Режущий инструмент для фрезерных станков

Фрезерные станки получили свое название от многозубого режущего инструмента — фрез, которыми на этих станках обрабатывают металлы.

На горизонтально-фрезерных станках в зависимости от вида обрабатываемой поверхности применяют цилиндрические, дисковые, торцовые и фасонные фрезы.

а — цилиндрические; б — дисковые; в — торцовая; г — фасонные.

Цилиндрическими фрезами обрабатывают широкие поверхности, дисковыми — канавки, пазы и узкие поверхности, торцовыми — широкие поверхности и различные выемки, фасонными — криволинейные (фасонные) поверхности.

Приспособлениями для фрезерных станков являются машинные тиски, в которых зажимают обрабатываемую заготовку, подкладки, призмы с хомутиками и прижимные планки, при помощи которых можно прикреплять заготовку непосредственно к столу, не используя машинных тисков.

Вопросы

1. Что является основным инструментом у фрезерных станков?
2. Какие бывают фрезы?
3. Для чего предназначены цилиндрические и дисковые фрезы?
4. Какие приспособления используют на фрезерных станках?

Приемы работы на фрезерном станке

Для обработки металлов резанием механизмы станков имеют два основных движения: главное и подачи, при которых перемещаются режущий инструмент и заготовка. Главное движение — это вращение от электродвигателя шпинделя с установленной фрезой. Подача — поступательное движение стола с укрепленной на нем обрабатываемой заготовкой. На фрезерном станке процесс обработки называется фрезерованием.

Перед фрезерованием необходимо закрепить фрезу на оправке, установленной в шпинделе и хоботе. Включают станок и проверяют на биение фрезерную оправку с надетой на нее фрезой. Если фреза бьет, останавливают станок и изменяют установку либо заменяют фрезу или оправку. Проверяют надежность крепления машинных тисков и закрепляют в них размеченную заготовку.

При помощи рукоятки подъемного механизма консоли заготовку подводят к фрезе. Включив станок и плавно вращая рукоятку подачи, сообщают столу и заготовке поступательное движение (подачу).

Фреза снимает необходимый слой металла. Если у заготовки фрезеруют несколько поверхностей, то, обработав одну поверхность, заготовку переворачивают, зажимают в тисках и продолжают фрезерование.

Вопросы

1. Какие виды движения происходят при резании металлов на фрезерном станке?
2. Что нужно сделать перед работой на фрезерном станке?
3. В какой последовательности фрезеруют заготовку?

«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

При работе на фрезерных станках очень опасны засорения, ранения и ожоги глаз мелкой отлетающей стружкой. Поэтому перед работой необходимо надевать очки. Следят также за тем, чтобы фреза не захватила одежду или руки работающего. Для этого нужно закрывать фрезу экраном или колпаком, изготовленным из прозрачного материала (оргстекла). Защитный экран Наблюдают, чтобы вращающаяся фреза не имела биений,…

Различают следующие виды строгания: горизонтальных поверхностей; скосов на заготовках; наклонных поверхностей; поверхностей с уступами; пазов и сопряженных поверхностей. При строгании горизонтальных поверхностей главное движение (возвратно-поступательное) совершает суппорт с резцом (рабочий ход), а движение подачи (поперечной) — стол с закрепленной на нем заготовкой. Движения строгального станка Скосы на заготовках строгают с одной подачей — суппорта с…

На фрезерных станках обрабатывают плоские и криволинейные поверхности деталей, нарезают зубья, выполняют канавки, выемки и выступы и другие работы. На фрезерных станках достигают высокой производительности труда. Различают горизонтальные и вертикальные фрезерные станки.Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих основных частей: станины, консоли (кронштейна), шпинделя, хобота, стола, коробки скоростей, коробки подач, поперечных салазок. Горизонтально-фрезерный станок На чугунной станине…

Как вы знаете, резать металлы можно ручными инструментами и на станках. В зависимости от материала и размеров заготовки различают резание металлов без снятия стружки (скалыванием) — ножницами, кусачками и со снятием стружки. Работа ножницами а — разрезание; б — вырезание по кривым линиям; в — отрезание; г — вырезание отверстия. Ручными ножницами можно: разрезать заготовку…

Механическая ножовка состоит из станины, стола (на котором зажимают в тисках обрабатываемый материал), тисков (передвигаемых вдоль стола и поворачиваемых вокруг своей оси), хобота (направляющей для рамки с полотном) и электродвигателя. Механическая ножовка До этого мы рассматривали виды разрезания в основном листового металла. На станке, показанном на рисунке выше, разрезают металл различного профиля. Механической ножовкой можно…

Фрезерование — это тип обработки, при которой с помощью движения инструментальных лезвий происходит придание детали необходимой конфигурации. Используя фрезеровку по металлу, изготавливают детали для машин и механизмов. Фрезерные станки различаются размером и сложностью. В зависимости от устройства и комплектации они имеют специальные функции, но практически все обладают высокой точностью обработки.

