Фрезерная обработка: виды и преимущества

СОДЕРЖАНИЕ

Фрезерная обработка металлов и других материалов – это процесс, не теряющий своей актуальности. Сама технология относительно проста: инструментом срезается верхний слой детали, придавая ей необходимые форму и размер. Однако видов и типов такой обработки довольно много.

Еще одним залогом популярности фрезерования можно назвать универсальность материалов обработки. В нашей статье мы расскажем, где применяется эта технология, разберем ее виды и особенности и поговорим про используемые инструменты.

Задачи фрезерной обработки

Используя различные виды фрез, можно качественно и точно проводить фрезеровку. Обрабатывают разные материалы, но чаще всего это металл. Благодаря современным станкам, оснащенным системами числового программного управления (ЧПУ), снижается количество бракованных деталей, а процессом можно управлять с помощью простых числовых программ. В последнее время вместо фрезы используют лезвие, посредством которого детали обрабатываются с большей четкостью и меньшим количеством брака.

Задачи фрезерной обработки

Фрезеровка — важная часть обработки изделий. С ее помощью металл режут, шлифуют, наносят на него узоры и гравировку, а также проводят токарные и другие виды работ. Набор состоит из нескольких различных фрез (зубчатых, цилиндрических, концевых, торцевых, фасонных и других — более сложных), а на станок они крепятся в зависимости от типа работы — вертикально или горизонтально.

В производственной деятельности иногда требуется обрабатывать детали под определенным углом, тогда фрезу заранее устанавливают в нужной позиции. Способ фрезерования выбирают исходя из характеристик обрабатываемой детали.

 

 

Фрезеровку используют во многих видах производства: в машиностроении, обработке металлов и дерева, ювелирном деле, архитектуре и дизайне.

В настоящее время широко распространена фрезерная обработка алюминия. Этот металл нашел применение в сфере создания интерьеров, элементов рекламы, сложного дизайна и т. д.

Читайте также: «Уровень качества сварного шва: методы контроля»

Алюминий — уникальный металл: прочный, но при этом легкий и поддающийся обработке, поскольку имеет низкую температуру плавления. Из него изготавливают сувенирную продукцию, кухонную утварь, дизайнерские вещи, на которые легко наносить надписи, узоры, рельефные элементы. Изделия получаются правильной формы и размера, с ровными краями, без заусенцев.

Методы фрезерной обработки

Работая с изделиями, выбирают тот или иной вид фрезерной обработки в зависимости от характеристик материала. Для обдирочной первичной обработки металлических или твердосплавных деталей служит встречная фрезеровка. Для чистовой или получистовой отделки, а также для работы с мягкими металлами подойдет попутное фрезерование. Эти способы имеют особенности технологии и обладают достоинствами и недостатками, от которых зависит их востребованность.

Методы фрезерной обработки

Оборудование, применяемое при фрезеровочных работах, в зависимости от их характера бывает горизонтальным или вертикальным. Эти виды станков различаются свойствами и имеют свои плюсы и минусы.

Попутная технология

При попутном фрезеровании режущий элемент вращается в одном направлении с поступающей заготовкой, благодаря чему имеет несколько преимуществ по сравнению с другими способами:

  • режущая кромка инструмента медленно изнашивается, поскольку при попутном движении долго не затупляется;
  • припуск снимается очень плавно, благодаря чему шероховатость получаемого изделия низкая;
  • инерционные силы надежно удерживают заготовку на станине, ее не нужно дополнительно фиксировать, а значит, риск деформации металла снижен;
  • стружка отводится быстро и без использования дополнительного оборудования.

Читайте также: «Сварка нержавейки электродом»

Нельзя не сказать о недостатках попутной технологии. Грубые поверхности нужно предварительно подготавливать, а для работы с металлами, имеющими много твердых вкраплений, этот способ вовсе не подходит. Кроме того, при попутном фрезеровании возникают значительные вибрации, нейтрализовать которые можно лишь с помощью станка с высокой жесткостью.

Встречное фрезерование

При встречной фрезеровке режущий инструмент вращается в направлении, противоположном движению заготовки. Этот способ помогает повысить производительность, но имеет и другие достоинства:

  • воздействие на материал во время обработки равномерное и аккуратное, поэтому можно углублять рез, не отклоняясь от допустимых параметров;
  • нагрузка на механизм минимальна, за счет чего продлевается срок его службы;
  • вибрации не возникают, даже если приходится работать с металлом, имеющим грубую поверхность с шероховатостями.
Встречное фрезерование

Недостаток встречной методики — необходимость жестко фиксировать заготовку на станине, поскольку сила резки направлена на то, чтобы частично оторвать ее от поверхности. При работе стружка отводится плохо и иногда попадает в рабочую зону. Наконец, фреза подвергается быстрому износу.

