Дисковая фреза по металлу для фрезерного станка

Фрезы по металлу — инструмент, функциональным назначением которого является резка стального массива для придания ему требуемых форм. Работа этого инструмента производится вращательно-поступательными движениями. Иногда вращение при обработке бывает эксцентричным (с разными условными центрами вращения), а иногда производится сразу в нескольких плоскостях. Всю нагрузку при обработке металлической поверхности берет на себя именно оснастка.

Есть множество разновидностей фрез по металлу. Рассмотрим их подробнее в этой статье.

Принципы классификации

Для обработки металлических заготовок фрезы для станков бывают разные, в зависимости от следующих характерных особенностей:

• в зависимости от материала, из которого они изготовлены;
• по направлению обработки металла (бывают наклонные, винтовые);
• по виду заточки;
• в зависимости от конструкции инструмента (выделяют монолитные, сборные или же составные);
• по месту нахождения режущих кромок и по виду их крепления (если составные).

Эти условные разделения необходимы, чтобы можно было точно выбрать тот тип фрезы, которым было бы максимально удобно обрабатывать металлическую заготовку, чтобы придать ей требуемую форму. Однако определяющая классификация оснасток связана с их формой. Об этом далее.

Виды

Фрезы для металлообработки классифицируют в зависимости от формы, которая зависит от направления приложения усилия к режущей кромке. Выделяют следующие типы:

• дисковые;
• торцевые;
• цилиндрические;
• угловые;
• концевые;
• фасонные;
• червячные;
• кольцевые.

Рассмотрим все разновидности последовательно.

Дисковые

Этот тип инструмента получил широкое применение на профильных станках, а также на автоматах продольного вытачивания заготовок. Выделяют следующие разновидности дискового инструмента:

С помощью дисковых фрез делают прорези в заготовке, а также делят ее по длине (для отрезания). Выбирая подходящий тип оснастки, нужно уделять внимание следующим параметрам:

• Диаметр. При прорезях в заготовке диаметр фрез определяется в зависимости от максимальной глубины паза от поверхности заготовки. В случае отрезания заготовки диаметр инструмента подбирается по глубине реза.
• Ширина. Здесь все зависит от того, паз какой ширины нужно выточить. Требуется минимизировать расходы станочных машино-часов, а также износ инструмента. Исходя из этих соображений, выбирается та ширина, которая будет оптимальной для формирования требуемой конструкционной особенности формируемой детали.

Материал дисковой фрезы. Здесь различают:

Принцип простой: металл обрабатывается инструментом, сделанным из более твердого металла.

Количество зубьев на диске. В зависимости от того, какой материал требуется обработать, определяется сплав, из которого должна быть сделана фреза, а также ее необходимая форма (минимальное количество зубьев). От этого зависит ее стоимость.

Торцевые

Они используются на оборудовании для формирования у заготовок плоских и ступенчатых поверхностей.

Каждый ее зуб представляет собой стандартный резец, при этом его режущие кромки размещаются исключительно в торцевой поверхности.

Ось фрезы располагается перпендикулярно по отношению к обрабатываемой плоскости заготовки.

Основную нагрузку несут боковые режущие кромки. При этом ее зубья воздействуют на деталь не все вместе и сразу, а по очереди (то есть, упор производится не всей плоскостью инструмента). Это дает возможность обрабатывать заготовки равномерно.

Особенности торцевого инструмента:

• наличие большого количества режущих кромок (лезвий);
• повышенная жесткость, что требует и жесткости закрепления инструмента в шпинделе станка.

Эти черты позволяют обеспечивать торцевым фрезам повышенную производительность обработки металла (если сравнивать, к примеру, с цилиндрическими). Однако для торцевого инструмента требуется корректно подобрать охлаждающую и смазывающую жидкость. В связи с его потенциально более высокой производительностью, более качественное охлаждение и смазка нужны здесь для сохранения его режущей способности.

Цилиндрические

Такой тип фрез предназначается для горизонтально-фрезерного оборудования для обработки поверхностей заготовок. Различают следующие разновидности цилиндрического инструмента:

• с прямыми зубьями;
• с винтовыми зубьями.

Особенность фрезы с винтовыми зубьями отличается плавностью обработки заготовки, а потому они весьма распространены на предприятиях. Инструменты с прямыми зубьями в основном применяется для фрезерования узких плоскостей.

Угловые

Они используются для обработки угловых пазов и наклонных плоскостей у заготовки. Такие фрезы бывают:

1. одноугловые: оснащаются рабочими кромками, которые располагаются на торце конической поверхности;
2. двуугловые: кромки расположены на двух конических поверхностях.

С их помощью ускоряется процесс обработки заготовки детали и, соответственно, экономятся машино-часы оборудования.