Оснастка для станков по металлу включает в себя режущий инструмент и вспомогательные приспособления. Она подразделяется на два вида:

• предназначенная для использования практически на всех машинах данной группы (универсальная);
• служащая для выполнения уникальных процедур (например, фасонные фрезы помогают создать нестандартный профиль).

По целевому назначению фрезерную оснастку можно распределить на:

• устройства для фиксации заготовки;
• приспособления, закрепляющие режущий инструмент;
• устройства, с помощью которых расширяются возможности машины.

Оснастка для токарного станка имеет некоторые отличия. В качестве обрабатывающих инструментов там служат различные виды резцов, а сопутствующими приспособлениями могут быть поджимы на их держателях, люнеты для дополнительной фиксации при работе с крупными деталями, хомутики, передающие крутящий момент.

Разновидности фрез

Основным обрабатывающим инструментом у машин такого типа является фреза, от формы которой зависит вид получаемого профиля детали. Для достижения лучшего результата она имеет несколько лезвий. Для получения формы, соответствующей чертежу, существуют разные виды режущего инструмента по металлу. Типы фрез:

1. Цилиндрическая. Зубья для работы по металлу расположены винтом или прямо. Фрезой с прямыми зубцами допустимо обрабатывать узкие участки, поэтому преимущественно используется другой тип, позволяющий работать с любыми поверхностями.

2. Дисковая. Применяется для обрезки детали, прорезания паза, выполнения фаски. В зависимости от расположения лезвий может быть двусторонней и односторонней. Габариты фрезы и зубцов определяются степенью обработки (начальной или завершающей).

3. Торцевая. Предназначена для обработки фронтальных плоскостей, находящихся с торцов детали или при ступенчатом их расположении.

4. Угловая. Кромка режущего инструмента расположена в форме конуса, что позволяет обрабатывать наклонные поверхности или выполнять пазы под углом.

5. Концевая. Используется для выполнения выемок, пазов, создания контура с криволинейным очертанием. Часто концевая фреза изготавливается из твердых сплавов и применяется для обработки металлов, плохо поддающихся воздействию, — стали и чугуна. При граверных работах также используется режущий инструмент данного типа.

6. Фасонная. Применяется для создания канавок и обработки сложного профиля.

7. Кольцевая, называемая еще корончатым сверлом. Нужна для получения отверстий разного диаметра. В отличие от обычного сверла скорость прорезания значительно выше. Используется на станках сверлильно-фрезерной группы.

Тем, кто только начинает работу с фрезерным станком, лучше приобрести наборы режущего инструмента. Там содержатся все основные типы фрез различных размеров. Торцевая фреза должна присутствовать обязательно, иначе не получится обрабатывать фронтальные плоскости. Отдельные приспособления можно купить, руководствуясь заданной целью (сделать паз или выемку определенной ширины). Каждый станок обладает техническими характеристиками, ограничивающими диаметр применяемых фрез, поэтому перед покупкой необходимо свериться с этими параметрами.

Фреза должна быть изготовлена из высококачественного материала, иначе она быстро сломается от интенсивной нагрузки.

Состояние режущих кромок необходимо регулярно контролировать, так как тупые лезвия будут некачественно обрабатывать металл, спровоцируют возрастание нагрузки на электродвигатель фрезерного станка и редуктор.

Необходимо очищать инструмент от накопившейся пыли и периодически затачивать лезвия. Их состояние проверяется посредством лупы, а заточка производится с помощью шлифовальных кругов на специальном станке, тонкого алмазного бруска или надфиля. Услуги по заточке предлагают мастерские.

Приспособления для фиксации инструмента

Фреза крепится в шпинделе двумя способами. Метод ее фиксации служит основой разделения фрезерного оборудования, закрепляющего режущий инструмент, на две группы:

1. Концевое. Средством крепления служит цанговый (самозажимной) патрон.