Вертикальная фрезеровка

Осуществляя этот вид фрезеровочных работ, используют специальные вертикально-фрезерные станки, благодаря которым можно работать как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, а также:

  • сверлить;
  • вытачивать отверстия;
  • зенкеровать.

С помощью вертикально-фрезерного оборудования можно обрабатывать не только металлические изделия, но и заготовки из других материалов, причем как отдельными единицами, так и потоком. Вертикальная фрезеровка подходит для работы со сталью и чугуном, с ее помощью можно производить зубчатые колеса, штампы, рамки, спирали и другие изделия высокого качества. Применяют фрезерную обработку с ЧПУ, полностью автоматизированную или ручную.

Читайте также: «Дуговая сварка в защитном газе: суть процесса»

Шпиндель в данном виде оборудования расположен вертикально (отсюда и название). Работа в основном осуществляется благодаря вращению фрезы, а заготовку двигают, если, например, нужна более интенсивная обработка. Движение заготовки в зависимости от ее назначения может быть как прямо-, так и криволинейным. Головка шпинделя обладает функцией установочного передвижения по вертикальным направляющим и передвижения вместе с гильзой в осевом направлении.

Вертикально-фрезеровочные станки разделяются на две категории, различающиеся особенностями конструкции:

  1. Консольные — агрегаты больших размеров, оснащенные массивной консолью, благодаря которой детали сверлят и обрабатывают посредством разнообразных фрез (цилиндрических, концевых, торцевых, фасонных). Положение такого оборудования в пространстве ограничено, поэтому на нем обрабатывают детали небольших габаритов или массы.
  2. Бесконсольные — станки, станина которых укреплена на фундаменте, а стол перемещается по ее направляющим. Таким образом обеспечиваются высокая жесткость конструкции и точность обработки заготовок. Поскольку консоли нет, можно работать с деталями больших размеров. Бесконсольные станки — незаменимое оборудование для обработки вертикальных и расположенных под углом поверхностей.

Горизонтальное фрезерование

При фрезеровании горизонтальных поверхностей применяют особые горизонтально-фрезерные станки, шпиндель которых расположен соответствующим образом. В качестве оснастки используют цилиндровые, дисковые и угловые фрезы, а также их комбинации со сменными резцами.

Горизонтальное фрезерование

Помимо обычного горизонтального оборудования, созданы универсальные станки, на которые можно ставить оснастку любого типа. Благодаря им можно не только проводить поверхностную линейную обработку металла, но и вырезать сложные пазы и выемки на вращающихся деталях. Резка проходит под углом 90° и оптимальна для создания канавок с быстрым отведением стружки.

Типы фрезерной обработки

Функциональность фрезерного станка определяется спецификой операций и их количеством, а также возможностью работать с заготовкой, не делая лишних ее перемещений. Например, есть станки, способные обрабатывать детали с разных сторон, почти не двигая их.

Типы фрезерной обработки

В настоящее время существует несколько видов фрезерной обработки деталей:

  • Фрезеровка уступов. Уступ – это фрагмент детали, сформированный двумя перпендикулярными поверхностями. Уступы формируют с помощью торцевых и дисковых концевых фрез. Создавать их можно как на вертикально-, так и на горизонтально-фрезерных станках.
  • Торцевое фрезерование. Как следует из названия, осуществляется только торцевыми фрезами. Станки применяют горизонтально-фрезерные.
  • Профильное фрезерование. Используется, если нужно создать вогнутые или выпуклые в нескольких точках профили. Для формирования поверхности высокого качества применяют черновое, получистовое и чистовое фрезерование. Сложные фигурные детали рекомендуется обрабатывать на пятикоординатных станках.
  • Нарезание пазов. Осуществляется посредством концевых и дисковых фрез. Можно формировать как глухие, так и сквозные пазы разнообразного сечения.

Читайте также: «Сварка медных проводов: разбираемся в технологии»

Помимо обычных станков, можно проводить фрезерную обработку заготовок с помощью дополнительного оборудования. При сложных разновидностях обработки, таких как плунжерная фрезеровка, линейное врезание, выборка по слоям, используют станки с ЧПУ, благодаря которым уменьшается количество случайных ошибок. Для каждого способа обработки имеется свой инструментарий, требования к которому даны в ГОСТ на фрезы по металлу.

Виды фрез

В настоящее время магазины предлагают большое разнообразие фрез: отечественного и зарубежного производства, всевозможных конструкций, с режущими элементами из разных материалов (металлических сплавов, кардной проволоки, керамики, стали с алмазным покрытием). Благодаря широте ассортимента можно выбрать инструменты для любых задач, в том числе для обработки сложнопрофильных деталей, где требуется высокая точность фрезерной обработки.

