Инструмент, применяемый при работе на фрезерных станках

Фрезерование металла: способы и типы

Перемещение режущего инструмента относительно детали может достигаться за счет поступательного движения самой вращающейся фрезы либо постепенной подачи заготовки — это зависит от конструкции станка. В зависимости от толщины срезаемого слоя, характеристик металла и желаемого качества поверхности фрезерование заготовки может осуществляться в один либо несколько проходов. Эти же факторы влияют на определение оптимальной скорости подачи.

Независимо от характеристик металла и типа станков для фрезерования детали определяются скорость резания V и скорость подачи детали S. Оба параметра имеют размерность м/мин. Скорость резания V рассчитывается по формуле V=π*D*n, где π — число Пи (3,14), n — частота вращения фрезы, D — ее диаметр.

Способы фрезерования

Существует два способа обработки деталей на фрезерных станках:

• встречный;
• попутный.

В первом случае направление движения заготовки совпадает с направлением движения фрезы. Во втором фреза движется навстречу подаваемой заготовке. Разница между ними заключается в качестве получаемой поверхности. Если фрезерование заготовок выполняется попутным способом, обработанная поверхность получается более гладкой. Встречное фрезерование дает менее гладкую поверхность, поэтому его используют в тех случаях, когда необходимо снять большой слой металла. Как правило, так поступают при черновом фрезеровании — если планируется повторный проход для достижения окончательного (чистового) результата.

Типы фрезерной обработки деталей

Обработка заготовки на фрезерных станках предполагает выполнение одного из четырех типов фрезерования или последовательное применение нескольких типов.

1. Концевое фрезерование: применяется для обработки колодцев, окон, карманов, шлицев, пазов и т.п. В этом случае обработка фрезерованием осуществляется с помощью пазовых, дисковых, концевых, Т-образных, одно- и двуугловых фрез.
2. Торцевая фезеровка используется для обработки больших поверхностей. Фрезерная обработка таких деталей производится торцовыми либо циллиндрическими фрезами.
3. Фасонное фрезерование необходимо при работе с профилями. Чтобы получить фасонные поверхности с нужной геометрией применяют фасонные, модульные, дисковые и червячные фрезы.
4. Резка металла (фрезерование материала с целью его разрезки) может выполняться отрезными фрезами, представлябющими собой подобие дисковой пилы.

В металлообратке используется также обратная классификация, принцип которой заключается в объелинении фрез по технологическому признаку в группы, каждая из которых предназначена для определенного типа обработки деталей.

Дисковые фрезы

Наиболее удобны для нарезания глубоких канавок, разной ширины, трёхсторонние дисковые. Как пазовый чаще используется инструмент, оснащённый регулируемыми пластинами. Особенность смены угла режущих элементов позволяет провести резку канавки или паза.

Дисковая фреза

Дисковые пазовые предназначены для создания неглубоких пазов. Зубья их расположены на цилиндрическом корпусе. Уменьшить трение при нарезке канавок или пазов помогает расширяющийся к наружной стороне угол. Особенность этой фрезы в том, что у ступицы она уже, чем по наружному диаметру.

2 и 3-сторонние имеют зубья на торцевых сторонах. Боковые их режущие кромки – вспомогательные, главные расположены на самом цилиндре. Зубья, расположенные по окружности, могут иметь положительные и отрицательные значения наклона угла. Отрицательные углы на торце срезаются.

Инструменты и станки для фрезерной обработки металла

Как известно, назначение фрезерования заключается в получении из металлических заготовок деталей нужной формы и с определенной чистотой поверхностей. Чтобы изготовить изделие, полностью соответствующее проектной документации, необходим станок определенного типа и грамотный выбор фрез.

Основные типы фрез

Сегодня на российском рынке предлагаются фрезы отечественного и импортного производства, различных типов и конструкций, с режущими кромками из современных сплавов, керамики, кардной проволоки, стали с алмазным покрытием. Такое разнообразие дает возможность выполнять фрезерные работы на участках, где требуется выборка металла со сложной геометрией и высокими требованиями к качеству поверхности.

