Número de dientes
Hay otro parámetro importante en la fresa, que también se puede decir que se refleja principalmente en la vista de la cara final, es decir, el número de dientes de la fresa.
Existen varias combinaciones del número total de dientes y del número de dientes que cruzan el centro de la fresa, como se muestra en la Figura 3-14 de izquierda a derecha: fresa de un solo diente, fresa de 2 dientes - 2 diente bajo el centro, fresa de 2 dientes - 1 diente bajo el centro, fresa de 3 dientes - 1 diente bajo el centro, fresa de 4 dientes - 2 diente sobre el centro y fresa de múltiples dientes - 0 diente bajo el centro. La cantidad de dientes de corte de la fresa está relacionada con la eficiencia de fresado, y la rigidez de la fresa está relacionada con el diámetro del núcleo de la fresa. La Figura 3-15 es un diagrama simplificado de la relación entre la cantidad de dientes dentados de la fresa y la rigidez y la capacidad de viruta de la fresa.
La fresa de dientes (ranuras) 2- se caracteriza por un gran espacio de eliminación de viruta y una rigidez insuficiente, lo que es adecuado para materiales de viruta larga.
La fresa de dientes (ranuras) 3- se caracteriza por un gran espacio para viruta, buena rigidez, alta eficiencia de corte y buena versatilidad.
La fresa de dientes (ranuras) 4- se caracteriza por una ligera falta de espacio para eliminar viruta, pero la fresa tiene una buena rigidez, lo que es adecuado para un acabado eficiente y una buena calidad de superficie de la pieza de trabajo.
La fresa de dientes (ranuras) 6- se caracteriza por un espacio de eliminación de viruta muy pequeño, pero la fresa tiene una excelente rigidez, esta fresa es muy adecuada para el acabado, el mecanizado eficiente, el mecanizado de alta dureza y la calidad de la superficie del mecanizado es muy buena.
Por supuesto, es posible aumentar el espacio de la viruta con el mismo número de dientes, pero esto dará como resultado una disminución de la rigidez. Esta geometría (ver Figura 3-16) es adecuada para mecanizar materiales no ferrosos con baja resistencia, como el aluminio y el cobre. Por un lado, debido a que la resistencia de este tipo de metal es baja, la fuerza de corte de la herramienta es pequeña y la fuerza requerida por la herramienta también es pequeña, y la menor resistencia sigue siendo competente para tal tarea de fresado; Por otro lado, este tipo de material tiene un calor de corte bajo debido a su baja fuerza de corte.
Sin embargo, es precisamente porque la fuerza de corte y el calor de corte de este tipo de material son bajos, y la cantidad de corte se puede aumentar después de que se incremente la capacidad de retención de viruta, pero la mayor cantidad de corte aumenta la fuerza de corte, por lo que la rigidez de la herramienta necesita ser mejorada, por lo que se necesita utilizar la fresa con un diámetro de núcleo doble como se muestra en la Figura 3-17. La fresa que se muestra aquí es Jabro-Solid de Seco Tools en color, mientras que la Proto·max TM tG de Walter Tools se muestra en gris. El diseño del diámetro de núcleo doble proporciona cierto equilibrio entre la capacidad de retención de viruta y la rigidez de la herramienta.
La figura 3-18 es un diagrama esquemático del fondo de ranura de una fresa especialmente modificada. En este caso, la rigidez de la fresa modificada es mucho mayor que la del fondo de ranura predeterminado normal, y la deformación de las virutas durante la descarga se intensifica y las virutas son más compactas.
Existe una estructura diferente para el mismo número de dientes, es decir, dientes desiguales. La figura 3-19 es un diagrama esquemático de dos tipos de fresas desiguales. Los dientes desiguales de la fresa pueden producir frecuencias de corte alternas durante el corte, lo que no es fácil de hacer resonar con la máquina herramienta y suprime la vibración de la herramienta durante el fresado.
Además del número de dientes, la capacidad de viruta de la fresa también está relacionada con los parámetros geométricos de los dientes circunferenciales, y los dientes circunferenciales de la fresa se analizan a continuación.
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Dientes circunferenciales
Los dientes de corte del círculo exterior de la fresa se denominan dientes circunferenciales. El diente circunferencial es la parte principal de la fresa que se utiliza para fresar las paredes laterales.
