эффективность фрезерования и
производительность, позволяя увеличение параметров режима резания и повышение
класса шероховатости поверхности.
Но что поделаешь, для механической обработки реальных деталей часто требуются
большие вылеты инструмента. Как правильно учесть влияние вылета на режим резания?
И вообще, что считать большим вылетом, для которого различные методики назначения
параметров режима рекомендуют разные поправочные коэффициенты?
Вопрос собственно определения вылета не тек прост, как может показаться на первый
взгляд. Он непосредственно связан с динамическими свойствами инструмента и
относится к области серьёзных исследований, требующих отдельного обсуждения.
Вместе с тем, не подлежит сомнению, что наш читатель-производственник,
руководствуясь собственными знаниями и опытом, практически безошибочно определит,
будет ли вылет используемого им инструмента в условиях конкретной операции большим
или нет. Для предварительной же оценки полезным может оказаться следующее правило:
большим считается вылет, величина которого составляет не менее 4-5 диаметров фрезы.
Однако, как, от какой собственно точки измеряется вылет?
Обычно для насадных торцевых фрез, закрепляемых на оправках, правильно определять
вылет через расстояние от рабочего торца фрезы до базового сечения конического
хвостовика оправки (рис. 9).
В случае же концевых фрез,закрепляемых в зажимных патронах разнообразной
конструкции (цанговые, с винтами и др.), вылет следует измерять от торца патрона
(рис. 10).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 57 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
58
ii. Пластины MILLSHRED с зубчатой режущей кромкой
Как уже отмечалось (таблица 33), круглые пластины с зубчатой режущей кромкой
применяются в следующих условиях:
• повышенная глубина резания (свыше 15% диаметра пластины),
• достаточно большой вылет фрезы (более 2.5 её диаметра),
• фрезерование вблизи тонких стен,
• проблемное закрепление заготовки.
Можно добавить также, что иногда пластины с зубчатой кромкой используются и для
резания с обычной для круглых пластин глубиной (до 15% диаметра фрезы), если мощность
привода главного движения станка ограничена.
Программируемая начальная подача на зуб fz определяется уравненинем (8):
fz = fzo x KH (8)
Где: fzo – базовая начальная подача (таблицы 39-41),
KH – коэффициент, учитывающий влияние вылета фрезы (таблица 38).
Рис. 9 Рис. 10
h
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
h
Ø баз.
сечения
Die and Mold User Guide_7861458.indd 58 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
59
Пример
На операции фрезерования детали холодного штампа из инструментальной стали Х12ВМФ
используют фрезу FRW D034A050-04-22-16 с пластинами RCMT 1607-FW IC908. Твёрдость
стали составляет НВ 210, вылет фрезы равен 120 мм, а глубина фрезерования - 6 мм. Найти
программируемую стартовую подачу.
Материал детали относится к десятой группе материалов ИСКАР (No. 10) по VDI 3323. Таблица
39 определяет базовую подачу для фрез с пластинами диаметром 16 мм с глубиной резания
6 мм как 0.2 мм/зуб, которую необходимо умножить на 0.9 (для группы материалов No. 10).
Диаметр фрезы 50 мм, и при вылете 120 мм коэффициент КН=1 (таблица 38).
Таким образом, fz=0.2×0.9×1=0.18 (мм/зуб).
Таблица 38. Коэффициент влияния вылета инструмента для фрез MILLSHRED с круглами
пластинами, имеющими зубчатую режущую кромку, как функция отношения вылета
H к диаметру фрезы D1
H/D1 до 4 свыше 4 и до 6 свыше 6 и до 8 свыше 8 и до 10
KH 1 0.85 0.7 0.65
Таблица 39. Пластины MILLSHRED широкого применения с зубчатой режущей кромкой
RCMT...FW. Базовая начальная подача на зуб, мм/зуб
Значения подач в таблице характеризуют фрезерование групп материалов 1-9 (углеродистые и
низколегированные стали).
Для групп материалов 10 и 11 (высоколегированные и инструментальные стали) табличные величины следует
умножить на 0.9, для групп материалов 15 и 18 (чугун) - на 1.3 и для группы материалов 38.1 (закалённая сталь
твёрдостью HRC 45 max) - на 0.6.
- Рекомендуемая область глубин резания.
ap/r
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
Ø12 Ø16 Ø20
ap fz
o ap fzo ap fzo
ap min 0.9 0.3 1.2 0.4 1.2 0.52
1/4 1.5 0.28 2 0.35 2.5 0.46
3/10 1.8 0.25 2.4 0.32 3 0.42
1/2 3 0.22 4 0.28 5 0.35
5/8 3.75 0.15 5 0.2 6.25 0.25
3/4 4.5 0.15 6 0.2 7.5 0.25
7/8 5.25 0.15 7 0.2 8.75 0.25
1 6 0.15 8 0.2 10 0.25
Die and Mold User Guide_7861458.indd 59 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
60
ap/r
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
Ø12 Ø16 Ø20
ap fz
o ap fzo ap fzo
ap min 0.9 0.26 1.2 0.35 1.2 0.4
1/4 1.5 0.23 2 0.3 2.5 0.35
3/10 1.8 0.21 2.4 0.28 3 0.3
1/2 3 0.18 4 0.25 5 0.28
5/8 3.75 0.13 5 0.18 6.25 0.21
3/4 4.5 0.13 6 0.18 7.5 0.21
7/8 5.25 0.13 7 0.18 8.75 0.21
1 6 0.13 8 0.18 10 0.21
Таблица 40. Пластины MILLSHRED с зубчатой режущей кромкой RCMT...FW-T20
(первый выбор при фрезеровании ферритных и мартенситных нержавеющих
сталей, возможное применение - обработка углеродистых и низколегированных
конструкционных сталей). Базовая начальная подача на зуб, мм/зуб
Значения подач в таблице характеризуют фрезерование групп материалов 12-13 (ферритные и мартенситные
нержавеющие стали).
Для групп материалов 1-9 (углеродистые и низколегированные стали) табличные величины следует умножить на 1.1.
- Рекомендуемая область глубин резания.
Пример
Деталь пресс-формы для пластмассового изделия, которую производят из нержавеющей стали
мартенситного класса 20Х13, характеризуется тонкостенной структурой и сложной формой,
что приводит к неравномерному припуску на ряде операций механической обработки. При
фрезеровании концевой фрезой ERW D020A032-B-3-C32-12 с круглыми пластинами RCMT
1206-FW-T20 IC928 изменение припуска ведёт к колебаниям глубины резания в пределах 3-4
мм. Фреза закреплена в цанговом патроне с вылетом 220 мм. Необходимо найти начальное
значение подачи на зуб для предварительного нормирования операции.
Сталь 20Х13 представляет группу материала No. 14, отношение “вылет/номинальный диаметр”
составляет 220/32=6.9. По таблице 38 влияние вылета фрезы отражается коэффициентом
KH=0.7. Хотя таблица 40 не даёт непосредственно величину базовой подачи для
12-миллиметровой пластины и глубины резания 4 мм, нетрудно видеть,
что подача равна 0.13 мм/зуб.
В результате стартовая программируемая подача определяется следующим образом:
0.13×0.7=0.09 (мм/зуб).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 60 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
61
Таблица 41. Пластины MILLSHRED с зубчатой режущей кромкой RCMT...FW-F20
(первый выбор при фрезеровании аустенитных нержавеющих сталей, возможное
применение - обработка низкоуглеродистых мягких сталей). Базовая начальная подача
на зуб, мм/зуб
ap/r
Базовая начальная подача fzo, мм/зуб, для пластин
Ø12 Ø16 Ø20
ap fz
o ap fzo ap fzo
ap min 0.9 0.13 1.2 0.17 1.2 0.2
1/4 1.5 0.12 2 0.16 2.5 0.18
3/10 1.8 0.1 2.4 0.14 3 0.16
1/2 3 0.09 4 0.12 5 0.14
5/8 3.75 0.07 5 0.09 6.25 0.1
3/4 4.5 0.07 6 0.09 7.5 0.1
7/8 5.25 0.07 7 0.09 8.75 0.1
1 6 0.07 8 0.09 10 0.1
Значения подач в таблице характеризуют фрезерование группы материалов 14 (аустенитные нержавеющие стали).
Для группы материалов 1 (низкоуглеродистые мягкие стали) табличные величины следует умножить на 1.5.
Для групп материалов 21-25 (алюминий и его сплавы) табличные величины следует умножить на 3.
- Рекомендуемая область глубин резания.
b) Начальная скорость резания Vc
Для назначения начальной скорости необходимо:
• с помощью усреднённых данных в таблицах найти рекомендуемую скорость резания,
• определить эффективный диаметр,
• произвести расчёт программируемой частоты вращения шпинделя по отношению к
номинальному диаметру фрезы так, что скорость резания относительно эффективного
диаметра будет равна рекомендуемой скорости, установленной ранее.
Рекомендуемая скорость резания
Vc = Vo x KF x KH x Kt (9)
Где: Vo Базовая скорость резания (таблица 43).
KF Коэффициент формы режущей кромки:
KF=1 для круглых пластин с гладкой кромкой,
KF=0.75 для круглых пластин с зубчатой кромкой.
KH Коэффициент, учитывающий влияние вылета фрезы, который
находится по таблицам:
для пластин с зубчатой кромкой - по таблице 38,
для пластин с гладкой кромкой - по таблице 42.
Kt Коэффициент стойкости (таблица 8).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 61 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
62
Таблица 42. Коэффициент влияния вылета инструмента КН для фрез MILLSHRED с
гладкими круглыми пластинами и для фрез HELIDO H400 как функция отношения
величины вылета Н к диаметру фрезы D1
H/D1 до 2.5 свыше 2.5 до 3 свыше 3 до 5 свыше 5
KH 1 0.9 0.65 0.5
Применение
фрезы
Рекомендуемое Менее рекомендуемое
Необходимо также отметить, что при фрезеровании в тяжёлых режимах и контактом между
инструментом и материалом по значительной поверхности, нежёстком закреплении и
обработке тонкостенных заготовок начальную скорость резания следует снизить на 20%.
Вычисление эффективного диаметра De
De = D+2 x√d×ap-ap
2
(10)
Где: D диаметр окружности центров пластин во фрезе,
d диаметр пластины,
ap глубина резания по направлению оси фрезы.
ля фрезы номинального диаметра D1 D=D1-d)
Расчёт программируемой частоты вращения шпинделя N
N = 1000 x Vc/(πx De) (11)
Скорость резания относительно номинального диаметра D1 определяется по формуле (12),
приведенной ниже:
Vn=πx D1 x N/1000 (12)
Die and Mold User Guide_7861458.indd 62 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
63
Эффективный диаметр
Правильный подход к определению скорости резания для фрез криволинейного профиля
требует вычислять скорость по отношению к эффективному диаметру фрезы. Из-за
фасонного, непрямолинейного рабочего контура фрезы режущий диаметр является
функцией глубины резания и меняется для различных участков кромки, осуществляющей
резание. В качестве эффективного выбирается наибольший из действительно режущих
диаметров кромки фасонной фрезы (рис. 11). Обычно это диаметр, определяемый глубиной
резания в осевом направлении.
Игнорирование эффективного диаметра при расчёте частоты вращения шпинделя может
вызвать серьёзные ошибки в определении скорости резания и подачи и привести к
неэффективной работе инструмента. Для фрез с круглыми пластинами, в частности,
отмеченное явление имеет особо важное значение в случаях фрез относительно небольших
диаметров. Например, у фрезы диаметром 25 мм с круглыми пластинами Ø12 режущий
диаметр изменяется от примерно 13 мм (для глубины резания всего лишь несколько
десятых миллиметра) до 25 мм (при максимально допустимой глубине 6 мм, равной радиусу
пластины). Предположим, что эффективный диаметр составляет 19 мм, а частота вращения
шпинделя рассчитана для номинального диаметра 25 мм. Тогда реальная скорость резания
для диаметра 19 мм будет на 24% меньше! С уменьшением глубины резания влияние
ошибки резко возрастает. Например, для эффективного диаметра 14 мм она исчисляется
уже 44%! Конечно, для фрез большого диаметра роль ошибки значительно меньше, и ей
часто пренебрегают.
Кроме того, обработка пазов, фрезерование вблизи отвесных стен прямоугольных уступов
и т.п., когда после каждого прохода фреза всё больше и больше углубляется в заготовку
и так или иначе режет всей своей кромкой (рис. 12), все расчёты должны основываться
только на номинальном диаметре!
Во всех же иных случаях настоятельно рекомендуется учитывать эффективный диаметр
вычислениях параметров режима резания, вводя соответствующие поправки для
программируемой частоты вращения шпинделя.
Следует помнить, что реальная скорость резания относится к эффективному диаметру, в то
время как частота вращения шпинделя - к номинальному!
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
ap
Участок кромки,
вовлечённый в резание
f
zDeff
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
ap
Di
Deff=Di max
Рис.11
Die and Mold User Guide_7861458.indd 63 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
64
Пример
Найти скорость резания для рассмотренного ранее случая обработки детали холодного
штампа из инструментальной стали Х12ВМФ твёрдостью НВ 210 фрезой FRW
D034A050-04-22-16 с пластинами RCMT 1607-FW IC908. Вылет фрезы составляет 120 мм, а
глубина фрезерования - 6 мм. По результатам расчёта стартовая подача определена как 0.18
мм/зуб.
Для материалов группы No. 10, к которой принадлежит сталь Х12ВМФ, Vo=190 м/мин
(таблица 43).
KF=0.75 (для круглых пластин с зубчатой режущей кромкой), KH=1
(коэффициент вылета фрезы, таблица 38).
Значит, для 20-минутного периода стойкости Vc=190×0.75×1=143 (м/мин).
Эффективный диаметр для глубины резания 6 мм: De=34+2×√(16×6-0.6
2
)=49.5 (мм).
Полученное значение очень близко к номинальному диаметру фрезы (50 мм), поэтому можно
пренебречь погрешностью вычислений и рассчитывать частоту вращения шпинделя по
отношению к номинальному диаметру.
Задаваемая частота вращения шпинделя: N=1000×143/(π×50)=910 (об/мин)
Для ожидаемой стойкости 60 мин. коэффициент стойкости Kt=0.8 (таблица 8), поэтому
скорость резания и частота вращения шпинделя станут 114 м/мин и 728 об/мин соответственно
Таблица 43. Базовая скорость Vo, м/мин, для фрез с круглыми пластинами семейства
MILLSHRED*
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала**
Vo для марки твёрдого сплава ИСКАР
IC908 IC910 IC928
P
1 260 240 190
2-4 240 210 170
5 220 200 155
6,7 210 180 155
8-9 190 160 145
10 190 145 135
11 150 135 130
M
12, 13 180 155
K
15-16 240 270 230
17-18 220 230 200
H
38.1*** 110 70
- Предпочтительный выбор сплава.
*
Для периода стойкости 20 мин.
**
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
***
HRC 45 max.
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
8
1
2
3
4
5
6
7
8
VF
n
D
eff1
VF
n
D
eff = Dnom
Рис. 12
Первый проход N-й проход
Die and Mold User Guide_7861458.indd 64 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
65
Пример
Определить параметры режима резания для операции фрезерования плиты из
инструментальной легированной стали 4ХС твёрдостью HRC 32. Используемый инструмент -
фреза насадная производства ИСКАР FRW D080A100-06-32-20 с круглыми пластинами RCMW
2009MO IC928. Обработка ведётся с глубиной резания 1.8 мм. Вылет фрезы равен 86 мм.
Эффективный диаметр: De=80+2×√(20×1.8-1.8
2
)=91 (мм).
KF=0.75 (для гладких круглых пластин).
Материал заготовки с указанной твёрдостью относится к группе No. 9.
Начальная подача на зуб определяется по таблице 36: fz≈0.73 мм/зуб
(примерно среднее значение между табличными 0.8 и 0.67).
Начальная скорость резания по формуле (9): Vc=145×1×1×1=145 (м/мин).
Программируемая частота вращения шпинделя: N=1000×145/(π×91)=507 (об/мин).
Скорость резания относительно номинального диаметра фрезы:
Vn= π×100×507/1000=160 (м/мин)
Пример
В бюро рекламаций компании ИСКАР поступила жалоба на низкую стойкость пластин RCCW
1206MO IC908, которые заказчик приобрёл для многопроходного фрезерования глубокой
и узкой полости в детали из конструкционной легированной стали 40ХН2МА. Операция
фрезерования производится фрезой ERW D020A032-A-3-C25-12 с закреплёнными в ней
указанными пластинами, и каждый из проходов характеризуется глубиной резания 0.7 мм.
Заказчик определил параметры режима резания в соответствии с рекомендациями ИСКАРа,
взяв в расчёт и эффективный диаметр, и влияние вылета инструмента. В чём причина
проблематичной стойкости пластин?
Во время первого прохода лишь малая часть кромки пластины непосредственно режет
материал. Но уже на каждом из последующих проходов в резание вовлекаются всё новые и
новые участки кромки, а уже на восьмом проходе практически вся кромка участвует в резании
вблизи стенки полости: 8×0.7 мм=5.6 мм (максимальная глубина составляет 6 мм - радиус
пластины).
Эффективный диаметр, рассчитанный для глубины фрезерования 0.7 мм, составит
20+2×√(12×0.7-0.7
2
)=25.6 (мм); и по отношению к нему заказчик опрелил частоту вращения
шпинделя.
В результате скорость резания относительно номинального диаметра (который является
режущим после восьмого прохода, как показано выше) станет в 1.25 раза выше, чем требуется
(32/25.6=1.25)! По всей вероятности, это и есть причина невысокой стойкости. Ведь несмотря
на то, что глубина резания действительно мала, вся кромка пластины вовлекается в резание,
и расчёт необходимо отнести к номинальному диаметру фрезы.
Высокая прочность кромки и функциональные преимущества режущей окружности делают
фрезы с круглами пластинами наиболее применяемым инструментом в операциях чернового
и получистового фрезерования при изготовлении штампов и пресс-форм. Завершая раздел,
отметим ешё раз особенности использования фрез MILLSHRED:
• При работе с малыми глубинами резания и небольшим вылетом фрезы лучшим решением
будут круглые пластины с гладкой кромкой. Максимальная эффективность достигается
при глубине резания в пределах 10-30% радиуса пластины (то есть 5-15% её диаметра).
Увеличение глубины в данном случае может стать причиной вибраций, интенсивного износа
пластины и чрезмерного нагружения инструмента.
• Если же выполняемая операция характеризуется бóльшими глубинами резания,
значительным вылетом фрезы, недостаточной жёсткостью системы СПИД (проблемы с
закреплением, тонкостенная заготовка и пр.), применение пластин с зубчатой кромкой
обеспечит лучшие результаты.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 65 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
66
3.1.1.1. HELIDO H400 - новое решение для эффективного фрезерование
сложнопрофильных поверхностей
Семейство фрез HELIDO H400, одна из последних разработок компании ИСКАР, представляет
собой действенный инструмент для многокоординатной обработки фасонных поверхностей.
Основа семейства - двухсторонняя сменная режущая пластина H400 RNHU 1205…, которая
смотрится круглой, но строго говоря, ей не является.
Пластина H400 RNHU 1205... (рис. 13) имеет четыре главные режущие кромки, каждая из
них представляет собой 120-градусную дугу окружности радиусом 6 мм (для сопоставления:
режущая кромка круглой пластины традиционной конструкции располагает четырьмя
90-градусными дугами). Более того, в пластине предусмотрены ещё и четыре вспомогательные
режущие кромки, главным образом предназначенные для работы при врезании под углом.
Комбинация четырёх режущих 120-градусных дуг и четырёх кромок для врезания значительно
расширяет возможности семейства фрез HELIDO H400 в обработке поверхностей
сложного пространственного профиля, в особенности с использованием пятикоординатных
станков с ЧПУ, что делает применение таких фрез очень перспективным в современном
прессоштамповом производстве.
По сравнению с круглыми пластинами того же номинального диаметра пластина H400...
меньше - появляется дополнительная возможность уменьшения углового шага зубьев.
Инструменты HELIDO H400 выпускаются в различных вариантах исполнения: насадные
торцевые фрезы, концевые фрезы с хвостовиком и сменные головки для модулярного сборного
инструмента системы FLEXFIT. Для фрез стандартной поставки диапазон номинальных
диаметров составляет 32...80 мм.
Разработаны три вида режущей геометрии пластин Н400...: ML, HP и AX, ориентированные на
фрезерование различных конструкционных материалов. Основные режущие кромки пластин
вида вида AX спиральные, в то время как основные дугообразные кромки пластин видов ML
и HP - плоские (рис. 15). Для производства пластин применяются новейшие твёрдые сплавы
с использованием упрочненяющей технологии обработки поверхностей после нанесения
покрытия SUMO TEC. Таблица 44 содержит общие данные, характеризующие пластины. Из
таблицы следует, что наиболее подходящими для нужд прессоштампового производства
являются пластины видов ML и AX. Тем не менее, пластины вида HP с их высокопозитивной
формой передней поверхности, сконструированные прежде всего для фрезерования
жаропрочных сплавов, тоже могут найти своё применение в изготовлении деталей штампов
и форм, например, при обработке мягких углеродистых сталей или некоторых нержавеющих
сталей ферритно-мартенситного типа.
• Эффект стружкоразделения, свойственный круглым пластинам с зубчатой кромкой,
может послужить успешным средством решения задач затруднённого удаления стружки.
• Пластины с зубчатой кромкой потребляют меньше мощности, что позволяет их успешное
применение в станках с ограниченной силовой характеристикой главного привода.
• При определении параметров режима резания следует учесть влияние эффективного
диаметра и глубины резания, так как ошибочные вычисления могут привести к
существенному снижению стойкости пластин.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 66 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
67
a b c
Рис. 14
Рис. 13
R6
Центр
окружности
радиусом
6 мм
120º
˜
11
2
1
Рис. 15
a b
Плоская кромка
ML, HP Спиральная кромка AX
Нейтральная, позитивная
и высокопозитивная
Пластины для
токарных резцов по своим геометрическим параметрам разделяют
на негативные, позитивные и негативно-позитивные. В отличие от них для СМП для
фрез не сложилась общепринятая классификация, однако термины “нейтральная,
“позитивная” и т.п. часто встречаются применительно и к пластинам фрезерной группы,
а в профессиональной среде они буквально “на слуху. Очевидно, внесение ясности
с определениями потребует небольшого комментария.
Пластина с
плоской передней
поверхностью, которая параллельна основанию, называется нейтральной. Её типичные
примеры: пластины для фрезерования заклённых сталей и чугуна.
Какая же
пластина
относится к “позитивным”?
Прогресс порошковой
металлургии и прессования принес с собой невиданные возможности
формирования передней поверхности пластин, и они становятся всё более и более
впечатляющими. Тем самым открылся новый путь увеличения положительного переднего
угла фрезы в нормальном и осевом сечениях, то есть для снижения силы резания,
улучшения стружкообразования и обеспечения плавной работы инструмента. Вот почему
соответствующие пластины стали называться позитивными.
Дальнейшее развитие
технологии позволило дополнительно увеличить разницу высот двух
Die and Mold User Guide_7861458.indd 67 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
68
Таблица 45. Фрезы с пластинами HELIDO H400 RNHU 1205. Базовая начальная подача
fzo, мм/зуб
Группа по ISO
(DIN/ISO 513)
Группа материала*
fzo для видов пластин
ML AX HP
P
1-4 0.21 0.14 0.14
5-9 0.21 0.14
10-11 0.15 0.1
M
12, 13 0.18 0.12 0.12
K
15-16 21
17-18 0.18
H
38.1 0.12
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
- Рекомендуемое применение.
Таблица 46. Фрезы с пластинами HELIDO H400 RNHU 1205. Базовая скорость
резания Vo, м/мин
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала**
Vo для марки твёрдого сплава ИСКАР
IC908 IC830 IC330
P
1 260 180 160
2-4 240 160 145
5 220 145 130
6,7 210 145 130
8-9 190 140 125
10 190 135 125
11 150 125 120
M
12, 13 180 150 140
K
15-16 240 240
17-18 220 220
H
38.1*** 110 90
- Предпочтительный выбор сплава.
*
Для периода стойкости 20 мин.
**
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
***
HRC 45 max.
Пластина
Режущая
кромка Упр. фаска
Обрабатываемые материалы Марка тв. сплав
основное применение возможное применение IC808 IC830 IC330
H400 RNHU 1205-ML плоская негативная сталь нерж. сталь
H400 RNHU 1205-AX спиральная нейтральная нерж. сталь сталь
H400 RNHU 1205-HP плоская позитивная жаропрочн. мат. нерж. сталь, мягкая сталь
Таблица 44. Пластины HELIDO H400
Начальные значения параметров режима резания для фрез H400 определяются так
же, как и для фрез с круглыми пластинами. По уравнению (6) находят подачу на зуб, по
уравнению (7) - коэффициент уменьшения толщины стружки и по уравнению (9) - скорость
резания. Углы фрезы в плане вычисляются по уравнениям (4)-(5а) или назначаются по
таблице 32 (в последнем случае переменная r представляет собой радиус дугообразной
режущей кромки пластины H400, например: 6 мм для пластины H400 RNHU 1205). Можно
также воспользоваться и табличным методом оценки. Таблицы 45 и 46 содержат значения
базовых подачи на зуб fzo и скорости Vo, а в таблице 47 указаны величины базовой подачи в
зависимости от глубины резания.
угловых вершин режущей кромки пластины. Таким образом, и передний угол (прежде всего,
осевой) фрезы стал больше, а в профессиональной речи появилось несколько нечёткое
определение “высокопозитивная пластина”.
Разумеется, технология
изготовления СМП путём прессования порошковых материалов
с их последующим спеканием ещё не исчерпала свой потенциал, и фрезерные пластины,
которые считаются высокопозитивными сегодня, могут оказаться лишь просто
позитивными завтра.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 68 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
69
Таблица 47. Фрезы с пластинами HELIDO H400 RNHU 1205. Базовая начальная подача
fzo, мм/зуб, в зависимости от глубины резания ар
ap,
мм
fzo для видов пластин
ML*¹ AX*² HP*³
0.15 0.8 0.56 0.56
0.37 0.7 0.5 0.5
0.6 0.54 0.41 0.41
0.75 0.5 0.36 0.36
1.5 0.4 0.26 0.26
1.8 0.36 0.24 0.24
3 0.27 0.18 0.18
3.75 0.21 0.14 0.14
4.5 0.21 0.14 0.14
5.25 0.21 0.14 0.14
6 0.21 0.14 0.14
Пластины вида ML:
Значения подач в таблице относятся к фрезерованию углеродистых и низколегированных сталей (группы
материалов 1-9), а также серого чугуна (группы 15-16). При обработке высоколегированных и инструментальных
сталей (группы 10-11) табличные величины следует умножить на 0.7, при обработке ферритных и мартенситных
нержавеющих сталей (группы 12-13) и высокопрочного чугуна (группы 17-18) - на 0.85, а при обработке закаленных
сталей твёрдостью не более HRC 45 (группа 38.1) - на 0.55.
Пластины вида AX:
Значения подач в таблице относятся к фрезерованию углеродистых и низколегированных сталей (группы
материалов 1-9). При обработке высоколегированных и инструментальных сталей (группы 10-11) табличные
величины следует умножить на 0.7, а при обработке ферритных и мартенситных нержавеющих сталей
(группы 12-13) - на 0.85.
Пластины вида HP:
Значения подач в таблице относятся к фрезерованию углеродистых сталей (группы материалов 1-4). При обработке
ферритных и мартенситных нержавеющих сталей (группы 12-13) табличные величины следует умножить на 0.85.
Что же касается влияния вылета фрезы, таблица 42 содержит необходимые
данные и рекомендации.
Пример
На инструментально-штамповом участке собираются применить фрезу H400 ER D32-
4-060-C32-12 с закреплёнными в ней пластинами H400 RNHU 1205-HP IC830 для
многокоординатной обработки детали пресс-формы сложного вида, изготавливаемой из
нержавеющей стали мартенситного класса 08Х13 твёрдостью HB 300…310. Глубина резания
при выполнении операции фрезерования меняется от 1 мм до 4.5 мм. Система СПИД обладает
достаточной жёсткостью. Специалисты участка обратились к местному представителю
компании ИСКАР с просьбой предоставить рекомендации по назначению стартовых
параметров режима резания.
Материал детали принадлежит к группе материалов ИСКАР No. 13. Из-за переменного
значения глубины резания в качестве расчётной принимается наибольшая величина (4.5 мм).
Эффективный диаметр De=(32-12)+2×√(12×4.5-4.5
2
)=31.6 (мм)≈32 мм (практически вся кромка
пластины участвует в резании металла).
Базовая подача на зуб (таблица 45): fzo=0.18 мм/зуб (в качестве альтернативного метода
подачу можно определить и по таблице 47, уменьшив табличное значение на 15% согласно
примечанию). Базовая скорость резания (таблица 46): Vo=150 м/мин.
Программируемая стартовая частота вращения шпинделя: N=1000×150/(π×32)=1492 (об/мин).
Начальная скорость подачи: V
F
=0.18×4×1492=1074 (мм/мин).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 69 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
70
Обратная конусность и поднутрённый торец
Уменьшение диаметра фрезы с круглыми пластинами на определённом этапе повлечёт
и уменьшение винта, крепящего пластину. Фреза теряет прочность, становится менее
производительной, и начиная с некоторого диаметра, изготовление таких инструментов
становится практически невозможным. Подобное наблюдается и при уменьшении
диаметра круглой пластины. Однако, производству штампов и пресс-форм необходимы
тороидальные фрезы, позволяющие вести эффективную обработку малогабаритных
деталей и небольших радиусов. А жесткие требования к точности ставят заслон
применению фрез с круглами пластинами в некоторых операциях.
Цельные твёрдосплавные фрезы и сменные режущие головки позволяют справиться с
возникшей проблемой и таким образом расширить область применения вращающихся
инструментов тороидального профиля.
Существуют технические термины, относящиеся к монолитным фрезам и сменным
головкам, которые вошли в обиход и часто используются производственниками. Стоит
посвятить им небольшое пояснение.
Вершины зубьев (уголки) 90-градусных цельных концевых фрез бывают острыми, с
закруглением по радиусу или с фаской. Вспомогательные режущие кромки на торце
концевой фрезы выпускаются с поднутрением в осевом направлении (например, у
шпоночных фрез) или без него, а основные кромки, расположенные на цилиндрической
части, могут изготавливаться с небольшой обратной конусностью, то есть с уменьшением
диаметра в нормальном сечении по направлению от торца к хвостовику фрезы. Обратная
конусность позволяет свести к минимуму контакт инструмента с обрабатываемой боковой
стороной уступа, особенно, если такой контакт нежелателен (изгиб фрезы под действием
радиальной составляющей силы резания, значительный вылет фрезы, вибрации и т.д.).
