Что такое фрезерная обработка металла и ее виды

Фрезерная обработка металла: классификация, особенности технологии

Механическая обработка металла — технологически сложный процесс. Эта необходимая часть работы с деталями, которые впоследствии будут использованы в различных сферах. Наиболее распространенной является фрезеровка металла. Заготовка подвергается обработке специальным инструментом — фрезой. Она представляет собой сверло, заточенное под определенным углом, или дисковую пилу нестандартной формы. Многозубчатый прибор, двигаясь на большой скорости за счет работы станка, удаляет слой металла необходимой толщины на заготовке. Фрезеровка — востребованный способ обработки деталей.

Развитие технологии фрезеровки металла

На протяжении длительного периода времени фрезерная обработка осуществлялась в ручном режиме. Человеческий фактор влиял на большое количество брака, неточных срезов. Даже опытные токари не справлялись с криволинейными поверхностями, что затрудняло изготовление многих металлических деталей.

Впоследствии все автоматизировалось. Появление станков с возможностью программирования дало новый толчок к развитию сложной обработки металла. Это упростило работу фрезеровщиков, за все отвечал станок ЧПУ, в который загружали определенную программу.

На современном этапе во фрезеровочных станках используется луч лазера. Высокоточное оборудование позволяет работать быстро. Но и станки стоят гораздо дороже. Такие станки являются прототипом 3D-принтера. Возможность одновременной работы в трех плоскостях сокращает затраченное время. Работа на этом оборудовании, кроме непосредственной обработки заготовки, подразумевает и верное написание программы.

Классификация фрезеровочных работ

Однозначной классификации этого типа работ по металлу не существует, слишком много особенностей и нюансов, разнообразия деталей. Но основные критерии можно выделить. По методу фиксации заготовки на станине:

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

Торцевая фреза используется при необходимости сделать канавку на детали, просверлить «колодец», подсечку, окошко. Концевой тип фрезы предназначен для работы с крупными деталями. С помощью фасонной фрезеруются металлические профили. Если зубья фрезы периферийные, отличительной чертой станет оставшаяся стружка в виде знака запятой.

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

  • встречное (на зубья фрезы);
  • попутное (под зубья).

Для этого пункта характерно совмещение способов обработки. К примеру, для массивных деталей предварительная обработка выполняется встречным методом, а окончательные работы — попутным. Поверхность детали при встречной фрезеровке получается более шершавой, но такой метод позволяет существенно снизить процент брака.

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей. Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями. Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Фрезерная обработка металла

Технологические этапы процесса

Работа фрезеровщика начинается с анализа детали и вида работ. В соответствии с полученными данными подбирается тип фрезы. Режущий элемент надежно фиксируется на шпинделе станка. После этого происходят следующие технологические этапы:

  • на станину закрепляется металлическая заготовка;
  • шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
  • деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
  • станина отодвигается, шпиндель останавливают;
  • выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
  • после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

  • в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
  • лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Финансовые и временные затраты на фрезерование металлических заготовок зависит от сложности геометрии будущей детали. Необходимо также всегда учитывать опыт мастера и наличие необходимого оборудования. Только прошедшие специальное обучение работники имеют доступ к данным станкам.

Понятие о фрезерной обработке металла

Для фрезерной обработки металла наиболее важное значение имеет фреза. Она как режущий инструмент похожа на обычное сверло, правда, заточенное под другим углом, или на дисковую пилу тоже необычной формы. Иногда одновременно могут работать две такие «дисковые пилы» или даже три. На выставке представлены различные варианты.

Размеры и форма фрез стандартизованы, однако для нестандартных отверстий и выемок приходится изготавливать специальные (фасонные) фрезы.

В зависимости от расположения в пространстве оси режущего инструмента – фрезы – станки бывают горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные. Это значит, что шпиндель (устройство для зажима фрезы) расположен на станке горизонтально или вертикально.

