I. Vad är högmatningsfräsning?
Högmatningsfräsning (HFM) är en avancerad frässtrategi inom modern CNC-bearbetning. Dess kärnfunktion är "litet skärdjup och hög matningshastighet". Jämfört med traditionella fräsmetoder använder denna teknik extremt litet axiellt skärdjup (vanligtvis mellan 0,1 och 2,0 mm) och extremt hög matningshastighet per tand (upp till 5–10 gånger högre än vid traditionell fräsning), i kombination med en hög spindelhastighet, för att uppnå en häpnadsväckande matningshastighet.
Den revolutionerande karaktären hos detta bearbetningskoncept ligger i dess fullständiga omvandling av skärkraftens riktning, vilket omvandlar den skadliga radiella kraften som genereras vid traditionell fräsning till en gynnsam axiell kraft, vilket möjliggör höghastighets- och effektiv bearbetning. Snabbmatningsfräshuvudet är just ett specialiserat verktyg utformat för att implementera denna strategi och har blivit ett oumbärligt bearbetningsverktyg inom modern formtillverkning, flyg- och bilindustrin, bland annat.
II. Funktionsprincipen förHögmatningsfräs
Hemligheten bakom högmatningsfräsen ligger i dess unika design med liten huvudvinkel. Till skillnad från traditionella fräsar med en huvudvinkel på 45° eller 90° antar snabbmatningsfräshuvudet vanligtvis en liten huvudvinkel på 10° till 30°. Denna geometriförändring förändrar fundamentalt skärkraftens riktning.
Mekanisk transformationsprocess: När bladet kommer i kontakt med arbetsstycket, orsakar den lilla huvudsakliga spånvinkeln att skärkraften huvudsakligen pekar i axiell riktning (längs verktygskroppens axel) snarare än radiell riktning (vinkelrätt mot axeln) som vid traditionell fräsning. Denna transformation resulterar i tre viktiga effekter:
1. Vibrationsdämpande effekt: Den enorma axiella kraften drar skärskivan "mot" huvudaxeln, vilket gör att skärverktyget - huvudaxelsystemet är i ett spänt tillstånd. Detta dämpar effektivt vibrationer och fladder, vilket möjliggör jämn skärning även under stora överhäng.
2. Maskinskyddande effekt: Axialkraften bärs av axiallagret på maskinens huvudaxel. Dess bärkapacitet är mycket högre än radiallagren, vilket minskar skador på huvudaxeln och förlänger utrustningens livslängd.
3. Matningsförbättrande effekt: Eliminerar vibrationsbegränsningar, vilket gör att verktyget kan hantera extremt höga matningshastigheter per tand. Matningshastigheten kan nå 3 till 5 gånger högre än vid konventionell fräsning, med en maximal hastighet på över 20 000 mm/min.
Denna geniala mekaniska konstruktion gör att det snabba fräshuvudet kan bibehålla en hög metallavverkningshastighet samtidigt som det avsevärt minskar skärvibrationerna, vilket lägger grunden för högkvalitativ ytbearbetning.
III. De viktigaste fördelarna och egenskaperna hosHögmatningsfräs
1. Högeffektiv bearbetning: Den mest anmärkningsvärda fördelen med högmatningsfräsar är dess enastående metallavverkningshastighet (MRR). Även om det axiella skärdjupet är relativt grunt, kompenserar den extremt höga matningshastigheten helt för denna brist. Till exempel, när en vanlig portalfräs använder ett snabbmatande fräshuvud för att bearbeta verktygsstål, kan matningshastigheten nå 4 500–6 000 mm/min, och metallavverkningshastigheten är 2–3 gånger högre än för traditionella fräsar.
2. Utmärkt ytkvalitet: Tack vare den extremt jämna skärprocessen kan snabbmatning uppnå utmärkt ytjämnhet, vanligtvis med en Ra på 0,8 μm eller ännu högre. I många fall kan ytor som bearbetas med snabbmatning användas direkt, vilket eliminerar halvfinishprocessen och förkortar produktionsprocessen avsevärt.
3. Anmärkningsvärd energibesparande effekt: Forskning visar att energiförbrukningen vid snabbmatning är 30 % till 40 % lägre än vid traditionell fräsning. Skärkraften utnyttjas effektivt för materialavverkning snarare än att förbrukas i verktygets och maskinens vibrationer, vilket uppnår en verkligt grön bearbetning.
4. Det kan avsevärt förlänga verktygssystemets livslängd: Den smidiga skärprocessen minskar stötar och slitage på verktyget, och verktygets livslängd kan ökas med mer än 50 %. Den låga radiella kraftegenskapen minskar också belastningen på maskinspindeln, vilket gör den särskilt lämplig för gamla maskiner med otillräcklig styvhet eller för bearbetningsscenarier med stora spann.
5. Fördelar med bearbetning av tunnväggiga delar: Den extremt låga radialkraften gör högmatningsfräsen till ett idealiskt val för bearbetning av tunnväggiga och lättdeformerade delar (såsom strukturkomponenter inom flyg- och rymdteknik, bilkarossdelar). Arbetsstyckets deformation minskas med 60–70 % jämfört med traditionell fräsning.
Referens för typiska bearbetningsparametrar för högmatningsfräs:
Vid användning av en högmatningsfräs med en diameter på 50 mm och utrustad med 5 blad för att bearbeta P20-verktygsstål (HRC30):
Spindelhastighet: 1 200 varv/min
Matningshastighet: 4 200 mm/min
Axiellt skärdjup: 1,2 mm
Radiellt skärdjup: 25 mm (sidmatning)
Metallborttagningshastighet: Upp till 126 cm³/min
IV. Sammanfattning
Högmatningsfräsen är inte bara ett verktyg; den representerar ett avancerat bearbetningskoncept. Genom sinnrik mekanisk design omvandlar den nackdelarna med skärkraft till fördelar, vilket uppnår en perfekt kombination av hög hastighet, hög effektivitet och hög precisionsbearbetning. För mekaniska bearbetningsföretag som står inför press att öka effektiviteten och uppfylla högkvalitativa bearbetningskrav är den rationella tillämpningen av snabbmatningsfrästekniken utan tvekan ett strategiskt val för att öka konkurrenskraften.
Med den kontinuerliga utvecklingen av CNC-teknik, verktygsmaterial och CAM-programvara kommer snabbmatningstekniken att fortsätta utvecklas, vilket ger starkt tekniskt stöd för intelligent omvandling och uppgradering av tillverkningsindustrin. Integrera omedelbart snabbmatningsfräshuvudet i din produktionsprocess och upplev den transformerande effekten av effektiv bearbetning!
Publiceringstid: 3 september 2025