Справедливости ради необходимо отметить, что для большинство цельных концевых фрез
свойственны и малое поднутрение торцевой кромки, и незначительная (в пределах допуска
на диаметр) обратная конусность основной кромки зуба на периферии, острая же вершина
при ближайшем рассмотрении оказывается не такой и острой, а слегка закруглена по
радиусу или снабжена фаской, но такие общепринятые принципы конструирования не
являются предметом данного рассмотрения.
Понятно, что зуб фрезы с обратной конусностью и поднутрённым торцем по сути дела
представляют собой тороидальный режущий профиль. Эта форма и положена в основу
цельных твёрдосплавных тороидальных фрез и сменных головок. Среди них наиболее
3.1.2. Тороидальные цельные твёрдосплавные фрезерные головки
MULTI-MASTER
Сменные фрезерные головки MULTI-MASTER тороидального профиля, как и головки других
форм этой линии, выпускаются в двух конструктивных исполнениях: двухзубые MM HT...
экономичной серии, предварительно спрессованные с максимальным приближением к
окончательному виду, и многозубые MM ETR..., получаемые шлифованием цилиндрических
ступенчатых бланков.
В таблице 48 представлены номинальные диаметры D и радиусы закругления вершины
(угловой радиус) R тороидальных головок MULTI-MASTER стандартной поставки.
Диаметр фрезы D, мм
8 10 12 16 20
Радиус закругления R, мм
2 0.5 1 2 3 1.6 2 2.5 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 8
Двухзубые MM HT...
Шестизубые MM ETR...
Таблица 48. Тороидальные головки MULTI-MASTER
Die and Mold User Guide_7861458.indd 70 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
71
распространены инструменты диаметром 10...25 мм. Обычно они имеют 2-3 зуба с углом
наклона периферийной кромки к оси фрезы, определяющим обратную конусность, 5...7°.
Задняя, а в большинстве случаев и передняя поверхности зуба шлифованные. Отмеченные
тороидальные фрезы и головки удачно сочетают в себе преимущества круглых пластин
с точностью монолитных концевых фрез с закруглёнными вершинами зубьев, что делает
их очень популярными при выполнении самых разных операций от производительного
чернового и получистового фрезерования небольших деталей штампов и пресс-форм
до чистовой обработки закруглений высокой точности. Иногда режущая кромка этих
инструментов выполняется с зачистным участком на торце или периферии зуба.
Встречаются также и варианты кромки со стружкоразделяющими канавками.
В сущности цельные твёрдосплавные тороидальные фрезы и головки можно представить в
виде инструмента с высокоточными круглыми пластинами, часто малого диаметра, причём
пластина является нераздельной частью корпуса, составляя с ним единое целое (рис. 16).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 71 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
72
Рис.16
D
Поднутрение на торце
R
Угол наклона периферийной кромки
Головки MM HT... отличаются высокой прочностью, позволяющей тяжёлое нагружение зуба.
Передняя поверхность - шлифованная с нейтральной геометрией (передний угол равен нулю).
Эти конструктивные особености головки обеспечивают эффективное резание заготовок
из сталей (в том числе и закалённых) и чугуна. Головки нашли успешное применение во
фрезеровании с высокой подачей на зуб, обработке полостей и карманов по методам винтовой
интерполяции и врезания под углом, осевом врезании и даже сверлении отверстий малой
глубины.
Многозубые головки MM ETR... с углом винтовой канавки 30° и нулевым передним углом
предназначены, главным образом, для высокопродуктивного чистового фрезерования
закалённых сталей и окончательного формирования точных закруглений. У головок нет
режущей кромки у центра, поэтому она не должна использоваться в операциях сверления. Тем
не менее, геометрия головок обеспечивает высокопроизводительное врезание под углом и по
спирали (интерполяция).
Оба типа головок используются также и для фрезерования поднутрений, углублений и
канавок.
Большинство тороидальных головок MULTI-MASTER производится из твёрдого сплава IC908.
Головки же, разработанные для фрезерования материалов высокой твёрдости (HRC 56-63),
выпускают из сплава IC903.
Начальные параметры режима резания
a) Начальная подача на зуб fz
Программируемая начальная подача на зуб, относящаяся к номинальному диаметру головки,
находится по уже известной формуле (8):
fz = fzo x KH
Таблица 49 содержит значения базовой начальной подачи fzo при фрезеровании различных
конструкционных материалов.
Если вылет фрезы не превышает 3D (трёх номинальных диаметров головки), то коэффициент
учёта вылета КН=1. Для бóльших вылетов следует принять КН=0.7.
При фрезеровании инструментом с тороидальными головками припуск обычно составляет
0.01D...0.2D.Если головка используется для торцевого фрезерования, то припуск определяется
глубиной резания, и если радиус закругления вершины зуба головки достаточно велик,
влияние эффекта уменьшения толщины стружки может быть существенным. Радиус
закругления, который “достаточно велик”, не поддаётся строгому определению, однако
проверенное практическое правило гласит, что это радиус 3 мм (а для головок диаметром 8
мм - 2 мм) и более. В таблице 50 указаны коэффициенты уменьшения толщины стружки KTH, и
Die and Mold User Guide_7861458.indd 72 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
73
их необходимо учесть в подобных случаях:
fz = fzo x KH x KTH (13)
b) Начальная скорость резания Vc
В таблице 51 собраны усреднённые значения начальной скорости резания.
Если жёсткость системы СПИД недостаточна (проблемное закрепление, большой вылет
инструмента, фрезерование тонкостенной заготовки и пр.), табличные величины необходимо
уменьшить на 20-30%..
b) Начальная скорость резания Vc
В таблице 51 собраны усреднённые значения начальной скорости резания. Если жёсткость
системы СПИД недостаточна (проблемное закрепление, большой вылет инструмента,
фрезерование тонкостенной заготовки и пр.), табличные величины необходимо уменьшить
на 20-30%.
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
2
fzo для D
8 10 12 16 20
P
1-4 0.13 0.14 0.16 0.18 0.2
5 0.12 0.13 0.15 0.16 0.18
6, 7 0.1 0.11 0.12 0.13 0.15
8, 9 0.09 0.1 0.12 0.13 0.15
10 0.08 0.09 0.1 0.11 0.13
11 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
M
12, 13 0.08 0.09 0.1 0.11 0.13
K
15-16 0.13 0.14 0.16 0.18 0.2
17-18 0.12 0.13 0.15 0.17 0.18
H
38.1*
3
0.06 0.06 0.07 0.07 0.08
38.2*
4
0.05 0.05 0.06 0.06 0.07
39*
5
0.03 0.03 0.04 0.04 0.05
Таблица 49. Тороидальные головки MULTI-MASTER: базовая начальная подача fzo, мм/зуб,
для головок диаметром D, мм
*
1
Припуск на обработку: (0.01...0.2)D для головок MM HT... и (0.01...0.06)D для головок MM ETR... .
*
2
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
*
3
HRC 45-49
*
4
HRC 50-55
*
5
HRC 56-63
– Наиболее рекомендуемое применение.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 73 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
74
Тороид для улучшения параметров шероховатости поверхности.
Для улучшения параметров шероховатости обрабатываемой поверхности деталей
штампов и пресс-форм компания ИСКАР разработала тороидальные фрезерные головки
со стружкораделительными канавками и зачистным участком на периферийной (боковой)
кромке зуба (рис. 17 и 18).
Разделение стружки на мелкие сегменты уменьшает образование царапин и задиров на
стенах при фрезеровании полостей и углублений и намного облегчает стружкоудаление.
Зачистной участок на периферийной кромке зуба обеспечивает заметное снижение
параметров шероховатости поверхности стены полости. Для получения лучших
результатов при программировании траектории фрезы следует учесть, что врезание в
заготовку в осевом направлении после каждого прохода не должно превышать длины
зачистного участка.
Рис. 17
Зачистной
участок кромки
Рис. 18
Таблица 50. Коэффициент уменьшения толщины стружки КТН для тороидальных
фрезерных головок MULTI-MASTER диаметром D мм, и радиусом закругления
вершины зуба R,мм
ap/D
D=8 D=10 D=12 D=16 D=20
ap R2 ap R3 ap R3 R4 ap R3 R4 R5 ap R3 R4 R5 R6 R8
0.01 0.08 3.6 0.1 3.5 0.12 3.2 3.6 0.16 2.8 3.2 3.5 0.2 2.4 2.9 3.2 3.5 4
0.02 0.16 2.5 0.2 2.5 0.24 2.2 2.2 0.32 2 2.2 2.5 0.4 1.8 2.1 2.2 2.5 2.9
0.05 0.4 1.7 0.5 1.6 0.6 1.4 1.7 0.8 1.3 1.4 1.6 1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.8
0.1 0.8 1.2 1 1.2 1.2 1.1 1.3 1.6 1 1.1 1.2 2 1 1 1.1 1.2 1.3
0.15 1.2 1.1 1.5 1 1.8 1 1.1 2.4 1 1 1 3 1 1 1 1 1.1
0.2 1.6 1 2 1 2.4 1 1.1 3.2 1 1 4 1 1 1 1
*
Припуск на обработку: (0.01...0.2)D для головок MM HT... и (0.01...0.06)D для головок MM ETR... .
Die and Mold User Guide_7861458.indd 74 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
75
А что говорит практика?
Если разница между номинальным и эффективным диаметрами менее 20%, скорость
резания можно смело определять относительно номинального диаметра, так как
погрешность вычислений будет небольшой.
Как уже отмечалось ранее, при нахождении программируемой частоты вращения шпинделя
недостаточно оперировать номинальным диаметром головки. Так же, как и в случае фрез
с круглыми пластинами, определение частоты вращения должно учитывать эффективный
диаметр головки De в конкретной операции.
De = D-2R+2 x√(2R×ap-ap²)(14)
Где: D – номинальный диаметр головки,
R – радиус закругления вершины зуба головки,
ap – глубина резания в осевом направлении.
Правильный подход к вычислениям в “режущей математике” диктует всегда ориентироваться
на эффективный диаметр. В то же время малые радиусы закругления (угловые радиусы)
зубьев головки, такие как 0.5 или 1 мм, допускают игнорировать расчёт эффективного
диаметра и использовать вместо него номинальный диаметр, ведь разница между ними
будет незначительной, а значит, полученной ошибкой вычислений можно пренебречь.
Подобная ситуация наблюдается и при глубине резания, приближающейся к величине радиуса
закругления.
Так например, эффективный диаметр головки диаметром 12 мм и радиусом закругления
вершины зуба 3 мм при фрезеровании с глубиной резания 2 мм составляет 11.6 мм. Для
глубины же 0.5 мм эффективный диаметр станет 9.3 мм, а для глубины 0.3 мм - уже только 8.6
мм. Ясно, что при использовании номинального диаметра вместо эффективного в вычислениях
погрешность результата будет 3% в первом из указанных случаев, 23% - во втором и почти
30% - в третьем.
Группа по ISO/
DIN/ISO 513
Группа материала*
Vc,
м/мин
P
1 180
2-4 160
5-6 150
7-9 140
10 130
11 120
M
12, 13 120
K
15-16 200
17-18 180
H
38.1 120
38.2 100
39** 80
* Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
** Для данного случае рекомендуется высокоскоростное фрезерование.
– Наиболее рекомендуемое применение.
Таблица 51. Сменные головки MM HT... и фрезы с пластинами HTR...: начальная
скорость Vc, м/мин
Die and Mold User Guide_7861458.indd 75 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
76
Пример
Технолог лаборатории резания решил проверить возможности сборной фрезы системы
МУЛЬТИ-МАСТЕР, сотоящей из хвостовика MM S-A-L065-W16-T08 с закреплённой в нём
тороидальной головкой MM HT120N06R3.0-2T08 908 в обработке заготовки из серого
чугуна. Глубина резания на проход составляет 0.6 мм, а пошаговое смещение в радиальном
направлении после каждого прохода - 10 мм. Определить стартовые параметры режима
резания для проведения испытания фрезы, если жёсткость системы СПИД оценивается как
высокая.
Для серого чугуна, представленного группами материалов ИСКАР No. 15 и 16 по стандарту
VDI 3323, начальная скорость резания Vc=200 м/мин (таблица 51), а базовая начальная
подача fzo=0.16 мм/зуб. Коэффициент уменьшения толщины стружки KTH=1.4 (таблица 50),
следовательно, программируемая начальная подача будет 0.22 мм/зуб (формула (13).
Эффективный диаметр De=12-2×3+2×√(2×3×0.6-0.6²)=9.6 мм, тогда программируемая частота
вращения шпинделя составит 1000×200/(π×9.6)=6630 (об/мин).
Для сравнения: если не учитывать эффективный диаметр и использовать значение
номинального диаметра (12 мм) в расчёте, то частота вращения шпинделя станет 5305 об/мин,
а скорость резания - 160 м/мин, то есть на 20% меньше.
Скорость подачи VF=0.22×2×6630=2917 (мм/мин).
Как уже подчёркивалось ранее, предпочтительно применять многозубые головки типа
MM ETR... (как и цельные твёрдосплавные фрезы аналогичной геометрии) для чистового
фрезерования закалённых сталей твёрдостью до HRC 55. Припуск в таком случае как правило
не превышает 0.06 D (обычно даже 0.03 D). Для определения начальных параметров режима
резания можно использовать таблицы 49-51. Для небольших припусков на чистовых опреациях
табличное значение скорости резания следует увеличить на 10-15%.
Пример
Чистовое фрезерование формообразующей полости пресс-формы для пластмассового
изделия осуществляется сборным инструментом Мульти-Мастер, состоящим из хвостовика
MM S-A-L090-C12-T08 с закреплённой в нём режущей головкой MM ETR080A04R2.0-6T05
908. Глубина резания меняется от 1 до 1.3 мм, пошаговое смещение фрезы в поперечном
направлении равно 0.3 мм. Найти начальные значения параметров режима резания, если
материал заготовки - инструментальная легированная сталь 4ХС твёрдостью HRC 50...52.
Базовая начальная подача (таблица 49) равна 0.05 мм/зуб, а коэффициент уменьшения
толщины стружки (таблица 50) - 1.1. Информация, позволяющая оценить состояние системы
СПИД, отсутствует. В то же время, достаточно оснований полагать, что жёсткость системы
достаточная: короткий хвостовик типа А и малая величина снимаемого припуска. Значит,
программируемая начальная подача будет 0.05×0.11=0.055 (мм/зуб).
Возможность увеличения табличной скорости 100 м/мин (таблица 51) на 10-15% приводит к
начальной скорости резания 110 м/мин.Эффективный диаметр
De=8-2×2+2×√(2×2×1.3-1.3²)=7.7 (мм). Расчётное значение эффективного диаметра
очень близко к номинальному диаметру головки: эффективный диаметр составляет 96%
номинального, поэтому для определения частоты вращения шпинделя допустимо пренебречь
поправкой на эффективный диаметр и определить частоту вращения через номинальный
диаметр: 1000×110/(π×8)=4377 (об/мин). Скорость подачи получается как 0.055×6×4377=1444
(мм/мин).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 76 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
77
3.1.3. Тороидальные фрезы со сменной режущей пластиной
семейства BALLPLUS
Семейство BALLPLUS (рис. 19) представляет собой систему многофункционального
сборного режущего инструмента, состоящего из корпуса-хвостовика и механически
закрепляемой в нём сменной пластины. Конструкция хвостовика включает в себя собственно
цилиндрическую хвостовую часть для зажима в патроне и шейку, которая бывает как
цилиндрической, так и конической. На пластине имеется две режущие кромки, и при
установке в хвостовике они выполняют роль двух режущих зубьев инструмента. Существует
несколько типов пластин, причём каждый из них может закрепляться в одном и том же
хвостовике, образуя таким образом инструменты различного функционального назначения.
V-образная задняя (нережущая) часть пластины базируется по соответствующим контактным
поверхностям паза хвостовика, а зажимной винт при затягивании плотно прижимает
пластину к этим поверхностям, обеспечивая высокую точность и надёжность закрепления
даже под действием значительной силы резания. Замена пластины очень проста.
В семействе BALLPLUS представлены пластины следующих типов:
• сферические,
• тороидальные,
• 90-градусные (с плоским торцем),
• клиновидные (для фрезерования фасок и зенкования).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 77 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
78
Эксплуатационная гибкость режущего инструмента (1)
Эксплуатационная гибкость или многофункциональность режущего инструмента со
сменными пластинами в значительной мере определяется разнообразием режущей
геометрии, которую может обеспечить инструмент. Обычная практика инструментального
производства предусматривает применение СМП или сменных головок похожего профиля,
создаваемых для обработки преимущественно определённой группы материалов путём
изменения формы передней и задней поверхностей. Чем больше пластин или головок
разной геометрии пригодно к установке в инструменте, тем больше его гибкость в
применении.
Во фрезеровании системы сборного инструмента со сменными головками, допускающие
закрепление в том же корпусе головок совершенно несходной формы, существенно
раскрывают границы многофункциональности. Например, комбинации одного хвостовика
семейства МУЛЬТИ-МАСТЕР с различными режущими головками порождают эффективные
инструменты от концевых 90-градусных фрез с плоским торцем до сферических фрез или от
дисковых фрез до центровочных свёрл-зенковок. Системы сборного инструмента с одной
режущей пластиной хотя и располагают меньшими возможностями для таких сочетаний,
однако тоже обладают хорошими резервами эксплуатационной гибкости. Закрепление
соответствующей пластины в хвостовике BALLPLUS производит сферическую фрезу,
тороидальную фрезу или зенковку. Даже в случае фрез с СМП со всеми их ограничениями
по комбинированию, тем не менее, находятся пути расширения функциональности: хорошей
иллюстрацией послужат уже рассмотренные ранее фрезы HELIDO S845, допускающие
установку и четырёхгранных, и восьмигранных пластин.
Эксплуатационная гибкость во многом увеличивает область применения инструмента
и создаёт условия для сокращения номенклатуры изделий и складского запаса
инструментального хозяйства. Поэтому обеспечение наибольшей многофункциональности
является важным принципом разработки высокопроизводительного вращающегося
режущего инструмента, в особенности сборных фрез со сменными головками, как одного
из факторов повышения рентабельности совремеменного производства.
Рис. 19
Die and Mold User Guide_7861458.indd 78 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
79
Многофункциональность за счёт закрепления в хвостовике пластин различного
профиля делает фрезы BALLPLUS в своей основе похожими на инструменты семейства
МУЛЬТИ-МАСТЕР.
В таблице 52 представлены данные по диапазону угловых радиусов (закругления вершин)
тороидальных пластин семейства BALLPLUS.
Врезание тороидом
В дополнение к основным видам фрезерования фасонных поверхностей многие
тороидальные фрезы выполняют также операции осевого врезания (плунжерования) с
подачей вдоль оси инструмента, пошаговое сверление с периодическим выводом фрезы и
даже непосредственное сверление на
небольшие глубины.
Таблица 52. Тороидальные пластины BALLPLUS
Угловой радиус
R, мм
Диаметр пластины D, мм
12 16 20 25
1
1.5
2
3
4
5
6
Начальные параметры режима резания
В большинстве случаев начальные параметры режима резания для фрез BALLPLUS
с тороидальной пластиной определяются так же, как и для фрез МУЛЬТИ-МАСТЕР с
тороидальными головками. Руководствуясь теми же принципами, решаются вопросы
о введении поправок, вызванных уменьшением толщины стружки, и какой диаметр:
эффективный или номинальный, должен быть использован в вычислениях.
В таблице 53 содержатся значения базовой начальной подачи на зуб fzo, по которым с
помощью уравнений (8) и (13) находят программируемую начальную подачу fz. Коэффициенты
уменьшения толщины стружки представлены в таблице 54.
При черновом и получистовом фрезеровании плоских поверхностей тороидальными фрезами
BALLPLUS диаметром D ширина резания обычно равна (0.6…0.7)×D, а глубина резания -
(0.08…0.15)×D (разумеется, в любом случае глубина не должна превышать величину углового
радиуса пластины). Работой в таких условиях достигается высокая производительность
обработки в сочетании с хорошей стойкостью пластины.
При чистовом фрезеровании припуск, как правило, не превышает 0.12×D для сталей
средней твёрдости, 0.08×D - для сталей твёрдостью HRC 45…49 (группа материалов 38.1),
0.06×D - для сталей твёрдостью HRC 50…55 (группа 38.2) и 0.05×D - при твёрдости стали
HRC 56…63 (группа 39).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 79 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
80
Пример
На предприятии по изготовлению штампов и форм собираются применить концевую фрезу
HCE D25-A-L170-C25 с установленной в ней пластиной HTR D250-R5.0-QF IC908 для черновой
обработки полости профилирующего вкладыша формы, производимой из нержавеющей
стали мартенситного класса 30Х13. Планируемые глубина и ширина резания составляют
соответственно 2.5 и 17 мм. Фрезерный станок, отведенный для проведения операции,
находится в хорошем состоянии, заготовка жёстко закрепляется в зажимном приспособлении,
установленном на столе станка. Определить программируемые начальные значения частоты
вращения шпинделя и подачи.
Базовая начальная подача для групп материалов ИСКАР No. 12-13 (ферритные и мартенситные
нержавеющие стали) по стандарту VDI 3323 равна 0.14 мм/зуб (таблица 53), коэффициент
уменьшения толщины стружки КТН для пластины диаметром 25 мм с угловыми радиусами 5 мм
для глубины резания 2.5 мм - 1 (таблица 54).
В результате начальная подача будет 0.14 мм/зуб.
Таблица 51 рекомендует начальную скорость резания 120 м/мин.
Эффективный диаметр De=25-2×5+2×√(2×2.5×5-2.5²)=23.7 (мм), что составляет примерно 95%
Таблица 54. Коэффициент уменьшения толщины стружки КТН для тороидальных
пластин диаметром D мм, и радиусом закругления вершины зуба R,мм,
к фрезам BALLPLUS
ap/D
D=12 D=16 D=20 D=25
ap R3 R4 ap R3 ap R3 R4 ap R3 R4 R5 R6
0.01 0.12 3.2 3.6 0.16 2.8 0.2 2.4 2.9 0.25 2.2 2.6 2.9 3.1
0.02 0.24 2.2 2.2 0.32 2 0.4 1.8 2.1 0.5 1.6 1.9 2.1 2.2
0.05 0.6 1.4 1.7 0.8 1.3 1 1.2 1.3 1.25 1.1 1.2 1.3 1.5
0.1 1.2
.1
1.3 1.6 1 2 1 1 2.5 1 1 1 1.1
0.15 1.8
1
1.1 2.4 1 3 1 1 3.75 1 1 1 1
0.2 2.4 1 1.1 3.2 4 1 5 1 1 1
Так же, как и для уже рассмотренных тороидальных головок типа МУЛЬТИ-МАСТЕР, в таблице
51 собраны усреднённые данные для оценки начальной скорости резания Vc. Аналогичным же
образом их следует уменьшать на 20-30%, если жёсткость системы СПИД недостаточная.
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала*
fzo для D,мм
12 16 20 25
P
1-4 0.18 0.19 0.21 0.23
5 0.16 0.17 0.19 0.21
6, 7 0.14 0.15 0.16 0.18
8, 9 0.13 0.14 0.15 0.16
10 0.11 0.12 0.13 0.14
11 0.1 0.11 0.12 0.13
M
12, 13 0.11 0.12 0.13 0.14
K
15-16 0.18 0.19 0.21 0.23
17-18 0.16 0.17 0.19 0.21
H
38.1 0.07 0.07 0.08 0.1
38.2 0.06 0.06 0.07 0.08
39 0.04 0.04 0.05 0.06
Таблица 53. Фрезы BALLPLUS с тороидальной пластиной:
базовая начальная подача fzo, мм/зуб
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 80 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
номинального диаметра пластины. 1000×120/(π×25)=1528 (об/мин). Значит, программируемая
скорость подачи получается 0.14×2×1528=427.8 (мм/мин)
81
Рис. 20
α°
Fv
Ap ≤ R
R
Fv
R
Ap ≤ R
Рис. 21
Тороидальная фреза и врезание
под углом
Тороидальные фрезы пригодны для
обработки с врезанием под углом, будь
то фрезерование наклонной плоскости
или винтовая интерполяция. Планируя
выполнение операций, следует учесть,
что для каждого из отмеченных методов
глубина резания не должна быть больше
величины углового радиуса (закругления
вершины зуба) головки, пластины или
цельной фрезы (рис. 20, 21). Понятно, что
подобное ограничение относится и для
круговой интерполяции - частного случая
винтовой.
Подводя итоги раздела, посвящённого тороидальным фрезом, необходимо отметить
следующее:
• Тороидальные фрезы применяются для обработки плоских и фасонных поверхностей.
• Тороидальные фрезы демонстрируют хорошие эксплуатационные показатели в операциях
торцевого фрезерования, винтовой и круговой интерполяции, осевого врезания.
С определёнными ограничениями их можно использовать для наклонного врезания и
пошагового сверления с периодическим выводом инструмента.
• Вследствие эффекта уменьшения толщины стружки, определяемого формой режущего
профиля, тороидальные фрезы позволяют значительно повысить скорость подачи, что
ведёт к заметному сокращению основного времени.
• У тороидальной фрезы нет точки, в которой скорость резания равна нулю, как в случае
сферической фрезы, например. Данная черта является ощутимым преимуществом,
обеспечивая гладкое торцевое фрезерование с большой шириной резания.
• Эксплуатационная гибкость и впечатляющие резервы повышения производительности
определяют исключительную распространённость тороидальных фрез в различных
операциях чернового, получистового и чистового фрезерования при изготовлении
штампов и пресс-форм, особенно при обработке полостей и плоских поверхностей.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 81 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
82
3.2. Инструмент для производительного чернового фрезерования с
высокой подачей на зуб
Роль угла фрезы в плане и явление уменьшения толщины стружки, рассмотренные в
предыдущем разделе, служит хорошим введением к основному принципу фрезерования с
высокой подачей на зуб. Как уже было показано, сочетание небольшой глубины резания с
определённой геометрией инструмента создаёт возможность значительного увеличения
подачи на зуб. Говоря о действующих нагрузках, такое сочетание уменьшает радиальную
составляющую силы резания и увеличивает её осевой компонент. Соответственно,
результирующее усилие, действующее на фрезу в плоскости резания, направлено, главным
образом, вдоль оси шпинделя станка, что снижает вибрации и повышает устойчивость
обработки.
Сказанное выше наводит на мысль, что тороидальный режущий профиль и является нужным
решением для фрезерования с высокой подачей на зуб. Но это не совсем так, и применение
тороидальных фрез здесь сталкивается с несколькими ограничениями. Во-первых,
незначительный рост малой глубины резания в состоянии вызвать заметное изменение угла в
плане, особенно для фрез с круглыми СМП небольшого диаметра и для тороидальных сменных
головок, цельных фрез или фрез с одной пластиной, угловой радиус которых невелик (рис. 24).
Далее, рез зуба достаточно узок (W1 и W2 на рис. 24). Однако, если придать режущей кромке
форму дугу бóльшего радиуса (рис. 25), можно преодолеть отмеченные ограничения.
Профиль
после
фрезерования
Зоны
увеличенного
припуска
Припуск на
фрезерование
Предварительно
подготовленный
профиль
Закругление угла
по радиусу
Закругление
угла по
радиусу
Рис. 22 Рис. 23
Неожиданное резкое возрастание припуска
Одно из самых востребованных приложений тороидальных фрез - обработка полостей
спиральной интерполяцией. Часто полость уже предварительно подготовлена по форме,
например, литьём или предшествующей операцией чернового резания. В таком случае
основание полости соединяется с боковыми стенками закруглением по радиусу, при
фрезеровании которого наблюдается увеличение припуска, иногда резкое и значительное,
и оно может оказаться проблематичным и даже роковым для инструмента. Несмотря на
впечатляющие возможности саморегулирования современных станков с ЧПУ, оснащённых
системами адаптивного контроля, необходимо всегда брать в расчёт отмеченное
возрастание припуска и тщательно проверить форму обрабатываемой поверхности и
параметры режима резания. Кстати, с подобной ситуацией можно столкнуться и при
фрезеровании наружных поверхностей (к примеру, пуансона, рис. 23).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 82 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
83
χ
2
ap2
χ
1
W1
W2
ap1
W1
ap2
W2
ap1
χ
2
χ
1
ap2
W1
W2
ap1
χ
2
χ
1
Рис. 24
Рис. 25
Ещё совсем недавно ставший классическим подход к черновому фрезерованию
предписывал использование инструмента максимально допустимых размеров и,
соответсвенно, требовал мощных металллорежущих станков. Сегодняшняя техника
фрезерования с высокой подачей на зуб способна привести к тем же результатам, но с
меньшими инструментами и сокращением расхода мощности резания. Неудивительно,
что у многих современных фрезерных станков внутренний конус типичного шпинделя
снизился до типоразмера 40, вполне достаточного для надёжного закрепления
инструмента и обеспечения хороших рабочих показателей при черновой обработке с
высокой подачей на зуб.
Фрезерование с высокой подачей на зуб часто рассматривают лишь в контексте черновых
операций, однако не следует забывать, что с его помощью можно заметно сократить полное
время обработки. Во-первых, такая техника приводит к интенсивному съёму металла
благодаря крайне высокой скорости подачи. Во-вторых, главный компонент силы резания
действует, в основном, вдоль оси шпинделя. В результате резко уменьшается уровень
вибраций и обеспечивается устойчивое производительное черновое резание с высоким
вылетом фрезы - важнейшее качество при обработке полостей штампов и форм, пуансонов,
пробойников, выталкивателей и т.п. Наконец в третьих, малая глубина резания позволяет
подготовить контур, близкий к окончательному, и тем самым сократить и даже исключить
Die and Mold User Guide_7861458.indd 83 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
84
Фрезерование с высокой подачей и обычные станки с ЧПУ
А можно ли применять технику фрезерования с высокой подачей на “обычных” станках
с ЧПУ с частотой вращения шпинделя 6000-7000 об/мин? Такие станки по-прежнему
привычны для прессоштампового производства. Ответом на поставленный вопрос
в большинстве случаем будет: “Да, можно”. Действительно, привод подачи станков
обеспечивает, как правило, требуемую скорость подачи, а отмеченные значения частоты
вращения шпинделя достаточны для резания основных материалов штампов и пресс-форм.
При фрезеровании с высокой подачей ключевым фактором производительной обработки
служит соединение воедино увеличенной подачи на зуб, нормальной скорости и малой
глубины резания.
