Что такое шаровая мельница?

Что такое шаровая фреза?

Шаровая фреза — это режущий инструмент, используемый в станках, имеющий сферический наконечник.

Форма поперечного сечения режущей поверхности обычной шаровой фрезы прямоугольная из-за ее плоской формы, тогда как форма поперечного сечения шаровой фрезы может быть изогнута при резании шаровой фрезой.

Используя шаровую фрезу, можно свободно формировать криволинейную поверхность, если радиус кривизны равен радиусу шаровой фрезы или больше него, без использования 5-координатного обрабатывающего центра с механизмом наклона режущего инструмента.

Применение шаровых фрез

Поскольку шаровые фрезы подходят для резки с целью формирования криволинейных поверхностей, их используют для резки галтельных участков, чтобы предотвратить скопление деталей и мусора в углах нижней поверхности.

Кроме того, путем резки с числовым программным управлением с использованием фрезерных станков с ЧПУ и т. д. на основе формы, разработанной с помощью программного обеспечения CAD, можно сформировать гладкие криволинейные поверхности, которые трудно сформировать с помощью обычных фрез с квадратным концом, если радиус кривизны больше радиуса шара фрезы с шаровым концом.

Принцип работы фрезы с шаровым концом

Фрезы с шаровым концом можно использовать в сочетании со станками с ЧПУ для легкой резки криволинейных форм поверхности. Однако по сравнению с фрезами с квадратным концом у них есть несколько недостатков.

Фрезы с шаровым концом имеют небольшую площадь поперечного сечения режущей кромки, что делает их менее жесткими и более склонными к просыпанию.

Поперечное сечение лезвия шаровой фрезы изогнуто, а диаметр инструмента значительно варьируется в зависимости от положения контакта с разрезаемым материалом. Даже если скорость подачи и скорость вращения установлены на постоянном уровне, чрезмерная нагрузка, приложенная к кончику шаровой фрезы из-за ровности или шероховатости поверхности заготовки, может привести к растрескиванию кромок.

Другие недостатки включают невозможность обработки прямых углов на нижней поверхности и плохой отвод стружки, что делает фрезу с квадратным концом превосходным инструментом общего назначения.

Качество обработанной поверхности сильно зависит от положения контакта с обрабатываемым материалом, поэтому необходимо использовать обрабатывающее оборудование с высокой точностью позиционирования и обработки поверхности после обработки, если необходимо сформировать гладкие криволинейные поверхности.

Другая информация о шаровых фрезах

1. Как использовать шаровую фрезу

Поскольку режущая кромка имеет форму круглого шара, шаровые фрезы используются для резки не только плоских поверхностей и сторон, но и сферических поверхностей и любых других форм, а также для радиусной обработки углов с использованием радиуса шаровой фрезы. Благодаря сферической форме диаметр инструмента постепенно увеличивается от кончика лезвия наружу, а также изменяется скорость вращения.

Поскольку диаметр инструмента на кончике равен нулю, скорость вращения остается нулевой независимо от того, насколько быстро вращается инструмент. Поэтому обработка только кончика, где вращение равно нулю, не даст хороших результатов ни для фрезы, ни для заготовки, таких как грязная поверхность или рассыпанные края.

Чтобы добиться хороших результатов обработки с помощью шаровой фрезы, важно использовать как можно большую часть внешней поверхности режущей поверхности и контактировать с заготовкой на высокой скорости вращения.

С 5-осевым станком, который может свободно изменять угол стола и шпинделя, торцевая фреза или стол могут быть наклонены под любым углом для резки с получением хорошей точности.

Не невозможно обработать плоскую поверхность сферической торцевой фрезой. Хотя это занимает больше времени, чем с фрезой, возможно обработать плоскую поверхность, сместив диаметр шара вдвое (10 мм на 20 мм) и обработав ее так, как если бы она была заполнена плоской поверхностью.

В этом случае поверхность будет заметно неровной и нечистой. Хотя она ограничена только черновыми операциями, одинарная шаровая фреза может использоваться универсально для обработки сложных форм поверхностей до плоских поверхностей и боковой обработки.

2. Шаровая фреза с наконечником

Для шаровых фрез большого диаметра, диаметром более 20 мм, в дополнение к цельному типу, существуют другие типы фрез с двумя сменными вставками. Сменные вставки не могут быть переточены и использованы повторно, как в случае цельных фрез.

Однако менять лезвия легко и экономит время, так как их можно просто заменить, когда острота ухудшается. Существует два типа наконечников: один для черновой обработки, а другой для чистовой.

Для черновой обработки один наконечник симметричен сверху и снизу. Во многих случаях один наконечник можно использовать для двух операций обработки, если наконечник перевернуть и установить после использования. Шарики для чистовой обработки представляют собой цельные вставки в форме полумесяца и не могут быть повторно обработаны путем перестановки режущих кромок, как в случае черновой обработки.

3. Станки, используемые с шаровыми фрезами

Основные типы станков, используемых в сочетании с шаровыми фрезами, — это 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ, 4-осевые фрезерные станки с ЧПУ и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ. Каждый фрезерный станок с ЧПУ считывает 3D-данные, созданные программным обеспечением CAD/CAM, и выполняет обработку с использованием шаровых фрез.

Точность обработки можно регулировать радиусом режущей кромки шаровой фрезы, числом оборотов и скоростью перемещения. Недавно были также представлены станки, оснащенные функциями высокоскоростной резки, специально для высокоскоростной обработки.

3-осевой фрезерный станок с ЧПУ
3-осевой фрезерный станок с ЧПУ управляется осями X, Y и Z и подходит для обработки плоских поверхностей и неглубокой проточки канавок.

4-осевой фрезерный станок с ЧПУ
4-осевой фрезерный станок с ЧПУ имеет поворотную ось в дополнение к осям X, Y и Z и может обрабатывать во время вращения, что делает его пригодным для трехмерной обработки и гравировки.

5-осевой фрезерный станок с ЧПУ
5-осевой фрезерный станок с ЧПУ имеет наклонную ось в дополнение к 4-осевому фрезерному станку с ЧПУ и может обрабатывать более сложные формы.