Есть и универсальные станки с возможностью горизонтального и вертикального фрезерования. В них шпиндель можно повернуть из вертикального положения в горизонтальное и любое промежуточное.

А если необходимо выполнить длинную фаску под углом, например, 45° к горизонтали, можно повернуть вертикальный шпиндель на этот угол и выполнить фрезерование поверхности.

Рабочий процесс фрезерования состоит во вращении фрезы и движении заготовки в тисках или в другом зажимном приспособлении.

Фреза имеет несколько режущих граней, поэтому снимаемая стружка всегда имеет конечную небольшую длину. Отлетающая от фрезы стружка имеет довольно приличную скорость, поэтому всегда нужно от неё защищаться.

Попутное и встречное фрезерование металла

Когда происходит собственно фрезерование, вращательное движение режущей грани может совпадать с направлением движения заготовки (попутное фрезерование), а может и не совпадать (встречное фрезерование).

Если на наждаке затачивать кухонный нож, то при движении ножа вверх относительно камня, навстречу его вращения, точение будет встречным, а при движении ножа вниз – попутным. Так же и при фрезеровании.

Преимущества и недостатки есть и у попутного и у встречного способов фрезерования, их учитывает технолог при составлении карты процесса.

Попутное фрезерование позволяет получить высокий класс шероховатости поверхности, так как заготовка прижимается к станине. Зажимное усилие заготовки требуется меньшее. Стружке есть возможность свободного выхода после режущей грани.

Однако при фрезеровании грубых неоднородных поверхностей, например, после отливки или штамповки, очень быстро затупляется фреза. Да и станок должен быть новый, неизношенный, не допускающий вибрации при работе.

При встречном фрезеровании нагрузка на станок становится плавной даже при обработке литья. Обработанная поверхность будет прочнее, так как фреза, деформируя металл, ещё и уплотнит его.

Но инструмент при встречном фрезеровании стремится оторвать заготовку от зажимного устройства, следовательно, нужно заготовку более надёжно закрепить.

Кроме того, вылетевшая стружка может попасть обратно в зону резания и царапать, то есть повреждать, обработанную поверхность.

Выбор способа фрезерования зависит от формы детали, так как при сложной форме часть поверхностей лучше фрезеровать попутным методом, а часть встречным.

При литье, ковке, штамповке не всегда удаётся получить деталь нужного размера и заданной шероховатости. Поэтому фрезерование как один из способов обработки металлов резанием всегда будет существовать, чтобы из цеха вышла деталь, полностью соответствующая чертежу.

Сложные и простые станки для фрезерной обработки металла

Количество выпускаемых изделий определяет порядок фрезерования деталей. Если деталей немного, то большую часть фрезерной обработки металла выполняют на одном сложном станке. И он должен быть универсальным.

Если же нужно серийное или массовое производство, то для обработки используют более простые станки, но в большем количестве. Это и вертикальные, и горизонтальные фрезерные станки.

Между станками устраивают конвейер для перемещения деталей и, соответственно, ускорения производственного процесса.

Основные виды фрез

На фрезерных станках используют несколько видов фрез: цилиндрические, торцовые, дисковые, угловые, т-образные, фасонные. Выбор фрез зависит от поставленной задачи.

Когда нужно отфрезеровать какую-то длинную грань детали, например, уменьшить высоту одного из ребер швеллера, используют цилиндрическую фрезу. Она похожа на вращающийся горизонтальный валик с вырезанными в нём канавками. Эти-то канавки, заточенные под нужным углом, и срезают припуск металла на заготовке.

Торцовая фреза похожа на сверло большого диаметра и маленькой длины. На торце по всему диаметру фрезы закреплены небольшие резцы, от 5 штук и более. Резцы заточены и выставлены на одинаковую глубину. Такой фрезой можно, например, выфрезеровать место посадки транзистора на алюминиевой заготовке радиатора.