Рис. 26: первый проход
Рис. 26: третий проход Рис. 26: четвёртый проход
Рис. 26: второй проход
получистовое фрезерование. Отмеченные свойства делают фрезерование с высокой подачей
на зуб значимым фактором экономии времени обработки и повышения производительности.
Фрезерование с высокой подачей на зуб особенно эффективно при обработке
крупноразмерных полостей, карманов и углублений методом винтовой (спиральной)
интерполяции. Такую технику успешно применяют для быстрого формирования отверстия
большого диаметра в сплошном материале или расширения предварительно подготовленного
отверстия, а в случае глухого отверстия его основание получится уже плоским. Одна и та же
фреза пригодна для фрезерования отверстий разного диаметра. Кроме того, зона контакта
фрезы для работы с высокой подачей с боковой стенкой полости намного меньше, чем у
тороидальной фрезы. В случае последней даже при малой глубине резания зона контакта
значительно возрастает уже после нескольких проходов (рис. 26), что вызывает вибрации и
неустойчивый режим работы.
Однако, привод станка, используемого для фрезерования с высокой подачи, должен
обеспечивать необходимую скорость подачи и требует соответствующее устройство ЧПУ.
Частые ускорения и замедления рабочих перемещений в комбинации с быстрым изменением
их траектории создают дополнительные динамические нагрузки на движущиеся части станка,
такие как направляющие, ходовые винты, подшипники и т.д., вызывая их более интенсивный
износ. Поэтому сегодняшнее станкостроение учитывает отмеченные особенности при
конструировании станков, предназначенных именно для фрезерования с высокой подачей в
прессоштамповом производстве.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 84 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
85
Вначале для фрезерования с высокой подачей применяли инструменты достаточно большого
диаметра со сменными пластинами трёх- или четырёхгранной формы (рис. 27). Режущая
кромка таких СМП обычно представляла дугу или две хорды дуги (профили 1 и 2 на рис. 28).
Развитие многокоординатных заточных станков с ЧПУ позволило создавать сложные режущие
геометрии в различных инструментах, в том числе и малых размеров. В результате форма
пластин к фрезам для работы с высокой подачей стала более совершенной, а кроме того,
появилась возможность пополнить фрезами данного вида, но уже с меньшими диаметрами
линии цельного инструмента и сменных режущих головок. Такое “второе рождение”
высокопроизводительного инструмента оказалось очень важным для прессоштампового
производства и разрешило приложение техники чернового фрезерования с высокой подачей
на зуб к обработке не только плоскостей и крупногабаритных профилей, но и к сложным
фасонным поверхностям средних и малых размеров.
Линия фрез ИСКАР для резания с высокой подачей на зуб представлена семействами фрез с
СМП, цельными твёрдосплавными, а также сменными головками МУЛЬТИ-МАСТЕР
(для закрепления в хвостовиках).
Рис. 27
Рис. 28
Рис. 30
1
2
Рис. 29
Die and Mold User Guide_7861458.indd 85 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
86
Пластины HELIDO UPFEED выпускаются в двух вариантах режущей геометрии: Т,
предназначенный для фрезерования стали и чугуна, и НР, спроектированный, в основном,
для обработки нержавеющей аустенитной стали и жаропрочных сплавов. На передней
поверхности пластин с Т-геометрией имеются характерные риски (латинская буква “I”) для
визуального распознавания (рис. 30).
В производстве штампов и пресс-форм доминирует обработка стали, что определяет большую
распространённость пластин с Т-геометрией в отрасли. Тем не менее, пластины вида НР также
нашли здесь своё применение при фрезеровании соответствующих материалов.
3.2.1. Фрезы с СМП для резания с высокой подачей на зуб
Первые фрезы с односторонней СМП треугольной формы, предназначенные для резания
с высокой подачей, появились в рамках семейства FEEDMILL. Основание пластин имеет
цилиндрический выступ, который входит в соответствующее углубление гнезда при установки
пластины в корпусе фрезы, обеспечивая надёжное крепление пластины и заметно облегчая
нагружение зажимного винта силой резания (рис. 29).
Дальнейшие поиски более совершенных решений привели к соединению высокой прочности
фрез HELIDO с рабочей геометрией FEEDMILL в семействе HELIDO UPFEED с треугольной,
но уже двухсторонней сменной пластиной с 6 режущими кромками (рис. 30). Боковые стенки
гнезда фрез наклонены к основанию, образуя в сечении профиль “ласточкиного хвоста”, что
определяет жёсткое закрепление пластины в корпусе. Режущая кромка пластины включает в
себя главную кромку (наружную) и вспомогательную (внутреннюю). Такая компоновка заметно
повышает показатели работы фрезы, особенно при врезании под углом, когда вспомогательная
кромка играет решающую роль (рис. 31). Для улучшения стружкообразования передняя
поверхность пластины в районе главной режущей кромки выпуклая, а у вспомогательной
кромки - вогнутая.
Благодаря отмеченным конструктивным особенностям семейство HELIDO UPFEED очень
эффективно в черновой обработке с большой скоростью подачи и высоким темпом снятия
металла. Угол в плане у фрез семейства составляет 17°, а сами фрезы выпускаются в
следующих исполнениях: насадные, с хвостовиком и режущие головки с СМП для различных
систем модулярного инструмента.
*
Число зубьев для монолитных фрез и головок MULTI-MASTER.
Семейство Тип Исполнение фрез
Диапазон
диаметров,
мм
Число реж.
кромок СМП
Обозначение
фрезы (хвостовика)
Обозначение
СМП (головки)
HELIDO UPFEED С СМП
Насадные 40-125
6
FF FWX…
H600 WXCU…
С хвостовиком 16-40 FF EWX…
Головки FLEXFIT 20-40 FF EWX…M…
Головки
MULTI-MASTER
16-20 FF EWX…MMT
FEEDMILL С СМП
Насадные 40-125
3
FF FW…
FF WO…
С хвостовиком 25-40 FF EW…
С хвост. CLICKFIT 25-40 FF EW…CF…
Головки FLEXFIT 25-40 FF EW…M…
16FEEDMILL С СМП Насадные 80 16 FF NM… ONMU…
FEEDMILL Монолит. Цельные концевые 6-20 4* EFF S4…
MULTI-MASTER
Монолит.
головки
Сборные: хвостовики
с головками
10-25 2*
MM…
MM FF…
8-25 4* MM EFF…
Таблица 55. Основные семейства фрез для резания с высокой подачей на зуб
Die and Mold User Guide_7861458.indd 86 5/15/11 2:52 PM
Фрезы
87
Радиус для программирования
При подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ фрезы для резания с высокой
подачей на зуб часто заменяют на 90°-е фрезы с зубом, закруглённым по радиусу. Этот
радиус (R на рис. 32), называемый радиусом для программирования, является важным
параметром и указывается в каталогах и технических руководствах. Он определяет
максимальную толщину выступа (t на том же рис.), который образуется как результат
замены реального профиля..
A
A
A-A
Вспомогательная
режущая кромка
Главная
режущая
кромка
Увеличено и повёрнуто
Рис. 31
Начальные параметры режима резания
a) Глубина резания Ар
В таблице 56 представлены диапазоны глубин резания для фрез HELIDO UPFEED с
пластинами H600 WXCU...T в зависимости от размера пластины.
Размер
пластины Обозначение пластины
Ap, мм
min. max.
04 H600 WXCU 04…T 0.2 0.8
05 H600 WXCU 05…T 0.25 1
08 H600 WXCU 08…T 0.4 2
D1
R
t
Рис. 32
Таблица 56. Глубина резания Ар для фрез FF... с пластинами H600 WXCU...T
Работать скорее
Буквы “FF” в наименовании фрез, пластин и головок для резвния с высокой подачей на зуб
производства ИСКАР означают: “Fast Feed” - “быстрая подача”.
Работать скорее на быстрой подаче для высокопроизводительного чернового
фрезерования!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 87 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
88
Смещение фрезы
в осевом
направлении
после прохода
Выступ
D1
Ae>D1
ae>Ap
Рис. 33
b) Ширина резания Ае
Во избежание избыточного нагружения зуба настоятельно рекомендуется назначать ширину
резания не более, чем величина диаметра D1. В противном же случае происходит чрезмерное
увеличение припуска в выступах, образующихся при углублении в обрабатываемый материал
после каждого прохода (рис. 33).
c) Начальная подача на зуб fz
Как правило, при фрезеровании большинства материалов для изготовления штампов и
пресс-форм подача лежит в пределах, указанных в таблице 57.
Данных таблиц достаточно для быстрого определения подачи на зуб, и они приводят к
приемлемым результатам. Для более точного назначения можно воспользоваться таблицей 58.
В случае нежёсткого закрепления заготовки, большого вылета инструмента, фрезерования
вблизи тонких стен и других проявлений неустойчивой системы СПИД табличные значения
следует уменьшить на 30%.
Размер
пластины Обозначение пластины
Подача Fz,
мм/зуб
04 H600 WXCU 04…T 0.4…1
05 H600 WXCU 05…T 0.5…1.5
08 H600 WXCU 08…T 0.6…2
Таблица 57. Диапазоны часто встречающихся подач для фрез FF... с пластинами
H600 WXCU...T
Таблица 58. Усреднённые значения начальной подачи fzo для фрез FF... с пластинами
H600 WXCU...T
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Материал заготовки Подача fzo, мм/зуб, для фрез FF с пластинами**
Тип Группа материала H600 WXCU 04 H600 WXCU 05 H600 WXCU 08
P
Углеродистая сталь
1-4 1 1.3 1.7
5 1 1.3 1.6
Легированная и
инструментальная
сталь
6, 7 1 1.2 1.5
8, 9 0.9 1.2 1.4
10 0.8 1.1 1.3
11 0.7 1 1.2
M
Нерж. мартенсит. сталь 12, 13 0.9 1.2 1.4
K
Серый чугун 15-16 1 1.3 1.6
Высокопрочный чугун 17-18 0.8 1.1 1.3
H
Закалённая сталь
38.1 0.4 0.5 0.6
38.2 0.3 0.3 0.4
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
**
При недостаточной жёсткости системы СПИД следует уменьшить табличные значения на 30%.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 88 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
89
d) Начальная скорость резания, Vc
В таблице 59 собраны усреднённые значения начальной скорости резания Vc о отношению к
марке твёрдого сплава пластины. В случае недостаточно жёсткой системы СПИД (большой
вылет фрезы, проблемы с закреплением заготовки и т.п.) табличные величины должны быть
уменьшены на 20-30%.
Пример
Работая над снижением оперативного времени при изготовлении детали ковочного штампа,
технолог инструментального цеха решил использовать фрезу FF FWX D080-06-32-08 с
пластинами H600 WXCU 080612T IC830 для чернового фрезерования плоской поверхности
крупногабаритной заготовки. Материал заготовки - легированная штамповая сталь Х12ВМФ
твёрдостью НВ 190...210. Для выполнения операции используется мощный станок с
приспособлением, обеспечивающим жёсткое закрепление заготовки. Обработка проводится с
малым вылетом фрезы.
Частный случай: угловое врезание в сплошной материал
При черновом фрезеровании (в т.ч. и с высокой подачей на зуб) полостей и карманов
в сплошном материале инструмент вначале врезается в материал под углом, а затем
продолжает обработку поверхности по методу винтовой (спиральной) интерполяции.
Определяя параметры режима резания, следует учесть, что при врезании в материал
необходимо снизить подачу, поэтому значения в таблице 58 для этапа врезания требуется
убавить на 30-40%. Кроме того, рекомендуется уменьшить на 20% и максимальную глубину
резания, приведенную в таблице 57.
Глубина резания: стремись к максимуму!
Угол фрезы FF... с СМП H600... в плане практически постоянен вдоль основной режущей
кромки пластины, установленной в гнезде. По этой причине при прочих равных условиях
уменьшение глубины резания не влечёт за собой эффекта сокращения стружки
по толщине и не приводит к увеличению подачи, позволяя фрезеровать быстрее.
Если ваш станок обладает достаточной мощностью главного привода, и заготовка
надёжно закреплена на столе станка, смело работайте с максимально допустимой
глубиной резания - вознаграждением будут сокращение основного времени и рост
производительности обработки.
* Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323.
Рекомендуемая марка сплава.
Таблица 59. Фрезы FF... с пластинами H600 WXCU...T: начальная скорость резания Vc
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Материал заготовки Vc, м/мин, для марок тв. сплава
Тип Группа* IC808 IC810 IC830 IC330
P
Углеродистая сталь
1-4 150 150 150 135
5 150 140 135 125
Легированная и
инструментальная
сталь
6, 7 150 135 125 120
8, 9 150 130 120 115
10 130 125 115 110
11 120 120 115 100
M
Нерж. мартенсит.
сталь
12, 13 120 120 120
K
Серый чугун 15-16 200 220 220
Высокопрочный
чугун
17-18 180 200 200
H
Закалённая сталь
38.1 80 70
38.2 60 50
Die and Mold User Guide_7861458.indd 89 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
90
Предполагая, что станок отвечает расчётным требования операции по потребляемой мощности
резания, следует вести обработку с максимально допустимой глубиной фрезерования (см.
заметку “Глубина резания: стремись к максимуму!”) 2 мм согласно таблице 56.
Материал заготовки относится к группе материалов ИСКАР No. 10 по стандарту VDI 3323.
Соответственно, начальная подача fz=1.3 мм/зуб (таблица 58) и начальная скорость резания
Vc=115 м/мин (таблица 59).
Ширина фрезерования Ае=62 мм - см. пункт b) Ширина резания Ае и данные каталога для
выбранной фрезы (D1=64 мм).
Частота вращения шпинделя N=1000×115/(π×80)=458 (об/мин).
Скорость подачи V
F
=1.3×6×458=3572 (мм/мин).
Скорость (интенсивность) съёма материала Q≈1.3×62×3572=287.9 (см³/мин).
3.2.2. Сменные фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР и цельные твёрдосплавные
концевые фрезы для обработки с высокой подачей на зуб
Головки МУЛЬТИ-МАСТЕР для резания с высокой подачей представлены двумя группами:
двухзубые MM FF... “экономичного” исполнения и многозубые MM EFF... . Последние по своей
режущей геометрии повторяют цельные твёрдосплавные фрезы семейства FEEDMILL. В
таблицах 60 и 61 приведены общие данные, характеризующие головки и цельные фрезы.
Частный случай: фрезерование паза в сплошном материале
При фрезеровании с высокой подачей на зуб паза в сплошном материале начальные
значения подачи и скорости резания, приведенные в таблицах 58 и 59, необходимо
уменьшить на 30%.
Таблица 60. Число зубьев Z и максимальная глубина резания Apmax для головок
МУЛЬТИ-МАСТЕР и цельных твёрдосплавных фрез, предназначенных для
фрезерования с высокой подачей
Тип Обозначение Число зубьев Z
Apmax, мм, для номин. диам. D, мм
6 8 10 12 16 20 25
МУЛЬТИ-МАСТЕР MM FF… 2 0.6 1 1.1 1.5
МУЛЬТИ-МАСТЕР MM EFF… 4 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2
Цельные фрезы EFF… 4 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1
Эксплуатационная гибкость режущего инструмента (2) и ... сменная пластина
Компания ИСКАР предлагает потребителю сменные пластины, которые при закреплении
во фрезах широкого применения стандартной поставки превращают их в инструменты
для фрезерования с высокой подачей на зуб. Пластины OFMW...FF, предназначенные
для семейства фрез HELIOCTO, и пластины ADKT...FF, ADCT...FF и APKT...FF,
спроектированные для фрез семейства HELIMILL, расширяют область применения данных
инструментов и позволяют их использование в высокопроизводительном черновом
резании.
Торцевая фреза FF NM D080-06-27-R08 с номинальным диаметром 80 мм использует
“рядовые” 8-гранные пластины ONMU 0806…, расположенные так, чтобы создать режущую
геометрию, необходимую для обработки с высокой подачей. Работая такой фрезой, можно
увеличить скорость съёма материала в 1.5-2 раза по сравнению с обычной торцевой
фрезой диаметром 80 мм с указанными СМП. А если учесть, что у пластины 16 режущих
кромок, то налицо выигрышное экономичное решения для высокопродуктивного чернового
фрезерования плоских поверхностей больших размеров!
В каталогах и информационных выпусках ИСКАРа можно найти более полную информацию
о результативных решениях, основанных на принципе широкой функциональности
(гибкости), когда правильно выбранная комбинация фрез и соответствующих пластин
приводит к новому положительному эффекту.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 90 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
91
Таблицы 62-64 служат для более точной оценки глубины и ширины резания в зависимости от
обрабатываемого материала. Усреднённые значения, приведенные в таблицах, дают хорошие
результаты при определении стартовых параметров режима резания.
Таблица 63 Цельные твёрдосплавные фрезы и головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM EFF...:
средние значения глубины резания Ap, мм
Тип
Aemax, мм, для номин. диам. D, мм
6 8 10 12 16 20 25
Головки MM FF... 7.7 9.1 13.6 17.5
Головки MM EFF... и
фрезы EFF...
4.5 6.1 7.7 9.1 12.5 15.5 19.5
Таблица 61 Максимальная ширина резания Аеmax* для головок МУЛЬТИ-МАСТЕР
и цельных твёрдосплавных фрез, предназначенных для фрезерования с
высокой подачей
*
При фрезеровании с глубиной резания Арmax в соответствии с таблицей 60
Таблица 62 Фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM FF...: средние значения глубины
резания Ap, мм
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
1
Соотношение
Ар для номин. диам. D, мм
10 12 16 20
P
1-9 ~0.06 D 0.6 0.7 1 1.2
10-11 0.05 D 0.5 0.6 0.8 1
M
12, 13 0.05 D 0.5 0.8 0.8 1
K
15-18 Apmax 0.6 1 1.1 1.4
H
38.1
*2
~0.045 D 0.4 0.5 0.7 0.9
38.2
*3
~0.03 D 0.3 0.4 0.5 0.6
39
*4
~0.02 D 0.2 0.25 0.3 0.4
*
1
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*
2
HRC 45-49
*
3
HRC 50-55
*
4
HRC 56-63
*
1
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*
2
HRC 45-49
*
3
HRC 50-55
*
4
HRC 56-63
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
1
Соотношение
Ар для номин. диам. D, мм
6 8 10 12 16 20 25
P
1-9 ~0.045 D 0.3 0.35 0.45 0.55 0.75 0.9 1.1
10-11 ~0.04 D 0.25 0.3 0.4 0.5 0.65 0.8 1
M
12, 13 ~0.04 D 0.25 0.3 0.4 0.5 0.65 0.8 1
K
15-18 Apmax 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2
H
38.1
*2
~0.035 D 0.2 0.25 0.35 0.45 0.6 0.7 0.9
38.2
*
3
~0.03 D 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.75
39
*
4
~0.02 D 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5
Die and Mold User Guide_7861458.indd 91 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
92
Частный случай: фрезерование паза в сплошном материале
Говоря о фрезеровании с высокой подачей паза в сплошном материале цельными
твёрдосплавными фрезами и головками МУЛЬТИ-МАСТЕР, следует взять в расчёт
определённые ограничения, как и в рассмотренном ранее аналогичном случае с фрезами
HELIDO UPFEED:
• Уменьшить подачу на 30% при недостаточно жёсткой системе СПИД.
• Снизить подачу на 30-40% и максимально допускаемую глубину резания на 20% при
угловом врезании в материал.
• Уменьшить подачу и скорость резания на 30% при фрезеровании паза в
сплошном материале.
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала* Vc,м/мин
P
1 180
2-4 160
5-6 150
7-9 140
10 130
11 120
M 12, 13 120
K
15-16 180
17-18 160
H
38.1 100
38.2 80
39** 60
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
2
Соотношение
Ае для номин. диам. D, мм
6 8 10 12 16 20 25
P
1-9 ~0.7 D 4 5.5 7 8.5 11.5 14 17.5
10-11 ~0.6 D 3.5 4.5 6 7 9.5 12 15
M 12, 13 ~0.6 D 3.5 4.5 6 7 9.5 12 15
K 15-18 ~0.7 D 4 5.5 7 8.5 11.5 14 17.5
H
38.1
*
3
~0.45 D 2.5 3.5 4.5 5.5 7 9 11
38.2
*
4
~0.3 D 2 2.5 3 3.5 4.5 6 7.5
39
*
5
~0.25 D 1.5 2 2.5 3 4 5 6
*
1
При фрезеровании с глубиной резания Ар, указанной в таблице 63
*
2
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*
3
HRC 45-49
*
4
HRC 50-55
*
5
HRC 56-63
Таблица 64 Фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM FF... / MM EFF... и цельные
твёрдосплавные фрезы EFF...: средние значения ширины резания Ae, мм
Таблица 65 Фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM FF... / MM EFF... и цельные
твёрдосплавные фрезы EFF...: начальная скорость резания Vc, м/мин
Die and Mold User Guide_7861458.indd 92 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
93
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
1
Соотношение
Ар для номин. диам. D, мм
10 12 16 20
P
1-9 ~0.06 D 0.6 0.7 1 1.2
10-11 0.05 D 0.5 0.6 0.8 1
M
12, 13 0.05 D 0.5 0.8 0.8 1
K
15-18 ~Apmax 0.6 1 1.1 1.4
H
38.1
*2
~0.045 D 0.4 0.5 0.7 0.9
38.2
*3
~0.03 D 0.3 0.4 0.5 0.6
39
*4
~0.02 D 0.2 0.25 0.3 0.4
*
1
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*
2
HRC 45-49
*
3
HRC 50-55
*
4
HRC 56-63
В таблицах 65-67 привелены рекомендуемые начальные значения скорости резания и подачи
на зуб.
Пример
Для производства детали из стали 4ХС твёрдостью HRC 32...35 в инструментальном цехе
собираются применить фрезу EFF-S4-12 045/34C12R2.0M. Система СПИД достаточно
жёсткая, чтобы обеспечить необходимую устойчивость фрезерной операции. Определить
начальные значения параметров режима резания.
Диаметр фрезы 12 мм, обрабатываемый материал принадлежит к группе материалов ИСКАР
No. 6 по стандарту VDI 3323. По таблице 63 находится глубина резания 0.55 мм, а по таблице
64 - ширина резания 8.5 мм.
Начальная скорость резания принимается равной 150 м/мин (таблица 65), начальная подача -
0.48 мм/зуб (таблица 67).
Вычисления:
• Частота вращения шпинделя 1000×150/(π×12)=3980 (об/мин)
• Скорость подачи 0.48×4×3980=7641.6 (мм/мин)
• Примерная скорость (интенсивность) съёма материала 0.55×8.5×7641.6/1000=35.7 (см³/мин)
Таблица 66. Фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM FF...: начальная подача
на зуб, fzo, мм/зуб
Группа по ISO-
DIN/ISO 513
Группа материала*
1
fzo для номин. диам. D, мм
6 8 10 12 16 20 25
P
1-4 0.35 0.48 0.57 0.67 0.75 0.9 1
5 0.33 0.43 0.5 0.57 0.65 0.75 0.87
6, 7 0.28 0.33 0.4 0.48 0.57 0.67 0.78
8, 9 0.25 0.3 0.35 0.43 0.52 0.6 0.7
10 0.22 0.28 0.33 0.38 0.48 0.57 0.67
11 0.2 0.25 0.3 0.35 0.43 0.52 0.62
M
12, 13 0.25 0.3 0.35 0.43 0.52 0.6 0.7
K
15-16 0.34 0.45 0.52 0.6 0.7 0.8 0.9
17-18 0.3 0.38 0.45 0.52 0.6 0.7 0.8
H
38.1
*2
0.16 0.2 0.25 0.33 0.4 0.48 0.55
38.2
*3
0.12 0.16 0.22 0.3 0.38 0.45 0.52
39
*4
0.1 0.12 0.16 0.16 0.2 0.2 0.25
*
1
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*
2
HRC 45-49
*
3
HRC 50-55
*
4
HRC 56-63
Таблица 67. Цельные твёрдосплавные фрезы EFF... и фрезерные головки МУЛЬТИ-
МАСТЕР MM EFF...: начальная подача на зуб, fzo, мм/зуб
Die and Mold User Guide_7861458.indd 93 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
94
t
a
pmax
Шаг строчечной подачи
t
Максимально допустимый шаг
Рис. 34
Шаг строчечной подачи 1
Шаг строчечной подачи 2
apmax
h1
apmax
h2
Рис. 35
Глубина резания и проходы строками
При фрезеровании с высокой подачей проходами строками глубина резания и шаг
строчечной подачи (т.е. смещения фрезы или стола станка после каждого прохода)
являются взаимосвязанными величинами. Так как режущий профиль цельной
твёрдосплавной фрезы EFF... или головки MM FF.../MM EFF... представляет собой дугу
окружности большого диаметра, максимальный шаг строчечный подачи ограничен длиной
хорды t, определяемой глубиной резания ap (рис. 34). Поэтому при резании с максимально
допустимой глубиной, указанной в таблицах 60, 62 и 63, не рекомендуется назначать
ширину резания больше значений, приведенных в таблицах 61 и 64. В противном случае
образуется острый выступ, способный вызвать избыточное нагружение фрезы (головки)
при её смещении вглубь для резания следующего слоя металла . Очевидно, что уменьшение
шага строчечной подачи влечёт за собой сокращение размеров выступа (рис. 35) и
улучшение микрогеометрии обрабатываемой поверхности.
Обычно при черновом фрезеровании с высокой подачей поверхностей (особенно плоских)
крупных размеров с припуском не более рекомендуемой глубины резания принято
назначать максимально возможную ширину резания для наибольшей производительности.
Если же снимаемый припуск разделён на проходы по глубине, определение ширины
фрезерования требует более глубокого анализа во избежание перегрузки инструмента на
очередном проходе.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 94 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
95
SR... SR... SR...
Рис. 36
3.3. Сферические фрезы
Режущая кромка сферической (шаровой) фрезы лежит на поверхности сферы, что и
определило название такого вида режущего инструмента. Именно сфера имеет общую
нормаль с обрабатываемой поверхностью и обеспечивает теоретически точечный контакт с
ней. Поэтому применение сферических фрез позволяет получить без искажения поверхности
требуемого профиля в пределах определённых для него допусков формы (рис. 37).
В производстве штампов и пресс-форм нет недостатка в механической обработке сложных
поверхностей, и сферические фрезы идеально подходят для таких операций. Неудивительно,
что говоря о специфике режущего инструмента, применяемого для изготовления штампов и
форм, чаще всего подразумевают сферические или тороидальные фрезы.
Важной характеристикой сферической фрезы служит угловая величина собственно
сферического участка режущей кромки. Обычно она составляет 180° (полусфера, рис. 38), но
выпускаются также фрезы со сферической кромкой как больше 180°, так и меньше 180°. Для
фрез грушевидной формы (рис. 39) сферическая кромка в большинстве случаев равна 220°-
250°, а для конических фрез с шаровидным концом (рис. 40) она, как правило, исчисляется 80°-
89°. Все указанные виды фрез нашли своё применение в прессоштамповом производстве.
Часто фрезы со сферической режущей кромкой в 180° имеют дополнительно и
цилиндрическую кромку - она предназначена для получения менее шероховатой поверхности
обрабатываемой стенки, а кроме того, позволяет увеличить пошаговое смещение фрезы в
осевом направлении при многопроходном резании (сравни случаи а) и б) на рис. 41).
Вращающийся напильник
Иногда сферические фрезы называют борфрезами. Несмотря на то, что такое определение
бытует и в профессиональной среде, его нельзя признать правильным. Прежде всего,
борфрезы бывают не только сферическими, но также и цилиндрическими, овальными,
коническими, параболическими, каплевидными и т.п. Припуск, снимаемый борфрезами,
невелик, а требования по точности, предъявляемые к борфрезам, существенно ниже
по сравнению со сферическими фрезами. Ведь основная задача борфрез - зачистить
или закруглить поверхность или кромку, удалить облой и выполнять многие другие
подобные работы. Часто борфрезы (боры, шарошки) используются в различных ручных
слесарных машинах с электрическим или пневматическим приводом. Можно сказать, что
это своего рода вращающийся напильник, без которого не обходится и прессоштамповое
производство, что лишь подтверждает необходимость быть более строгим в определениях.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 95 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
96
Теоретически
е точки
контакта
Требуемый
профиль
детали
Профиль
обрабатываемой
заготовки
Рис. 37
180º 180º 180º
Рис. 38
Die and Mold User Guide_7861458.indd 96 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
97
ϕ>180°
ϕ ϕ
Рис. 39
ϕ<180°
ϕ ϕ
Рис. 40
a1
ae
SR
ae
SR
Цилиндрический
участок
кромки
Рис. 41 a Рис. 41 b
Die and Mold User Guide_7861458.indd 97 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
98
Экскурс в историю: копировальная фреза
Достаточно часто сферические фрезы называются ещё и копировальными или
копирными. Такие определения ведут свою историю от совсем недалёкого прошлого,
когда фрезерование фасонных поверхностей велось на универсальных фрезерных
станках с помощью копиров и на копировально-фрезерных станках со следящим
приводом (электрическим, гидравлическим или пневматическим). В обоих отмеченных
случаях траектория инструмента, генерирующая поверхность обработки, определялась
формой копира. Сферические фрезы, обеспечивающие теоретически точечный контакт
с трёхмерным профилем, наиболее подходили для обработки пространственных
поверхностей, что и определило их название: копировальные. Кстати, к копировальным
иногда относят и тороидальные фрезы. А если уж говорить о копировальном (копирном)
Главное достоинство сферических фрез заключается в их способности генерировать
теоретически точную по форме поверхность. Однако, сферическая кромка, определяющая
данное важное преимущество, имеет свою ахиллесову пяту: нулевую скорость вершины
фрезы. Следовательно, и скорость резания вершины равна нулю, что существенно осложняет
резание участком, прилегающим к вершине. Кроме того, точки сферической кромки
лежат на различном расстоянии от оси фрезы, которое меняется от нуля (в вершине) до
радиуса сферы. Вследствие такого непостоянства точки кромки удаляют материал с разной
скоростью резания. Следует помнить также, что и в случае сферических фрез наблюдается
эффект уменьшения сечения стружки, рассмотренный в предыдущем разделе руководства.
Комбинация неодинаковых скоростей резания и различной толщины стружки приводит к
значительной разнице в нагружении участков кромки сферического профиля, что ухудшает
условия резания в определённых зонах кромки и приводит к их интенсивному износу.