Классификация фрез предполагает их разделение по следующим параметрам:

• по конструкции (цельная либо сборная);
• по расположению зубьев и режущих кромок;
• по направлению и конструкции зубьев;
• по материалу режущих элементов;
• по способу крепления режущих элементов.

Дисковые фрезы

Дисковые фрезы применяют для работы по фрезерованию, если требуется выполнить обрезку заготовок, выборку металла, прорезание пазов, снятие фасок. Режущие элементы у дисковых фрез могут располагаться с обеих либо с одной из сторон. Выбор размера фрезы и ее зубьев зависит от вида обработки (предварительная, промежуточная, финишная). Преимущество дисковых фрез заключается в способности работать при значительных вибрациях и отсутствии необходимости в удалении стружки из области резания.

Торцевые фрезы

Торцевыми фрезами выполняется фрезерная обработка деталей со ступенчатыми и плоскими поверхностями. Ось вращения среды перпендикулярна обрабатываемой плоскости, рабочей является торцевая часть. В массивных торцевых фрезах часто используются сменные пластины. Фрезы с большим числом зубьев не нарушают плавности работы станка и дают возможность вести обработку деталей с высокой скоростью.

Цилиндрические фрезы

Фрезы данного типа делятся на две группы: с винтовыми и с прямыми зубьями. Первые отличаются плавностью работы и универсальностью применения, в случае возникновения больших усилий требуются сдвоенные фрезы с разнонаправленными зубьями. Вторые используются для фрезерной обработки узких плоскостей. Прорезание канавок и обработка уступов выполняется рашпильными циллиндрическими фрезами.

Угловые фрезы

Угловые фрезы предназначены для фрезерования угловых пазов и стружечных канавок, а также для обработки наклонных поверхностей. Бывают одноугловые с расположением режущей кромки на одной конической поверхности и двуугловые — с режущей кромкой на двух смежных конических поверхностях. Пазы со скошенными боковыми поверхностями фрезеруются одноугловыми фрезами типа «ласточкин хвост» — простой или перевернутый.

Концевые (пальчиковые) фрезы

Такие инструменты могут применяться для получения контурных выемок и уступов, выборки пазов, фрезерования взаимно перпендикулярных плоскостей. Сферические выемки фрезеруют шаровыми фрезами, для получения пазов сложной формы используют радиусные фрезы, а для Т-образных пазов, соответственно, фрезы грибковые. Концевые фрезы делятся на группы по форме хвостовика, величине зубьев и по конструкции.

Особую группу составляют фрезы для гравировки (граверы), применяемые для тонкой обработки материалов, в том числе драгметаллов. И, наконец, твердосплавные фрезы: они позволяют производить фрезерование металлов, обработка которых затруднена в силу структуры материала — чугуна, инструментальных сталей и т.п.

Фасонные фрезы

Данные фрезы предназначены для обработки фасонных поверхностей. Их применяют для фрезерования деталей, длина которых в разы превышает ширину. Существуют фасонные фрезерные инструменты с остроконечными и с затылованными зубьями. Заточка последних сопряжена со значительными сложностями, требует мастерства и опыта.

Червячные фрезы

Фрезерование металлических заготовок червячным инструментом производится методом обката, подразумевающим точечное касание детали фрезой. Разделение червячных фрез на подвиды принято производить по следующим параметрам:

• по конструкции (сборные или цельные);
• по направлению витков (правые или левые);
• по числу спиралей (одно- и многозаходные);
• по особенности зубьев (с шлифованными и нешлифованными зубьями).

Кольцевые фрезы

Кольцевые фрезы применяются для получения отверстий и напоминают по конфигурации корончатые сверла. Фрезерование этим инструментом дает выигрыш по времени примерно в 4 раза по сравнению со сверловкой за счет высокой скорости резания.

