Фрезерование — один из наиболее распространенных методов обработки плоских и фасонных поверхностей. С его помощью выполняются пазы, уступы, кромки, профили, канавки в изделиях из дерева, металла, пластмассы, акрила и других материалов.
Процесс фрезерования характеризуется совокупностью быстрого вращения инструмента вокруг его оси и медленного поступательного, вращательного или винтового движения подачи. Прямолинейное движение подачи используется для обработки разных видов цилиндрических поверхностей: плоскостей, всевозможных пазов и канавок, фасонных цилиндрических поверхностей.
Вращательное движение применяется для фрезерования поверхностей вращения. Винтовым движением подачи обрабатываются винтовые поверхности, такие как стружечные канавки инструментов, впадины косозубых колес и другие.
Процесс фрезерования осуществляется с помощью специальных инструментов — фрезеров или фрезеровальных машин.
Фрезер состоит из стола-основания и расположенного вертикально над ним электродвигателя. Два этих основных узла инструмента соединены между собой подъёмным механизмом — штифтом с линейкой и расположенной горизонтально шайбой. С помощью этих приспособлений и устанавливают глубину врезания фрезы в материал.
Фреза представляет собой тело вращения, на поверхности которого расположены режущие зубья. Форма фрезы зависит от формы обрабатываемой поверхности и расположения оси относительно детали.
Виды фрез
Различают следующие виды фрез:
- цилиндрические;
- торцовые;
- дисковые (в том числе прорезные и отрезные);
- концевые;
- угловые;
- шпоночные;
- фасонные.
Цилиндрические фрезы применяются при обработке плоских поверхностей на горизонтально-фрезерных станках и могут быть с прямыми и винтовыми зубьями. Фрезы с прямыми зубьями используют для обработки узких плоскостей, в то время как для широких подходят модели с винтовыми зубьями. Однако при их работе возникают значительные осевые усилия, которые тем больше, чем больше угол наклона зуба. Для их нейтрализации разработаны сдвоенные фрезы, зубья которых имеют разное направление наклона.
Торцовые фрезы используются на вертикально-фрезерных станках и обеспечивают большую производительность, чем цилиндрические. Профилирующими у торцовых фрез являются только вершины режущих кромок зубьев, а торцовые режущие кромки являются вспомогательными. Основную работу по резанию материала выполняют боковые режущие кромки, которые расположены на наружной поверхности фрезы.
Дисковые фрезы необходимы для формирования пазов и канавок. Пазовые дисковые фрезы предназначены для обработки неглубоких пазов и снабжены зубьями только на цилиндрической поверхности.
В двухсторонних фрезах зубья помимо цилиндрической поверхности расположены на одном из торцов, а в трехсторонних фрезах — на обоих. Однако боковые кромки являются лишь вспомогательными, в то время как размещенные на цилиндре выполняют основную работу по фрезерованию. Для повышения эффективности процесса используют фрезы с наклонными или с разнонаправленными зубьями.
Для прорезания узких пазов и разрезания материалов предназначены тонкие дисковые фрезы, иначе называемые пилами.
Угловые фрезы необходимы для выполнения угловых пазов и обработки канавок углового профиля. Различают одноугловые и двухугловые фрезы. В одноугловых режущие кромки расположены на конической поверхности и торцах. В двухугловых они находятся на двух смежных поверхностях, благодаря чему компенсируются осевые усилия, и фрезы работают более плавно. Для того, чтобы угловые фрезы меньше изнашивались, их вершины закругляют.
Концевые фрезы используют для создания глубоких пазов и одновременной обработки двух взаимно перпендикулярных поверхностей. Режущие кромки в таких фрезах расположены на цилиндрической поверхности — ими осуществляется основное резание — и на торцах — с их помощью зачищается дно канавки. Зубья в концевых фрезах выполняются винтовыми или наклонными.
Шпоночные фрезы являются одной из разновидностей концевых фрез. Они предназначены для обработки шпоночных пазов. Шпоночные двухзубые фрезы, подобно свёрлам, входят в материал до нужной глубины, а затем движутся вдоль канавки. Эти фрезы применяются на вертикально фрезерных станках или на станках с маятниковой подачей.
Фасонные фрезы используются для создания пазов и канавок сложного рельефа. По конструкции зубьев они подразделяются на фрезы с затылованными зубьями и фрезы с остроконечными зубьями. Затылованные фрезы перетачивают по передней поверхности, сохраняя угол между ней и «тылом», в то время как фрезы с остроконечными зубьями могут затачивать как по задним поверхностям зубьев, так и по передним – в зависимости от вида фрезы. Остроконечные фасонные фрезы имеют повышенную износостойкость и обеспечивают создание более чистой поверхности.
Сборные фасонные фрезы представляют собой совокупность простых по форме кромок, образующих сложный контур.
Форма задней поверхности ножей фрез бывает криволинейной и прямой. Фрезы для профильных работ, например, затылованные, оборудованы спиралевидными (криволинейными) ножами. Для создания пазошиповых соединений, выборки фальца и других работ применяются остроконечные фрезы, представляющие собой цилиндр с выступающими режущими кромками.
По способу установки на шпиндель фрезы подразделяются на концевые (хвостовые) и насадные. Первые крепятся с помощью цанги и зажимного патрона, вторые ввинчиваются непосредственно в шпиндель. При этом направление вкручивания фрезы противоположно направлению её движения в ходе работы.
Также следует знать, что помимо обычных «чистовых» фрез существуют подрезные «черновые», предназначенные для быстрого снятия массива материала. Доводка поверхности затем производится «чистовыми» фрезами.
Как выбирать фрезы
При выборе фрез следует учитывать эксплуатационные параметры оснастки – они должны соответствовать техническим характеристикам фрезера. Диаметр насадной фрезы выбирают с учетом диапазона, указанного в паспорте станка, обычно это 80, 100, 125, 140, 160, 180 мм.
Важной характеристикой является способ установки фрезы на шпиндель.
Фрезы с увеличенным диаметром посадочного отверстия могут быть установлены на шпиндели различных станков с помощью переходных втулок или патронов. Оправки многих моделей станков оборудованы резьбовыми концами для гаек, закрепляющих фрезы. Если резьбовых концов не предусмотрено, следует выбирать фрезы с гидравлическими втулками либо фрезы с креплением на цангах с гайками.
Кроме того, при выборе фрезы следует учитывать сплав, из которого изготовлены его зубья. Его прочность должна соответствовать обрабатываемому материалу. Не лишним будет проверить точность изготовления фрезы. Во избежание приобретения фрез низкого качества необходимо выбирать товары производства известных, хорошо зарекомендовавших себя на рынке обрабатывающих инструментов, торговых марок.