Для улучшения процесса резания шаг установки резцов на фрезе делают неодинаковым. Резание идёт лучше.

Дисковая фреза действительно похожа на дисковую пилу. Да и выполняемые задачи одинаковы – выполнить продольную канавку на детали. Фреза вращается вокруг горизонтальной оси и относительно неё движется заготовка. Обычно канавку получают за один проход.

Читайте также:  Что такое и где применяется экструзионный инструмент?

Угловая фреза в режущей части похожа на 2 усечённых конуса, соединённых вместе. Угол при вершине этих конусов соответствует требуемому углу канавки на детали. На наружной поверхности этой фрезы сделаны режущие зубья, если фреза выполнена целиком из быстрорежущей стали. А если резать необходимо твёрдый материал, применяют вставные резцы из победитового сплава.

Т-образная фреза необходима для прорезания т-образного паза в заготовке, например, для установки болта так, чтобы он не мог проворачиваться и в то же время держался в пазу. Форма этой фрезы соответствует названию. Она похожа на короткое сверло большого диаметра с проточенной шейкой. Работа этой фрезы происходит в затруднённых условиях, поэтому при заточке зубьев фрезы фаску на наружном диаметре срезают через один зуб, а также делают небольшие поднутрения задней грани режущей поверхности.

Фасонная фреза имеет сложный профиль, чтобы за один проход можно было выполнить нужной формы поверхность детали. Например, нужно из бруска металла сделать длинную филёнку (накладку) для двери волнообразного профиля.

Следует отметить, что наименования типов фрез не всегда отвечают назначению. Можно, кстати, т-образной фрезой обработать наружную поверхность и получить заданный результат по точности и шероховатости.

Порядок фрезерования металла

Фрезеровку торца чугунной заготовки можно выполнить в следующей последовательности:

  • на горизонтально-фрезерном станке в шпиндель установить торцевую фрезу,
  • в тиски зажать заготовку,
  • настроить станок на скоростное фрезерование. Пусть подача будет 0,2 мм/зуб. Фреза диаметром 250 мм с твердосплавными резцами ВК8 имеет 14 зубьев. Глубина резания 4 мм, а скорость резания 90 м в минуту. По специальной диаграмме выбирать угловую частоту вращения шпинделя. Она должна быть от 100 об/мин до 125 об/мин. На коробке скоростей станка выбирать 100 об/мин,
  • касанием фрезы края заготовки установить глубину резания,
  • включить двигатель шпинделя и подачу.

Глубину резания выбрать заранее по таблицам. Этой настройки достаточно для скоростного фрезерования заготовки. Охлаждения здесь не понадобится. Но нужно обязательно поставить сетку, защищающую от отлетающих чугунных стружек самого фрезеровщика и проходящих людей.

Возможности фрезерной обработки металла

Так как при фрезерной обработке металла происходит деформация металлозаготовки, меняются его физические свойства. На поверхности детали твёрдость повышается, возникают внутренние напряжения. Шероховатость поверхности зависит от подачи.

При черновой обработке подача большая – и шероховатость поверхности будет большой. Высота микронеровностей и повторение впадин и высот (микрогеометрия) будет большой. Качество поверхности низкое. Но на то и есть черновая обработка.

Чем меньше подача, меньше скорость резания, лучше отвод тепла охлаждающей жидкостью (сульфофрезол), выше жёсткость системы станок-приспособление-деталь-инструмент (СПДИ) и лучше заточена фреза, тем выше качество поверхности.

Шероховатость поверхности колеблется от 3-го до 8-го класса. Высота микронеровностей составляет от 200 мкм при черновой обработке до 0.8 мкм при тонком фрезеровании.

Прогресс в области фрезерования идёт в направлении создания автоматизации управления станком – станки с ЧПУ (числовое программное управление).

Также создают новые прочные материалы для резцов из минераллокерамики и синтетические сплавы. Формы режущих элементов становятся более сложными, теплостойкими, лучше отводящими стружку.