2. Насадное. Фреза насаживается на оправку. Самое частое использование — для торцевого обрабатывающего инструмента.

При выборе оправки надо учитывать вид отверстия шпинделя:

• конус Морзе (обозначение — Мк либо Мт с цифрой);
• отверстие с конусностью 7:24 (импортные аналоги — САТ, ISO, BT).

Оправка имеет хвостовую часть конической формы, которая устанавливается в шпиндель. При несовпадении этой детали с отверстием шпинделя применяются втулки-переходники. На противоположной части оправки закрепляется фреза.

При концевом способе фиксации диаметр фрезы меньше, чем оправки, и режущий инструмент не насаживается сверху, а закрепляется в отверстии с помощью цангового патрона. Можно купить комплект, в который входит патрон и набор цанг с отличающимся диапазоном зажима.

Оснастка для фиксации заготовки

Качественное фрезерование возможно только при надежном закреплении детали. Оснастка станка, предназначенная для фиксации заготовки, бывает универсальная и специализированная. Последняя применяется для обработки конкретного типа детали. Это можно делать в условиях крупносерийного производства нестандартных изделий, в остальных случаях используются универсальные приспособления. К ним относятся:

1. Прихваты. В них фиксируются заготовки сложной конфигурации либо больших размеров. Изготавливаются в нескольких формах.

2. Угловые плиты. Их удобно применять, если заготовка сконфигурирована в двух перпендикулярных плоскостях.

3. Тиски. Применяются при фрезеровке небольших по габаритам деталей. Бывают простые и с возможностью поворачивать заготовку для обработки в разных плоскостях.

4. Столы. На современных машинах используются, как правило, поворотные устройства. Хотя при фрезеровании плоских изделий из ферромагнетиков можно применять простой стол с быстрым и надежным магнитным креплением. Поворотные столы круглой формы дают возможность ориентировать деталь по вертикали и горизонтали с поднятием ее на необходимый угол. Существуют вакуумные столы, где заготовка прижимается при использовании разного воздушного давления поверх нее и снизу, но такие приспособления применяются для обработки мягких металлов, когда фреза не подвергается большим нагрузкам.

5. Делительные головки. Предназначены для нарезания зубьев, винтовых канавок, обработки многогранников. С помощью такого оборудования установленная деталь может периодически поворачиваться в соответствии с выставленным числом деления окружности на равные или неравные сегменты. Заготовка фиксируется в патроне делительной головки. Дополнительными приспособлениями служат хомутики и люнеты.

Устройства, расширяющие возможности фрезерного станка

Такой оснасткой можно считать делительные головки, которые позволяют выполнять добавочные операции. Другими приспособлениями являются устройства, улучшающие производственный процесс, например, осуществляющие автоматическую подачу вместо ручной.

Кроме того получить новые технологические возможности можно, используя:

• Сверлильную головку. Применяется для сверления в металле отверстий малых диаметров, когда необходимо увеличить скорость вращения.
• Шлифовальную головку.
• Долбежную головку.

Функциональность фрезерного станка определяется также мощностью электродвигателя и установленным на нем защитным оборудованием, отключающим мотор, когда в электросети случаются перепады напряжения. Правильно выбрав подходящую оснастку для фрезерного оборудования, можно получить машину, ориентированную на производство широкого спектра необходимых операций, обрабатывать разные материалы и выполнять филигранные работы.

Наименование	Стоимость, рубли
Набор фрез по металлу	3000 — 54 000
Торцевая фреза	от 5 000
Оправка для торцевых насадных фрез	6 900
Приспособление для заточки фрез	7 800
Оправка	6 000
Цанговый патрон с набором цанг JET	23 000
Переходная втулка	2 200
Комплект прихватов для фрезерного станка	7 600
Угловая плита	от 5000 до 13000 в зависимости от габаритов
Станочные тиски простые	от 1800
Станочные тиски поворотные	от 3 000
Стол фрезерный неповоротный	от 6 200
Стол фрезерный поворотный	от 30 000
Стол магнитный	18 000
Стол вакуумный	от 56 000
Делительные головки	от 10 000
Автоподача для фрезерного станка JET	33 000-73 000
Сверлильное-фрезерная головка	18 000
Долбежная головка	95 000

При выполнении фрезерования на станке применяется режущий зубчатый инструмент – фреза. Широкий спектр работ производимых на фрезерных станках объясняется универсальностью оборудования и разноплановостью инструмента по конструкции, размеру и способу его подач.

