Концевая фреза: назначение, классификация, ГОСТы по металлу и дереву: ГОСТ, назначение, классификация

Нюансы подбора оборудования

Чугун обрабатывается на малых оборотах режущего инструмента с небольшой подачей. Стружка образуется мелкая, как пыль. Для работы с таким материалом подойдут фрезы дисковые отрезные по металлу ГОСТ 2678-93. При прорезке пазов по классу точности от 4 и выше, используют прорезной инструмент.

Выборка пазов в деталях типа вал из углеродистых и высоколегированных сталей осуществляется на фрезерных и зуборезных станках фрезами дисковыми с напайными пластинами соответствующей конфигурации.

Инструмент может применяться на двухстоечных горизонтально-фрезерных станках, если надо сделать канавки на боку большой детали. Область использования дисков с зубьями широкая.

Сталь для изготовления фрез

Для изготовления фрез применяются только и исключительно высококачественные материалы. К таковым материалам относятся высоколегированные стали, обладающие повышенной износостойкостью к температурному воздействию. Чтобы повысить прочность оснастки при нагреве, в состав сплава вводятся твердосплавные материалы — молибден, хром, ванадий, а также вольфрам.

Для достижения высокой твердости будущего изделия, в составе сплава должно присутствовать не менее 0,7% углерода. Если количество углерода меньше этого значения, значит готовая фреза будет недостаточно твердой. В состав сплава, из которого изготавливаются рассматриваемые типы оснастки, входят следующие вещества:

Вольфрам с молибденом — за счет этих твердосплавных материалов достигается особая прочность, высокая износостойкость и красностойкость стали
Хром — в состав сплава входит этот элемент, количество которого ограничивается до 4%. Хром в умеренном количестве позволяет получить повышенной прочности к прокаливанию металл
Кобальт — влияет положительно на красностойкость, но при этом его большое количество негативно отражается на прочности. Кобальт подавляет углерод, в результате чего снижается прочность
Сера и фосфор — в составе сплавов их количество должно быть ограниченным до значения 0,03%. Чем больше серы и фосфора в составе, тем ниже качество насадки

Для изготовления фрез применяются стали марки Р6М5, Р18 и Р12. Первая марка стали является самой дешевой, но при этом получаемая оснастка обладает низкой износостойкостью. Высокая износостойкость присуща для сплавов марки Р18, в составе которых содержится много вольфрама. Марка стали Р12 отличается повышенными показателями тепловой устойчивости. Разновидности рассматриваемых оснасток в работе показаны в видео ролике ниже.

https://youtube.com/watch?v=6kiNFGZFZ2s%3F

Подводя итог, нужно отметить, что фрезы по металлу стоят достаточно дорого, поэтому покупать устройства без предварительного выяснения его назначения, крайне нерационально. Каждый вид фрезы имеет не только предназначение, но и характерные технические параметры, которые нужно учитывать, перед тем, как купить насадку для обработки металлических заготовок. Зная о том, какие основные виды фрез по металлу выпускаются современными производителями, не составит большого труда выбрать их для выполнения соответствующих манипуляций.

Публикации по теме

Резка керамической плитки болгаркой и как правильно выполнять

Выбор и виды катушек на триммеры вся правда о качестве оснастки

Шлифовка и полировка насадками на дрель и шуруповерт виды и назначение

Насадка для разрезания металла на дрель зачем нужна и как пользоваться

Видео описание

Видео-инструкция по выбору фрез по дереву для начинающего:

Торцам соединяемых заготовок с помощью конкретного типа фрез придается определенный профиль. Затем они соединяются путем смыкания в единую прочную конструкцию. Процедура выполняется без дополнительной подгонки выбранных поверхностей, так как комплектные инструменты идеально подогнаны друг к другу.

Фигирейные

Фрезы фигерейной разновидности предназначаются для формирования филенок. Пример – плинтуса, мебельные дверцы, декор-планки и проч. Как правило, инструмент достаточно массивен, и потому для обработки с его помощью заготовок применяются станки мощностью от 1,6 кВт. При этом фрезы подразделяются на три категории:

Горизонтальные. Создают филенку.
Двусторонние. Формируют филенку и шип.
Вертикальные. Применяются для выборки профиля плинтусов.