Весной в Москве состоится международная выставка «Металлообработка», где будут показаны новые металлорежущие, в том числе и фрезерные, станки.

Фрезерная обработка металла: основные принципы и сведения

Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.

Назначение фрезерной обработки

При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.

Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.

Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.

Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.

Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.

Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

  • Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
  • Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
  • Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
  • Зубчатое.
  • Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Читайте также:  Как выбрать мощный дизельный генератор (от 100кВт)?

Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Технологические этапы процесса

Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:

  • Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
  • Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
  • После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
  • Запускают шпиндель.
  • Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.

Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на токарно-фрезерных станках, оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.

Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.

Что такое фрезеровка, технология фрезерования

Статья подготовлена при поддержке экспертов компании Multicut https://www.multicut.ru/catalog/frezery/ – фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ от производителя.

Фрезерование представляет собою обрабатывание заготовок, осуществляемое посредством фрез. Данная обработка может выполняться ручным методом либо на станке. Сегодня фрезерование распространено не меньше, чем точение, сверление.

Фреза является режущим приспособлением, которое выполнено в виде колеса с зубцами. Она располагает большим количество лезвий, фиксируется в станке и, крутясь на высокой скорости, убирает металлические слои с детали и осуществляет торцевое фрезерование.

Обрабатывание детали на станке, типы фрезерования

В прошлом аппараты для проведения фрезерных работ не могли функционировать автоматически. Ввиду этого получалось много бракованных изделий. С использованием современных технологий были разработаны новые устройства с ЧПУ. Их внедрение сделало проще работу фрезеровщиков.

В настоящее время современные фрезеровальные аппараты оборудованы не фрезами, а лазерами. Лазерная обработка точнее, следовательно, количество бракованных деталей невелико. Кроме того, подобное обрабатывание сочетает в себе и токарные, и фрезеровочные процедуры.

Виды фрезерования возможно подразделить по виду применяемых станков.

  1. Фрезеровальное механическое обрабатывание.
  2. Обрабатывание лазером.

Кроме того, фрезеровочная обработка классифицируется по:

  • типу используемого инструмента – концевой, периферийный, фасонный, торцевой;
  • направлению кручения фрезы по отношению к перемещению детали – навстречу, попутно;
  • местоположению на основании фрезеруемой детали – по вертикали, горизонтали, наклонно.

Как осуществляется фрезерование

Любое изделие фрезеруется определенным методом. Выбор способа обработки зависит от вида станка, сложности фрезеруемой детали, материала, из которого она изготовлена.

На обычном станке

Сначала рабочий подбирает инструмент. После этого он надежным образом закрепляет его на шпиндельном элементе. Обрабатывание детали осуществляется за несколько стадий:

  1. Включение малого кручения шпиндельного элемента, подведение заготовки к инструменту до минимального касания.
  2. Отведение основания с зафиксированной деталью, остановка крутящегося шпиндельного элемента.
  3. Установка нужной глубины фрезерования.
  4. Включения вращения инструмента.
  5. Ручное перемещение основания с зафиксированной заготовкой до соприкосновения с крутящимся инструментом.

Рабочему для обработки одной детали требуется комплект инструментов. Это дает возможность повысить производительность фрезерования стали.

Величина фрез подбирается при учете нужного стандарта точности. Для чернового типа фрезерования требуется 11 либо 12 квалитет точности. На финальной стадии нужен 8 либо 9 квалитет.

На станке с ЧПУ

Фрезерная обработка с использованием числового программного управления стала использоваться в промышленности относительно недавно. Ее родоначальником возможно назвать рычажную систему, использовавшуюся на обыкновенных фрезеровальных аппаратах.

С совершенствованием электронных систем контроль над станочным аппаратом перешел к компьютеру. Рабочий превратился в оператора ЧПУ, который взаимодействует с устройством посредством программы.