Концевые

Применяются для формирования глубоких пазов в корпусных деталях, например, в контурных выемках.

Основную работу выполняют зубья фрезы, расположенные на ее цилиндрической поверхности.

Кроме того, присутствуют и вспомогательные рабочие кромки, которые зачищают дно образуемой канавки.

Зубья концевых фрез бывают винтовыми и наклонными.

Фасонные

Фасонные фрезы используются для придания профиля поверхностям незамкнутого типа. Кроме того, они подходят для формирования канавок. С помощью фасонного инструмента можно создать сложный профиль, в том числе для заготовок, которые имеют существенную разницу между своими габаритными размерами, между длиной и шириной. Фасонные фрезы имеют 2 типа зубьев:

Чтобы получить пазы или выступы полукруглой формы, а также других скруглений на детали, обычно используют радиусные, выпуклые и вогнутые фасонные фрезы.

• радиусная: с ее помощью можно делать не только отрезку различных частей заготовки, но и фигурные вырезы на ее поверхности;
• выпуклая: применяется для формирования относительно простых скругленных пазов и выступов;
• вогнутая: такой инструмент часто применяется на производстве для формирования металлорежущих изделий – резцов.

Червячные

Обработка таким инструментом осуществляется через точечное касание заготовки. Червячные фрезы бывают:

• сборными и цельными;
• в зависимости от направления витков – левыми и правыми;
• со шлифованными и нешлифованными зубьями.

Кольцевые

Такой инструмент – уже нечто среднее между фрезой и сверлом. Они предназначены для получения отверстий большего диаметра, чем это может обеспечить сверлильный станок. Кроме того, кольцевой инструмент имеет более высокую скорость резки по сравнению со сверлами (почти в 4 раза). Такой тип оснасти выпускается не только для станков, но и для ручных дрелей (другое их название – борфрезы).

Возможности фрезерных станков

Современное фрезерное оборудование становится все более универсальным и эффективным. Самой продвинутой его разновидностью, безусловно, являются роботизированные комплексы, которые производят комплексную обработку металлических заготовок, самостоятельно выбирая нужных тип оснастки для различных операций, а также устанавливая оптимальный алгоритм вытачивания той или иной поверхности или отверстия.

Фрезерный инструмент способен обрабатывать все типы металлов и сплавов (черных и цветных), а применение инновационных датчиков и комплексных программных методов управления производственным циклом станков позволяет оптимизировать изнашиваемость инструмента и расход машино-часов оборудования.

Чтобы иметь возможность обрабатывать стальные заготовки, придавая им нужную форму, на производстве широко используют фрезерные станки. Благодаря фрезам по металлу для фрезерных станков получают изделия в точном соответствии с инженерным проектом. Типы фрез, представленные сегодня на отечественном рынке, отличаются большим разнообразием, что позволяет подобрать наиболее подходящий для конкретного случая вариант.

Основные разновидности фрез

Принципы классификации фрез по металлу

Различные виды фрезерных станков обусловлены конструкцией и назначением инструмента, а также способом подачи фрезы, среди которых можно выделить винтовой, вращательный и прямолинейный. Рабочие кромки режущего инструмента, каждая из которых, по сути, представляет из себя резец, изготавливаются из особо твердых сплавов стали или из таких материалов, как керамика, алмаз, кардная проволока и прочих.

Разнообразие фрез дает возможность осуществлять выборку материала на самых сложных участках, в результате чего заготовке придается требуемая форма и она превращается в конкретную деталь.

Множество видов фрез на одном фото

Классификация фрез производится по следующим параметрам:

• расположение зубьев (резцов);
• конструкция (сборная, цельная);
• конструкция зубьев;
• направление зубьев;
• способ крепления режущих элементов;
• материал режущих элементов.

Типы фрез по металлу

Любому начинающему мастеру, столкнувшемуся с необходимостью обработки металла, приходится искать информацию о том, какие бывают фрезы. Опишем наиболее распространенные виды фрез по назначению.

Дисковые фрезы используются для следующих типов работ:

• обрезки заготовок;
• прорезания пазов;
• выборки металла;
• снятия фасок и т.д.

Режущие элементы таких инструментов могут располагаться как с одной, так и с двух сторон. В зависимости от вида обработки (от предварительной до финишной) меняется размер фрезы и ее зубьев. Твердосплавные дисковые фрезы работают в самых сложных условиях при высокой вибрации и невозможности эффективно выводить стружку из области резания.

Из разновидностей таких инструментов можно выделить:

• пазовые;
• прорезные;
• отрезные;
• предназначенные для обработки детали из металла с двух или трех сторон.

Названия этих инструментов определяются их назначением: так, отрезные фрезы нужны для отрезки заготовок из металла на фрезерных станках, а с помощью прорезных производят прорезку пазов и шлицев.