Устройство и принцип работы инструмента

Металл обрабатывается благодаря множеству лезвий, которые располагаются на зубчатом теле фрезы. При вращении инструмента происходит фрезерование, во время которого одновременно несколько зубцов контактируют с материалом, срезая слои различной толщины.

Изготавливаются рабочие зубцы из твёрдых металлов, быстрорежущей стали, кардной проволоки или минеральной керамики. В некоторых случаях фрезу делают с алмазным напылением.

В зависимости от вида зубцов и устройства оборудования различают такие типы фрез:

Сварные.
Цельные.
Сборные.

Цельное приспособление состоит из единого металла. Основными их частями являются рабочий участок (у концевых) или тело дисковой формы (у насадочных) и корпус-хвостовик.

К типу насадочному относят отрезные и дисковые инструменты. Они, в свою очередь, могут быть сварными или цельными. У сварных инструментов хвостовик и рабочая часть изготавливаются из различных металлов и друг к другу крепятся при помощи сварки.

Сборное оборудование тоже изготавливается из нескольких металлов (чаще всего двух), но они не намертво прикреплены друг к другу. Их части фиксируются при помощи болтов, винтов или клиньев. Основной частью сборных фрез является корпус, а вот резцы можно точить или заменять. Резцы чаще всего выполнены с твердосплавными напайками или из быстрорежущей стали.

3 Особые требования Госстандарта 17025–71

Стружечные канавки в таких инструментах имеют следующие углы наклона:

концевая фреза Тип 1 – от 30 до 35 градусов;
фреза Тип 2 – от 35 до 45 градусов.

Режущие приспособления, сечение которых не превышает четырех миллиметров, ГОСТ разрешает выпускать без зубьев на торцах. А инструмент сечением не более 12 миллиметров может изготавливаться без шейки. Центровое отверстие на торце, которым располагает каждая концевая фреза, должно отвечать требованиям Госстандарта 14034.

Центровое отверстие на торце фрезы

Допускается производство инструмента без отверстия, но при условии, что фреза имеет сечение до шести миллиметров (если диаметр больше – наличие отверстия является обязательным). Геометрические параметры хвостовиков фрез оговариваются отдельно в стандарте 25534. Технические требования к процессу изготовления режущего инструмента излагаются в ГОСТ 17024. Концевая фреза может иметь выточку на обоих торцах инструмента либо только со стороны его рабочей части.

Концевые фрезы без отверстия на торце

Цилиндрические хвостовики для фрез концевого типа, позволяющие осуществлять крепление инструмента в патронах металлорежущих станков, выпускают в трех исполнениях (Госстандарт 25534): с одной либо двумя лысками, гладкой формы. Хвостовики с лысками используются для фиксации фрезы в патронах с зажимными винтами, гладкого исполнения – в обычных зажимных патронах.

Сфера применения

Пальчиковые фрезы широко применяются при обработке металлических деталей для нарезки пазов, уступов и плоскостей. Он удобен для вырезания выемок и контурных уступов, съёма металла и зачистки поверхностей, находящихся под углом 90° по отношению друг к другу. В зависимости от размера зуба они могут быть использованы для получистовой и чистовой обработки. В частности это:

нарезка пазов для замков;
зачистка пазов в деталях машин под канавки для закладки уплотнителя;
подготовка дренажных отверстий;
изготовление деталей в автомобильной промышленности, а также во многих других случаях.

Конструкция концевых фрез

В общем виде концевая фреза представляет собой монолитный металлический цилиндр, состоящий из двух частей: поводка (хвостовика) для установки в оборудование и фрезерной части с расположенными по спирали режущими элементами (зубьями). Ее основные геометрические параметры — это общая длина, диаметр режущей части, а также диаметр, тип и длина хвостовика.