Торцевое фрезерование на устройстве ЧПУ дает возможность повысить точность, производительность, уменьшить количество бракованных заготовок, производить серийные изделия с непростой геометрией.

ЭВМ передает станку, каково число оборотов шпиндельного элемента и характеристики его перемещения (линейные координаты, глубина фрезерования). Сегодняшние устройства с ЧПУ способны осуществлять трехмерное фрезерование. Оно представляет собой обрабатывание изделия несколькими инструментами, находящимися в различных плоскостях.

Перед тем как начать фрезерные работы, рабочий создает на компьютере трехмерную модель заготовки. После этого станочный аппарат максимально точно выполняет ее воспроизведение. Специалист, который фрезерует детали на станке с ЧПУ (фрезеровщик ЧПУ), должен иметь более высокую квалификацию, чем рабочий, фрезерующий заготовки на обычном аппарате.

Фрезерование лазером

В настоящее время лазерное оснащение используется исключительно в аппаратах с числовым программным управлением. Подобные устройства стоят дорого, однако дают возможность максимально точно создать изделие. Кроме того, время на производство одной заготовки намного снижается.

ЧПУ устройства с лазером способны точно фрезеровать обыкновенные материалы, изготавливать объемные изделия со сложной геометрией. Единственное, что может вызвать затруднения – это производство деталей, имеющих круглую форму.

Фрезеровочные работы лазером может осуществляться 2 методами:

  • выжигание детали тепловым лазером в необходимом месте. После этого выполняется шлифование кромки;
  • шлифовальный лазер постепенно убирает металлические слои, много раз обрабатывая один и тот же участок.

При лазерном обрабатывании детали внешняя поверхность сохраняет свою гладкость. Благодаря этому нет нужды шлифовать законченное изделие.

Фрезеровка титановых изделий

Титан все больше применяют в аэрокосмической сфере. Он считается одним из наиболее сложных для фрезерного обрабатывания металлов. Обусловлено это тем, что он слабо проводит тепло. При фрезеровке титановой детали только малая часть тепла уходит с вылетающей стружкой. Следовательно, элементы станочного устройства и обрабатываемое изделие сильно нагреваются.

Фрезеровщики ЧПУ, часто выполняющие фрезерные работы, сообщают, что следующие факторы позволяют качественно обработать титановую деталь:

  • максимальное уменьшение области соприкосновения титанового изделия и режущего инструмента;
  • острая режущая часть фрезеровочного инструмента;
  • применение инструмента с множеством зубцов;
  • небольшая толщина вылетающих опилок;
  • дуговое фрезерование в начале обработки;
  • снятие фаски под углом в сорок пять градусов по завершении прохода инструмента;
  • применение фрезы с большим задним углом;
  • скрупулезное наблюдение за глубиной осей;
  • уменьшение глубины осей фрезеровки при небольшой толщине изделия;
  • диаметр инструмента составляет семьдесят процентов от диаметра подбираемого паза;
  • использование фрез, работающих на высоких скоростях.
Читайте также:  Какое оборудование используется для изготовления профлиста?

Помните, что такая фрезеровка, как лазерная, стоит немало. Ввиду этого ее нужно выполнять только тогда, когда это действительно необходимо.

Стоимость фрезерной обработки зависима от геометрических показателей заготовки, типа станочного устройства и материала детали. Процесс фрезерования должен осуществлять на бесперебойно работающем фрезеровочном оснащении человек, который располагает необходимой квалификацией.

Особенности фрез

Для обрабатывания открытых плоскостей на горизонтальных аппаратах используют цилиндровые фрезы, а также сборные инструменты со сменными резцами. Для производительного обрабатывания на вертикальных устройствах применяют торцевые головки, которые оснащены резцами из твердых сплавов.

Обрабатывание соседних плоскостей, которые располагаются на различной высоте, параллельно либо наклонно, выполняют торцевыми насадными инструментами. Шлицы и щели небольшой ширины прорезают отрезными и шлицевыми фрезами. Угловые инструменты используют для фрезеровки прямых и винтовых углублений промеж зубцов при производстве фрезеровочного, разверточного, зенкеровочного и иного инструментария.

