Виды фрез для чпу станков

Комплектация любого фрезерного станка с CNC начинается с выбора расходных материалов и инструментов. Для обработки заготовки необходимо правильно подобрать фрезу, которая выполняет функции режущего инструмента. В особенности это касается оборудования с блоком ЧПУ, характеризующееся высоким показателем точности и скорости выполнения операции.

Классификация фрезерных станков с ЧПУ

Выбор фрезы во многом зависит от конфигурации станка. Все модели, не считая самодельных, имеют технический паспорт, в котором точно описаны требования к режущему инструменту. Также следует разобраться с видами станков CNC. От этого будут зависеть конфигурация и требования к фрезе.

Конфигурация и тип фрезы для станка с блоком ЧПУ во многом зависят от технологических требований. Поэтому следует ознакомиться с классификацией этого типа оборудования. Помимо типов обработки, частоты вращения шпинельной головки и посадочного диаметра следует учитывать режимы работы станка. Они же определяются его типом и специализацией.

Существуют следующие виды фрезерных станков с ЧПУ:

• специальные станки и центры. Применяются для массового производства и рассчитаны на длительный период автономной работы. Для обработки применяются несколько режущих инструментов одновременно, что обеспечивает высокую производительность. Поэтому фрезы для них должны иметь повышенный показатель устойчивости к износу;
• фрезерные станки с ЧПУ для обработки по дереву. Основная область назначения – первичная обработка материалов в жестких условиях. В особенности это относится к металлообрабатывающему оборудованию;
• фрезерные станки с ЧПУ для легкой обработки. Отличаются от вышеописанных средними и легкими условиями эксплуатации. В основном фрезы для них предназначены для выполнения точных операций;
• оборудование класса «хобби» с CNC. Они имеют легкую каркасную конструкцию. Предназначены для выполнения простых операций в домашних условиях или на базе учебных классов.

Для каждого из этих типов оборудования необходимо подбирать фрезы в индивидуальном порядке. Размеры обрабатываемой заготовки не влияют на выбор инструмента. Важно учитывать режимы работы станка CNC, материал изготовления детали, тип операции фрезерования.

Фрезы для обработки материалов с помощью станков с ЧПУ разделяются по своей форме. Они бывают концевые, дисковые и фасонные. Большинство видов оборудования спроектировано для использования пальчиковых режущих инструментов.

Виды фрез для станков с ЧПУ

Стандартная фреза представляет собой режущий инструмент, устанавливаемый на шпиндельную бабку станка. Обработка материала происходит методом вращения – кромка инструмента соприкасается с деталью, в результате чего происходит удаление части материала. Это приводит к формированию углублений требуемой конфигурации.

Существует определенная классификация фрез, предназначенных для установки на оборудование с числовым программным управлением. Выбор зависит от типа выполняемой операции, требований к материалу изготовления инструмента, конфигурации, а также параметра износоустойчивости.

По типу обработки

Одним из определяющих критериев выбора фрез для станка с ЧПУ является способ ее установки и принцип изменения конфигурации заготовки. В зависимости от этого показателя режущие инструменты делятся на:

• концевые. С их помощью можно осуществлять обработку заготовки во всех направлениях. По форме они напоминают стандартные сверла и имеют несколько режущих кромок;
• торцевые. Представляют собой цилиндрические конструкции с режущими элементами, расположенными на торцах. Применяются для обработки плоских поверхностей заготовок;
• дисковые. Предназначены для формирования пазов и выемок. За один проход могут делать несколько операций в зависимости от количества и месторасположения режущих кромок;
• угловые. Область назначения – обработка углов изделий. Для повышения производительности и функциональности могут иметь две режущие части, которые располагаются под различными углами относительно друг друга;
• фасонные. Относятся к разряду специальных инструментов для формирования кромок сложной формы.

Концевые конструкции применимы для осуществления сложной обработки деталей. Их могут использовать для формирования канавок нужной формы на поверхности деревянных, стальных и полимерных изделий.

Наиболее распространенная область применения торцевых фрез – деревообработка. С их помощью можно делать паз-шип на торцевых и лицевых плоскостях заготовки с достаточно большой точностью.

По сфере применения

Следующим важным моментом является определение области применения режущего инструмента. Зачастую фрезы имеют специализированное назначение. В особенности это касается промышленных станков с ЧПУ. Для комплектации оборудования класса «Хобби» используют стандартные типы режущих инструментов. Но и в этом случае бывают исключения.