Фрезерные станки

Обработка металлов фрезерованием выполняется на специальных фрезерных станках. Все они имеют схожий принцип работы, но различаются по конструкции и функциональным возможностям.

Вертикально-фрезерные станки

Этот тип станков может применяться для выборки пазов и углов, обработки зубчатых колес, горизонтальных и вертикальных поверхностей, рамочных элементов. Фрезерование выполняется фасонными, циллиндрическими и концевыми фрезами.

Горизонтально-фрезерные станки

Оборудование данной фрезерной группы дает возможность производить работы по фрезерованию на деталях с небольшими габаритными размерами. При этом могут использоваться фрезы концевого, фасонного, торцевого, углового и циллиндрического типа.

Станки универсальные

В универсальных станках консоль и рабочий стол могут передвигаться по направляющим — вертикальным и горизонтальным, а обрабатываемую поверхность можно выставить под нужным углом (по отношению к шпинделю). Этот тип станков позволяет использовать любые типы фрез и осуществлять изготовление фрезерных деталей самой сложной конфигурации.

Фасонные фрезы

Для обработки деталей с криволинейными сложными контурами используются фасонные дисковые фрезы. Применяются они для узкого круга работ и могут быть:

• полукруглые выпуклые;
• полукруглые вогнутые;
• радиусные.

Особенность их в том, что режущие зубья расположены не по окружности, а только на отдельной её части.

Фасонная фреза

При большом разбросе внешних диаметров, размер внутреннего посадочного отверстия остаётся неизменным – d = 22 мм.

Группа фасонных делится на 2 вида – с затылованными и острыми зубьями. Оба вида используются для обработки деталей с непропорциональным соотношением размеров длины к ширине. Разница в обработке заключается в том, что у затылованной нулевой внешний угол и положительный задний. Она удобнее для заточки, не требует дополнительных приспособлений, но обработку ею чистовой не назовёшь. Более чистую точную обработку даёт острозубый инструмент. Но для поддержания его в надлежащем рабочем состоянии для заточки потребуется копир.

Имеет свою сферу применения и сборный фасонный инструмент. Отдельные его режущие кромки с простой формой составляют сложную кривую. Подобной конструкции фреза используется для обработки железнодорожной колёсной пары, а так же других сложных монолитных форм из металла. В пазах корпуса крепятся 2 смежные рейки с прикреплёнными твердосплавными пластинами.

Что такое фреза?

Фреза – режущий инструмент с одним или несколькими лезвиями (зубьями). Во время работы она вращается вокруг своей оси с высокой скоростью. Зубья насадки касаются поверхности, удаляя часть материала и формируя рельеф.

Так же, как и сверло, фреза включает режущую часть и хвостовик. Но при этом формы рабочей части крайне разнообразны. Более информативными для характеристики инструмента являются его геометрические параметры:

• диаметр – определяет величину рабочей зоны;
• высота – расстояние между дном бороздки и режущей кромкой лезвия. Измеряется в радиальном сечении перпендикулярно оси;
• ширина фаски – расстояние между режущей кромкой до пересечения задней и спинной поверхности лезвия;
• окружной шаг – расстояние между точками соседних режущих кромок, измеренное по дуге с центром на оси;
• величина затылования (если есть)– понижение кривой между кромками соседних лезвий. Затылованная часть позволяет сохранить профиль кромки при повторном затачивании.

Сфера применения

Количество операций, производимых с помощью фрезы, чрезвычайно велико. Что и объясняет их высочайшую востребованность.

• Грубая обработка металлов и неметаллов – раскрой, резка, сверление, черновая обработка.
• Высверливание канавок разной формы – пазы, бороздки, винтовые каналы, впадины косозубых колес и так далее.
• Обработка углов и кромки.
• Чистовая обработка и резка, изготовление деталей сложной геометрической формы: штампы, лопасти, пресс-формы.
• Художественное фрезерование – с помощью фрез вытачивают сложные изящные элементы из дерева, формируют на плоскости 3D изображения и орнаменты.