◆ Ángulo de hélice
El primer parámetro del diente de circunferencia que se va a analizar es el ángulo de hélice, que es el ángulo entre la línea tangente del borde de corte helicoidal de la fresa y el eje de la fresa, como se muestra en la Figura 3-20.
En la teoría de corte, el ángulo de hélice también es el ángulo de inclinación axial en el círculo exterior de la herramienta (consulte la Figura 1-33 para conocer el ángulo de inclinación axial y el texto relacionado).
Los efectos principales de los diferentes ángulos de hélice de las fresas de extremo en el rendimiento de corte se muestran en la Figura 3-21. Como puede ver en la figura, la fresa de extremo de ranura recta (ángulo de hélice 8-0 grado) en el lado derecho tiene una fuerza de corte axial cero debido al ángulo de inclinación axial cero, y toda la fuerza de corte está en la dirección radial con la rigidez más débil, por lo que es propensa a vibraciones. Por otro lado, las fresas de ranura espiral izquierda y media se dividen en direcciones axiales debido a una parte de la fuerza de corte (la dirección axial es la dirección con la mejor rigidez de la fresa), y la carga radial se reduce, y la vibración no es fácil de ocurrir.
Por otro lado, el flujo de virutas de la fresa de ranura recta es transversal, por lo que es fácil que interfiera con el área de corte de la pieza de trabajo y forme un corte secundario, y el rendimiento de eliminación de virutas es deficiente. Las virutas de la fresa de ranura espiral se descargan de la zona de corte perpendicularmente al borde de corte, y el rendimiento de evacuación de virutas mejora enormemente.
La figura 3-22 muestra el efecto del número de dientes de corte y del ángulo de hélice en el componente axial de la longitud total de corte. Para la tarea de corte de una fresa de 10 mm de diámetro con un ancho de corte (también conocido como "profundidad radial de corte") de 10 mm y una profundidad de corte (también conocida como "profundidad axial de corte") de 15 mm, la proyección axial de la longitud total del borde de contacto de la fresa con 2 ranuras y un ángulo de hélice de 30 grados es de aproximadamente 17 mm; cuando se utiliza una fresa de hélice de 30 grados con ranura 3-, la proyección axial de la longitud total del borde de contacto aumenta a aproximadamente 25 mm. Cuando se utiliza una fresa de ángulo de hélice de 30 grados con ranura 4-, la proyección axial de la longitud total del borde de contacto aumenta a aproximadamente 30 mm y, finalmente, cuando se utiliza una fresa de ángulo de hélice de 60 grados con ranura 6-, la proyección axial de la longitud total del borde de contacto se puede aumentar a aproximadamente 47 mm. Estos datos muestran que con el aumento del número de dientes de la fresa, también aumenta el número de filos de corte en contacto con la pieza de trabajo, aumenta la proyección axial de la longitud total del borde de contacto y el efecto de aumentar el ángulo de hélice es similar. Con el aumento de la proyección axial de la longitud total del borde de contacto, se reduce la carga por unidad de longitud de diente y se puede mejorar la eficiencia de corte bajo la premisa de que la carga del diente permanece igual.
La figura 3-23 muestra cuatro combinaciones de diferentes direcciones de corte y direcciones de rotación de ranuras en espiral, la común es la dirección de corte derecha del diente helicoidal derecho, en términos generales, la dirección de corte de la fresadora está determinada principalmente por la dirección de rotación del husillo de la fresadora, y después de que se determina la dirección de corte, la hélice determina la dirección de la fuerza de corte axial.
La figura 3-24 muestra una fresa JS840 con una dirección de doble hélice. Esta fresa se utiliza para mecanizar los bordes laterales de los paneles compuestos de fibra de carbono. Dado que los paneles compuestos de fibra de carbono están hechos de varios materiales diferentes, es difícil evitar la delaminación con fresas convencionales. Las ventajas de la fresa JS840 son: la fuerza de corte en la dirección opuesta se divide en presión hacia abajo y fuerza central: el espacio de viruta es grande, lo que favorece la eliminación de viruta: el área de contacto de corte es pequeña, lo que produce menos calor de corte y fuerza de corte: solo se genera la fuerza de corte en la fibra y no hay torsión hacia el medio.
La figura 3-25 muestra la fresa antivibración tipo GSXVL de Sumitomo Electric. Esta fresa no solo utiliza dientes desiguales como los que se muestran en la figura 3-19, sino que también mejora la protección contra vibraciones al mecanizar en el lado con ángulos de hélice desiguales.
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