Инженеры-инструментальщики хорошо знакомы с отмеченным недостатком сферической
кромки и учитывают его при проектировании режущей геометрии фрезы. А в арсенале
техники фрезерования имеются свои методы, позволяющие улучшить эксплуатационную
характеристику шаровых фрез. Скажем, расположив инструмент так, что его ось не
будет перпендикулярна поверхности обработки (используя приспособление, на станках с
наклоняющимся шпинделем, изменение угла стола и т.д.), можно нагрузить кромку более
равномерно (рис. 42). Другой пример: изменение направления подачи при фрезеровании
наклонной поверхности с тем, чтобы исключить врезание под углом (случай а) на рис. 43),
позволяет заметно улучшить условия резания (случай б), рис. 43). Если определять скорость
резания по отношению к номинальному диаметру, то при тех же самых программируемых
частоте вращения шпинделя и подаче наиболее нагруженная часть кромки для случая а)
находится вблизи вершины фрезы, то есть там, где скорости резания заведомо низкие.
В то же время в случае б) часть кромки, воспринимающая основное усилие, находится в
лучших условиях, ведь ей соответствуют более подходящие значения скоростей резания.
Разумеется, производство конкретных деталей требует разных методов фрезерования и
траекторий движения инструмента, и приведенные примеры лишь показывают частные случаи
резания сферическими фрезами, связанные с особенностями геометрии инструмента. При
проектировании технологического процесса необходимо учитывать специфику сферической
режущей кромки, чтобы обработка велась наиболее эффективным способом.
ИСКАР располагает богатым набором сферических фрез разного типа: со сменными
пластинами, цельными и сборными с заменяемыми режущими головками из твёрдого сплава.
Обычно они выпускаются как фрезы с хвостовиком и отличаются по размерам и точности.
Фрезы с пластинами представлены не только в виде инструмента с интегральным корпусом,
но также и в качестве головок для модулярных систем FLEXFIT и МУЛЬТИ-МАСТЕР. Для фрез
с интегральным корпусом (рис. 44) существуют разные конструктивные исполнения с прямой
(тип А) или конической шейкой (типы B и D). Как правило, рабочим углом α для типа В является
5°, а для типа D - 2°. Таблица 68 содержит общие данные о наиболее распространённых
семействах сферических фрез компании ИСКАР.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 98 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
99
R
R
n
A
B
δ
α°
Рис. 42
Рис. 44
Тип A Типы B и D
VF
a
VF
a
Рис. 43 a Рис. 43 b
фрезеровании более широко, то следует отметить, что и обычные цилиндрические
концевые фрезы нашли в нём своё применение, в частности, при обработке криволинейных
контуров. Правда, никто не называл их копировальными.
Появление ЧПУ коренным образом изменило технологию изготовления фасонных
поверхностей резанием. Если классическое копировальное фрезерование всё-таки
имело дело в основном с двухмерными контурами, то современные многокоординатные
станки с ЧПУ в состоянии обрабатывать очень сложные пространственные поверхности, а
сегодняшние “копиры” - это компьютерные модели систем CAD/CAM, по которым создаются
соответствующие управляющие программы ЧПУ. Так что если сейчас и используют такие
определения, как “копировальная фреза”, “копирное фрезерование” и т.п., то это скорее
следование исторической традиции. Во всяком случае, их нынешний смысл намного
отличается от первоначального значения.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 99 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
100
Семейство Тип Диапазон диаметров, мм*
BALLPLUS С одной пластиной 12…25
DROPMILL Со сменными пластинами (СМП) 12…50
HELIBALL С одной пластиной 8…10
MULTI-MASTER Со сменными головками 6…25
SOLIDMILL Цельные твёрдосплавные 0.4…25
Таблица 68. Основные семейства сферических фрез
* Для фрез стандартной линии
Наклон оси фрезы: численный пример
Скорость резания вершины сферической фрезы равна нулю, а участка кромки вблизи
вершины столь мала, что её также можно считаь нулевой. Понятно, что условия резания в
прилегающей к вершине зоне кромки далеки от нормальных. Если же наклонить фрезу к
обрабатываемой поверхности так, чтобы устранить резание вершиной, ситуация заметно
улучшается.
Вернёмся снова к рис. 42. Изображённая на нём сферическая фреза радиусом R удаляет
припуск δ, причём непосредственно в резание вовлечён участок кромки фрезы АВ.
Скорость резания в любой точке участка АВ прямо пропорциональна расстоянию от точки
до оси фрезы и принимает минимальное значение в точке А. Максимальная же скорость
наблюдается в точке, лежащей на расстоянии от R оси. Если ось фрезы не перпендикулярна
поверхности обработки, а наклонена к ней, то расстояние от точки А до оси станет R∙sinα,
где α - угол между осью фрезы и нормалью к поверхности.
Нетрудно видеть, что для угла α, равного 5°, скорость резания в точке А составляет
примерно 9% от максимальной скорости, если угол α станет 10%, то скорость в точке
А возрастёт до 17% от максимума, а при угле α в 15% она уже достигнет 26% от
максимальной.
Начальные параметры режима резания и выбор инструмента
Как уже неоднократно подчёркивалось ранее, скорость резания меняется вдоль сферического
участка кромки, непосредственно режущего материал, а вследствие эффекта утончения
стружки переменна и толщина стружки. При правильно выбранном методе фрезерования
область стружки с наибольшей толщиной удаляется участком кромки с максимально
возможной скоростью резания. Для пояснения вернёмся вновь к уже рассмотренным случаям
а) и б) на рис. 43. Если а) отражает верный выбор техники фрезерования, то б) показывает
резание в неблагоприятных условиях, которое желательно избегать.
Для сферической фрезы эффективный диаметр резания (см. заметку на стр. 58) De,
определяемый той точкой вовлечённого в резание участка кромки, у которой скорость резания
максимальна, находится по следующей формуле:
De = 2 x √(D×ap-ap²) (15)
Где: D – номинальный диаметр фрезы,
ap – глубина резания в осевом направлении.
Вместе с тем, приведенная формула не годится для расчёта эффективного диаметра при
фрезеровании наклонных поверхностей или отвесных стен (случаи а) и в) на рис. 45), так как в
резании участвуют участки кромки с диаметром больше, чем результат вычислений по формуле
(15). В таблице 69 собраны соответствующие уравнения, позволяющие найти эффективный
диаметр для различных видов обработки с использованием сферической фрезы.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 100 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
101
ap
De
+ VF
n
De
VF
n
a
α
De
Stepover (ap)
a
e
VF
Рис. 45 a Рис. 45 b Рис. 45 c
Характеристика обработки Случай на рис. 45 Эффективный диаметр De Примечание
Ось фрезы перпендикулярна поверхности обработки a) 2×√(D×ap-ap²)
Фрезерование наклонной поверхности б) (D-2×a)×sinα+2×√(D×a-a²) ×cosα* ≈D×sinα**
Фрезерование отвесной стены в) D
* α - угол наклона поверхности, a - припуск, удаляемый за один проход
** Такая упрощённая формула достаточно часто применяется для нахождения эффективного диаметра и во
многих случаях обеспечивает приемлемый результат. В то же время её следует использовать лишь для грубых
оценочных вычислений, так как погрешность формулы, вызванная упрощением, может стать источником
серьёзного отклонения от действительного значения диаметра.
Внимание: эффективный диаметр!
При работе со сферическими фрезами, особенно при угловом врезании и фрезеровании
наклонной поверхности, очень важно правильно определить эффективный диаметр.
Точность в его вычислении обеспечит верное назначение параметров режима резания и
лучшую функциональную характеристику.
Таблица 69. Эффективный диаметр сферических фрез
Пример
Найти эффективный диаметр при фрезеровании наклонной поверхности сферической фрезой,
номинальный диаметр которой 10 мм. Угол наклона поверхности 30°, резание производится
с подъёмом по поверхности. Припуск на обработку составляет 0.4 мм и снимается за один
проход.
В соответствии с таблицей 69 (случай б) на рис. 45):
De=(10-2×0.4)×sin30°+2×√(10×0.4-0.4²) ×cos30°=7.99 (мм) ≈8 мм.
Для сравнения: указанная в таблице упрощённая формула приведёт к иному результату:
10×sin30°=5 (мм) - погрешность вычислений составит 37.5%.
Если же для той же фрезы угол наклона составит 10°, а припуск - 2 мм, расчётный
эффективный диаметр De=(10-2×2)×sin10°+2×√(10×2-2²) ×cos10°=8.9 (мм),
упрощённая формула даст только 1.7 мм! Таким образом, погрешность вычислений достигает
80%!
C другой стороны, для угла подъёма фрезы 70° и номинального диаметра 25 мм при снимаемом
припуске 1 мм De=(25-2×1)×sin70°+2×√(25-1) ×cos70°=24.96 (мм) ≈25 мм; а по упрощённой
формуле - 25×sin70°=23.5 (мм).
Погрешность в данном случае всего лишь 6%, что вполне приемлемо. Нетрудно видеть,
что формула (15) является частным случаем формулы расчёта эффективного диаметра
сферической фрезы при её подъёме по наклонной поверхности и легко получается из
последней при подстановке нулевого значения для угла подъёма α.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 101 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
102
ap
fz
hm
Рис. 46
Сферическая форма режущей кромки является причиной изменения толщины стружки в
осевом направлении (рис. 46). Как и в случае с тороидальным профилем, варьирование
глубины резания при обработке сферической фрезой влечёт изменение максимального угла
фрезы в плане. Эффект изменения толщины стружки уже рассматривался ранее и нет нужды
возвращаться к нему снова. Но важно ещё раз подчеркнуть, что для обеспечения требуемой
нагрузки при программировании подачи на зуб небходимо учесть коэффициент уменьшения
толщины стружки KTH, который является функцией сферического диаметра фрезы D и глубины
резания ap (рис. 47).
Коэффициент KTH может быть найден по формуле:
KTH = 1/sin
χ
max
(16)
Максимальный угол фрезы в плане χmax, как вытекает из формулы (4), определяется
следующим образом:
χ
max
= arccos (1-(2 x ap/D)) (4a)
Пример
Найти программируемые подачу и частоту вращения шпинделя для операции фрезерования
двухзубой сферической фрезой диаметром 16 мм, если по условиям обработки требуется
обеспечить скорость резания 100 м/мин и максимальную толщину стружкии 0.12 мм. Глубина
резания составляет 3.5 мм.
Эффективный диаметр De=2×√(16×3.5-3.5²)= 13.2 (мм)
Соответствующая частота вращения шпинделя n=1000×100/(π×13.2)= 2411 (об/мин)
Максимальный угол в плане χmax = arccos (1-(2×3.5/16))= 55.8°
Коэффициент уменьшения толщины стружки KTH = 1/sin χmax=1/sin55.8°= 1.2
Тогда подача на зуб fz=0.12×1.2= 0.14(мм/зуб), а программируемая скорость подачи
V
F
=0.14×2×2411= 675 (мм/мин)
Для сравнения: игнорирование в расчёте влияния таких факторов, как эффективный
диаметр и изменение толщины стружки приведёт к определению частоты вращения шпинделя
n=1000×100/(π×16)= 1990 (об/мин) и скорости подачи V
F
= 0.12×2×1990= 477.6 (мм/мин).
С такими параметрами режима резания производительность операции будет примерно
на 30% ниже!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 102 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
103
ap
ap
VF
a
VF
Рис. 47
В дополнение к формулам (15) и (16) эффективный диаметр De и коэффициент уменьшения
толщины стружки KTH могут быть найдены и из таблицы 70. Применение табличных данных
особенно удобно при быстрой оценке параметров режима резания.
При расчёте подачи и скорости резания для сферических фрез следует всегда учитывать
влияние эффективного диаметра и эффекта изменения толщины стружки. Пренебрежение
ими может привести к ухудшению эксплуатационных показателей и меньшей
производительности обработки.
ap,
мм
D, мм
SØ4 SØ5 SØ6 SØ7 SØ8 SØ10 SØ12 SØ16
De KTH De KTH De KTH De KTH De KTH De KTH De KTH De KTH
0.2 1.7 2.3 1.9 2.5 2.1 2.8 2.3 3 2.5 3.2 2.8 3.6 3.1 3.9 3.5 4.5
0.3 2.1 1.9 2.4 2.1 2.6 2.3 2.8 2.5 3 2.6 3.4 2.9 3.7 3.2 4.3 3.7
0.5 2.6 1.5 3 1.7 3.3 1.8 3.6 1.9 3.9 2.1 4.3 2.3 4.8 2.5 5.6 2.9
0.7 3 1.3 3.5 1.4 3.8 1.5 4.2 1.7 4.5 1.8 5.1 1.9 5.6 2.1 6.5 2.4
1 3.5 1.1 4 1.2 4.5 1.3 4.9 1.4 5.3 1.5 6 1.7 6.6 1.8 7.7 2.1
2 4 1 4.9 1 5.6 1.1 6.3 1.1 6.9 1.1 8 1.2 8.9 1.3 10.6 1.5
3 6 1 6.9 1 7.7 1 9.1 1.1 10.4 1.1 12.5 1.3
4 8 1 9.8 1 11.3 1.1 13.8 1.1
5 10 1 11.8 1 14.8 1.1
6 12 1 15.5 1
7 15.9 1
8
16 1
Таблица 70. Эффективный диаметр De, мм, и коэффициент уменьшения толщины
стружки KTH для сферических фрез
Die and Mold User Guide_7861458.indd 103 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
104
Таблица 70. Эффективный диаметр De, мм, и коэффициент уменьшения толщины
стружки KTH для сферических фрез (продолжение)
ap,
мм
D, мм
SØ20 SØ25 SØ32 SØ40 SØ50
De KTH De KTH De KTH De KTH De KTH
0.3 4.9 4.1 5.4 4.6 6.2 5.2 6.9 5.8 7.7 6.5
0.5 6.2 3.2 7 3.6 7.9 4 8.9 4.5 9.9 5
1 8.7 2.3 9.8 2.5 11.1 2.9 12.5 3.2 14 3.6
3 14.3 1.4 16.2 1.5 18.6 1.7 21 1.9 23.7 2.1
5 17.3 1.1 20 1.2 23.2 1.4 26.4 1.5 30 1.7
8 19.6 1 23.3 1.1 27.7 1.1 32 1.2 36.7 1.4
10 20 1 24.5 1 29.7 1.1 34.6 1.1 40 1.2
12 25 1 30.1 1 36.7 1.1 42.7 1.2
16 32 1 39.2 1 46.6 1.1
20 40 1 49 1
25
50 1
Помимо всего прочего, определение параметров режима резания зависит и от типа
сферической фрезы: с СМП, монолитная и т.п.. Обычно сферические фрезы используются для
получистовых и чистовых операций с небольшим снимаемым припуском. Обрабатываемые
детали пресс-форм и штампов различны по своим размерам и к точности, они производятся по
разным технологическим цепочкам с соответствующим разделением на черновые и чистовые
проходы. Следовательно, изготовление деталей выдвигает разные требования к режущему
инструменту и в частности, к сферическим фрезам.
На рисунке 48 в упрощённой форме представлена зависимость типа сферической фрезы от
её точности и номинального диаметра. В определённом смысле рисунок служит пособием по
выбору инструмента: конструкция с СМП обеспечивает большие диаметры, но точность фрезы
ограничена. В то же время применение монолитных фрез решает проблемы прецизионной
обработки, однако диаметр таких фрез редко превышает 20 мм. Сферические фрезы с
одной режущей пластиной или сборные фрезы с заменяемыми твёрдосплавными режущими
головками МУЛЬТИ-МАСТЕР занимают промежуточное положение между указанными
типами как по точностным характеристикам, так и по номинальному диаметру. Существуют
высокоточные сферические головки МУЛЬТИ-МАСТЕР, у которых допуски на размеры и форму
более жёсткие, чем у монолитных фрез, однако это скорее исключение из известного правила,
гласящего, что цельный инструмент точнее сборного.
Номин.
диаметр
Фрезы с СМП
Монолитные
фрезы
Фрезы с одной
пластиной
Фрезы со\
сменными
головками
Точность
Рис. 48
Die and Mold User Guide_7861458.indd 104 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
105
Начальные значения скорости резания Vc и подачи на зуб fz находятся по уже известным
формулам (1) и (6):
Vc = Vo x Ks x Kt (1)
fz = fz0 x KTH x Ks (6)
Где: Vo – базовая скорость резания,
Kt – коэффициент стойкости,
fz0 – базовая подача на зуб,
KTH – коэффициент уменьшения толщины стружки,
Ks – коэффициент устойчивости.
Коэффициент стойкости указан в таблице 8.
Для определения коэффициента уменьшения толщины стружки можно воспользоваться
уравнением (16) или таблицей 70.
Коэффициент устойчивости, как указывалось ранее, принимается равным 1 для резания в
нормальных условиях и 0.7, если жёсткость системы СПИД недостаточная (фрезерование
тонкостенных заготовок, обработка с большим вылетом инструмента, проблемное
закрепление заготовки и т.д.).
Базовые скорость резания и подача на зуб зависят от типа сферической фрезы и
конструктивных особенностей того или иного семейства инструмента.
В подразделах ниже рассмотрены характерные свойства различных семейств сферических
фрез и представлены таблицы для определения базовых скоростей и подач.
BALLPLUS и HELIBALL: семейства сферических фрез с одной
режущей пластиной
У фрезы семейства BALLPLUS имеется режущая пластина с V-образной задней (нерабочей)
частью. Пластина размещается в пазу корпуса фрезы и упирается в соответствующие
контактные поверхности на дне паза (рис. 19). У фрезы два зуба, которые являются режущими
кромками пластины. Диапазон номинальных диаметров фрез BALLPLUS составляет 12-25 мм.
Семейство HELIBALL, непосредственный предшественник BALLPLUS и почти полностью
заменённое последним, представлено сегодня толЬко фрезами малого диаметра 8 и 10
мм. Режущие пластины, получаемые непосредственно спеканием без дополнительного
шлифования, обеспечивают по одному зубу у фрез, и сами фрезы используются в основном для
черновых операций. Пластина для 10 мм фрезы допускает индексирование (замену кромки),
так как располагает двумя режущими кромками, а пластина для 8 мм фрезы, типичный продукт
одноразового использования, такой возможностью не обладает - у неё только одна кромка.
Пластины BALLPLUS отличаются угловой величиной сферической кромки, режущей
геометрией и точностью (таблица 71).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 105 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
106
Таблица 71. Пластины к сферическим фрезам BALLPLUS
Пластина
Режущая кромка
Точность
Передняя
поверхн.
Задняя
поверхн.
Применение
Cферич. Цилиндрич. Тип материала Операции
HBR...
~220°
(грушевидная)
нет
нормальная прессован.
шлифован.
широкий выбор
черновые-чистовые
HBF… высокая шлифован. чистовые
HCR…-QF
180°
(полусфера)
yes нормальная прессован. черновые-чистовые
HCR…-QP мягкий
В таблицах 72 и 73 приведены значения базовой подачи на зуб fzo и базовой скорости
резания Vo.
Таблица 72. Сферические фрезы семейств BALLPLUS и HELIBALL: базовая
подача fzo, мм/зуб
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала*
для D, мм
8 10 12 16 20 25
P
1-4 0.09 0.1 0.12 0.13 0.15 0.17
5 0.08 0.09 0.11 0.12 0.14 0.16
6, 7 0.08 0.09 0.1 0.12 0.13 0.15
8, 9 0.07 0.08 0.1 0.11 0.12 0.13
10 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12
11 0.06 0.07 0.09 0.1 0.1 0.11
M
12, 13 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12
K
15-16 0.09 0.1 0.12 0.13 0.15 0.17
17-18 0.08 0.09 0.11 0.12 0.14 0.16
H
38.1 0.05 0.06 0.07 0.07 0.08 0.1
38.2 0.04 0.05 0.06 0.06 0.07 0.08
39 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.06
Эмпирическое правило
Как уже говорилось, обработка сферическими фрезами обычно характеризуется
небольшим припуском. Для быстрого назначения глубины и ширины резания может быть
полезным одно правило, установленное на основе практики. Это правило, “правило
12, применимо к сферическим фрезам с одной режущей пластиной и сменными
режущими головками и даёт приемлемые результаты для фрезерования стали низкой и
средней твёрдости и нержавеющей стали мартенситного типа. Правило гласит, что для
фрезерования с глубиной резания в половину диаметра сферической части фрезы (D/2),
рекумендуется ширина резания не более одной шестой диаметра (D/6), для глубины,
равной трети диаметра (D/3), - глубина не более его четверти (D/4) и т.д.
Нетрудно заметить, что 2×6=3×4=12..
Die and Mold User Guide_7861458.indd 106 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
107
Пластины сферических фрез семейств BALLPLUS/HELIBALL стандартной поставки
изготавливаются из следующих трёх марок твёрдого сплава: IC908, IC928 и IC328. Из них
марка IC928 представляет собой наиболее универсальный по применению сплав, и её
следовало бы считать оптимальным выбором при фрезеровании стали низкой и средней
твёрдости. В то же время, так как основное назначение сферических фрез с одной режущей
пластиной - получистовые и чистовые операции, популярность марки IC908, (самого твёрдого
из перечисленных сплавов), постоянно растёт что делает уже IC908 предпочтительным
выбором. А для многих случаев обработки фасонных поверхностей заготовок из закалённой
стали и высокопрочного чугуна только эта марка сплава служит единственным решением.
Ударновязкий сплав IC328 рекомендуется для фрезерования в условиях малой жёсткости
системы СПИД, а также при значительном росте ударной нагрузки. Получаемые только
спеканием без дополнительных шлифовальных операций пластины CR... для сферических
фрез HELIBALL диаметром 8 и 10 мм изготавливаются именно из этого сплава.
Пример
Для обработки заготовки из конструкционной стали 20 применяют сферическую фрезу HCM
D20-A-L150-C20 с пластиной HCR D200-QF IC908. Глубина резания в осевом направлении
составляет 4 мм, ширина резания - 3.5 мм. Жёсткость системы СПИД достаточная.
Эффективный диаметр De и коэффициент уменьшения толщины стружки KTH находится
вычислением или определяется по таблице 70: 17.3 мм и 1.1 соответственно.
Материал заготовки представлен группой материалов ИСКАР No. 1 по стандарту VDI 3323.
Базовая подача fzo=0.15 мм/зуб (таблица 72).
Базовая скорость резания Vo=210 м/мин.
Программируемая подача на зуб fz=0.15×1.1=0.16 (мм/зуб).
Скорость резания для предполагаемого периода стойкости 60 мин. Vc=210×1×0.8=168 (м/мин).
Частота вращения шпинделя 1000×Vc/(π×De)=1000×168/(π ×17.3)=3090 (об/мин).
Программируемая скорость подачи V
F
= 0.16×2×3090=988.8 (мм/мин) ≈990 мм/мин.
Таблица 72. Сферические фрезы с пластинами BALLPLUS HCR.../HBR..., HELIBALL CR... и
DROPMILL BCR...: базовая скорость резания Vo, м/мин
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
** В этом случае рекомендуется применить метод высокоскоростного фрезерования
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
Vc, для марки тв. сплава
IC908 IC928 IC328
P
1 210 180 160
2-4 200 170 140
5-6 190 150 130
7-9 180 140 125
10 160 125 120
11 140 120 110
M
12, 13 155 130 125
K
15-16 220 200
17-18 200 180
H
38.1 100 80
38.2 70
39** 55
Die and Mold User Guide_7861458.indd 107 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
108
Пример
Концевая сферическая фреза HCM D12-D-L160-C16 диаметром 12 мм с пластиной HBF D120-
QF IC908 применяется для чистовой обработки наклонной поверхности детали пресс-формы
для изделий из пластмассы. Материал детали - сталь 4ХС, закалённая до твёрдости HRC
50...52. Фреза движется по поверхности снизу вверх, осуществляя резание с подъёмом. Угол
наклона поверхности составляет 5°, а припуск на обработку, удаляемый за один проход, - 0.2
мм. Операция проводится с большим вылетом инструмента.
Определить параметры режима резания для периода стойкости пластины 20 мин.
Эффективный диаметр в соответствии с таблицей 69, случай б):
De=(12-2×0.2)×sin5°+2×√(12×0.2-0.2²) ×cos5°=4.1 (мм).
Осевая глубина резания (формула 17) ap=12/2+[(0.2-12/2) ×cos5°+√(12×0.2-0.2²) ×sin5°]=0.36
(мм).
Наибольший угол фрезы в плане χmax = arccos (1-(2×0.2/12))= 14.8°.
Коэффициент уменьшения толщины стружки KTH = 1/sin χmax=1/sin14.8°= 3.9.
Большой вылет фрезы указывает на снижение жёсткости системы СПИД и требует учёта
коэффициента устойчивости.
Материал детали принадлежит к группе материалов ИСКАР No. 38.2 по стандарту VDI 3323,
следовательно:
Базовая подача fzo=0.06 мм/зуб (таблица 72).
Базовая скорость резания Vo=70 м/мин (таблица 73).
Программируемая подача на зуб fz=0.06×3.9×0.7= 0.16 (мм/зуб).
Скорость резания для стойкости пластины 20 мин. Vc=70×0.7×1=49 (м/мин).
Частота вращения шпинделя 1000×Vc/(π×De)=1000×49/(π ×4.1)=3804 (об/мин).
Программируемая скорость подачи VF= 0.16×2×3804=1217 (м/мин).
Расчёт скорости резания по отношению к номинальному диаметру фрезы даёт следующее
значение:
π×12×3804/1000=143 (м/мин), когда действительная скорость резания всего лишь 49 м/мин!.
Математика наклонной поверхности и одно практическое правило
Формулы (16) и (4а) определяют коэффициент уменьшения толщины стружки через
диаметр фрезы D и осевую глубину резания ap. При планировании обработки наклонной
поверхности не всегда задают непосредственно ар, а задают его косвенно, указывая угол
наклона α и снимаемый припуск а. Конечно, современные системы CAD/CAM позволяют
моментально найти ар в таком случае. Осевую глубину можно вычислить и самостоятельно
по следующей формуле:
ap=D/2+[(a-D/2)×cosα+√(D×a-a²) ×sinα] (17)
Если выражение в квадратных скобках получается положительным, следует принять ар
равным радиусу сферической фрезы (то есть D/2).
На практике результат расчёта по формуле (17) часто увеличивают на 10-20% (понятно,
что он, однако, не должен превысить D/2). Таким образом программируемая подача станет
несколько меньше, и обеспечивается некий коэффициент безопасности, учитывающий
неоднородное нагружение сферической режущей кромки при фрезеровании наклонной
поверхности.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 108 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
109
QT CS
Ap
R
Прямой
участок
Рис. 49
DROPMILL: семейство сферических фрез со сменными
режущими пластинами
На сферической фрезе семейства DROPMILL закрепляются две сменных пластины (СМП)
каплевидной формы, обеспечивающие два эффективных зуба инструмента (рис. 49). В свою
очередь у самой пластины две режущие кромки, допускающие их индексацию, и каждаю
кромка состоит из сферического и прямого участков. Длина прямого участка кромки
достаточно велика: 60-70% сферического, что позволяет успешно обрабатывать уступы с
закруглённым углом. На основании пластины выполнен выступ, который входит в паз гнезда
пластины при её закреплении в корпусе фрезы. Благодаря выступу пластина в состоянии
выдерживать значительные нагрузки в случае их возникновения в процессе фрезерования.
Фрезы DROPMILL применяются для обработки фасонных поверхностей по различным
методам фрезерования, выполнения полостей и карманов в штампах и формах с помощью
интерполяции по окружности и винтовой линии и т.д. Преимущества этих фрез заметны
в производительных получистовых операциях, в ходе которых необходимо удалить
значительный припуск. Также возможно использование фрез DROPMILL в качестве свёрл
при сверлении с небольшой глубиной. Конструктивно фрезы семейства представлены в виде
инструментов с неразъёмным корпусом и сменных режущих головок для сборного инструмента
FLEXFIT и MULTI-MASTER.
Существуют два вида пластин DROPMILL: QT со шлифованной боковой (задней) поверхностью
и полностью прессованный CS со стружкораздельными канавками. Последний из указанных
видов предназначен в основном для черновых операций фрезерования в тяжёлых режимах с
большой глубиной резания. Эффект стружкоразделения препятствует образованию широкой
стружки, снижает силу резания и улучшает удаление стружки.
Таблица 74. Пластины к сферическим фрезам семейства DROPMILL
Пластины
Передняя
пов.-ть
Задняя
пов.-ть
Стружкоразделитель
Основные
операции
Диам. фрезы, мм
12 16 20 25 30 32 40 50
BCR D…-QT
прессован.
шлифован. нет получистовые
BCR D…-CS шлифован. да черновые
Die and Mold User Guide_7861458.indd 109 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
110
Как и в случае семейств сферических фрез с одной сменной пластиной, для производства
СМП DROPMILL используется твёрдый сплав марок IC908, IC928 и IC328.
В таблице 73 представлены значения базовой скорости резания. При фрезеровании
сферическими фрезами DROPMILL ширина резания обычно не превышает 30% номинального
диаметра инструмента для черновых проходов, а для получистовых и чистовых проходов она
намного меньше. В случае же тяжелонагруженного фрезерования со значительной шириной
резания или при выполнении паза в сплошном материале с глубиной резания более четверти
диаметра для пластин вида QT и более трети диаметра для пластин вида CS табличные
значения следует уменьшить на 10-20%.
Базовые подачи на зуб приведены в таблице 75. При фрезеровании паза в сплошном
материале с глубиной резания более четверти диаметра для пластин вида QT и более
трети диаметра для пластин вида CS, а также при обработке уступа в тяжёлых режимах
рекомендуется уменьшить табличные величины на 10-20%.
Пример
Для выполнения паза с закруглённым дном шириной 50 мм и глубиной 43 мм планируется
применить сферическую фрезу с хвостовиком BCM D50-A-W50-C, на которой закрепляются
пластины BCR D500-CS IC908.
Материал заготовки - легированная сталь 50ХФА твёрдостью HB 250...260. Жёсткость
системы СПИД достаточная. Технолог, проектирующий технологический процесс,
предполагает фрезеровать паз в три прохода глубиной 25 мм, 10 мм и 8 мм соответственно.
Требуется определить начальные параметры режима резания.
Радиус фрезы равен 25 мм. Таким образом, уже на первом проходе эффективный диаметр
Таблица 75. Сферические фрезы DROPMILL: базовая подача fzo, мм/зуб
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала*
fzo для диаметра фрезы D, мм
12 16 20 25 30/32 40 50
P
1-4 0.11 0.13 0.15 0.17 0.18 0.21 0.25
5 0.11 0.12 0.14 0.16 0.17 0.18 0.21
6, 7 0.1 0.11 0.13 0.15 0.16 0.17 0.19
8, 9 0.1 0.11 0.13 0.14 0.15 0.16 0.18
10 0.09 0.1 0.12 0.13 0.14 0.15 0.17
11 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.15
M
12, 13 0.09 0.1 0.12 0.13 0.14 0.15 0.17
K
15-16 0.11 0.13 0.15 0.17 0.18 0.21 0.25
17-18 0.11 0.12 0.14 0.16 0.17 0.18 0.2
H
38.1 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13
38.2 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.09 0.1
39 0.04 0.04 0.05 0.06 0.07 0.07 0.08
Капля, разделяющая стружку
Фрезерование пазов и канавок (особенно глубоких за несколько проходов), уступов со
снятием большого припуска, высокопроизводительная черновая обработка полостей
и карманов со значительной скоростью удаления материала - все эти операции,
выполняемые фрезами DROPMILL, характеризуются существенным нагружением
инструмента и вторичным резанием стружки.