Классифицируя фрезеровальные инструменты, принимают во внимание, кроме предназначения, конструктивные особенности, метод фиксации на станочном аппарате, тип зубцов, положение зубцов по отношению к оси, их направление.

Цилиндровые, дисковые, торцевые, угловые, фасонные приспособления фиксируют на фрезеровальных оправках. Для снижения биения оправки опоры приспособлений должны располагаться параллельно одна к другой и перпендикулярно оси инструмента. Они могут отклоняться от оси не более чем на пять сотых миллиметра. Кручение приспособлениям, зафиксированным на оправке, сообщается шпоночным элементом, расположенным продольно либо на торце.

Зубцы приспособления могут быть острозаточены либо затылованы. Первый тип зубцов точат по задней области. Показатели геометрии фрез подбираются при учете материала детали и режущей кромки, их конструктивных особенностей, условий фрезеровки.

Наличие переднего угла позволяет легче врезать фрезу и отделять стружку. Чем больше данный угол, тем меньше усилие резания. Кроме того, при большом переднем угле значительно уменьшается износ фрезы. Если этот угол мал, трение увеличивается, как и температура. Задние части фрезы подвергаются сильному износу, их прочность уменьшается. Теплоотвод также ухудшается. Ввиду этого необходимо следить за тем, чтобы передний угол был достаточным для качественного осуществления обработки.

Заказывая торцевое фрезерование, уточните, какие станочные устройства применяет компания, спросите у своих приятелей, насколько она благонадежна. Так вы гарантируете себе, что работа будет выполнена качественно, ее стоимость не будет завышена. Если вы желаете научиться работать на фрезерном станке, посмотрите обучающие видео. Помните, что изучать промышленные станки и процесс фрезерования на них домашнему мастеру ни к чему. Гораздо проще освоить бытовые станочные аппараты, оптимально подходящие для домашних нужд.

Скачать ГОСТ

Фрезерование

При обработке на фрезерном станке различных видов материалов используют фрезы, которые представляют собой специальные многолезвийные режущие инструменты, зубья которых ни что иное как простейший резец. Технологический процесс, который активно применяется большинством обрабатывающих предприятий, с использованием данного инструмента называется фрезерованием.

Вращение фрезы определяется числом оборотов шпинделя станка, производимых в минуту. Вращательное движение самого инструмента именуют главным, а поступательное движение заготовок – движением подачи. Оба они выполняются фрезерным станком, причем работа производится точно и быстро, согласно технологическим параметрам оборудования. Так, подача определяется величиной минутного перемещения стола с зафиксированной на нём деталью относительно фрезы.

Технология фрезерования предполагает разные типы обработок:

• По расположению оси фрезы относительно поверхности заготовки различают фрезерование цилиндрической и торцовой фрезой;

• По расположению шпинделя станка и удобству фиксации заготовки – вертикальное, горизонтальное фрезерование. Крупные промышленные комплексы имеют в арсенале универсальные станки, позволяющие работать под разными углами для получения нужного результата;

• По типу фрезы различают на торцовое, фасонное, концевое и пр. Каждый из подвидов используется в определенной сфере деятельности, так торцовое фрезерование наиболее подходит для обработки большой поверхности, а фасонное соответственно для фасонных поверхностей;

• По направлению движения фрез: попутное «под зуб» и встречное «на зуб». Первый тип гарантирует чистовую отделку, но увеличивает вероятность вырывания подхватывания инструмента. В случае встречного движения режущей кромки по отношению к заготовке, процесс резания происходит более спокойно без рывков, но чистота обработки при этом ниже. Однако, на практике используют совместно оба вида для достижения производственных результатов.