Хвостовики

В соответствии ГОСТ 53937-2010 концевые фрезеры в зависимости от их назначения и области применения могут выпускаться со следующими видами хвостовиков различных типоразмеров:

гладкий цилиндрический;
цилиндрический с резьбой;
цилиндрические с несколькими видами лысок;
с конусами Морзе, дополненными резьбой и лысками;
с конусами 7:24 для ручной и автоматической смены инструмента;
с полым конусом HSK для ручной и автоматической смены инструмента.

Для закрепления концевого фрезера в шпиндели и патроны с другими посадочными отверстиями применяют переходные втулки. На практике в обозначениях хвостовиков часто применяют сокращения, например, «фреза концевая к/х» означает «с конусным хвостовиком», а «КМ2» — это инструмент с конусом Морзе N2.

Скачать ГОСТ 53937-2010

Режущая часть

Конструкция режущей части бывает двух типов: цельнометаллическая и со вставными режущими элементами. Режущие плоскости и разделяющие их канавки для отвода стружки огибают цилиндрическую поверхность по спирали в правом направлении (выпускается инструмент и с левым вращением). На их верхней части находится либо острая режущая кромка, либо ближе к ее концу закреплены вставные режущие пластины. Цельнометаллические фрезеры, как правило, изготавливают из быстрорежущей стали. Твердосплавные зубья с покрытием крепятся к корпусу концевого фрезера следующими способами:

напайкой;
эксцентриками;
винтами;
специальными болтами с клиновидной головкой.

Количество режущих плоскостей определяет сколько резов металла за один оборот (заход) совершает фрезерный инструмент. Самыми распространенными являются одно-, двух- и трехзаходные концевые фрезеры (их также называют «фрезы концевые одно- (двух-, трех- и т.д.) перьевые»). Концевые фрезеры с большим числом заходов применяется для чистовой обработки, а также для фрезеровки твердых и хрупких материалов.

Как уже говорилось ранее, малые торцевые фрезеры относятся к группе концевых. У этого вида фрезерного инструмента боковая режущая поверхность дополнена вспомогательными режущими кромками, расположенными на торце фрезы.

Также дополнительные режущие поверхности имеют пазовые, копирные и шпоночные фрезеры.

Заточка

Первичная заточка выполняется на заводе при изготовлении. Новый резец имеет готовый профиль режущих кромок с соблюдением углов. Но во время работы инструмент изнашивается, и необходимо его затачивать.

Когда требуется заточить режущий инструмент

Износ резца сказывается на скорости, качестве и точности обработки. При ручной подаче отрезного или канавочного резца появляется ощущение, что инструмент идет туго.

При автоматической обработке признаками износа являются:

Изменение цвета стружки.
Ухудшение качества поверхности.
Искры во время точения.
Свист, вибрация.
Появление сколов и зазубрин на режущей кромке.

Совет! Не рекомендуется эксплуатировать резец до полного затупления режущей кромки.

Общие правила выполнения

Заточка выполняется на заточном станке. Для твердосплавных материалов предусмотрен круг из электрокорунда. Инструмент из быстрорежущий стали затачивают на круге из зеленого карбида.

Резец кладут на подручник и прижимают к вращающемуся кругу. Для получения ровной поверхности его необходимо перемещать вдоль круга. Режущая кромка должна располагаться по центру круга, в крайнем случае на 10 мм выше. Когда все поверхности готовы, на пересечении главной и вспомогательной режущей кромки делается небольшое скругление.

Важно! Зазор между подручником и абразивным кругом допускается не более 3 мм. Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать

Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается

Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать. Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается.

Для повышения стойкости резца и спрямления кромок выполняют доводку. В зависимости от материала инструмента для этого предусмотрены алмазный (для твердосплавных) и эльборовый (для быстрорежущих) доводочные круги. Для контроля углов резца используют специальные шаблоны.

Конструктивные особенности

Конструкция любой насадки для фрезера включает в себя два основных элемента: хвостовик и рабочую часть.