Хорошим решением в такой ситуции является использование пластин вида CS, которые
необходимо рассматривать в качестве предпочтительного выбора, если приходится иметь
дело с фрезерованием в тяжёлых режимах и проблемного удаления стружки.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 110 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
111
Вылет фрезы
Рис. 50
Короткая Средняя Длинная Сверхдлинная
составит 50 мм, а коэффициент уменьшения толщины стружки КТН=1.
Материал детали отностится к группе материалов ИСКАР No. 8 по стандарту VDI 3323, что
приводит к следующим базовым значениям:
Базовая подача fzo=0.18 мм/зуб (таблица 75)
Базовая скорость резания Vo=180 м/мин (таблица 73)
С учётом замечаний выше относительно фрезерования паза в сплошном материале
сферическими фрезами DROPMILL следует уменьшить найденные по таблицам базовые
значения на 10-20% для подачи и на 20-30% для скорости резания.
Если принять средние величины рекомендуемого увеличения, то программируемая подача на
зуб получается 0.18×0.75=0.13 (мм/зуб), а скорость резания для периода стойкости 60 мин.
180×0.85×0.8=122 (м/мин).
Частота вращения шпинделя1000×Vc/(π×De)=1000×122/(π ×50)=776 (об/мин) ≈ 770 об/мин
Программируемая скорость подачи V
F
= 0.13×2×776=202 (мм/мин) ≈ 200 мм/мин
Замечание
В приведенном примере для уменьшения базовых значений подачи и скорости резания
использовались усреднённые коэффициенты. Более аккуратный расчёт потребовал бы
меньшего уменьшения на первом проходе и большего на третьем (так как проблема удаления
стружки становится острее). Скажем, 135 м/мин и 0.14 мм/зуб для первого прохода и
115 м/мин и 0.12 мм/зуб для третьего.
Цельные твёрдосплавные сферические концевые фрезы
SOLIDMILL, линия цельных твёрдосплавных фрез производства ИСКАР, включает в себя
большую группу сферических фрез, которые различаются по режущей геометрии и числу
зубьев. Для изготовления фрез используются разные марки твёрдого сплава (таблица 10).
По своему конструктивному исполнению фрезы представлены короткой, средней, длинной
и сверхдлинной сериями длин (рис. 50), а шейка фрезы бывает прямой (цилиндрической )
и конической. Такое многообразие цельных твёрдосплавных сферических фрез призвано
обеспечить широкий диапазон их применения в прессоштамповом производстве. Обычно
диапазон номинальных диаметров сферических фрез составляет 1...25 мм (0.4...2 мм для
миниатюрных фрез), угол наклона зубьев к оси фрезы (угол винтовой канавки) - 30°.
Допуск на номинальный диаметр фрезы назначается по е8 (h10 для экономичной серии
SOLIDMILL, таблица 76).
Die and Mold User Guide_7861458.indd 111 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
112
Два или четыре?
Обычно монолитные сферические фрезы ИСКАРа имеют 2 или 4 зуба. Какими
преимуществами и недостатками обладает та или иная конструкция?
Четырёхзубые сферические фрезы представляют собой надёжное и продуктивное
решение для различных операций, особенно для получистового и чистового
фрезерования, и часто характеризуются как сферические фрезы широкого применения.
Двухзубые же фрезы с их увеличенным стружечным карманом и как следствие, лучшими
условиями удаления стружки более подходят для чернового фрезерования и обработки
пазов. Следует отметить также, что применение двухзубых фрез - конструктивный метод
и чистового фрезерования в связи с меньшей накопленной погрешностью, зависящей от
числа зубьев инструмента.
Вернёмся опять к четырёхзубым фрезам. Как правило, лишь два из них, а не все четыре
непосредственно участвуют в резании вблизи вершины (центра) фрезы. Поэтому при
фрезеровании с малой глубиной резания подача на зуб определяется из расчёта двух
эффективных зубьев, и преимущества многозубого инструмента здесь не ощущаются. А
вовлечение в процесс резания "переходной зоны" между двумя центральными и двумя
остальными зубьями приводит к интенсивному износу последних и снижению точности
обработки. Понятно, что в данном случае предпочтение следовало бы отдать применению
двухзубой фрезы.
Понятно, что монолитная конструкция обладает бóльшими возможностями по повышению
точности инструмента по сравнению со сборным вариантом в случае фрез со сменными
пластинами. Поэтому основное применение цельные твёрдосплавные сферические фрезы
нашли в чистовой и получистовой обработке фасонных поверхностей, которая характеризуется
небольшим припуском, однако, такие фрезы используются также и для черновых операций.
В случаях, когда снимаемый припуск невелик (что часто встречается и при черновом
фрезеровании сферическими монолитными фрезами), границы между различными типами
обработки размыты. Таблица 77 может помочь определить тип фрезерования типичных
материалов, встречающихся в практике прессоштампового производства, и соответствующую
величину припуска.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 112 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
113
Таблица 78. Цельные твёрдосплавные сферические фрезы и сферические сменные
головки МУЛЬТИ-МАСТЕР: базовая скорость резания Vo
*
Указания по выбору марок твёрдого сплава для цельных фрез - см. таблицу 10
** Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала**
Vo, м/мин, для типа обработки
Черновая Получистовая Чистовая
P
1 180 220 280
2-4 150 170 200
5 125 140 170
6 130 150 190
7-9 120 135 170
10 115 130 165
11 100 110 120
M
12, 13 110 110 150
K
15-16 160 180 220
17-18 150 170 200
H
38.1 70 80 100
38.2 40 50
39 30 40
Таблица 76. Цельные твёрдосплавные сферические фрезы
Фреза
Режущая кромка
Z*
Диаметр,
мм
Эконом.
вариант
Марки тв. сплава
Основное
применение
Твёрдость
заготовок
Сферич. Цилиндрич.. Стандартн. Эконом.
EBRF 180° да 3; 4 6…20 no IC903 черн. обр.-ка до HRC 55
EB 180° да 2; 3; 4 0.4…25 yes
IC903 твёрдые мат. до HRC 65**
IC900; IC300; IC08 IC900; IC08 широкого прим. до HRC 45
ESB ~220° нет 2; 4 3…16 no IC903 твёрдые мат. до HRC 65
*
Число зубьев
** Подгруппа двухзубых фрез ЕВ ...А... предназначена для обработки заготовок твёрдостью HRC 55...70
Таблица 77. Цельные твёрдосплавные сферические фрезы и сферические сменные
головки МУЛЬТИ-МАСТЕР: тип обработки и усреднённые величины снимаемого припуска
*
Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
** Диаметр сферической фрезы (сменной головки)
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала * Обрабатываемый материал
Тип обработки
Черновая Получистовая Чистовая
P
1, 2, 4, 6, 10
мягкая
сталь
HB<250 0.12×D** 0.07×D 0.02×D
3, 7 HB 250…300 0.1×D 0.05×D 0.015×D
5, 8, 9, 11
сталь средней
твёрдости
HRC 30-37 0.1×D 0.05×D 0.01×D
9-11 HRC 38-44 0.08×D 0.04×D 0.01×D
M
12, 13 мартен. нерж. ст. HB<250 0.1×D 0.05×D 0.01×D
K
15-18 чугун HB< 300 0.15×D 0.08×D 0.03×D
H
38.1
сталь и чугун
высокой
твёрдости
HRC 45-49 0.08×D 0.04×D 0.01×D
38.2 HRC 50-55 0.06×D 0.04×D 0.01×D
39 HRC 56-63 0.05×D 0.03×D 0.01×D
Базовые скорость резания и подача приведены в таблицах 78 и 79. Как уже указывалось
ранее, для выбора твёрдого сплава следует воспользоваться таблицей 10.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 113 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
114
Пример
Для фрезерования мастер-пуансона, изготавливаемого из инструментальной штамповой стали
7ХГ2ВМФ, предлагается использовать цельную твёрдосплавную сферическую концевую фрезу
ЕВ-А2 12-12/24С12Н110 903. Твёрдость заготовки на момент операции -HRC 55, её (заготовки)
стенки наклонены под углом 3° к оси шпинделя станка.
Операционный припуск составляет 0.1...0.15 мм на сторону.
Жёсткость системы СПИД оценивается как достаточная.
Найти начальные параметры режима резания.
По таблице 69, случай б), определяется эффективный диаметр:
De=(12-2×0.15)×sin3°+2×√(12×0.15-0.15²) ×cos3°=3.3 (мм)
Осевая глубина резания (рис. 47) вычисляется следующим образом:
ap=D/2-0.5×√(D²-De²)=12/2-0.5××√(12²-3.3²)=0.23 (мм)
По таблице 70 коэффициент уменьшения толщины стружки KTH≈3.5.
Для группы материалов ИСКАР No. 38.2 по стандарту VDI 3323, к которой принадлежит
обрабатываемый материал с указанной твёрдостью, базовая скорость резания равна
50 м/мин (таблица 78), базовая подача - 0.011 мм/зуб (0.13×0.85 в соответствии с таблицей 79 и
замечаниями к ней).
Программируемая подача на зуб fz=0.011×3.5×1= 0.038 (мм/зуб).
Скорость резания для периода стойкости 20 мин. Vc=Vo=50 м/мин
Частота вращения шпинделя 1000×Vo/(π×De)=1000×50/(π ×3.3)=4822 (об/мин).
Программируемая скорость подачи V
F
= 0.038×2×4822=366 (мм/мин).
Интересно отметить, скорость резания, вычисляемая относительно номинального диаметра
фрезы (12 мм), примет следующее значение: VcD =π×12×4822/1000=182 (м/мин)
Намомним ещё раз!
Изучая отчёт об испытании, статью в технической литературе или руководство,
следует обратить внимание на то, как определена скорость резания: по отношению к
эффективному или номинальному диаметрам фрезы!
a
ap
D
Рис. 51
Die and Mold User Guide_7861458.indd 114 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
115
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала**
fzo, мм/зуб, для диаметра D***
1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25
P
1-4 0.008 0.02 0.03 0.04 0.05 0.055 0.062 0.07 0.08 0.09 0.11 0.13
5 0.007 0.018 0.025 0.032 0.038 0.043 0.05 0.06 0.068 0.075 0.085 0.11
6, 7 0.007 0.018 0.02 0.028 0.035 0.04 0.048 0.057 0.062 0.072 0.082 0.09
8, 9 0.007 0.015 0.02 0.025 0.032 0.035 0.038 0.045 0.05 0.06 0.07 0.08
10 0.007 0.013 0.015 0.022 0.027 0.03 0.032 0.038 0.042 0.05 0.06 0.07
11 0.006 0.009 0.01 0.015 0.02 0.025 0.028 0.035 0.038 0.045 0.055 0.06
M
12, 13 0.007 0.013 0.015 0.022 0.027 0.03 0.032 0.038 0.042 0.05 0.06 0.07
K
15-16 0.008 0.021 0.031 0.042 0.052 0.058 0.065 0.073 0.085 0.095 0.117 0.137
17-18 0.007 0.021 0.031 0.042 0.052 0.058 0.065 0.073 0.085 0.095 0.117 0.137
H
38.1 0.006 0.007 0.008 0.012 0.017 0.021 0.025 0.027 0.03 0.035 0.04 0.05
38.2 0.005 0.005 0.006 0.007 0.007 0.008 0.009 0.01 0.013 0.015 0.02 0.025
39 0.004 0.004 0.005 0.005 0.006 0.007 0.007 0.008 0.009 0.009 0.01 0.013
Таблица 79. Цельные твёрдосплавные сферические фрезы и сферические сменные
головки МУЛЬТИ-МАСТЕР MM EB...: базовая подача на зуб fzo
* Приведенные в таблице данные характеризуют черновое и получистовое фрезерование
Для чистовых проходов следует уменьшить табличные величины на 10-20%
Указания по выбору марок твёрдого сплава для цельных фрез - см. таблицу 10
** Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*** D -диаметр фрезы (головки), мм
Назначение подач для фрез (головок) диаметром менее 1 мм рассматривается отдельно в руководствах
по миниатюрному инструиенту
Сменные сферические фрезерные головки системы МУЛЬТИ-МАСТЕР
Линия МУЛЬТИ-МАСТЕР предлагает потребителю широкий спектр сферических фрезерных
головок с разными размерами, профилем и точностью. В комбинации с хвостовиками,
удлинителями и переходниками головки позволяют создавать многочисленные конструкции
сборного инструмента, отвечающие потребностям прессоштампового производства.
Как и другие режущие головки МУЛЬТИ-МАСТЕР (90-градусные, тороидальные и т.д.),
сферические головки выпускаются в двух главных конструктивных вариантах: многозубые ММ
ЕВ... и двухзубые "экономичные" ММ НТ... (таблица 80).
Режущая геометрия головок ММ ЕВ... повторяет геометрию цельных твёрдосплавных
фрез. Отличие - длина режущей кромки: у головок она как, правило, меньше. Назначение
параметров режима резания для головок ММ ЕВ... происходит по такой же методике, как и для
монолитных сферических фрез.
Таблица 80 Сферические фрезерные головки линии МУЛЬТИ-МАСТЕР
* Число зубьев
Головка Тип
Режущая
кромка
Режущая
кромка
Передняя
поверхн
Задняя
поверхн.
Z*
Допуск
Ø
Тв. сплав
Ø головки
Осн. виды
обработки
Сферич. Цилиндр. 6 8 10 12 16 20
MM HCR
эконом..
180° есть
прессов.
шлифов.. 2
h9 IC908
широкого
применения
MM HRF
шлифов.
h7 IC903
чистовая и
обработка тв.
сталей
MM HBR
~240° нет h7 IC908
MM EB
шлифов.. 180° есть шлифов.. 2; 4 e8 IC908
широкого
применения
Die and Mold User Guide_7861458.indd 115 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
116
Сферические головки MM H... называют экономичными не по причине меньшей точности.
Более того, прецизионные головки MM HBR... и MM HRF... имеют жёсткий допуск на
наружный диаметр (h7). Просто технология изготовления таких головок, как и других головок
экономичного исполнения линии МУЛЬТИАСТЕР, предусматривает предварительное
получение формы головки путём прессования с последующим спеканием с минимально
необходимым припуском на окончательное шлифование передней и/или задней
поверхностей. Следует отметить также, что прессование позволяет наделить головки
особыми конструктивными свойствами, реализация которых методами шлифования
монолитного стержня затруднительна, причём даже для новейших заточных станков:
например, комбинация отрицательных значений переднего угла вблизи вершины с его
положительными величинами на протяжении большей части сферического учаастка режущей
кромки головки MM HCR..., заметное увеличение сферической кромки грушевидной (более
180° ) головки MM HBR... и др. Зуб прессованной головки очень прочный и выдерживает
значительное нагружение, что исключительно важно при черновом фрезеровании фасонных
поверхностей и обработке материалов с высокой твёрдостью. В то же время угол наклона
зубьев к оси фрезы (угол винтовой канавки) у данных головок значительно меньше, чем у
цельных твёрдосплавных фрез и головок MM EB... .
Для изготовления большинства сферических головок линии МУЛЬТИ-МАСТЕР применяется
твёрдый сплав марки IC908, а головки MM HRF..., предназначенные, в основном, для
высокоточного чистового фрезерования сталей и чугуна высокой твёрдости, выпускаются из
твёрдого сплава IC903.
Таблица 81 содержит усреднённые величины припуска для различных видов обработки
основных групп материалов прессоштампового производства с помощью фрез
МУЛЬТИ-МАСТЕР с головками ММ H... . Базовая скорость резания определяется по таблице
78, а базовая подача на зуб - по таблице 82.
Пример
Технологический процесс изготовления формы для литья под давлением предусматривает
операцию удаления остаточного припуска сборным инструментом МУЛЬТИ-МАСТЕР,
состоящим из хвостовика MM S-B-L125-C16-T06 и закреплённой в нём сферической головки
MM HCR100-2T06 IC908. Материал формы - инструментальная штамповая сталь 4Х5МФС
с твёрдостью на момент операции HRC 40…42. Фрезерование производится проходами
со снятием припуска до 0.2 мм на проход. Система СПИД характеризуется достататочной
жёсткостью. Требуется определить начальные параметры режима резания.
Предположим, что все зубья фрезы участвуют в резании, а эффективный диаметр равен
номинальному диаметру фрезы (10 мм) - худший из возможных случаев. Соответственно,
коэффициент уменьшения стружки KTH=1.
Материал формы принадлежит к группе материалов ИСКАР No. 38.2 по стандарту VDI 3323.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 116 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
117
Таблица 81. Сферические фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР ММ Н...: тип обработки и
усреднённые величины снимаемого припуска
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала* Обрабатываемый материал
Тип обработки
Черновая Получистовая Чистовая
P
1, 2, 4, 6, 10
мягкая сталь
HB<250 0.14×D** 0.08×D 0.02×D
3, 7 HB 250…300 0.12×D 0.06×D 0.015×D
5, 8, 9, 11
сталь средней
твёрдости
HRC 30-37 0.11×D 0.05×D 0.01×D
9-11 HRC 38-44 0.09×D 0.04×D 0.01×D
M
12, 13 мартен. нерж. ст. HB<250 0.11×D 0.05×D 0.01×D
K
15-18 чугун HB< 300 0.17×D 0.08×D 0.03×D
H
38.1
сталь и чугун
высокой
твёрдости***
HRC 45-49 0.09×D 0.04×D 0.01×D
38.2 HRC 50-55 0.06×D 0.04×D 0.01×D
39 HRC 56-63 0.05×D 0.03×D 0.01×D
* Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
** D - диаметр сферической фрезы (сменной головки)
*** Рекомендуемая марка твёрдого сплава головки - IC903
Фрезерование остаточного припуска
Как правило, при проектировании фрезерных операций технологических процессов,
особенно черновых, планируют применение наиболее прочных и жёстких инструментов:
таким образом обеспечивается высокий темп снятия материала. Во многих случаях форма
инструмента и его размеры не позволяют резание на некоторых участках обрабатываемой
заготовки, например, в углах полости штампа или пресс-формы (рис. 52). Сохранившийся
материал, остаток, снимается путём фрезерования остаточного припуска - операцией
технологического процесса, в ходе которой инструмент меньшего диаметра осуществляет
удаление "излишков" материала. Обычно фрезеровние остаточного припуска является
одной из чистовых операций.
Цельные твёрдосплавные сферические фрезы и сферические фрезерные головки
МУЛЬТИ-МАСТЕР являются эффективным инструментом для резания остаточного
припуска.
Рис. 52
r<
D
2
R≥
D
2
D
A
Сохранившийся материал
(остаточный припуск)
Требуемый
профиль детали
Черновая фреза
диаметром D
aR
ax - припуск на чистовое фрезерование
aR - припуск на черновое фрезерование
a
X
A
Die and Mold User Guide_7861458.indd 117 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
118
Таблица 82. Сферические фрезерные головки МУЛЬТИ-МАСТЕР ММ Н...:
базовая подача fzo
* Приведенные в таблице данные характеризуют черновое и получистовое фрезерование
Для чистовых проходов следует уменьшить табличные величины на 10-20%
При черновом фрезеровании с использованием головок MM HBR... табличные значения необходимо
уменьшить на 10%
При фрезеровании стали и чугуна высокой твёрдости рекомендуется применять головки из твёрдого
сплава IC903
** Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
*** D - диаметр сферической фрезы (сменной головки)
Группа по ISO-
DIN/ISO 513
Группа материала**
fzo, мм/зуб, для диаметра D***
8 10 12 16 20
P
1-4 0.08 0.09 0.11 0.12 0.13
5 0.07 0.08 0.1 0.11 0.12
6, 7 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
8, 9 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
10 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
11 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
M
12, 13 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
K
15-16 0.08 0.09 0.1 0.12 0.13
17-18 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12
H
38.1 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
38.2 0.03 0.037 0.045 0.055 0.065
39 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
Сравнение припуска на проход с данными таблицы 81 показывает, что операция относится к
чистовому фрезерованию. Следовательно, базовая скорость резания для периода стойкости
головки 20 мин. составляет 165 м/мин (таблица 78), базовая подача - 0.06 мм/зуб (в таблице
82 приведено значение 0.07 мм/зуб, и его следует уменьшить на 10% в соответствии с
примечанием к таблице).
Частота вращения шпинделя 1000×Vo/(π×De)=1000×165/(π ×10)=5252 (об/мин)
Приограммируемая скорость подачи VF VF= 0.06×2×5252=630 (мм/мин)
Die and Mold User Guide_7861458.indd 118 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
119
3.4. Специальные методы: высокоскоростное фрезерование и
обработка закалённой стали
Термин "высокоскоростная обработка" и его английская аббревиатура "HSM" (High Speed
Machining") часто употребляются в промышленности и, в особенности, в прессоштамповом
производстве. Что же это такое? Почему высокоскоростная обработка так актульна в
современной технологии изготовления штампов и пресс-форм?
К сожалению, единого определения высокоскоростной обработки пока ещё не существует, а
аббревиатура "HSM", такая распространённая в переводной технической литературе может
нести несколько значений:
• High cutting speed machining (обработка с высокой скоростью резания)
• High spindle speed machining (обработка с высокой частотой вращения шпинделя)
• High feed speed machining (обработка с высокой скоростью подачи)
Говоря о высокоскоростной обработке, её часто характеризуют как "...
высокопроизводительный метод современной технологии резания с высокими частотой
вращения шпинделя и скоростью подачи...", обеспечивающий ряд преимуществ. Понятно,
что скорость резания, частота вращения шпинделя и скорость подачи связаны друг с другом.
Увеличивается частота вращения шпинделя - растёт скорость подачи и т.д. Как определить
скорость резания?
В разделе "Цельные твёрдосплавные сферические концевые фрезы" рассматривался
пример фрезерования закалённой стали твёрдостью HRC 55. Пример показывает, что если
действительная скорость резания (по отношению к эффективному диаметру) составила 50
м/мин, то её пересчёт на номинальный диаметр давал уже 182 м/мин. Более показтельным
является обработка сферическими фрезами различного диаметра с глубиной резания 0.1
мм (таблица 83). Таблица совершенно ясно демонстрирует, что при фрезеровании фасонных
поверхностей с малой глубиной резания даже небольшие скорости резания приводят
к существенной частоте вращения шпинделя, что в свою очередь, влечёт значительное
увеличение скорости подачи.
Предположим, что у сферической фрезы диаметром 4 мм, приведенной в таблице 83, два
зуба, и подача на зуб должна быть 0.04 мм/зуб. Тогда скорость подачи становится равной
815 мм/мин, 1222 мм/мин и 1630 мм/мин для скорости резания 40 м/мин, 60 м,мин и 80 м/мин
соответственно!
Малые глубины резания в комбинации со значительной частотой вращения шпинделя
являются характерными атрибутами высокоскоростного фрезерования. Данный же
вид фрезерования, прогрессивный метод механической обработки, требует для своей
реализации особой техники резания и специфических станков, держателей инструмента и
разумеется, самого инструмента, обеспечивающего необходимую стойкость. Применение
высокоскоростного фрезерования может привести к кардинальному сокращению основного
времени.
Стоит, правда, заметить, что высокоскоростная обработка не всегда ведётся с большой
частотой вращения шпинделя, и некоторые высокоскоростные фрезерные операции
оперируют привычными значениями диапазона частот.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 119 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
120
Традиционное резание
Vc r
Vh
Высокоскоростная
обработка
Скорость
резания
T
cr
Tc
Температура
в зоне резания
Критическая точка
Рис. 53
Таблица 83. Сравнительный пример: фрезерование сферическими фрезами различного
диаметра с глубиной резания 0.1 мм
Vc,
м/мин
D, мм
SØ 20 SØ 10 SØ 8 SØ 6 SØ 4 SØ 2
De= 2.8 De= 2 De= 1.77 De= 1.5 De= 1.25 De= 0.87
об/мин Vc
D
об/мин Vc
D
об/мин Vc
D
об/мин Vc
D
об/мин Vc
D
rpm Vc
D
40 4547 286 6366 200 7193 181 8488 160 10186 128 14635 92
60 6820 429 9549 300 10789 271 12732 240 15279 192 21952 138
80 9094 572 12732 400 14386 362 16976 320 20372 256 29270 184
D - номинальный диаметр фрезы
De, мм, - эффективный диаметр фрезы для глубины 0.1 мм
Vc -скорость резания по отношению к эффективному диаметру De
об/мин - частота вращения шпинделя
Vc
D
, м/мин - скорость резания по отношению к номинальному диаметру фрезы D
История: высокоскоростная обработка
В двадцатых-тридцатых годах ХХ века немецкий исследователь доктор-инженер Карл
Саломон провёл серию экспериментов по измерению температуры в зоне резания по
отношению к скорости резания при обработке различных конструкционных материалов.
Графическое представление полученных результатов привело исследователя к
предположению, что температура растёт с увеличением скорости до тех пор, пока
скорость резания не приобретёт некоторое критическое значение, а затем с дальнейшим
ростом скорости температура уменьшается (рис. 53). Следовательно, заключил Саломон,
существует область скоростей, значительно превышающих обычные значения, для которых
температура в зоне резания такая же, как и при общепринятых величинах скорости. По
выдвинутой исследователем гипотезе речь идёт о скоростях, бóльших в 5-10 раз, чем
нормальные.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 120 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
121
Сегодня высокоскоростное резание прочно укоренилось в обработке алюминия в
аэрокосмической и автомобильной отраслях промышленности, а также в изготовлении
штампов и форм. И именно в прессоштамповом производстве высокоскоростное резание
принесло радикальные перемены в технологический процесс.
Традиционный подход к изготовлению штампов и форм предполагает большую долю
резания металла невысокой твёрдости (мягкого металла), потом - термическое упрочнение,
электроэрозионная обработка, чистовое резание закалённого металла (с высокой
твёрдостью), а затем - ручные доводка и полирование. Обработка электрической эрозией и
ручные отделочные операции требуют немалых затрат времени. Воспроизводимость - точность
повторения результирующего профиля - ручными работами оставляет желать лучшего, что
приводит к дополнительным трудностям. Острая конкуренция на рынкее производителей
штампов и пресс-форм диктует изготовителю предельное сокращение цикла изготовления
и всемерное уменьшение ручной отделки. Достижения в области устройств ЧПУ, технологии
всемерное уменьшение, привода, подшипников и других элементов металлорежущих станков,
прогресс в прецизионных держателях инструмента с возможностью их точной балансировки и
конечно же, совершенствование инструментальных материалов и режущей геометрии открыло
перед высокоскоростной обработкой широкую дорогу к прессоштамповому производству.
Новый метод оказался очень успешным. Он изменил представление о технологическом
процессе, позволив сразу начинать обработку закалённых заготовок, значительно снизил
потери, связанные с переустановкой и выверкой деталей, и практически исключил ручную
отделку. Производственный цикл сократился на 40-50%! Поэтому высокоскоростная
обработка в изготовлении штампов и пресс-форм связана прежде всего с высокоскоростным
фрезерованием закалённой стали и особенно, фрезами малого диаметра.
Сталь высокой твёрдости
Стали высокой твёрдости (закалённые стали, твёрдые стали) являются
труднобрабатываемыми сталями. Не так давно твёрдость HRC 45 считалась предельной
для резания, и для более твёрдых материалов рекомендовалось применять абразивную
обработку. Достижения инструментальной промышленности изменили устоявшиеся
понятия о граничных значениях твёрдости. Сегодня, говоря о твёрдых сталях,
обычно подразумевают твёрдость HRC 60 и более. И применительно к таким сталям
высокоскоростная обработка является действенным средством для их эффективного
резания.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 121 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
122
Резание закалённой стали характеризуется интенсивным выделением тепла и часто
сопровождается вибрациями. В результате уменьшается стойкость инструмента, снижаются
точность и устойчивость обработки и т.д., что приводит к проблемам прогнозирования
и планирования операции. Такая неопределённость совершенно неприемлема для
прессоштампового производства, особенно при изготовлении крупногабаритных штампов
и форм, которые требуют длительной механической обработки, измеряемой иногда днями.
Высокоскоростное резание предоставляет хорошие возможности для преодоления указанных
трудностей. Конечно, высокоскоростная обработка - это не только режущий инструмент, но
также и станки особой конструкции, специфические системы управления, инструментальные
наладки и методы их закрепления - только правильная комбинация всех необходимых
составляющих приведёт к успеху.
По существу, высокоскоростная обработка закалённой стали является комплексным
технологическим методом, и все его компоненты от металлорежущего станка до инструмента
- обязательные и одновременно критические звенья всего процесса. Она существенно
отличается от традиционного фрезерования твёрдой стали и высокоскоростного резания
мягкой стали. Поэтому выбор самого подходящего инструмента и назначение начального
режима резания требует более глубокого изучения, и мы рекомендовали бы привлечь к нему
специалиста компании ИСКАР в данной области. В то же время, для первичной оценки и
общей информации по обсуждаемой теме можно воспользоваться таблицей 84, в которой
содержатся усреднённые значения, относящиеся к цельным твёрдосплавным концевым
фрезам и инструментам с фрезерными головками МУЛЬТИ-МАСТЕР диаметром 4...25 мм.