Виды фрез

Фрезы классифицируют следующим образом:

  • по расположению зубцов и режущих кромок;
  • по конструкции (цельная или сборная);
  • по внешнему виду зубцов;
  • по материалу режущей кромки;
  • по способу фиксации режущих элементов.

Дисковые фрезы

Когда нужно произвести выборку металла, обрезать заготовки, снять фаски или сформировать паз, рекомендуется использовать дисковые фрезы. Режущие кромки у них могут находиться как с одной, так и с обеих сторон. Размер фрезы подбирают исходя из вида обработки (подготовительная, промежуточная, финальная). Основные достоинства дисковых фрез состоят в возможности работать в условиях вибрации и в том, что нет нужды удалять стружку из рабочей зоны.

Торцевые фрезы

С помощью этой оснастки можно проводить фрезерную обработку заготовок с плоской или ступенчатой поверхностью. При этом оснастка вращается перпендикулярно обрабатываемой зоне, а рабочей является торцевая ее часть. В массивном оборудовании нередко применяют сменные пластины. Торцевые фрезы с большим количеством зубцов обеспечивают плавную работу станка, при этом детали обрабатываются с большой скоростью.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Цилиндрические фрезы

Цилиндрическая оснастка бывает с прямыми и винтовыми зубцами. Первые подходят для обработки узких плоскостей. Использование вторых носит универсальный характер, работают они плавно, а если требуется большее усилие, то применяют комбинацию из двух фрез, зубья которых направлены в разные стороны. Если нужно сформировать уступ или прорезать канавку, то на помощь придут рашпильные цилиндрические фрезы.

Угловые фрезы

Как следует из их названия, угловые фрезы нужны для формирования угловых пазов. Кроме того, с их помощью создают стружечные канавки и обрабатывают наклонные плоскости. Различают фрезы с режущим элементом на одной конической поверхности (одноугловые) и на двух смежных поверхностях (двуугловые). Для формирования пазов со скошенными боковыми стенками служит специальная одноугловая фреза в форме простого или перевернутого ласточкина хвоста.

Концевые (пальчиковые) фрезы

Такие фрезы незаменимы при создании фигурных уступок и выемок, выборки пазов, обработки плоскостей, расположенных взаимно перпендикулярно. Токарно-фрезерную обработку круглых выемок производят с помощью шаровых фрез, для создания пазов более сложных форм служат радиусные фрезы, а Т-образных — грибковые. Пальчиковые фрезы разделяют на группы в зависимости от их конструкции, размера зубцов и формы хвостовика.

Читайте также: «Зенкование»

В отдельную группу выделают граверы — особые фрезы для гравировки надписей, узоров, а также для обработки ювелирных изделий. Если нужно обработать детали из инструментальной стали или чугуна, которые не под силу обычным инструментам, рекомендуется использовать твердосплавные фрезы.

Фасонные фрезы

С помощью этого типа оснастки осуществляют обработку на фрезерных станках фасонных поверхностей. Они подходят, например, для фрезерования изделий, длина которых в несколько раз превышает ширину. Созданы фрезы как с остроконечными, так и с затылованными зубцами. Вторые очень сложно затачивать, для этого необходимы соответствующие навыки и опыт.

Червячные фрезы

Металлические детали фрезеруют червячным инструментом методом обката, благодаря которому фреза касается деталей точечно. Существует несколько подвидов червячных фрез, которые различаются:

  • по конструкции (монолитные или сборные);
  • по количеству спиралей (одно- и многозаходные);
  • по направлению витков (правые или левые);
  • по характеристикам зубцов (шлифованные, нешлифованные).

Читайте также: «Нарезание наружной резьбы»

Кольцевые фрезы

Кольцевые инструменты служат для формирования отверстий и внешне похожи на корончатые сверла. Однако по сравнению со сверловкой отверстия с помощью фрезы создаются в 4 раза быстрее в силу большой скорости резания.

Фрезерная обработка металла стала очень популярна во многих производственных сферах благодаря появлению новых технологий. Обрабатывать можно и титан, и алюминий, и другие материалы. Есть возможность создавать детали специального назначения и даже ювелирные украшения. Если станок оснащен ЧПУ, то возможна лазерная фрезеровка деталей с замысловатыми контурами. Это хоть и дорогая, но зато качественная обработка, не требующая подготовительной шлифовки изделия.

Фрезерная обработка

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 1, Средняя: 5
5
5
1
1
Чертеж по индивидуальным размерам Чертеж по
индивидуальным
размерам
Скачать прайс Скачать прайс