Торцевые фрезы со сменными пластинами

Такие фрезы работают с плоскими и ступенчатыми поверхностями деталей из металла. Из самого названия понятно, что торцевая часть инструмента является рабочей, соответственно, ось его вращения перпендикулярна обрабатываемой плоскости детали. Чаще всего такие фрезы довольно массивны, благодаря чему в них удобно использовать сменные пластины. Большое количество зубьев на участке соприкосновения с деталью из металла позволяет добиться высокой скорости обработки и плавности работы инструмента.

Фрезы такого типа могут быть как с прямыми, так и с винтовыми зубьями. Первыми обрабатывают узкие плоскости, а вторые работают плавнее и потому получили универсальное применение.

Осевые усилия, возникающие при определенных режимах работы фрез с винтовыми зубьями, бывают весьма высокими. В этих случаях применяют сдвоенные инструменты, зубья которых расположены с разным направлением наклона. Благодаря этому решению возникающие в процессе резания осевые усилия уравновешиваются.

К этому типу также относятся рашпильные фрезы типа «кукуруза», с их помощью обрабатывают уступы и прорезают канавки.

Цилиндрическая фреза типа «кукуруза» в работе

Край такой фрезы по металлу, используемой для обработки наклонных поверхностей, а также угловых пазов, имеет коническую поверхность. Существуют как одноугловые, так и двухугловые типы инструментов, отличающиеся между собой расположением режущей кромки (в двухугловых моделях они расположены на двух смежных конических поверхностях, а в одноугловых – на одной конической поверхности). С помощью таких фрез можно выполнять стружечные канавки в инструментах разного рода.

Угловая фреза типа «ласточкин хвост»

Для формирования пазов со скошенными боковыми поверхностями применяются одноугловые инструменты по металлу типа «ласточкин хвост» и перевернутый «ласточкин хвост».

Чаще всего концевые (или пальчиковые) фрезы по металлу применяют для создания пазов, контурных уступов и выемок, обработки взаимно перпендикулярных плоскостей.

Концевые фрезы делятся на несколько разновидностей по следующим признакам:

• монолитные или припаянными режущими элементами;
• с коническим или цилиндрическим хвостовиком;
• для конечной обработки металла (мелкие зубцы) или для грубой (крупные зубцы).

Концевые твердосплавные фрезы применяются для работы с плохо обрабатываемыми металлами – сталью, чугуном и др. Среди концевых фрез выделяют также сферические (шаровые), необходимые для обработки выемок сферической формы, радиусные, служащие для выборки пазов разнообразных форм, грибковые – твердосплавные фрезы для Т-образных пазов на заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. К концевым также относятся граверы или фрезы для гравировки, которые используются для обработки драгоценных металлов, меди, латуни и других материалов.

Из названия становится ясно, что данный тип режущего инструмента призван обрабатывать фасонные поверхности. Такие фрезы активно применяются для обработки деталей из металла со значительным соотношением длины заготовки к ее ширине, так как фасонные поверхности деталей небольшой длины на крупных производствах чаще изготавливают методом протягивания. Фасонные фрезы с затылованным углом сложнее всего подвергать заточке.

По типу зубьев фасонные фрезерные инструменты по металлу делятся на два типа:

• с остроконечными зубьями;
• с затылованными зубьями.

Обработка выполняется методом обката за счет точечного касания заготовки инструментом. Червячные фрезы подразделяются на ряд подвидов по следующим параметрам:

• цельные или сборные;
• правые или левые (направление витков);
• много- или однозаходные;
• с нешлифованными или со шлифованными зубьями.

Кольцевые фрезы (или корончатые сверла)

Такие инструменты служат для получения отверстий, причем кольцевые фрезы обеспечивают более высокую скорость резания в сравнении со спиральными сверлами приблизительно в 4 раза.

Существуют фрезы по металлу не только для станков с ЧПУ, но и для дрели. Иначе их еще называют борфрезами. В их конструкции предусмотрена специальная шпилька для зажима в патроне дрели. В продаже борфрезы можно встретить только в виде комплектов, поскольку работа с металлом с помощью дрели требует точности и соответствующих конкретной задаче форм фрезы.

Для ручного фрезера фрезы тоже покупают комплектом. Существуют кромочные инструменты с подшипником и без него. Первые применяются для обработки на ручном фрезере кромки детали, вторые могут быть использованы на любом участке заготовки, однако для более точной их работы требуются шаблоны. На отечественном рынке встречаются, как правило, китайские режущие инструменты для ручного фрезера, однако их качество можно оценить как достаточно высокое.