Таблица 84. Усреднённые параметры режима резания при высокоскоростном
фрезеровании стальных заготовок
* Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
D - диаметр фрезы
ae - ширина резания / шаг строчечной подачи
ap - глубина резания / смещение фрезы в осевом направлении после прохода
Vc - скорость резания по отношению к эффективному диаметру De
Твёрдость Средняя Повышенная и высокая
Группа материала* 11 38.1 38.2 39.1 39.2
Твёрдость, HRC 38-44 45-49 50-55 56-60 >60
Черновое
фрезерование
ae (0.40-0.70)D (0.40-0.60)D (0.40-0.60)D (0.35-0.55)D (0.30-0.50)D
ap (0.07-0.15)D (0.06-0.12)D (0.05-0.08)D (0.04-0.07)D (0.03-0.07)D
Vc, м/мин 120-190 100-170 90-150 70-100 60-80
fz, мм/зуб 0.03-0.24 0.03-0.22 0.03-0.2 0.03-0.17 0.02-0.14
Получистовое
фрезерование
ae (0.40-0.70)D (0.40-0.60)D (0.35-0.55)D (0.35-0.45)D (0.30-0.45)D
ap (0.05-0.12)D (0.04-0.09)D (0.03-0.07)D (0.03-0.05)D (0.02-0.05)D
Vc, м/мин 140-200 130-180 120-170 90-150 70-130
fz, мм/зуб 0.03-0.22 0.03-0.2 0.03-0.17 0.03-0.14 0.02-0.12
Чистовое
фрезерование
ae (0.40-0.70)D (0.40-0.55)D (0.35-0.50)D (0.35-0.45)D (0.30-0.40)D
ap (0.04-0.1)D (0.03-0.08)D (0.02-0.06)D 0.1-0.4 мм 0.1-0.3 мм
Vc, м/мин 150-230 180-220 170-190 130-200 110-160
fz, мм/зуб 0.03-0.2 0.03-0.18 0.02-0.15 0.02-0.13 0.015-0.11
Эмпирическое правило
При высокоскоростной обработке закалённой стали начальную подачу на зуб часто
определяют как 0.5-1% диаметра фрезы. Меньшие значения относятся к более твёрдой
стали.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 122 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
123
Стоит проверить!
Расматривая вопросы высокоскоростной обработки, в частности, фрезерования
закалённой стали сферическими фрезами, некоторые источники технической информации,
особенно содержащие рекламные материалы, оперируют не совсем корректными
величинами скорости резания. Следует проверить, как определена скорость: по отношению
к эффективному или номинальному диаметрам фрезы.
Возьми на заметку!
Различные исследования показывают, что при высокоскоростной обработке сферическими
фрезами для обеспечения наименьшей шероховатости поверхности шаг строчечной подачи
(смещение фрезы в боковом направлениии после окончания прохода) должен быть равным
подаче фрезы на оборот.
Пример
Совершенствуя процесс изготовления плиты полости пресс-формы, технолог
инструментального участка планирует организацию высокоскоростного фрезерования на
заключительных стадиях процесса. С этой целью готовится эксперимент по фрезерованию
плиты цельной твёрдосплавной концевой фрезой EC-A4 060-13C06-50 IC903 на недавно
приобретённом высокоскоростном вертикальном обрабатывающем центре. Материал плиты -
легированная инструментальная сталь 95ХГВФ твёрдостью HRC 58...60. Требуется назначить
начальный режим резания.
Имеется достаточно оснований для предположения, что система СПИД обладает
необходимой жёсткостью. Материал плиты характеризуется группой материалов ИСКАР No.
39.1 по стандарту VDI 3323. Принимая в расчёт, что в таблице 84 представлены данные для
фрез 4...25 мм, а диаметр испытываемой фрезы 6 мм, можно установить следующие значения
параметров режима:
Ширина резания = 0.4×6=2.4 мм
Глубина резания= 0.15 мм
Скорость резания = 130 м/мин
Подача = 0.03 мм/зуб
Частота вращения шпинделя = 100130/(π×6)=6896 (об/мин)≈7000 об/мин
Скорость подачи= 0.03×4×7000=840 мм/мин
Замечание
Найденная в примере частота вращения шпинделя лежит в пределах "традиционных"
значений. Но не стоит забывать, что рассматриваемый пример относится к фрезерованию
стали высокой твёрдости, для которой "обычная" скорость резания (и соответственно,
частота вращения шпинделя) в два раза меньше!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 123 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
124
3.5. Специальные методы: фрезерование осевым врезанием
Фрезерование осевым врезанием, называемое также скульптурным фрезерованием, врезным
фрезерованием и даже "плунжерованием", представляет собой высокопроизводительный
метод черновой обработки, при котором вращающаяся фреза движется с подачей вдоль
собственной оси (рис. 54), и подобно сверлению, погружается в материал заготовки. Однако,
несмотря на то, что некоторые работающие по методу осевого врезания фрезы используются
для образования отверстий, их главное назначение - фрезерование выемок, стен и пазов.
Обычно фрезерование осевым врезанием проходит циклически: фреза входит в материал с
подачей вдоль своей оси, возвращается назад, смещается на шаг и повторяет отмеченные
движения. Понятно, что такая техника обработки производит зазубренную поверхность с
выступами, высота которых снижается с уменьшением пошагового смещения, однако как
правило, всё равно требует дополнительного фрезерования поверхности для обеспечения
необходимой точности профиля и шероховатости.
Фрезерование осевым врезанием быстро завоевало популярность среди производителей
штампов и пресс-форм благодаря одному своему важному качеству: обработка с большим
вылетом инструмента не приводит к существенным нагрузкам фрезы в радиальном
направлении. Следовательно, и изгиб фрезы в таком случае будет минимальным. При
фрезеровании же "обычными" методами, когда движение подачи направлено под углом к
оси инструмента, и фреза удаляет материал слой за слоем последовательными проходами,
большой вылет порождает серьёзное увеличение радиальной составляющей силы резания
и изгибающего момента. Во многих случаях фреза не в состоянии выдержать такое
нагружение. Кроме того, значительная часть часть нагрузки передаётся шпинделю станка.
В результате наблюдаются вибрации, шум, изгиб фрезы - факторы, определяющие снижение
точности обработки, повреждение инструмента, его держателя и даже самого станка. В
попытке противостоять им приходится уменьшать значения параметров режима резания и
снижать производительность фрезерной операции.
При фрезеровании осевым врезанием основная составляющая силы резания
действует вдоль оси фрезы - как раз в направлении наибольшей жёсткости станка, что
определяет высокопроизводительную обработку и предельно уменьшает отклонение от
прямолинейности генерируемой стенки в направлении подачи. Фрезы, работающие по
методу осевого врезания, называют врезными или плунжерными (а также и "плунжерами"
в профессиональном жаргоне). В дополнение к способности работать по методу осевого
врезания многие конструкции таких фрез позволяют их применение для торцевого
фрезерования с ограниченной глубиной резания (для обеспечения плоской поверхности
дна полости, например), фрезерования на большом вылете с высокой подачей на зуб,
зенкерования и других операций.
Программа стандартной линии ИСКАРа предусматривает разнообразные семейства врезных
фрез. В таблице 85 представлены общие данные о их наиболее популярных представителях..
Рис. 54
Пошаговое смещение
Возвратное движение фрезы
Осевое врезание
(рабочее движение фрезы)
Die and Mold User Guide_7861458.indd 124 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
125
Семейство Обозначение
Диаметры,
мм
Крепление
пластины
Исполнение фрезы
Резание
центром
Доп. функции
С
хвостовиком
Насадная FLEXFIT*
Торцевое
фрез.-е
С высокой
подачей
Врезание
под углом
TANGPLUNGE
HTP …LN10 25…52
Тангенциальное
A
A
A
Нет
A
HTP …LN16 50…100
Тангенциальное
A A
HELITANG FTP …LN10 50…63
Тангенциальное
A
A A
PLUNGER
PH …-13 40…63
Тангенциальное
A
A
Есть
A
PLX …-12 32…80 Радиальное
A
Таблица 85. Основные семейства врезных фрез компании ИСКАР
* Сменные головки для сборных фрез системы FLEXFIT
Фрезерование осевым врезанием фвляется эффективным и экономичным методом черновой
обработки глубоких полостей, отвесных стен, пазов и фасонных поверхностей. Однако,
правильное определение траектории инструмента и подготовка управляющей программы
имеют ряд специфических особенностей. В этой связи мы рекомендовали бы изучить
соответствующие руководства и инструкции компании ИСКАР или обратиться к местному
представителю компании, занимающимся фрезерованием, для получения консультации в
данном вопросе.
В то же время для лучшего понимания вопроса рассмотрим назначение начальных
параметров режима резания для наиболее популярных врезных фрез HTP …LN семейства
TANGPLUNGE.
Высекать фрезерованием
Возвратно-поступательные движения инструмента при врезном фрезеровании
напоминают работу скарпеля в руках скульптора, обрабатывающего камень на ранних
стадиях ваяния. Скарпель тоже удаляет материал путём последовательного врезания.
Видимо по этой причине врезное фрезерование и называют скульптурными. Часто
скульптурной называют и полученную в результате врезного фрезерования поверхность
(её отличает множество выемок разной глубины), но такое определение не совсем
корректно и относится, пожалуй, больше к области ваяния, чем к обработке металлов
резанием.
Рис. 55
Возможность осевого врезания
Фрезерование осевым врезанием не является исключительной функцией только
врезных фрез. Некоторые другие инструменты (например фрезы МУЛЬТИ-МАСТЕР
с тороидальными головками MM HT) тоже в состоянии реализовать такую технику
обработки. Правда их использование в качестве плунжерных фрез сопряжено с рядом
ограничений и может рассматриваться в качестве дополнительной возможности.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 125 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
126
∆ae
L1
Рис. 56
Начальные скорость резания Vc и подача на зуб fz определяются по формулам (17) и (18):
Vc = Vo x KH x Kt (17)
fz = fzo x KH (18)
Где: Vo – базовая скорость резания для периода стойкости 20 мин.аблица 88),
KH – коэффициент вылета фрезы (таблица 86),
Kt – коэффициент стойкости (таблица 8),
fzo – базовая подача на зуб (таблица 89).
Таблица 86. Коэффициент вылета фрезы для врезных фрез TUNGPLUNGE как функция
отношения вылета инструмента Н к его номинальному диаметру D
H/D до 4 свыше 4 и менее 6 свыше 6 и менее 8 свыше 8 и менее 10
KH 1 0.9 0.8 0.7
Таблица 87. Врезные фрезы TANGPLUNGE HTP...LN: наибольшие пошаговое смещение
L1max и ширина фрезерования ae для номинального диаметра инструмента D* (рис. 56)
ae,
мм
D, мм
HTP… 06 HTP…10 HTP…16
16 20 25 25 32 35 40 42 50 52 50 52 63 66 80 100
L1max, мм
1 7.7 8.7 9.8 9.8 11.1 11.7 12.5 12.8 14 14.3 14 14.3 15.7 16.1 17.8 19.9
2 10.5 12 13.5 13.5 15.4 16.2 17.4 17.8 19.5 20 19.5 20 22 22.6 24.9 28
3 12.4 14.2 16.2 16.2 18.7 19.6 21 21.6 23.8 24.3 23.8 24.3 26.8 27.5 30.4 34.1
4 13.8 16 18.3 18.3 21.2 22.3 24 24.6 27.1 27.7 27.1 27.7 30.7 31.4 34.8 39.1
4.5 14.3 16.7 19.2 19.2 22.2 23.4 25.2 25.9 28.6 29.2 28.6 29.2 32.4 33.2 36.8 41.4
5 17.3 20 20 23.3 24.5 26.5 27.2 30 30.7 30 30.7 34 34.9 38.7 43.6
6 21.3 25 26.4 28.6 29.4 32.5 33.2 32.5 33.2 37 37.9 42.1 47.5
7 22.4 26.4 28 30.3 31.3 34.7 35.5 34.7 35.5 39.6 40.6 45.2 51
7.5 22.9 27.1 28.7 31.2 32.2 35.7 36.5 35.7 36.5 40.8 41.8 46.6 52.6
8 27.7 29.4 32 33 36.7 37.5 36.6 37.5 41.9 43 48 54.3
9 38.5 39.3 43.1 45.3 50.5 57.2
10 40 41 46 47.3 52.9 60
11 41.4 42.5 47.8 49.2 55.1 62.6
12 42.7 43.8 49.5 50.9 57.1 65
13 43.8 45 51 52.5 59 67.3
14 52.4 53.9 60.8 69.4
* Взаимосвязь величин L1max и ае определяется следующим уравнением: L1max = 2×√D× ae -ae²
Die and Mold User Guide_7861458.indd 126 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
127
Таблица 88. Врезные фрезы TANGPLUNGE HTP...LN: базовая скорость резания
Vo, м/мин*
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа
материала**
Vo для марки твёрдого сплава ИСКАР
IC808 IC810 IC830 IC928 IC330 IC328
P
1 190 175 165 155 150 145
2-4 175 155 150 140 135 135
5 155 145 140 135 130 130
6, 7 150 140 135 130 125 120
8, 9 150 140 135 130 125 120
10 140 140 135 130 125 120
11 130 125 125 120 115 110
M
12, 13 145 135 130 125 120
K
15-16 210 230 210 200
17-18 175 180 170 165
H
38.1 105 95 90
* Для периода стойкости 20 мин.
** Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
- Наиболее подходящая марка сплава
Таблица 89. Врезные фрезы TANGPLUNGE HTP...LN: базовая подача на зуб fzo, мм/зуб
* Группа материалов ИСКАР по стандарту VDI 3323
Группа по ISO
DIN/ISO 513
Группа материала*
fzo для марки твёрдого сплава ИСКАР
IC808
IC810
IC830
IC928
IC330
IC328
P
1 0.12 0.13 0.14 0.15
2-4 0.11 0.11 0.12 0.13
5 0.1 0.11 0.12 0.12
6, 7 0.1 0.11 0.12 0.12
8, 9 0.09 0.1 0.11 0.12
10 0.08 0.09 0.1 0.11
11 0.08 0.09 0.1 0.1
M
12, 13 0.08 0.1 0.1
K
15-16 0.13 0.15 0.16
17-18 0.11 0.12 0.13
H
38.1 0.07 0.08
Врезание в ... стружку
При фрезеровании различных полостей и карманов, особенно большой глубины, методом
осевого врезания вопросы стружкоудаления приобретают особую остроту. Станки с
горизонтальным расположением шпинделя главного движения обладают в этом случае
лучшими условиями для организации удаления стружки, у станков с вертикальным
шпинделем положение несколько хуже. Для станков с вертикальным шпинделем
очень важно построить траекторию инструмента так, чтобы стружка не создавала
дополнительные препятствия фрезе: желательно скопление стружки в местах, свободных
от движений фрезы, следует избегать дополнительного сжатия стружки и её вторичного
резания - указанные факторы представляют серьёзные проблемы и могут привести к
существенной потере стойкости фрезы.
Возьми на заметку!
Фрезерование осевым врезанием может служить хорошим решением для обработки
заготовок на станках с ограниченной мощностью главного привода.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 127 5/15/11 2:53 PM
Фрезы
128
Во врезных фрезах НТР используются пластины следующих двух типов: HTP LNHT
ER широкого применения и HTP LNHT…ETR, рекомендуемые для заготовок из
труднообрабатываемых и закалённых сталей, а также для резания в тяжёлых режимах.
Пример
При проектировании технологии изготовления полости формы на недавно приобретённом
станке принято решение применить осевое врезание насадной фрезой HTP D040-4-16-R-
LN10 с закреплёнными в ней пластинами HTP LNHT 1006 ER IC830. Материал заготовки
- легированная инструментальная сталь 4ХС твёрдостью HRC 30…35. Для обеспечения
глубины врезания 100 мм фрезу будут устанавливать на оправке DIN69871 40 SEMC 16X100,
и вылет инструмента в таком случае составит 140 мм (от базового сечения конического
хвостовика оправки).
Ширина фрезерования составляет 5 мм, пошаговое смещение - 20 мм.
Требуется произвести оценку начальных параметров режима резания для периода стойкости
60 мин.
Указанная сталь принадлежит к группе материалов ИСКАР No. 9 по стандарту VDI 3323.
Базовая скорость резания Vo = 135 м/мин (таблица 88).
Базовая подача fzo = 0.11 мм/зуб (таблица 89).
Отношение вылета фрезы к её диаметру 140/40 меньше 4, следовательно, коэффициент КН=1
(таблица 86).
Таким образом:
- начальная скорость резания для периода стойкости 60 мин. (Kt=0.8, таблица 8) Vc =
135×1×0.8=108 (м/мин) (округляя, можно принять 110 м/мин),
- начальная подача fz=0.11×1=011 (мм/зуб).
Частота вращения шпинделя = 100108/(π×40)≈860 (об/мин)
Скорость подачи = 0.11×4×860≈378 (мм/мин)
ITA - ваш помощник в подборе наиболее эффективного инструмента
ITA, Iscar Tool Advisor, - это поисковая программная система, которая осуществляет
подбор требуемого инструмента и определение ряда параметров, необходимых для
проектирования технологического процесса, на действительно ином уровне. Она "думает"
как инженер-технолог и ведёт поиск инструмента с помощью обширной базы знаний,
учитывающий опыт эксплуатации инструмента в различных странах.
Главные три особенности, отличающие её от других поисковых систем в данной области,
следующие:
• Quick Search/Advanced Search Option, режимы быстрого поиска/расширенного поиска.
Используя только три параметра, характеризующих операцию, работа в режиме быстрого
поиска приводит к лучшему выбору принципов и стратегии резания, отдавая предпочтение
достижению наивысшей производительности. Режим расширенного поиска требует
больше входных данных об операции, уменьшает число возможных вариантов и в итоге
предлагает пользователю обоснованное оптимальное решение.
• ITA в состоянии учесть пожелания пользователя по предпочтительному выбору и взять
в расчёт разнообразные индивидуальные ограничения (Shop Preferences and Variables).
Пользователь может оговорить свои предпочтения, например, преимущественный выбор
монолитного инструмента, название линии, семейство и т.п., а также и такие критерии
поиска, как производительность/расходы на инструмент и потребляемая мощность. Поиск
можно организовать по типу обработки, доступной частоте вращения шпинделя, мощности
привода главного движения, общему состоянию станка, жёсткости системы СПИД, вылету
инструмента и многим другим дополнительным характеристикам.
Использование ограничений по тем или иным данным (Variables) делает систему
исключительно удобной для различных специфических случаев и конкретных
предприятий. Создатели системы компании ИСКАР представляют, что производственники
хотели бы эффективно использовать один и тот же инструмент на нескольких операциях, и
предусмотрели это при создании ITA.
• Не только подбор режущего инструмента, но и необходимые технологические данные -
работая в режиме расширенного поиска, пользователь может найти и рекомендации по
параметрам режима резания для своего оборудования и предлагаемую инструментальную
оснастку.
Посетите сайт www. iscar.com/ITA и оцените возможности новой поисковой системы!
Доступны также и версии на CD - обращайтесь к местным представителям компании!
Die and Mold User Guide_7861458.indd 128 5/15/11 2:53 PM
Инструменты для обработки отверстий
129
Рис. 57
Инструменты для обработки отверстий
Говоря о режущем инструменте для производства штампов и прессорм, подразумевают,
как уже неоднократно отмечалось, прежде всего фрезы. Действительно, большинство
операций механической обработки резанием по изготовлению штампов и форм относятся
к фрезерованию, что и делает фрезы столь характерными для отрасли. Однако трудно
представить, что какой-либо технологический процесс прессоштампового производства
обходится без операций обработки отверстий, и в этой связи краткий обзор наиболее
популярных соответствующих инструментов в рамках данного руководства представляется
полезным.
Программа инструмента стандартной поставки компании ИСКАР включает богатое
разнообразие свёрл, развёрток, зенкеров и зенковок, как цельных, так и со сменными
пластинами и сменными режущими головками.
Одним из наиболее эффективных решений для сверления с малой и средней глубинами
является SUMOCHAM - относительно новое семейство свёрл со сменными головками (рис. 57).
Головки выпускаются в четырёх исполнениях режущей геометрии, направленных на обработку
основных типов конструкционных материалов. Путём закрепления головки в стальных
хвостовиках различной длины получаются высокоэффективные свёрла для изготовления
отверстий разной глубины: от полтора диаметра инструмента до восьми диаметров.
Прочная конструкция хвостовика имеет спиральные внутренние каналы для подачи СОЖ,
а форма винтовой стружечной канавки обеспечивает хорошие условия для отвода стружки.
Уникальный принцип крепления позволяет вести обработку на исключительно высоких
режимах.
Семейство свёрл относительно большого диаметра (60 мм и выше) SUMODRILL использует
принцип крепления квадратных сменных пластин в кассетах, которые, в свою очередь,
устанавливаются в корпусе инструмента. Каждое сверло поставляется вместе с комплектом
регулировочных планок для настройки на диаметр внутри указанного диапазона в случае
необходимости (рис. 58).
Свёрла для глубокого сверления со сменными режущими головками CHAMGUN (рис. 59)
обеспечивают высокопроизводительную и точную обработку в сочетании с малой
шероховатостью получаемой поверхности. Существует несколько вариантов конструктивного
исполнения головок по их режущей геометрии, предназначенных для сверления отверстий
в заготовках из разных материалов. Замена головки производится непосредственно на на
закреплённом в шпинделе сверле.
По сравнению с традиционными развёртками семейство высокоскоростных инструментов
со сменными твёрдосплавными головками BAYO T-REAM позволяет значительно увеличить
производительность развёртывания. Развёртки этого типа отличаются своеобразным
байонетным механизмом надёжного закрепления головки в корпусе и её быстрой смены и
направлены на обеспечение точности отверстия по Н7. Внутренние каналы, предусмотренные
в конструкции, служат для подвода СОЖ прямо к режущим кромкам.
В таблице 90 собраны общие данные, характеризующие наиболее распространённые свёрла.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 129 5/15/11 2:53 PM
Инструменты для обработки отверстий
130
Рис. 58
Комплект
регулировочных
планок
Зажимной винт и шайба
для крепления кассеты
с пластинами в корпусе
Корпус сверла
Внутренняя кассета
с пластинами
Винт крепления
регулировочной планки
к кассете
Наружная кассета с
пластинами
Регулировочная планка
Рис. 59
Модульный принцип конструирования и многофункциональность
Подобно уже рассмотренным линиям фрез, принцип, когда в одном корпусе можно
закреплять головки разной режущей геометрии и наоборот, когда одна и та же сменная
головка пригодна для установки в различных корпусах, широко распространён в
конструкциях интструментов для обработки отверстий. Многофункциональные и
надёжные в эксплуатации свёрла и развёртки со сменными режущими головками
SUMOCHAM, CHAMGUN и BAYO T-REAM спроектированы как раз в соответствии с таким
принципом. Они не требуют дополнительного времени на поднастройку инструмента при
замене головки и предоставляют прессоштамповому производству эффективное решение
для увеличения производительности металлообработки и повышения рентабельности
предприятия.
Семейство Обозначение Тип Диаметр, мм
Наиб. глубина
сверления
Примечания
SOLIDDRILL
SCD…
Цельные твёрдосплавные
0.8…20 5×D*
двухзубая3…10 8×D
5…10 20×D
SCCD… 3…20 5×D трёхзубая
SUMOCHAM DCN… Со сменными головками 6…25.9 12×D
DR-TWIST DR… Со сменными пластинами 12…60 5×D
ISCAR DR-DH DR-DH… Со сменными пластинами 25.4…69.5 св. 5×D
SUMODRILL DR…CA-N Со сменными пластинами в кассетах 61…80 ~2.5×D с диам. настройкой
CHAMGUN STGT Со сменными головками 10…16
глубокое сверление
Таблица 90. Популярные семейства свёрл производства ИСКАР
* D - номинальный диаметр сверла
Die and Mold User Guide_7861458.indd 130 5/15/11 2:53 PM
131
3P (3): Productivity, Performance, and Profitability - Производительность,
Показатели предприятия, Прибыльность
Символ "3P" на упаковке многих изделий компании ИСКАР - не только отличительная
особенность новейшей продукции, но и отражение трёх основных принципов, "трёх китов"
подхода компании к задачам режущего инструмента по отношению к потребителю. Через
прогрессивный инструмент к увеличению производительности операций резания для
улучшения показателей предприятия и повышения прибыльности - это и есть дорога к
настоящему взаимовыгодному сотрудничеству и действительному партнёрству между
компанией ИСКАР и её заказчиками.
В заключение
Авторы руководства полны надежды, что оно предоставит сжатую, но действительно
необходимую информацию, позволяющую подобрать наиболее подходящий инструмент и
назначить для него начальные параметры режима резания.
Данное руководство призвано служить практическим дополнением к каталогам и другим
техническим материалам компании ИСКАР, и авторы будут искренне рады, если оно
окажется действенным в решении различных производственных задач.
Выступая в качестве краткого справочника, руководство лишь затрагивает некоторые темы,
связанные с режущим инструментом в прессоштамповом производстве. Поэтому авторы
рассчитывают на отзывы и предложения читателей. Оказалось ли руководство полезным?
Что следовало бы добавить? Сократить? Каков Ваш личный опыт, читатель, в работе
инструментом компании ИСКАР при изготовлении штампов и пресс-форм?
Авторы будут ждать замечаний и предложений по улучшению руководства и в сотрудничестве
с Вами, читатель, сделают его более совершенным и более эффективным.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 131 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
132
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Скорость подачи
Подача на зуб
Подача на оборот
Скорость снятия материала
Машинное время
Удельная сила резания
Средняя толщина стружки при
фрезеровании уступа для b/D≤0.1
Средняя толщина стружки при
фрезеровании уступа для b/D>0.1
Мощность резания
Оценка мощности холостого хода двигателя Pm
Мощность холостого хода Pm обычно составляет 7-12% общей потребляемой мощности. Для
предварительной оценки можно использовать данные таблицы ниже.
Общая мощность (кВт) Мощность хол. хода (кВт)
5.5 0.4
7.5 0.4-0.6
11.0 1.0
15.0 1.5
18.0 2.2
22.0 2.5
P = Pc + Pm
P - общая потребляемая мощность
Pc - мощность резания
P
m - мощность холостого хода
κ
ap
fz
D
Vf
n
f
z
b
hm
N
V
f
Формулы для расчёта
Vc =
π
*
D
*
N
[м/мин]
1000
N =
Vc
*
1000
[об/мин]
π
*
D
V
F
= f
z
*
Z
*
N [мм/мин]
f
z
=
V
F
[мм/зуб]
N
*
Z
f
N
= fz
*
Z [мм/об]
Q =
a
p
*
b
*
V
f
[см
3
/мин]
1000
Th =
L
w
[мин]
V
f
K
c
=
K
c1
*
h
m
-mc
h
m
f
z
*
B
[мм]
D
hm =
( sink
*
180
*
b
*
f
Z
)
[мм]
π
*
D
*
arcsin (
b/D)
P =
( a
p
*
b
*
V
f
*
k
c
)
[кВт]
6
*
10
7
*
h
V
c
[м/мин] Скорость резания
D [мм] Диаметр фрезы
N [об/мин] Частота вращения шпинделя
V
F
[мм/мин] Скорость подачи
f
z
[мм/зуб] Подача на зуб
Ze Число эффективных зубьев
f
N
[мм/об] Подача на оборот
Q [см
3
/мин] Скорость снятия материала
a
p
[мм] Глубина резания
b [мм] Ширина резания
T
h
[мин] Машинное время
L
w
[мм] Длина фрезерования
K
c
[Н∙мм
2
] Удельная сила резания
K
c1
(1)
[Н∙мм
2
] Удельная сила резания при
снятии 1 мм
2
материала
H
m
[мм] Средняя толщина стружки
m
c
(1)
Показатель степени для
толщины стружки
k [º] Угол фрезы в плане
P [кВт] Мощность резания
h К.п.д. станка
Die and Mold User Guide_7861458.indd 132 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
133
l
d
l
d
d
l
l
l
Гладкий
цилиндрический
Цилиндрический
с лысками (Weldon)
Комбинированный
(Clarkson)
Конус Морзе
Bridgeport
Диаметр
хвостовика (d)
10
16
20
25
32
40
12
16
20
25
32
40
50
16
20
25
32
40
CM 2
CM 3
CM 4
Рекомендуемая
минимальная
величина l
1.5xd
1.5xd
1.5xd
1.5xd
1.5xd
1.5xd
45
48
50
56
60
70
80
39
53
54
75
64.0
81.0
102.5
101.6
Типы хвостовиков концевых фрез
Die and Mold User Guide_7861458.indd 133 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
134
d
a
E
b
d
1
d
a
E
b
d
1
a
d
b
E
b
E
a
d
d
1
Тип A
Тип B
Тип C
Тип D
16
22
27
19
20
23
13.5
18
38
8.4
10.4
12.4
5.6
6.5
7.0
22
27
32
40
20
25
25
33
31
38
46
56
10.9
12.4
14.4
16.4
6.5
7.0
8.0
9.0
d E d
1
a b
40
60
60
d
33
38
38
E
65
d
1
66.7
101.6
177.8
d
3
16.4
25.7
25.7
a
9.0
14.0
14.0
b
Типы посадочных отверстий под оправки у насадных фрез
Die and Mold User Guide_7861458.indd 134 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
135
В соответствии с DIN/ISO 513 и VDI 3323
Сталь Нерж.. сталь Чугун
Закалённая стальТитан и титановые сплавыНеметаллич. материалы
ГРУППЫ МАТЕРИАЛОВ ИСКАР
ISO Материал Состояние
Прочность
на разрыв
[Н/мм
2
]
Kc (1)
[Н/мм
2
] m
c
(2)
Твёрдость
HB
Группа
материала
P
Углерод.. сталь,
стальное литьё,
автоматная сталь
< 0.25 %C Отпущенная 420 1350 0.21 125 1
>= 0.25 %C Отпущенная 650 1500 0.22 190 2
< 0.55 %C Закалённая и отпущенная 850 1675 0.24 250 3
>= 0.55 %C Отпущенная 750 1700 0.24 220 4
Закалённая и отпущенная 1000 1900 0.24 300 5
Низколегированные сталь
и стальное литьё (содержание
легирующих элементов менее
5%)
Отпущенная 600 1775 0.24 200 6
930 1675 0.24 275 7
Закалённая и отпущенная 1000 1725 0.24 300 8
1200 1800 0.24 350 9
Высоколегир. сталь, стальное
литьё и инструментальная сталь
Отпущенная 680 2450 0.23 200 10
Закалённая и отпущенная 1100 2500 0.23 325 11
M
Нержавеющая сталь
Ферритная/мартенситная 680 1875 0.21 200 12
Мартенситная 820 1875 0.21 240 13
Аустенитная 600 2150 0.20 180 14
K
Серый чугун
Ферритный/перлитный 1150 0.20 180 15
Перлитный 1350 0.28 260 16
Высокопрочный чугун
Ферритный 1225 0.25 160 17
Перлитный 1350 0.28 250 18
Ковкий чугун
Ферритный 1225 0.25 130 19
Перлитный 1420 0.3 230 20
N
Деформируемые
алюминиевые сплавы
Неупрочнённые 700 0.25 60 21
Упрочнённые 800 0.25 100 22
Литейные
алюминиевые
сплавы
<=12% Si Неупрочнённые 700 0.25 75 23
Упрочнённые 700 0.25 90 24
>12% Si Жаропрочные 750 0.25 130 25
Медные сплавы
>1% Pb Свинцовая бронза 700 0.27 110 26
Латунь 700 0.27 90 27
Электролитическая медь 700 0.27 100 28
Неметаллические
материалы
Дюропласт, волокниты 29
Твёрдая резина 30
S
Жаропрочные
сплавы
Fe-основа
Отожжённые 2600 0.24 200 31
Упрочнённые 3100 0.24 280 32
Ni или Co
основа
Отожжённые 3300 0.24 250 33
Упрочнённые 3300 0.24 350 34
Литьё 3300 0.24 320 35
Титан и титановые
сплавы
1700 0.23 36
Альфа+бета структур.сплавы 2110 0.22 37
H
Закалённая сталь
4600 55 HRС 38
4700 60 HRС 39
Отбеленный чугун 4600 400 40
Чугун со спец. свойствами Закалённый 4500 55 HRС 41
(1)
Удельная сила резания при снятии стружки материала сечением 1 мм
2
(2)
Показатель степени для толщины стружки.