Хвостовик позволяет фиксировать фрезу в патроне используемого оборудования. По своему конструктивному исполнению хвостовик инструмента для ручного фрезера может иметь цилиндрическую и коническую форму, кроме того, на хвостовике нередко выполняется лыска, которая предотвращает его проскальзывание в патроне оборудования. Помимо надежного крепления в патроне ручного фрезера, хвостовик также обеспечивает проникновение инструмента в обрабатываемый материал на требуемую глубину. На хвостовиках отдельных моделей устанавливается подшипник, который выступает в роли упора, огибающего шаблон в процессе обработки. Благодаря использованию такой конструкции, кромке обрабатываемой с помощью ручного фрезера детали придается требуемая конфигурация, а само приспособление, подшипник в котором легко заменить, подвергается минимальному износу. Кроме того, такая насадка, оснащенная подшипником, не нуждается в установке на ручной фрезер копировального кольца, что значительно упрощает работу.
Рабочая часть инструмента для фрезерного станка ручного типа выполняет основную работу – определяет форму и качественные характеристики обрабатываемой поверхности. Данный элемент имеет монолитную конструкцию (полностью изготавливается из быстрорежущей стали) либо оснащается сменными наборными дисками, закрепляемыми на центральной оси. Второй вариант конструктивного исполнения отличается более высокой стоимостью, но является более практичным, так как позволяет, используя один хвостовик, создавать на его основе инструменты с различной конфигурацией рабочей части (так называемые фрезы насадные).

Конструкция фрез с твердосплавными пластинами

По материалу изготовления инструменты для ручных фрезеров делятся на два основных типа.

Фрезы, изготавливаемые из быстрорежущих сталей, обозначаются маркировкой HSS. Инструменты из такого материала хорошо демонстрируют себя при обработке ручным фрезером мягкой древесины, но при работе с древесиной твердых пород они быстро перегреваются и тупятся. Большим преимуществом фрез данного типа, кроме всего прочего, является невысокая стоимость.
Инструменты для фрезерного станка по дереву могут иметь режущую часть, изготовленную из твердосплавных пластин. Узнать такие изделия, которые используются преимущественно для обработки твердой древесины, можно по обозначению HM. Несмотря на то, что они медленнее изнашиваются, при их использовании для обработки мягкой древесины достаточно сложно получить рез высокого качества. Фрезерование при этом следует выполнять на более медленной скорости, чем при использовании фрез из быстрорежущих сталей.

Фрезы из быстрорежущих сталей

Фрезы по дереву для ручного фрезера также различаются формой заточки своих режущих зубьев, которая может быть прямой или винтовой. Инструменты, режущие зубья которых имеют прямую форму, хотя и являются более простыми в обслуживании, но быстрее тупятся. Кроме того, при использовании таких фрез для обработки древесины с разнородной структурой на ней могут возникать сколы и выщерблины.

Получить практически идеальную отфрезерованную поверхность позволяют инструменты для ручного фрезера, режущие зубья которых располагаются по винтовой линии. Между тем использование таких фрез связано с определенными сложностями, которые заключаются в том, что для заточки необходимо использовать специальное оборудование, поэтому, если они утрачивают свои режущие свойства, их чаще всего просто заменяют на новые.

Важен также угол, под которым затачивается рабочая кромка. Такой угол, значение которого выбирается в зависимости от характеристик обрабатываемого материала, как правило, не превышает 90°. Конструкция режущей кромки, кроме передней и задней затыловочной поверхностей, включает в себя и достаточно сложную по конфигурации поверхность, которая отвечает за эффективный отвод стружки из зоны обработки. Следует иметь в виду, что без правильно сформированного стружколома скоростное фрезерование выполнить не получится.

Углы заточки концевых фрез

Наборные фрезерные инструменты (фрезы насадные) нередко выполняют с двойной заточкой режущей части, что позволяет в два раза увеличить их рабочий ресурс. После того как один из рабочих элементов, из которых состоит режущая часть, затупляется, его просто переворачивают на 180°. Между тем рабочие фрезерные насадки с двойной заточкой из-за особенностей своей конструкции не могут выполняться в сложной конфигурации, что значительно снижает эффективность их использования и, соответственно, качество результата обработки.