В домашних условиях для обработки металла можно использовать такой инструмент, как сверло-фреза. Однако применять его можно только для деталей небольшой толщины. Специалисты не рекомендуют вставлять его в ручной фрезер – оно должно использоваться только в электродрели.

Широкие возможности фрезерных станков

Следует отметить, что современные фрезы позволяют работать практически со всеми видами металлов и сплавов, включая сталь, чугун, алюминий, медь и так далее. Современные фрезерные станки отличаются хорошей эргономичной конструкцией, высокой безопасностью и наличием большого числа датчиков, контролирующих температуру двигателя, скорость вращения фрезы и прочие параметры.

Правильный выбор и своевременная заточка инструмента позволяют работать с максимальной отдачей и высокой точностью, придавая детали требуемую форму.

Эта разновидность режущего инструмента представлена в большом ассортименте. С его помощью можно проводить различные технологические операции. Сам процесс заключается в медленной подаче быстровращающейся фрезы в рабочую область. По точности обработки заготовок такая методика лишь не намного хуже наружного протягивания металла.

Разнообразие фрез по металлу позволяет производить выборку материала на самых сложных участках. Главное – определить нужный вид инструмента и способ его подачи (например, винтовой, поступательно-вращательный). Его режущие кромки изготавливаются из особых сортов стали, керамики, твердых сплавов, алмазов и ряда других материалов (кардная проволока и так далее). Рассмотрим основные разновидности фрез по металлу для фрезерного станка и их назначение.

Классификация фрез по металлу

По расположению режущих частей (зубьев). По их заточке. По направлению (наклонные, винтовые и так далее). По конструкции инструмента (монолитный, сборный, составной). По креплению режущих элементов. По их материалу.

Поэтому перечислить все разновидности данного инструмента, с учетом специфики его исполнения и особенностей применения, несколько затруднительно.

Виды фрез

Каждая из них используется лишь на определенном технологическом этапе обработки металла, в зависимости от задачи, которую необходимо решить.

Цилиндрические

Имеется 2 разновидности данного инструмента – с зубьями прямыми и винтовыми. Фрезы в первом исполнении применяются для более простых операций, как правило, на ограниченных (узких) участках.

Изделия с режущими винтовыми частями более универсальные.

Но так как осевые усилия бывают значительными, то их использование ограничивается углом наклона режущей грани (не более 450). Поэтому в подобных ситуациях устанавливаются фрезы цилиндрические сдвоенные. Особенность их исполнения в том, что режущие части в процессе работы «перекрывают» место стыка половинок инструмента.

Дисковые

Прорезка пазов. Выборка металла на узком сегменте. Обрезка заготовок. Снятие фасок и для других целей.

Особенности – режущие грани могут располагаться или с одной, или с обеих сторон. Их размеры определяют специфику обработки металла – грубая она (предварительная) или финишная (чистовая). Такой инструмент эксплуатируется в довольно сложных условиях – повышенная вибрация, сложность отвода металлической стружки.

Разновидности:

Прорезные. Отрезные. Пазовые. Для резания с двух или трех сторон.

Торцевые

В основном применяются для обработки деталей с поверхностями ступенчатыми или плоскими. Инструмент ставится так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна обрабатываемой поверхности.

Особенности – повышенная плотность зубьев на участке соприкосновения с заготовкой. Это обеспечивает равномерность и высокую скорость обработки металла. Наличие дополнительных режущих кромок (в торцевой части) позволяет добиться более «чистой» поверхности при обработке на фрезерном станке.

Червячные

Имеют специфическое применение. Обработка материала производится методом обката.

Особенность – выборка металла происходит в процессе точечного касания фрезы заготовки.

Разновидности

Левые или правые (в зависимости от направления витков). Одно- или многозаходные. Сборные или цельные. С зубьями шлифованными или нешлифованными.

Концевые

Для обработки пазов, уступов и так далее.

Разновидности

Хвостовик – конический или цилиндрический. Для предварительной (крупные зубья) или финишной (мелкие) обработки материала. Монолитные или с напаянными режущими пластинами (коронками).

Обдирочные фрезы предназначены для обработки сплавов, полученных способом литья или ковки.

Шпоночные – разновидности концевых, которыми производится выборка Т-профилей. Оснащены двумя зубьями, один из которых расположен на конце, а другой – на срединной части инструмента. Интервал между ними и определяет параметры зоны выборки металла.

Отрезные

Предназначение понятно из названия. Обрезка заготовки может быть полной или частичной (секторальной). Режущие кромки – только на верхних гранях зубьев (на торцах отсутствуют).

Разновидности

Группируются по размерам зубьев:

Мелкие. Средние. Крупные.

Особенности – первые две разновидности режущего инструмента служат для работы с чугуном и сталями, последняя – с легкими сплавами (на основе магния, алюминия и тому подобное).