Die and Mold User Guide_7861458.indd 135 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
136
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
1 A 366 (1012) 0.0030 C10 040 A 10 AF 34 C 10
1008 045 M 10 XC 10
1449 10 CS
1 1.0028 Ust 34-2 (S250G1T) A 34-2
1
1.0034 RSt 34-2 (S250G2T) 1449 34/20 HR,
HS,CR,CS A 34-2 NE
1
1.0035 St185 (Fe 310-0) Fe 310-0 A 33
St 33 1449 15 HR,HS
1
A 570 Gr. 33,36 1.0036 S235JRG1 (Fe 360 B) Fe 360 B
Ust 37-2 4360-40 B
1
1.0037 S235JR (Fe 360 B) Fe 360 B
St 37-2 4360-40 B E 24-2
1
1115 1.0038 GS-CK16 030A04 1A
1
A 570 Gr. 40 1.0044 S275JR (Fe 430 B) Fe 430 B FN
St44-2 1449 43/25 HR, HS
4360-43 B E 28-2
1
1.0045 S355JR 4360-50 B E 36-2
1
A 570 Gr.50 1.0050 E295 (Fe 490-2) Fe 490-2 FN
A572 Gr.50 St 50-2 4360-50 B A 50-2
1
A 572 Gr.
65
1.0060 E335 (Fe 590-2) Fe 60-2
St 60-2 4360-55 E; 55 C A 60-2
1
1.0060 St60-2
1
1.0070 E360 (Fe 690-2) Fe 690-2 FN
A 70-2
St 70-2
1 1.0112 P235S 1501-164-360B LT20 A37AP
1
1.0114 S235JU;St 37-3 U 4360-40C E 24-3
1
A 284 Gr.D 1.0116 S235J2G3 (Fe 360 D 1) Fe 360 D1 FF E 24-3
A 573 Gr.58
St 37-3 1449 37/23 CR
E 24-4
A 570 Gr 36;C
4360-40 D
A 611 Gr.
C
1 1.0130 P265S 1501-164-400B LT 20 A 42 AP
1
1.0143 S275J0; St 44-3 U 4360-43C E 28-3
1
A 573 Gr.
70
1.0144 S275J2G3 (Fe 430 D 1) Fe 430 D1 FF
E 28-3
A 611 Gr.D
St 44-3 4360-43 C; 43 D E 28-4
1
1.0149 S275JOH; RoSt 44-2 4360-43C
1
1.0226 DX51D;
St 02 Z
Z2 GC
1
M 1010 1.0301 C10 040 A 10 AF 34 C 10
045 M 10 XC 10
1449 10 CS
1 A 621 (1008) 1.0330 DC 01 1449 4 CR
St 2; St 12 1449 3 CS TC
1
A 619 (1008) 1.0333 Ust 3 (DC03G1) 1449 2 CR;3 CR E
Ust 13
1 A 621 (1008) 1.0334 UStW 23 (DD12G1) S C
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Группа
материала
Die and Mold User Guide_7861458.indd 136 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
137
SS UNI UNE JIS ГОСТ
C 10 F.1511 S 10C 10
1 C 10 F.151.A
Fe 330,F
e 330 B FU
SS 330
Fe 330 B FN Ст2сп
1300 Fe 320 Fe 310-0 Ст0
1311 FE37BFU AE 235 B 16Д, 18кп
1312 Fe 360 B Ст3кп
1311 Fe 360 B AE 235 B STKM 12 A;C
1449 37/23 HR Fe 360 B
1325
1412 Fe 430 B AE 275 B SM 400 A;B;C Ст3пс, Ст3сп
Fe 430 B FN Fe 430 B FN
2172 Fe 510 B AE 355 B
1550 Fe 490 a 490-2 SS 490 Ст5пс, Ст5сп
2172 Fe 490-2 FN
1650 Fe 60-2 A 590-2 SM 570 Ст6пс, Ст6сп
Fe 590 Fe 590-2 FN
FE60-2
1655 Fe 70-2 A 690-2
Fe 690 Fe 690-2 FN
Fe 360 C AE 235 C
Fe 360 C AE 235 C
1312 Fe 360 D1 FF
1313 Fe 360 C FN AE 235 D Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
Fe 360 D FF Fe 360 D1 FF
16Д
Fe 37-2
SPH 265
1414-01 Fe 430 D AE 275 D
1411, 1412 Fe 430 B
, Fe 430 C (FN)
AE 275 D SM 400 A;B;C Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп
1414 Fe 430 D (FF) Fe 430 D1 FF
1412-04 Fe 430 C Fe 430 C
1151 10 FeP 02 G FeP 02 G
C 10 F.1511 S 10C 10
1 C 10 F.151.A
1142 FeP 00 AP 11 SPHD 15кп
FeP 01
FeP 02 AP 02 SPCD
FeP 12 AP 12 SPHE 10кп
Die and Mold User Guide_7861458.indd 137 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
138
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
1 A 622 (1008) 1.0335 DD13; StW 24 1449 1 HR 3 C
1
A 620 (1008) 1.0338 DC04 1449 1 CR;2 CR ES
St4; St 14
1 A 516 Gr.
65; 55
1.0345 P235GH 1501 Gr.
141-360
A 37 CP;AP
A 515 Gr.
65;55
H I 1501 Gr.
161-360; 151-360
A 414 Gr. C 1501 Gr. 161-400; 154-360
A 442 Gr.55 1501 Gr.
164-360; 161-360
1
(M) 1020 1.0402 C22 055 M 15, 070 M 20 2C/2D AF 42 C 20;
M 1023 1499 22 HS, CS XC 25;1 C 22
1
1020 1.0402 C22 050A20 2C/2D CC20
1
1020;1023 1.0402 C22 055 M 15;070 M 20 2C AF 42 C 20;
XC 25;1 C 22
1
1.0425 P265GH H ll 1501 Gr.
161-400;151-400
A 42 CP; AP
1501 Gr. 164-360; 161-400
1501 Gr.
164-400;154-400
1
A27 65-35 1.0443 GS-45 A1 E 23-45 M
1
1.0539 S355NH;StE 335 TSE 355-4
1
1.0545 S355N; StE 355 4360-50E E 355 R
1
1.0546 S355NL;TStE 355 4360-50EE E 355 FP
1
1.0547 S355JOH 4360-50C TSE 355-3
1
1.0549 S355 NLH;TStE 355
1
1.0553 S355JO;St 52-3U 4360-50C E 36-3
1
A 633 Gr.C 1.0562 P355N 1501 Gr.225-490A L
T 20
FeE 355 K
G N
A 588 StE 355 E 355 R/FP;
A 510 AP
1
1.0565 P355NH;
WStE 355
1501-225-490B LT 20 A 510 AP
1
1.0566 P355NL1; TStE 355 1501-225-490A LT 50 A 510 FP
1
1 1.0570 S355J2G3 Fe 510 D1 FF
E 36-3
St 52-3 1449 50/35 HR>HS E 36-4
4360-50 D
1
1213 1.0715 9 SMn 28 (1SMn30) 230 M 07 S 250
1
1213 1.0715 9 SMn 28 230 M 07 S 250
1
12 L 13 1.0718 9 SMnPb 28 S 250 Pb
(11SMnPb30)
1 1108 1.0721 10 S 20 (210 M 15) 10S20
1109 10F 2
1
11 L 08 1.0722 10 SPb 20 10PbF 2
1
11 L 08 1.0722 10 SPb 20 10 PbF 2
1
1215 1.0736 9 SMn 36 11SMn37) S 300
1
12 L 14 1.0737 9 SMnPb 36 S 300 Pb
(11SMnPb37)
1 1.0972 S315MC; QStE 300
TM
1501-40F30 E 315 D
1
1.0976 S355MC; QStE 360
TM
1501-43F35 E 355 D
1
1.0982 S460MC; QStE 460
TM
1501-50F45
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 138 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
139
SS UNI UNE JIS ГОСТ
FeP 13 AP 13 SPHE 08кп
1147 FeP 04 AP 04 SPCE 08Ю, ЮВА
1331 FeE235, F
e 360 1 KW;KG
A 37 RC I SGV 410, SG
V 450
1330 Fe 360 2 KW
;KG
RA II SGV 48, SPV 450;
SPV 480
1450 C 20 1 C 22 F.112 S20C 20
C 21, C 25
1450 C20C21 F.112 S22 C 20
1450 C 20; 1 C 22F.112 S 20 C;S 22 C
C 21;C 25
1431 Fe 410 1 KW
; KG;
A 42 RC I SPV 315; SPV 355 16K
1430 KT Fe 410 2 KW; KG A 42 RC II SG 295; SGV 410 20K
1432 SGV 450;
SGV 480
1305
2134-04 Fe 510 B Fe 355 K
GN
2334-01 FeE 355 K
G
AE 355 KG
2135-01 FeE 355 KT AE 355 KT
2172-04 Fe 510 C Fe 510 C
2135 Fe 510 D FeE 355 KTM
Fe 510 C
2106 FeE 355 K
G;KW
AEE 355 KG;DD SM 490 A;B;C;
YA;YB
15ГФ
2106 FeE 355-2
2107-01 FeE 355-3
2132, 2133 17GS AE 355 D SM 490 A;B;C;YA;YB 17ГС
2134, 17G1S Fe 510, D1 FF
17Г1С
2174
1912 CF SMn 28 F.2111 - 11 SMn 28 SUM 22
1912 CF 9 SMn 28 11 SMn 28 SUM 22
1914 CF 9 SMnPb 28 F.2112-11 SMnPb 28 SUM 22 L
SUM 23 L, SUM 24 L
CF 10 S 20 F.
2121 - 10 S 20
CF 10 SPb 20 F.2122-10 SPb 20
CF 10 SPb 20 10 SPb 20
CF 9 Mn 36 F.2113 - 12 SMn 35 SUM 25
1926 CF 9 SMnPb 36 F.2114- 12 SMnPb 35
2642 FeE 355TM
Die and Mold User Guide_7861458.indd 139 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
140
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
1 1.0984 S500MC; QStE 500 TM E 490 D
1
1.0986 S500MC; QStE 500
TM
1501 - 60F55 E 560 D
1
1010 1.1121 CK 10 040 A 10 XC 10
(C10E)
1 1.1121 St 37-1 4360 40 A
1
1015 1.1141 CK 15 040 A 15 32C XC 12 XC 15
(C15E) 080 M 15 XC 18
1
1020 1.1151 C22E 055 M 15 2 C 22 XC 18
1023 CK 22 (070 M 20) XC 25
1
D 3 1.2080 X 210 Cr 12 BD 3 Z 200 C 12
1
A36 St 44-2 4360 43 A NFA 35-501 E 28
1
StE 320-3Z 1 501 160
1
A572-60 1.8900 StE 380 4360 55 E
2
(M) 1025 1.0406 C 25 070 M 26 1 C 25
2
1.0416 GS-38 20-400 M
2
A 537 CI.1 1.0473 P355GH 19 Mn 6 A 52 CP
A 414 Gr.
G
A 612
2 1035 1.0501 C35 080 A 32, 080 A 35 1 C 35
080 M 36,
AF 55 C 35
1449 40 CS
XC 38
2
1045 1.0503 CF 45 060 A 47 XC 42 H 1 TS
(C45G) 080 M 46
2 1040 1.0511 C40 080 M 40 1 C 40
AF 60 C 40
2
1.0540 C 50
2
A27 70-36 1.0551 GS-52 A2 280-480 M
2
A148 80-40 1.0553 GS-60 A3 320-560 M
2
A738 1.0577 S355J2G4 (Fe 510 D 2) Fe 510 D2 FF
A 52 FP
1501 Gr.224-460
1501 Gr.
224-490
2 1140 1.0726 35 S 20 212 M 36 8M 35MF 6
2
1146 1.0727 45 S 20 (46S20) 45 MF 4
2
1035 1.1157 40Mn4 150 M 36 15 35 M 5
1041 40 M 5
2
1025 1.1158 C25E (070 M 25) 2 C 25
CK 25 XC 25
2
1536 1.1166 34Mn5
2
1330 1.1170 28Mn6 (150 M 28), (150 M 18)
20 M 5, 28 Mn 6
2
1330 1.1170 28 Mn 6 150 M 5 20 M 5
2
1330 1.1170 28Mn6 14A 20M5
2
1.1178 C30E; CK 30 080M30 XC 32
2
1035 1.1180 C35R 080 A 35 3 C 35
Cm 35 XC 32
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 140 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
141
SS UNI UNE JIS ГОСТ
2662 FeE 490 TM
FeE 560
TM
1265 C 10, 2 C 10 F-1510-C 10 K S 9 CK
2 C 15 S 10 C 08;10
1300
1370 C 15 C 16 F.1110-C 15 K S 15 15
F.1511-C 16 K S 15 CK
1450 C 20 C 25 F.1120-C 25 K S 20 C, S 20 CK 20
S 22 C
Х12
1411
1421
2145 FeE390K
G
S25C
C 25 1 C 25
1306
2101 Fe E 355-2 A 52 RC I RA II SGV 410
2102
SGV 450
SGV 480
1572 C 35 F.113 S 35 C 35
1550 1 C 35
1672 C 43 S 45 C 45
C 46
C40 1 C 40 F.114.A
1674 C 50 1 C 50
1505
1606
2107 A 52 RB II
AE 355 D
1957 F.210.G
1973
40Г
C25 F.1120 - C 25 K S 25 C 25
S 28 C
TO
.B
SMn 433 H
C 28 Mn 28 Mn 6 SCMn 1 30Г
C28Mn SCMn1
C 30 2 C 30
1572 F.1135-C 35 K
-1
Die and Mold User Guide_7861458.indd 141 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
142
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
2 1035 1.1181 C35E 080 A 35 2 C 35, XC 32
1038 CK 35 (080 M 36) XC 38 H 1
2
1035 1.1181 C35E 080 A 35 XC 38
CK 35 (080 M 36
2 1042 1.1191 GS- Ck 45 080 A 46 XC 45
2
1049 1.1206 C50E 080 M 50 2 C 50
1050 CK 50
XC 48 H 1;
XC 50 H1
2
1050 1.1213 Cf 53 070 M 55 XC 48 H TS
1055 (C53G)
2 4520 1.5423 22Mo4 1503-245-420
3
1.0050 St50-2
3
A 516 Gr.70 1.0481 P295GH 1501 Gr.
224
a 48 Cp;AP
A 515 Gr. 70 17 Mn 4
A 414 Gr.F;
G
3 1043 1.0503 C35 060 A 47 1 C 45
080 M 46 AF 65 C 45
1449 50 HS, CS
3 1074 1.0614 C 76 D; D 75-2 XC 75
3
1086 1.0616 C 86 D; D 85-2 XC 80
3
1095 1.0618 C 92 D;D 95-2 XC 90
3
1036 1.1165 30Mn5 120 M 36 35 M 5
1330 (150 M 28)
3
1335 1.1167 36Mn5 150 M 36 40 M 5
3
1040 1.1186 C40E 060 A 40, 080 A 40 2 C 40
CK 40 080 M 40 XC 42 H 1
3
1045 1.1191 C45E 080 M 46 2 C 45
CK 45 060 A 47 XC 42 H 1
XC 45
XC 48 H 1
3
1049 1.1201 C45R 080 M 46 3 C 45
Cm 45
XC 42 H 1
XC 48 H 1
3
1.7242 18 CrMo 4
3
A 387 Gr.
12 CI
1.7337 16 CrMo 4 4
3
A 387 Gr.
12 CI.
1.7337 16 CrMo 4 4
3
1.7362 12 CrMo 19 5 3606-625 Z 10 CD 5.05
3
A572-60 17 MnV 6 436055 E NFA 35-501 E 36
4
1055 1.0535 C55 070 M 55 1 C 55
AF 70 C 55
4
1060 1.0601 C60 060 A 62 43D 1 C 60
1449 HS,CS
AF 70 C 55
4
107 1.0603 C67 080 A 67
1449 70 HS XC 65
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 142 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
143
SS UNI UNE JIS ГОСТ
1550 C 35 F.1130-C 35 K S 35 C 35
1572
1572 C36 S35C
1660 C45 F-1140 45
1674 C 50 50
1674 C 53 S 50 C 50
16 Mo 5 KG;
KW
F.2602- 16 Mo 5 SB 450 M; SB 480 M
FE50
Fe 510 K
G;KT;KW
A 47 RC I RA II SG 365, SGV 410 14Г2
Fe 510-2 K
G;KT;KW
SGV 450
FeE 295 SGV 480
1672 C 45 F.114 S 45 C 45
1650 1 C 45
75
C 85 85
F.8211-30 Mn 5 SMn 433 H 27ХГС
Л
f.8311-AM 30 Mn 5 SCMn 2 30ГС
Л
2120 F.
1203-36 Mn 6
ssmN 438 (H) 35Г2
F. 8212-36 Mn 5 SCMn 3 35ГЛ
C 40 S 40 C 40
1672 C 45 F.1140-C 45 K S 45 C 45
C 46 F.1142-C48 K S 48 C
1660 C 45 F.1145-C 45K
-1
S 50 C
F.1147C 48 K
-1
18 CrMo 4
A 18 CrMo 4 5 KW 15ХМ
A 18 CrMo 4 5 KW
16 CrMo 20 5
2142
1655 C 55
S 55 C 55
1 C 55
C 60
1 C 60 S 58 C 60, 60Г
C 67
Die and Mold User Guide_7861458.indd 143 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
144
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
4 1074 1.0605 C75 1449 80 HS
1075
4
1055 1.1203 C55E 060 A 57 2 C 55
CK 55 070 M 55 XC 55 H 1
4
1055 1.1209 C55R 070 M 55
3 C 55
Cm 55 XC 55 H 1
4
1060 1.1221 C60E 060 A 62 43D 2 C 60
1064 CK 60 XC 60 H 1
4
1070 1.1231 Ck 67 060 A 67 XC 68
(C67E)
4 1074 1.1248 CK 75
1075
(C75E) 060 A 78 XC 75
1078
4 1086 1.1269 CK 85 (C85E) XC 90
4
1095 1.1274 Ck 101 (C101E) XC 100
4
W 112 1.1663 C 125 W Y2 120
4
5
1.0070 St70-2
5
1.7238 49 CrMo 4
5
1.7701 51 CrMoV 4
6
A573-81 65 1.0116 St 37-3 4360 40 B E 24-U
6
A515 65 1.0345 H1 1 501 161 A 37 CP
6
5120 1.0841 St 52-3 150 M 19 20 MC 5
6
9255 1.0904 55 Si 7 250A53 45 55S7
6
9254 1.0904 55 Si 7 250 A 53 55 S 7
6
9262 1.0961 60SiCr7 60SC6
6
L3 1.2067 100Cr6 BL3 Y100C6
6
L1 1.2108 90 CrSi 5
6
L2 1.2210 115CrV3 100C3
6
1.2241 51CrV4
6
1.2311 40 CrMnMo 7
6
4135 1.2330 35 CrMo 4 708 A 37 34 CD 4
6
1.2419 105WCr6 105WC13
6
0 1 1.2510 100 MnCrW 4 BO1 8 MO 8
6
S1 1.2542 45 WCrV7 BS1
6
S1 1.2550 60WCrV7 55WC20
6
L6 1.2713 55NiCrMoV6 55NCDV7
6
L6 1.2721 50NiCr13 55 NCV 6
6
O2 1.2842 90MnCrV8 BO2 90 MV8
6
E 50100 1.3501 100 Cr 2
6
52100 1.3505 100Cr6 2 S 135 31 100 C 6
535 A 99
6 1.5024 46Si7 45 S 7;
Y 46
7;46 SI 7
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 144 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
145
SS UNI UNE JIS ГОСТ
C 75 75
1655 C 55 F.1150-C 55 K S 55 C 55
C 55 F.1155-C 55K
-1
1665 C 60 S 58 C 60
1678
60Г, 60ГА
1770 C70 65ГА
68ГА , 70
774 C 75 , 75А)
C 90 , 85А
1870 C 100 F-5117 SUP 4
2223
FE70-2
51 CrMoV 4
1312 Fe37-3
1330
2172 Fe 52 F-431
2085 55Si8 56Si7
2090
60SiCr8 60SiCr8
100Cr6 Х
2092 105WCR 5
107CrV3KU
35 cRmO 8 KU
2234 35CrMo4 34CrMo4 SCM435TK
2140 10WCr6 105WCr5 ChWG
2140 10WCr6 105WCr5 SKS31 95ХГВФ
2710 45 WCrV8 KU 45WCrSi8 5ХНМ
2710 58WCr9KU
F.520.S SKT4 5ChNM
2550 f-528
2258 100Cr6 F.1310 - 100 Cr 6 SUJ2 ШХ15
F.
1451 - 46 SI 7
Die and Mold User Guide_7861458.indd 145 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
146
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
6 9255 1.5025 51Si7 51 S 7
51 Si 7
6
9255 1.5026 55Si7 251 a 58 55 S 7
6
9260 1.5027 60Si7 251 A 60 60 S 7
251 H 60
6 9260 H 1.5028 65Si7 60 S 7
6
1.5120 38 MnSi 4
6
A 204 Gr.A 1.5415 16Mo3 1503-243 B 15 D 3
4017 15 Mo 3
6 4419 1.5419 20Mo4 1503-243-430
6
A 350-LF 5 1.5622 14Ni6 16N6
6
3415 1.5732 1 NiICr10 14 NC 11
6
3310; 3314 1.5752 14NiICr14 655M13 36A 12NC15
6
1.6587 17CrNiMo6 820A16 18NCD6
6
1.6657 14NiCrMo134
6
5015 1.7015 15Cr3 523 M 15 12 C 3
6
5132 1.7033 34Cr4 530A32 18B 32C4
6
5140 1.7035 41Cr4 530M40 18 42C4
6
5140 1.7045 42Cr41 530 A 40 42 C 4 TS
6
5115 1.7131 16MnCr5 527 M 17 16 MC 5
6
1.7139 16MnCr5
6
5155 1.7176 55Cr3 527 A 60 48 55 C 3
6
4135; 4137 1.7220 34CrMo4 708 Aa 37 35 CD 4
6
4142 1.7223 41CrMo4
6
4140 1.7225 42CrMo4 708 M 0 42 CD 4
6
1.7228 55NiCrMoV6G 823M30 33
6
1.7262 15CrMo5 12 CD 4
6
1.7321 20 mOcR 4
6
AS
TM A182 F-12
1.7335 13CrMo4 4 1501-620Gr27
6
A 182-F11;12 1.7335 13 CrMo 4 4 1 501 620 Gr.
27
15 CD 4.5
6
AS
TM A 182 F.22
1.7380 10CrMo9 10 1501-622gR31; 45
6
A182 F-22 1.7380 10 CrMo 9 10 1501-622 12 CD 9.10
6
1.7715 14MoV6 3 1503-660-440
6
A355A 1.8509 41CrAlMo 7 905 M 39 41B 40 CAD 6.12
7
A570.36 1.0038 S235JRG2 (Fe 360 B) Fe 360 B FU E 24-2NE
RSt 37-2 1449 27/23 CR
4360-40 B
7 3135 1.5710 36NiCr6 640A35 35NC6
7
1.5755 31 NiCr 14 653 M 31 18 NC 13
7
8620 1.6523 2 NiCrMo2 805M20 362 20 NCD 2
7
8740 1.6546 40 NiCrMo 22 311-T
yre 7
7
4130 1.7218 25CrMo4 CDS 110 25 CD 4
7
1.7733 24 CrMoV 5 5 20 CDV 6
7
1.7755 GS-45 CrMOV 10 4
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 146 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
147
SS UNI UNE JIS ГОСТ
2090 48 Si 7 F.1450-50 Si 7
50 Si 7
2085 2090 55 Si 7 F.1440 - 56 Si 7 55С2
60 Si 7 F.
1441 - 60 Si 7
60С2
50 P 7 SUP 6
2912 16Mo3(KG;KW) F.
2601 - 16 Mo 3
-2512 G 20 Mo 5 G 22 Mo5 SCPH 11
14 Ni 6 KG;KT
F.2641 - 15 Ni 6
16NiCr11 15NiCr11 SNC415(H)
SNC815(H)
14NiCrMo13
14NiCrMo131
SCr415(H) 15Х
34Cr4(KB) 35Cr4 SCr430(H) 35Х
41Cr4 42Cr4 SCr440(H)
2245 41Cr4 42Cr4 SCr440
2511 16MnCr5 16MnCr5
2127
2253 SUP9(A) 50ХГА
2234 35ХМ
41CrMo4 42CrMo4 SNB 22-1 40ХФА
2244
2512 653M31
2216 12CrMo4
2625
14CrMo4 5 14CrMo45
2216 12CrMo4 SCM415(H)
12ХМ; 15ХМ
2218 12CrMo9,10 TU.H
13MoCrV6
2940 41CrAlMo7 41CrAlMo7
1312 Fe 360 B FN AE 235 B FN;FU
Fe 360 B FN;
FU
Ст3пс, Ст3сп
2506 20NiCrMo2 20NiCrMo2 SNCM220(H) 20ХГНМ
40NiCrMo2(KB) 40NiCrMo2 SNCM240 38ХГНМ
2225 25CrMo4(KB) 55Cr3 SCM420/430
20ХМ, 30ХМ
21 CrMoV 5 11
Die and Mold User Guide_7861458.indd 147 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
148
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
7 1.8070 21 CrMoV 5 11
8
4142 1.2332 47 CrMo 4 708 M 40 19A 42 CD 4
8
A128 (A) 1.3401 G-X120 Mn 12 Z 120 M 12
8
3435 1.5736 36 NiCr 10 30 NC 11
8
9840 1.6511 36CrNiMo4 816M40 110 40NCD3
8
4340 1.6582 35CrNiM 6 817 M 40 24 35 NCD 6
8
1.7361 32 CeMo12 722 M 24 40B 30 CD 12
8
6150 1.8159 50 CrV 4 735 A 50 47 50CrV4
8
1.8161 58 CrV 4
8
1.8515 32 CrMo 12 722 M 24 40B 30 CD 12
8
1.8523 39CrMoV13 9 897M39 40C
9
1.4882 X 50 CrMnNiNbN 21 9 Z 50 CMNNb
21.09
9
3135 1.5710 36NiCr6 640A35 111A 35NC6
9
1.5864 35 niCr 18
9
31 NiCrMo 13 4 830 m 31
10
A573-81 1.0144 ST 44-3 4360 43 C E 28-3
10
A 619 1.0347 DCO3 1449 3 CR
E
RSt;RRSt 13 1449 2 CR
10 M 1015 1.0401 C15 080 M 15 AF 37 C12
M 1016
080 M 15 XC 18
M 1017 1449 17 CS
10
1.0570 ST 52-3 4360 50 B E 36-3
10
12L13 1.0718 9SMnPb28 S250Pb
10
(12L13) 1.0718 9 SMnPb 28 S 250 Pb
10
1.0723 15 S22 210 A 15
15 S 20 210 M 15
10
1.2083
10
H 11 1.2343 x 38 CrMoV 5 1 BH 11 Z 38 CDV 5
10
H 13 1.2344 X 40 CrMoV 5 1 BH 13 Z 40 CDV 5
10
A 2 1.2363 X100 CrMoV 5 1 BA 2 Z 100 CDV 5
10
D 2 1.2379 X 155 CrVMo 12 1 BD2 Z 160 CDV 12
10
HNV3 1.2379 X210Cr12G BD2 Z160CDV12
10
D 4 (D 6) 1.2436 X 210 CrW 12 BD6 Z 200 CD 12
10
H 21 1.2581 X 30 WCrV 9 3 BH 21 Z 30 WCV 9
10
1.2601 X 165 CrMoV 12
10
H 12 1.2606 X 37 CrMoW 5 1 BH 12 Z 35 CWD
V 5
10
D3 1.3343 S 6-5-2 BM2 Z200C12
10
N08028 1.4563 Z1NCDU31-27-03
10
ASTM A353 1.5662 X8Ni9 1501-509;510
10
ASM A353 1.5662 X8Ni9 502-650 9 Ni
10
2517 1.5680 12Ni19 12Ni19 Z18N5
10
2515 1.5680 12 Ni 19 Z 18 N 5
11
1.3202 S 12-1-4-5 BT 15
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 148 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
149
SS UNI UNE JIS ГОСТ
35 NiCr 9
2244 42CrMo4 42CrMo4 SCM (440)