Логично предположить, что для изготовления инструментов для фрезерования применяются материалы, отвечающие самым высоким требованиям прочности и твердости. Кроме того, фреза должна быть износоустойчивой и выдерживать огромный объём усилий на большой скорости. Основными материалами для фрез считают:

  • Легированные стали марок 9ХС и ХВГ ;
  • Быстрорежущие стали Р18 , Р9 , Р6М5 ;
  • С пластинками твердого сплава Т15К6 , Т14К8 , ВК2 , ВК4 , ВК8 и пр.

Технология фрезерования конструкций и деталей крайне востребована в различных областях промышленности. Особую популярность фрезерование приобрело с внедрением массового производства, так как метод позволяет получить одинаковые элементы в заданных параметрах и нужном объёме при небольших трудозатратах за короткие сроки.

С использованием фрез различного типа, выполняется фрезерование:

  • прямых и наклонных плоскостей,
  • пазов и уступов,
  • криволинейных контуров,
  • шлицевых канавок,
  • зубчатых колес и мн. др.

Понятно, что станкостроительные комплексы, и другое машиностроение не могут обойтись без подобных агрегатов. Как следствие, развитие технологии фрезерования спровоцировало инновации в функционале станков, результатом чего стало исключительное повышение качества выполненных деталей и производительность труда.

Невозможно представить металлообработку без использования фрез, того или иного вида. Фрезерная обработка – база для изготовления простых конструкций и сложных вариаций металлических изделий. Ни одна машиностроительная отрасль, начиная с производства высокоточных приборов и кончая крупнейшими промышленными агрегатами, не обходится без применения фрезерования в обработке деталей.

Фрезерная обработка металла: особенности процесса

Она же Фрезеровка или фрезерование – это способ обработки металла, при котором слой материала удаляется с помощью вращающегося инструмента (фрезы). Фреза является своего рода режущими лезвиями. Поверхности для фрезерования могут быть как наружные, так и внутренние; плоскости, канавы, пазы, линейные фасонные поверхности. В зависимости от вида поверхности материала используются фрезы разного вида: Резьбовые, торцевые, Прорезные, дисковые, пальцевые и многие другие, исходя из способа крепления, конструкции, профиля зубьев и так далее. В процессе фрезеровки, заготовка движется относительно фрезы поступательно либо вдоль, либо поперек, либо вертикально. Соответственно форма поверхности для обработки может быть разной в зависимости от траектории движений инструмента и формы фрезы. Как раз совмещение движения заготовки и вращения фрезы и является основной технологией фрезеровки. Отсюда и разновидности технологий обработки: встречная и попутная.

Встречное фрезерование происходит при движении фрезы навстречу заготовке. Попутное же основано на движении режущей кромки сверху вниз.

Причем первый способ дает скорость обработки, а второй обеспечивает чистоту среза. На данный момент фрезерная обработка производится вертикально или горизонтально (в зависимости от вида работы можно использовать два вида крепления фрезы), а также на фрезерных станках с ЧПУ. Возможности станков с ЧПУ при этом не ограничены лишь фрезерной обработкой, но также позволяют производить сверление, нарезание резьбы или расточку детали. В зависимости от параметров станка (точность, прочность) материалами для обработки могут быть не только металлы (чугун, сталь, цветной металл, титан), но и дерево. Самыми распространенными материалами для изготовления фрез являются цельные твердые сплавы, фрезы с СМП, быстрорежущая сталь.

Фрезерование позволяет значительно упростить процесс обработки металла, что дает возможность создавать сложные детали достаточно быстро и точно. Данный вид металлообработки просто незаменим во многих отраслях производства, особенно в машиностроении. В настоящее время существует качественное современное оборудование, которое позволяет предприятиям достаточно быстро и качественно использовать в работе сложные виды фрезерования, скоростное, силовое фрезерование и другие высокоточные процессы.

Прочитать подробнее про виды фрезерных работ можно тут.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2017.09.19

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Ссылка на основную публикацию