Особенность цельных фрез в их отличной балансировке, применяются они для выполнения задач повышенной точности. Большая часть цельных деталей, используемые в изготовлении сложных профилей, обрабатываются фрезерованием. Работа проходит на расположенных в плоскости вращения фрезы заготовках. Обработка стальных болванок ведётся составными фрезами.

Отрезные фрезы по металлу применяются для обработки стали средней твёрдости и чугуна. Они устанавливаются на универсальные и оборудованные ЧПУ фрезерные станки. Фрезы соответствуют требованиям ГОСТ, но в отдельных случаях их можно заказать по индивидуальному чертежу под требуемые задачи. Диаметр её варьируется от 50 до 315 мм при толщине диска от 1 до 6 мм. Выполненный из быстрорежущей стали отрезной инструмент, может использоваться при вытачивания канавок на деталях, изготавливаемых из стали разных марок.

Твердосплавные фрезы применяются для проведения работ по закалённой стали – удаления облоя с цельных литых заготовок, для обработки швов на составных деталях имеющих следы сварки.

Типы твердосплавных фрез по металлу:

• цилиндрическая;
• сферическая;
• сфероцилиндрическая:
• овальная;
• гиперболическая;
• дисковая;
• обратноконическая.

Названия фрез соответствуют форме рабочей головки. Все виды рабочих головок делятся ещё и по углу скоса режущей поверхности. Они могут заменять в работе шлифовальный диск и хвостовик. Твердосплавные пластины имеют повышенный КПД в работе, а срок службы их значительно выше, чем быстрорежущие.

Цилиндрические фрезы

На горизонтально-фрезерном оборудовании используются цилиндрические резцы с прямыми и винтовыми зубьями. Соответственно, тот же вид будет у твердосплавных пластин режущей кромки. Прямозубые фрезы используются в обработке узких поверхностей. Винтозубые имеют плавный ход, что даёт более точные параметры обработки.

При необходимости обработки детали с углом наклона инструмента создающего максимальное давление на ось, чтобы не повредить деталь используют сдвоенные фрезы со встречно направленными зубьями. Это позволяет равномерно распределить нагрузку на ось. В процессе резки сдвоенной фрезой режущая кромка одного элемента перекрывается кромкой встречного. Благодаря этому на готовой детали нет никакого намёка, что обрабатывалась она не целиковым, а составным инструментом.

Концевые фрезы

Концевые применяются для обработки детали, которой необходимо придать сложный рельеф с выпуклостями, плавными обтекаемыми переходами от одного элемента к другому и вогнутыми линиями поверхности. Производятся концевые фрезы с цилиндрическими и коническими хвостовиками.

Используется концевая фреза для формирования глубоких пазов, уступов и контурных выемок на корпусе деталей. Основными режущими этой группы инструментов являются кромки зубьев расположенных на цилиндре. Вспомогательные торцевые при этом виде работ служат защитой дна канавки. Выбор диаметра фрезы выбирается на 1/10 мм меньше от необходимой ширины паза.

Используется режущий инструмент для фрезерных станков на ручном и полуавтоматическом режиме управления, оснащённых системой ЧПУ и фрезерно-копировальном оборудовании. Конический хвостовик даёт большую жёсткость крепления в шпинделе. Создание сложного абриса предмета благодаря этому выполняется с соблюдением погрешности заложенной в конструкции станков, на которых применяется этот режущий инструмент.

Видео по производству концевых фрез

Внешне концевые напоминают сверло большого диаметра. Но лишь малая часть концевых фрез имеет режущий элемент нижней части головки. Основные обрабатывающие кромки расположены на гранях спирально закрученного вокруг оси инструмента.

Применение

• обработка торцевой или боковой наружной плоскости;
• создание фигурного контура детали из прямоугольной или плоской заготовки;
• растачивание до необходимого размера отверстий, созданных другим инструментом по металлу.

Угловые фрезы

Угловая необходима для создания углового паза и края наклонной и ли скошенной плоскости. На 1-угловых фрезах режущие пластинки расположены вертикально, вдоль конического корпуса и на его торце. 2-угловые отличаются расположением 2 режущих кромок на взаимодействующих смежных корпусах. Чаще всего эти фрезы применяются в производстве фрезерного инструмента.