2183 GX120Mn12 F.
8251-AM-X120Mn12
SCMnH 1, SCMn H 11 110Г13Л
36nIcRmO4(KB) 35NiCrMo4 SUP10
40ХН2МА
2541 35NiCrMo6(KB) SNCM 447
38Х2Н2МА
2240 30CrMo12 F.124.A
2230 50CrV4 51CrV4 50ХГФА
2240 32CrMo12 F.124.A
36CrMoV12
SNC236
2534 f-1270
1412 SM 400A;B;C
Ст4кп, Ст4пс,
Ст4сп
Fep 02 AP 02 08Ю
1350 C15
C16 F.111 S 15 C
1 C 15
2132 Fe52BFN/Fe52CFN SM490A;B;C;YA;YB 17Г5
1914 CF9SMnPb28 11SMnPb28
1914 CF 9 SMnPb 28 11 SMnPb 28 12 L 13
1922 F.210.F SUM 32
2314
X 37 CrMoV 5 1 KU 4Х5МФС
2242 X40CrMoV511KU F-5318 SKD61 4Х5МФ1С
2260 X100CrMoV51KU F-5227 SKD12 95Х5ГМ
2310 X165CrMoW12KU X160CrMoW12KU Х12ВМФ
2736
2312 X215CrW 12 1 KU F-5213
X30WCrV 9 3 KU F-526 SKD5 3Х2В8Ф
2310
X 35 CrMoW 05 KU F.537 5ХНМ
2715 X210Cr13KU X210Cr12 SUH3 Х12
2584
14 Ni 6 KG;KT XBNiO9
X10Ni9 F-2645 SL9N60(53)
HS 12-1-5-5 12-1-5-5
Die and Mold User Guide_7861458.indd 149 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
150
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
11 1.3207 S 10-4-3-10 BT42 Z130WKCDV
11
T 15 1.3243 S 6-5-2-5 KC
V
06-05-05-04-02
11
1.3246 S 7-4-2-5 Z110 WK
CDV
07-05-04
11
1.3247 S 2-10-1-8 BM 42 Z110 DKCWV
09-08-04
11
M 42 1.3249 S 2-9-2-8 BM 34
11
T 4 1.3255 S 18-1-2-5 BT 4 Z 80 WKCV
18-05-04-0
11
M 2 1.3343 S6-5-2 BM2 Z 85 WDC
V
11
M 7 1.3348 S2-9-2 Z 100 DCWV
09-04-02-
11
T 1 1.3355 S 18-0-1 BT 1 Z 80 WCV 18-4-01
11
630 1.4548 Z7CNU17-04
11
HNV 3 1.4718 X45CrSi 9 3 401S45 52 Z45CS9
11
422 1.4935 x20 CrMoWV 12 1
12
403 1.4000 X6Cr13 403 S 17 Z 6 C 13
12
1.4001 X6Cr14
12
(410S) 1.4001 X7 Cr 13 (403 S 7) Z 8 C 13
12
405 1.4002 X6CrA12 405S17 Z8CA12
12
405 1.4002 X6 CrAl 13 405 S 17 Z6CA13
12
416 1.4005 X12CrS 13 416 S 21 Z11 CF 13
12
410; C
A-15
1.4006 (G-)X10 Cr 13 410S21 56A Z10 C 13
12
430 1.4016 X8Cr17 Z8C17 430S15
12
430 1.4016 X6 Cr 17 430 S 15 60 Z 8 C 17
12
1.4027 G-X20Cr14 420C29 Z20C13M
12
1.4027 G-X 20 Cr 14 420 C 29 Z 20 C 13 M
12
420 1.4028 X30 Cr 13 420 S 45 Z 30 C 13
12
1.4086 G-X120Cr29 452C11
12
430 F 1.4104 X12CrMoS17 420 S 37 Z 10 CF 17
12
440B 1.4112 X90 CrMoV 18
12
434 1.4113 X6CrMo 17 434 S 17 Z 8 CD 17.01
12
1.4340 G-X40CrNi27 4
12
S31500 1.4417 X2CrNiM0Si19 5
12
S31500 1.4417 X2 CrNoMoSi 18 5 3
12
1.4418 X4 CrNiMo16 5 Z6CND16-04-01
12
XM 8 1.4510 Z 4 CT 17
430 Ti
439
12 430tI 1.4510 X6 CrTi 17 Z 4 CT 17
12
1.4511 X 6 CrNb 17(X 6 CrNb 17 Z 4 CNb 17
12
409 1.4512 X 6 CrTi 12 LW 19 Z 3 CT 12
(X2CrTi12) 409 S 19
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 150 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
151
SS UNI UNE JIS ГОСТ
2723 HS 6-5-2-5 6-5-2-5 SKH55 Р6М5К5
7-4-2-5 HS 7-4-2-5 M 35
2-10-1-8 HS 2-9-1-8 M 41
2-9-2-8
R6M5
2722 HS 6 5 2 F-5604 SKH 51
2782 HS 2 9 2 F-5607
R18
X45CrSi8 F322 SUH1 40Х9С2
2301 X6Cr13 F.3110 SUS403 08Х13
F8401 08Х13
2301 08Х13
X6CrAI13
2302 X6CrAI13
2380 X12 CrSC13 F-3411 SUS 416
2302 X12Cr13 F.3401 SUS410 12Х13
2320 X8Cr17 F.3113 12Х17
2320 X8Cr17 F3113 SUS430 12Х17
20Х13Л
20Х13Л
2304 20Х13
2383 X10CrS17 F.3117 SUS430F
2325 X8CrMo17 SUS434
2376
2376
2387
X 6 CrTi 17 F.3115 -
X 5 CrTi 17
SUS 430 LX 08Х17Т
08Х17Т
X 6 CrNb 17 F.3122-
X 5 CrNb 17
SUS 430 LK
X 6 CrTi 12 SUH 409
Die and Mold User Guide_7861458.indd 151 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
152
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
12 1.4720 X20CrMo13
12
405 1.4724 X10CrA113 403S17 Z10C13
12
430 1.4742 X10CrA118 439S15 60 Z10CA
S18
12
HNV6 1.4747 X80CrNiSi20 443S65 59 Z80CSN20.02
12
446 1.4749 x18 cRn 28
12
446 1.4762 X10CrA124 Z10CAS24
12
EV 8 1.4871 X 53 CrMnNiN 21 9 349 S 54 Z 52 CMN 21.09
12
302 x12 CrNi 18 9 302 S 31 Z 10 CN 18-09
12
429 X10 CrNi 15
13
420 1.4021 X20Cr13 420S37 Z 20 C 13
13
420 1.4031 X40 Cr 13 Z 40 C 14
13
1.4034 X46Cr13 420 S 45 Z40 C 14
13
431 1.4057 X20CrNi172 431 S 29 57 Z 15 CN 16.02
13
1.4125 X 105 CrMo 17 Z 100 CD 17
13
CA6-NM 1.4313 G-X4 CrNi 13 4 425 C 11 Z 4 CND 13-04 M
13
630 1.4542 X 5 CrNiCuNb 17 4
(X5CrNiCuNb 16-4)
13
1.4544 S.
524
S. 526
13
348 1.4546 X5CrNiNb 18-10 347 S 31
2 S.
130
2 S. 143/144/145
S.525/527
13
1.4922 x20cRmV12-1
13
1.4923 X22 CrMoV12 1
14
304 1.4301 X 5 CrNi 18 9 304 S 15 Z 5 CN 18.09
14
303 1.4305 X10 CrNiS 18 9 303 S 21 58M Z 8 CNF 18-09
14
304L 1.4306 X2CrNi18 9 304S12 Z2CrNi18 10
14
304L 1.4306 X2 CrNi 18 10 304 S 11 Z 3 CN 19-11
14
CF-8 1.4308 X6 CrNi 18 9 304 C 15 58E Z 6 CN 18-10 M
14
301 1.4310 X12CrN i17 7 301 S 21 Z 12 CN 17.07
14
304 LN 1.4311 X2 CrNiN 18 10 304 S 62 Z 2 CN18.10
14
1.4312 G-X10CrNi18 8 302C25 Z10CN18.9M
14
305 1.4312 X8 CrNi 18 12 305 s 19
14
1.4332 X2 CrNi 18-8
14
304 1.4350 X5CrNi18 9 304S15 58E Z6CN18.09
14
S32304 1.4362 X2 CrNiN 23 4 Z 2 CN 23-04 AZ
14
202 1.4371 X3 CrMnNiN 188 8 7 284 S 16 Z 8 CMN
18- 08-05
14
316 1.4401 X 5 CrNiMo 17 12 2 316 S 13
Z 3 CND 17 -11-01
(X4 CrNiMo 17 -12-2) 316 S 17 Z 6 CND 17-11
316 S 19
Z 6 CND 17-11-02
316 S 31
Z 7 CND 17-11-02
316 S 33
Z 7 CND 17-12-02
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 152 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
153
SS UNI UNE JIS ГОСТ
X10CrA112 F.311 10Х13СЮ
X8Cr17 F.3113 SUS430 10Х13СЮ
X80CrSiNi20 F.320B SUH4
2322 X16Cr26 SUH446
X53CrMnNiN21 9 SUH35,SUH36 55Х20Г9АН4
2330
2303 14210 20Х13
-2304 40Х13
X40Cr14 F.3405 SUS420J2
2321 X16CrNi16 F.3427 SUS431 20Х17Н2
X 105 CrMo 17 95Х18
2385 (G)X6CrNi304 SCS5
X 6 CrNiTi 18 11 08Х18Н12Т
X 6 CrNiNb 18 11
2317 x20cRmOnI 12 01
2332;2333 08Х18Н10
2346 X10CrNiS18.09 F.3508 SUS303 30Х18Н11
2352 x2cRnI18 11 F.3503 SCS19
2352 X2CrNi18 11
2333 SUS304L
2331 X2CrNi18 07 F.3517
2371 X2CrNiN18 10 SUS304LN
10Х18Н9Л
10Х18Н9Л
2332 X5CrNi18 10 F.3551 SUS304
2327
2347 X 5 CrNiMo 17 12 F.3534-
X 5 CrNiMo
17 12 2 SUS 316
Die and Mold User Guide_7861458.indd 153 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
154
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
14 316L 1.4404 X2 CrNiMo 17 13 2 316 S 11, 316 S 13 Z 2 CND 17-12
(X2 CrNiMo 17-12-2) 316 S 14, 316 S 31; Z 2 CND 18-13
GX 2 CrNiMoN 18-10 316 S 42, S.537;316 Z 3 CND 17-11-02
C 12, T
.75, S. 161
Z 3 CND
17-12-02 FF
Z 3 CND 18-12-03
Z 3 CND 19.10 M
14
316LN 1.4406 X2 CrNiMoN 17 12 2 316 S 61
Z2 CND 17-12 AZ
(X2CrNiMoN 18-10) 316 S 63
14 CF-8M 1.4408 GX 5 CrNiMoN 7 12 2 316 C 16 (LT 196)
G-X 6 CrNiMo 18 10 ANC 4 B
14
1.4410 G-X10CrNiMo18 9 Z5CND20.12M
14
316 Ln 1.4429 X2 CrNiMo 17 -13-3 316 S 62 Z 2 CND 17-13 Az
14
316L 1.4435 X2 CrNiMo18 14 3 316 S 11;316 S 13 Z 3 CND 17-12-03
316 S 14;316 S 31 Z 3 CND 18-14-03
LW 22
LW
CF 22
14
316 1.4436 X 5 CrNiMo 17 13 3 316 S 19; 316 S 31 Z 6 CND 18-12-03
(X4CRNIMO 17-13-3 316 S 33 Z 7 CND 18-12-03
LW 23
LW
CF 23
14
317L 1.4438 X2 CrNiMo 18 16 4 317 S 12 Z 2 CND 19-15-04
(X2CrNiMo 18-15-4)
z 3 cnd 19-15-04
14
(s31726) 1.4439 X2 CrNiMoN 17 13 5 Z 3 CND
18-14-06 AZ
14
1.4440 X 2 CrNiMo 18 13
14
317 1.4449 X5 CrNiMo 17 13 3 317 S 16
14
329 1.4460 X 4 CrNiMo 27 5 2
(Z 3 CND 25-07 Az)
(X3CrNiMo27-5-2)
Z 5 CND 27-05 Az
14
329 1.4460 X8CrNiMo27 5
14
1.4462 X2CrNiMoN22 5 3 318 S 13 Z 3 CND 22-05 Az
(Z 2 CND 24 -08 Az )
(Z 3 CND 25-06-03 Az)
14
1.4500 G-X7NiCrMoCuNb25 20 23NCDU25.20M
14
17-7PH 1.4504 316S111
14
443 1.4521 X2CrMoTi18-2
444
14
UNS N 08904 1.4539 X1NiCrMoCuN25-20-5 Z 2 NCDU 25-20
14
CN-7M 1.4539 (G-)X1 NiCrMoCu 25 20 5 Z1 NCDU 25-02 M
14
321 1.4541 Z 6 CrNiTi 18-10 321 S 31
321 S 51 (1010;1105) Z 6 CNT 18-10
LW 24
LW
CF 24
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 154 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
155
SS UNI UNE JIS ГОСТ
2348 X 2 CrNiMo 17 12 F.3533 - X 2 CrNiMo
17 13 2
G-X 2 CrNiMo 19 11 F.3537 - X 2 CrNiMo
17 13 3 SUS 316 L
X 2 CrNiMoN 17 12 F.3542-
X 2 CrNiMoN
17 12 2 SUS316LN
07Х18Н
2343 F.8414-AM-X 7
CrNiMo 20 10 SCS 14
2328
2375 X 2 CrNiMoN 17 13 F.3543-
X 2 CrNiMoN 17 13 3
(SUS 316 LN
2375 X2CrNiMoN 17 13 F.3533-
X 2 CrNiMo
17 13 2 SUS 316 L 03Х17Н14М3
2343 X 5 CrNiMo 117 13 F.3543-X 5 CrNiMo 17 12 2 3 SUS 316
X 8 cRnImO 17 13 F.3538-
X 5 CrNiMo 17 13
2367 X2CrNiMo18 16 f.3539-x 2 cRnImO 18 16 4 SUS317L
X 5 CrNiMo 18 15 SUS 317
2324 F.3309-X 8 CrNiMo 17 12 2
F.3552-
X 8 CrNiMo 18 16 4
SUS 329 J 1
2324
2377 SUS 329 J3L
Z8CNA17-07 X2CrNiMo1712
2326 F.3123-X 2 CrMoTiNb 18 2 SUS 444
2562
2564
2337 X 6 CrNiTi 18 11 F.3523 - X 6 CrNiT
i
06Х18Н10Т
18 10 SUS 321 08Х18Н10Т
09Х18Н10Т
12Х18Н10Т
Die and Mold User Guide_7861458.indd 155 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
156
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
14 630 1.4542 X5 CrNiCuNb 17 4 Z 7 CNU 15-05
(X5 CrNiChNb 16-4)
Z 7 CNU 17-04
14
17-4PH 1.4542 Z7CNU17-04
14
S31254 1.4547 X1 CrNiMoN 20 18 7
14
17-4PH 1.4548 Z7CNU17-04
14
347 1.4550 X6 CrNiNb 18 10 347 S 17 58F Z 6 CNNb 18.10
14
1.4552 G-X7CrNiNb18 9 Z4CNNb19.10M
14
17-7PH 1.4568 316S111
14
316tTi 1.4571 X6 CrNiMoTi 17 12 2 320 S 31
Z 6 CNDT 17-12002
14 316 Ti 1.4571 x 6 CrNiMoTi 17 12 2 320 S 31 58J Z 6 NDT 17.12
14
1.4581 G-X 5 CrNiMoNb 318 C 17
Z 4 CNDNb 18.12 M
14 318 1.4583 X 10CrNiMoNb 18 12 303 S 21 Z15CNS20.12
14
1.4585 G-X7CrNiMoCuNb18 18
14
1.4821 X20CrNiSi25 4 Z20CNS25.04
14
1.4823 G-X40CrNiSi27 4
14
309 1.4828 X15CrNiSi20 12 309 S 24 58C Z15CNS20.12
14
1.4829 X 12 CrNi 22 12
14
309S 1.4833 X6 CrNi 22 13 309 S 13 Z 15 CN 24-13
14
310 S 1.4845 X12 CrNi 25 21 310S24 Z 12 CN 25-20
14
321 1.4878 X6 CrNiTi 18 9 32 1 S 20 58B Z 6 CNT 18-12 (B)
14
Ss30415 1.4891 X5 CrNiNb 18 10
14
S30815 1.4893 X8 CrNiNb 11
14
304H 1.4948 X6 CrNi 18 11 304 S 51 Z 5 CN 18-09
14
660 1.4980 X5 NiCrTi 25 15
Zz 8 nctv 25-15 b ff
14 X5 NiCrN 35 25
14
S31753 X2 CrNiMoN 18 13 4
14
X2 CrNiMoN 25 22 7
15
CLASS20 0.6010 GG10 Ft10D
15
A48-20B 0.6010 GG-10 FT 10 D
15
NO 25 B 0.6015 GG 15 Grade 150 FT 15 D
15
CLASS25 0.6015 GG15 GRADE150 Ft15D
15
A48 25 B 0.6015 GG 15 Grade 150 Ft 15 D
15
A48-30B 0.6020 GG-20 Grade 220 Ft 20 D
15
NO 30 B 0.6020 GG 20 Grade 220 Ft 20 D
15
A436 T
ype 2
0.6660 GGL-NiCr202 L-NiCuCr202 L-NC 202
15
60-40-18 0.7040 GGG 40 SNG 420/12 FCS 400-12
15
No 20 B GG 10 Ft 10 D
16
CLASS30 0.6020 GG20 GRADE220 Ft20D
16
CLASS45 0.6030 GG30 GRADE300 Ft30D
16
A48-45 B 0.6030 Grade 300 Ft 30 D
16
A48-50 0.6035 GG-35 GRADE 350 Ft35D
16
A48-60 B 0.6040 GG40 GRADE400 Ft 40 D
16
100/70/03 0.7070 GGG-70 SNG700/2 FGS 700-2
17
0.7033 GGG35.3
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 156 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
157
SS UNI UNE JIS ГОСТ
SCS 24
SUS 630
2378
2338 X6CrNiNb18 11 F.3552 SUS347 08Х18Н12Б
Z8CNA17-07 X2CrNiMo1712 09Х17НЮ1
2350 10Х17Н13М2Т
2350 X6CrNiMoTi17 12 F.3535 10Х17Н13М2Т
x15cRnIsI2 12
X6CrNiMoTi17 12
F.8414 SCS17 20Х20Н14С2
2361 X6CrNi25 20 F.331 SUH310 20Х23Н18
2337 X6CrNiTi18 11 F.3553 SUS321
2372
2368
2333
2570
110 G10 СЧ10
0110-00 СЧ10
0115-00 G 15 FG 15 FC150 СЧ15
115 G 15 FG 15 СЧ15
01 15-00 G14 FG15 СЧ15
0120-00 СЧ20
120 G 20 FC200 СЧ20
0523-00
0717-02 GS 370-17 FGE 38-17 FCD400 ВЧ 42-12
110 FC100
120 G 20 FG 20
130 G 30 FG 30 FC300 СЧ20
01 30-00 СЧ30
135 G 35 FG 35 FC350 СЧ30
140 СЧ40
07 37-01 GGG 70 GGG 70 FCD700
07 17-15
Die and Mold User Guide_7861458.indd 157 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
158
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
17 0.7033 GGG-35.3 350/22 L 40 FGS 370/17
17
60-40-18 0.7040 GGG-40 SNG 420/12 FGS 400-12
17
60/40/18 0.7043 GGG-40.3 370/7 FGS 370/17
17
80-55-06 0.7050 GGG50 SNG500/7 FGS 500/7
17
65-45-12 0.7050 GGG-50 SNG 500/7 FGS 500-7
17
0.7652 GGG-NiMn 13 7 S-NiMn 137 S-Mn 137
17
A43D2 0.7660 GGG-NiCr 20 2 Grade S6 S-NC 202
17
GGG 40.3 SNG 370/17 FGS 370-17
18
A48-40 B 0.6025 GG25 Grade260 Ft 25 D
18
0.7060 GGG60 SNG600/3 FGS600-3
18
80/55/06 0.7060 GGG-60 600/3 FGS 600/3
18
A48 40 B
19
0.8055 GTW55
19
32510 0.8135 GTS-35-10 B 340/12 MN35-10
19
A47-32510 0.8135 GT
S-35-10
B 340/2 Mn 35-10
19
A220-40010 0.8145 GT
S-45-06
P 440/7 Mn 450-6
19
GT
S-35
B 340/12
19
8 290/6 MN 32-8
19
32510 GTS-35 B340/12 MN 35-10
20
0.8035 GTM-35 W340/3 MB35-7
20
0.8040 GTW
-40
W410/4 MB40-10
20
0.8045
20
0.8065 GTMW
-65
20
A220-50005 0.8155 GT
S-55-04
P 510/4 Mn 550-4
20
50005 0.8155 GT
S-55-04
P510/4 MP 50-5
20
70003 0.8165 GT
S-65-02
P 570/3 Mn 650-3
20
90001 0.8170 GTS-70-02 P 690/2 Mn 700-2
20
A220-90001 0.8170 GT
S-70-02
Mn 700-2
20
0.817 GT
S-70-02
IP 70-2
20
1022
1518 1.1133 20Mn5 120 M 19 20 M 5
20
1035 1.1183 Cf 35 (C35G) 080 A 35 XC 38 H 1 TS
20
400 10 GT
S-45
P440/7
20
70003 GT
S-65
P 570/3 MP 60-3
21
Al99 3.0205
21
1000 3.0255 AI99.5 L31/34/36 A59050C
21
3.3315 AIMg1
22
3.1325 AlCuMg 1
22
3.1655 AICuSiPb
22
3.2315 AlMgSi1
22
7050 3.4345 AIZnMgCuO,5 L 86 AZ 4 GU/9051
23
3.2381 G-AISi10Mg
23
3.2382 GD-AISi10Mg
23
3.2581 G-AISi12
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 158 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
159
SS UNI UNE JIS ГОСТ
0717-15
0717-02 ВЧ 42-12
0717-15 ВЧ 42-12
0727-02 GGG 50 ВЧ 50-2
0727-02 FCD 500
VCh50-2
0772-00
0776-00
0717-12 СЧ25
125 G 25 FG 25 FC250 ВЧ 60-2
07 32-03 GGG 60 GGG 60
0727-03 FCD600
GTW 55
810 GT
S 35
КЧ 35-10
0815-00 КЧ 35-10
0852-00 GMN 45 FCMW370
0810-00
814 AC4A
08 15 FCMW330
852 GTM 35
GMB40 GTM 40
GMB45 GTM 45 КЧ 55-4
GTW 65 КЧ 55-4
0854-00 КЧ 60-3
0854-00 GMN 55 FCMP490 КЧ 70-2
0856-00 GMN 65 FCMP590 КЧ 70-2
0862-00 GMN 70 FCMP690 КЧ 70-2
0864-00
2132 G 22 Mn 3
20 Mn 7 F.1515-20 Mn 6 SMnC 420
1572 C 36; C 38 S 35 C
08 52
858 FCMP540 АД0
Д1
АД35
АК9
811-04
АК12
Die and Mold User Guide_7861458.indd 159 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
160
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
23 3.3561 G-AIMg 5
23
ZE 41 3.5101 G-MgZn4sE1Zr1 MAG 5
23
EZ 33 3.5103 MgSE3Zn27r1 MAG 6 G-TR3Z2
23
AZ 81 3.5812 G-MgAI8Zn1 NMAG 1
23
AZ 91 3.5912 G-MgAI9Zn1 MAG 7
24 2.1871 G-AICu 4 TiMg
24
3.1754 G-AICu5Ni1,5
24
3.2163 G-AISi9Cu3
24
4218 B 3.2371 G-AISi 7 Mg
24
SC64D 3.2373 G-AISI9MGW
A
A-S7G
24
3.2373 G-AISi 9 Mg
24
QE 22 3.5106 G-MgAg3SE2Zr1 MA
G
12
24
GD-AISI12 G-ALMG5 LM5 A-SU12
23-24
A360.2 3.2383 G-AISi0Mg(Cu) LM9
23-24
A356-72 2789;1973 NF A32-201
23-24
356.1 LM25
23-24
A413.2 G-AlSi12 LM 6
23-24
A413.1 G-AlSi 12 (Cu) LM 20
23-24
A413.0 GD-AlSi12
23-24
A380.1 GD-AlSi8Cu3 LM24
26
C 93200 2.1090 G-CuSn 7 5 pb U-E 7 Z 5 pb 4
26
C 83600 2.1096 G-CuSn5ZnPb LG 2
26
C 83600 2.1098 G-CuSn 2 Znpb
26
C 23000 2.1182 G-CuPb15Sn LB1 U-pb 15 E 8
26
C 93800 2.1182 G-CuPb15Sn Uu-PB 15e 8
27
2.0240 CuZn 15
27
C 27200 2.0321 CuZn 37 CZ 108
CuZn 36, CuZn 37
27 C 27700 2.0321 CuZn 37 CZ 108
CuZn 36, CuZn 37
27 2.0590 G-CuZn40Fe
27
C 86500 2.0592 G-CuZn 35 AI 1 U-Z 36 N 3 HTB 1
27
C 86200 2.0596 G-CuZn 34 AI 2 HTB 1 U-Z 36 N 3
27
C 18200 2.1293 CuCrZr CC 102 U-Cr 0.8 Zr
28
2.0060 E-Cu57
28
2.0375 CuZn36Pb3
28
C 94100 2.0596 G-CuZn 34 AI 2 HTB 1 U-Z 36 N 3
28
C 63000 2.0966 CuAI 10 Ni 5 Fe 4 Ca 104 U-A 10 N
28
B-148-52 2.0975 G-CuAI 10 Ni
28
C 90700 2.1050 G-CuSn 10 CT1
28
C 90800 2.1052 G-CuSn 12 pb 2 UE 12 P
28
C 81500 2.1292 G-CuCrF 35 CC1-FF
28
2.4764 CoCr20W15Ni
31 N 08800 1.4558 X 2 NiCrAITi 32 20 NA 15
31
N 08031 1.4562 X 1 NiCrMoCu 32 28 7
31
N 08028 1.4563 X 1 NiCrMoCuN 31 27 4
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 160 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
161
SS UNI UNE JIS ГОСТ
ВАЛ8
АК8
4251 C4BS АК9
4252
4253
4244 A5052 AK7
4261
4260 ADC12 AK12
4247 A6061
4250 A7075
C 2700 Л63
C2720 Л63
ЛЦ23АД, 7МЦ
ЛС 60-2
БрАД, Н10-4-4
2584 EK77
Die and Mold User Guide_7861458.indd 161 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
162
AISI/SAE
W.-Nr.
DIN BS EN AFNOR
31 N 08330 1.4864 X 12 NiCrSi 36 16 NA 17 Z 12 NCS 35.16
31
330 1.4864 X12 NiCrSi 36 16 NA 17 Z 12 NCS 37.18
31
1.4865 G-X40NiCrSi38 18 330 C 40
31
1.4958 X 5 NiCrAITi 31 20
31
AMS 5544 LW2.4668 NiCr19NbMo NC20K14
32
1.4977 X 40 CoCrNi 20 20 Z 42 CNKDWNb
33
Monel 400 2.4360 NiCu30Fe NA 13 NU 30
33
5390A 2.4603 NC22FeD
33
Hastelloy C-4 2.4610 NiMo16cR16Ti
33
Nimonic 75 2.4630 NiCr20Ti HR 5,203-4 NC 20 T
33
2.4630 NiCr20Ti HR5,203-4 NC20T
33
lnconel 690 2.4642 NiC29Fe Nnc 30 Fe
33
lnconel 625 2.4856 NiCr22Mo9Nb NA 21 NC 22 FeDNb
33
5666 2.4856 NiCr22Mo9Nb Inconel 625
33
lncoloy 825 2.4858 NiCr21Mo NA 16 NC 21 Fe DU
34
Monel k-500 2.4375 NiCu30 Al NA 18 NU 30 AT
34
4676 2.4375 NiCu30Al 3072-76
34
2.4631 NiCr20TiAI Hr40;601 NC20TA
34
lnconel 718 2.4668 NiCr19FeNbMo NC 19 Fe Nb
34
lnconel 2.4694 NiCr16fE7TiAl
34
2.4955 NiFe25Cr20NbTi
34
5383 LM2.4668 NiCr19Fe19NbMo HR8 NC19eNB
34
5391 LW2 4670 S-NiCr13A16MoNb 3146-3 NC12AD
34
5660 LW2.4662 NiFe35Cr14MoTi ZSNCD
T42
34
5537C LW2.4964 CoCr20W15Ni KC20WN
34
AMS 5772 C0Cr22W14Ni KC22WN
35
lnconel X-750 2.4669 NiCr15Fe7TiAl NC 15 TNb A
35
Hastelloy B 2.4685 G-NiMo28
35
Hastelloy C 2.4810 G-NiMo30
35
AMS 5399 2.4973 NiCr19Co11MoTi NC19KDT
35
3.7115 TiAl5Sn2
36
R 50250 3.7025 Ti 1 2 TA 1
36
R 52250 3.7225 Ti 1 pd TP 1
36
AMS 5397 LW2 4674 NiCo15Cr10MoAITi
37
3.7124 TiCu2 2 TA 21-24
37
R 54620 3.7145 TiAl6Sn2Zr4Mo2Si
37
3.7165 TiAl6V4 TA 10-13;T
A 28
T-A 6
V
37
3.7185 TiAl4Mo4Sn2 TA 45-51;
TA 57
37
3.7195 TiAl 3 V 2.5
37
TiAl4Mo4Sn4Si0.5
37
AMS R54520 TiAl5Sn2.5 TA14/17 T-A5E
37
AMS R56400 TiAl6V4 TA10-13/T
A28
T-A6V
37
AMS R56401 TiAl6V4ELI TA11
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Die and Mold User Guide_7861458.indd 162 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
163
SS UNI UNE JIS ГОСТ
SUH330
XG50NiCr39 19 SCH15
ХН38ВТ
ХН77ТЮР
ВТ5-1
ВТ1-00
ВТ6
Die and Mold User Guide_7861458.indd 163 5/15/11 2:53 PM
Справочная информация
164
SS UNI UNE JIS ГОСТ
38 1880 C 100 KU F-5118 SK 3 У10А
38
2900 C120KU CF.515 SUP4 У10А
38
38
95Х18
38
40
0512-00
40
40
0513-00
40
40
40
40
0466-00 ХВГ
40 20Х225Н20С2
41
41
107 W
Cr 5 KU
41
AISI/SAE
W.-Nr.
.DIN BS EN AFNOR
38 W 1 1.1545 C 105 W1 BW 1A Y1 105
38
W210 1.1545 C105W1 BW2 Y120
38
1.2762 75 CrMoNiW 6 7
38
440C 1.4125 X105 CrMo 17 Z 100 CD 17
38
1.6746 32 nIcRmO 14 5 832 M 31 35 NCD 14
40
Ni- Hard 2 0.9620 G-X 260 NiCr 4 2 Grade 2 A
40
Ni- Hard 1 0.9625 G-X 330 Ni Cr 4 2 Grade 2 B
40
Ni-Hard 4 0.9630 G-X 300 CrNiSi 9 5 2
40
0.9640 G-X 300 CrMoNi 15 2 1
40
A 532 lll A 25% Cr 0.9650 G-X 260 Cr 27 Grade 3 D
40
A 532 lll A 25% Cr 0.9655 G-X 300 CrNMo 27 1 Grade 3 E
40
1.2419 105 W
Cr 6
105WC 13
40
310 1.4841 X15 CrNiSi 25 20 314 S31 Z 15 CNS 25-20
41
0.9635 G-X 300 CrMo 15 3
41
0.9645 G-X 260 CrMoNi 20 2 1
41
0.9655 G-X 300 CrNMo 27 1
Группа
материала
Сравнительная таблица типичных представителей групп
обрабатываемых материалов
Группа
материала
Die and Mold User Guide_7861458.indd 164 5/15/11 2:53 PM