Угловая малого размера относится к группе концевых, она оснащена хвостовиком. Толщина её среза неравномерная – минимальное значение у оси вращения, максимальное по диаметру создаваемой окружности, у режущей вершины зуба. Перепады угла резки отражаются на неравномерном нагреве инструмента, что быстро выводит его из строя. Прореживание зубьев через один несколько уменьшит нагрев. Для продления срока службы целесообразно скруглить вершину зубьев.

Отрезные фрезы

В отличие от концевых, отрезная применяется в обработке только по прямой. Дисковые отрезные фрезы используются для отделения выполненной детали от общего куска материала. При необходимости дисковые режущие можно использовать для нарезания канавок и пазов, также ими можно произвести сквозной надрез на фрезерном универсальном станке или оснащённом ЧПУ. Дисковые созданы для проведения обработки чугуна и средне жёсткой стали.

Торцевые насадные фрезы

В соответствии с ГОСТ фрезы торцевые насадные изготавливаются двух видов – с мелким и крупным зубом. Диаметр 40-50 мм предполагает крепление её на продольной шпонке. Инструменты 63-100 мм в диаметре крепятся на торцевой шпонке. Торцевые насадные могут быть праворежущими и леворежущими. При необходимости крупнозубые фрезы могут иметь неравномерное распределение по окружности режущих элементов. При изготовлении, выбор направления зубьев, отвечающих за сторону, в которую будет осуществляться резка, выбирается в соответствии с производственной необходимостью, особенностью в обработке конкретного вида деталей и конструктивной особенностью фрезерных станков.

В круглых и пятигранных торцевых насадных фрезах могут использоваться режущие пластины с механическим креплением. Мелкозубые оснащаются вставными ножами с наконечниками из твердосплавных пластин. Применяются торцевые для обработки плоских заготовок на вертикально-фрезерных станках. Профилирующими их кромками являются только вершинки зубьев, торцевые режущие кромки выполняют вспомогательную работу, главная режущая функция ложится на боковые элементы.

Фасонные фрезы

Для обработки деталей с криволинейными сложными контурами используются фасонные дисковые фрезы. Применяются они для узкого круга работ и могут быть:

• полукруглые выпуклые;
• полукруглые вогнутые;
• радиусные.

Особенность их в том, что режущие зубья расположены не по окружности, а только на отдельной её части.

При большом разбросе внешних диаметров, размер внутреннего посадочного отверстия остаётся неизменным – d = 22 мм.

Группа фасонных делится на 2 вида – с затылованными и острыми зубьями. Оба вида используются для обработки деталей с непропорциональным соотношением размеров длины к ширине. Разница в обработке заключается в том, что у затылованной нулевой внешний угол и положительный задний. Она удобнее для заточки, не требует дополнительных приспособлений, но обработку ею чистовой не назовёшь. Более чистую точную обработку даёт острозубый инструмент. Но для поддержания его в надлежащем рабочем состоянии для заточки потребуется копир.

Имеет свою сферу применения и сборный фасонный инструмент. Отдельные его режущие кромки с простой формой составляют сложную кривую. Подобной конструкции фреза используется для обработки железнодорожной колёсной пары, а так же других сложных монолитных форм из металла. В пазах корпуса крепятся 2 смежные рейки с прикреплёнными твердосплавными пластинами.

Шлицевые фрезы

Шлицевые или червячные применяются для нарезания зубьев на валу или шестерни зубчатой передачи или шлицевого соединения по боковому профилю. Шлицевые фрезы – это целая группа инструмента с разным расположением зубьев по окружности диска или только на цилиндрической поверхности. Отличаются они и по способу крепления режущих элементов.

Дисковые фрезы

Наиболее удобны для нарезания глубоких канавок, разной ширины, трёхсторонние дисковые. Как пазовый чаще используется инструмент, оснащённый регулируемыми пластинами. Особенность смены угла режущих элементов позволяет провести резку канавки или паза.

Дисковые пазовые предназначены для создания неглубоких пазов. Зубья их расположены на цилиндрическом корпусе. Уменьшить трение при нарезке канавок или пазов помогает расширяющийся к наружной стороне угол. Особенность этой фрезы в том, что у ступицы она уже, чем по наружному диаметру.

2 и 3-сторонние имеют зубья на торцевых сторонах. Боковые их режущие кромки – вспомогательные, главные расположены на самом цилиндре. Зубья, расположенные по окружности, могут иметь положительные и отрицательные значения наклона угла. Отрицательные углы на торце срезаются.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.