Согласно общей классификации фрезы разделяют на следующие классы по сфере применения:

• грубая обработка. К ним относятся операции по снятию слоя, формированию первичной формы, резка и раскрой;
• высверливание канавок. С помощью этого инструмента делают бороздки, пазы, впадины и подобные им углубления;
• обработка угловых плоскостей и кромок на поверхности заготовок;
• чистовая обработка. Они предназначены для создания углублений сложной формы и конфигурации. Дальнейшие операции по обработке заключаются только в очистке детали и удалению заусенец;
• формирование художественных узоров.

Одним из преимуществ использования станков с ЧПУ является возможность установки фрез нескольких типов для полной автоматизации процесса обработки материалов. Так, сначала может удаляться черновой слой материалов, затем происходит формирование первичного паза (канавки, отверстия), а затем – заключительный этап чистовой отделки изделия.

Художественное фрезерование заключается в изготовлении сложных 3-D рисунков, формирования элементов из дерева или металла, которые не несут практической нагрузки, а выполняют лишь эстетические функции.

По материалу обработки

Это один из важнейших параметров выбора режущего инструмента. Он напрямую зависит от материала изготовления фрезы, ее конфигурации и технических качеств. В зависимости от свойств обрабатываемой детали фрезы разделяются на следующие типы:

• для работы по дереву;
• для обработки металлических изделий и заготовок из цветных металлов;
• предназначенные для формирования конфигурации изделий из полимеров.

Необходимо помнить, что фрезы по дереву или полимерам не могут быть применены для обработки металлических изделий.

Заточка фрез для станков с ЧПУ

Одним из отличий стандартных фрез от моделей, предназначенных для станков с системой CNC, является их высокая стоимость. Поэтому зачастую после длительной эксплуатации режущего инструмента предпочитают не закупать новый, а делать заточку старого.

Следует отметить, что сделать эту операцию на стандартном оборудовании или в домашних условиях практически невозможно. Для качественного восстановления формы режущих кромок фрез следует применять специальные станки CNC. Они, в свою очередь, могут иметь узкую специализацию – для заточки пальчиковых, угловых или дисковых фрез. Поэтому чаще всего за этой услугой обращаются в специализированные компании.

Также рекомендуется при выборе фрезы определенной конфигурации обращать внимание на компанию-производителя. Нередко этот инструмент есть у изготовителя станков с ЧПУ. Поэтому закупку расходного материала чаще всего делают непосредственно у поставщика оборудования.

В видеоматериале можно ознакомиться с набором инструментов для фрезерного станка CNC класса «Хобби»:

Выбор фрез для работы сродни выбору инструмента для музыканта. Только при наличии надежного и качественного режущего приспособления можно получить наилучший результат. Предусмотреть все возможные нюансы, которые могут возникнуть в ходе работы, довольно сложно, однако иметь под рукой классификатор фрез для станка ЧПУ будет не лишним. В ассортименте магазина ФРЕЗА.РУ представлены все виды режущих инструментов для современного фрезерного станка с ЧПУ.

В зависимости от материала и типа обрабатываемой заготовки, а также конкретных условий резания, фрезы представлены в самом разнообразном конструктивном исполнении. Остановимся на приоритетных характеристиках при выборе фрезы.

1. Тип выполняемой операции на станке ЧПУ является одним из самых главных параметров при выборе фрезы. Такое оборудование характеризуется высокой точностью и скоростью обработки материалов, что требует верного подбора режущего инструмента. В зависимости от технологических требований производителя следует учитывать не только тип обработки, но и режимы работы станка. Понимая специализацию оборудования и учитывая диаметр и частоту вращения шпиндельной головки, следует подбирать фрезу по способу крепления, ориентируясь на конечный результат.

В зависимости от задач проекта различают:

Таким образом, для каждой поставленной задачи подбирается соответствующая фреза с определенной геометрией.

2. Способ крепления фрезы на шпинделе также влияет на подбор режущего инструмента. Перед покупкой необходимо выяснить — подойдет ли фреза для крепления на вашем станке.

Различают следующие типы креплений:

Следует добиваться максимально точного центрирования фрезы на шпинделе фрезерного станка для наименьшего биения зубьев.

3. Направление, технология резки, режим и форма обработки заготовки определяют выбор того или иного режущего инструмента.

• Торцевые фрезы применяют для обработки ступенчатых и плоских поверхностей. Они изготовлены в виде цилиндрической конструкции с рабочими лезвиями, расположенными на торцах. Здесь рабочими являются только вершины режущих лезвий. Это массивные инструменты, при работе которых достигается высокая скорость вращения.
• Дисковые фрезы незаменимы при создании пазов, углублений и выемок. В зависимости от числа и расположения режущих кромок способны выполнять несколько операций за один проход. Для формирования неглубоких пазов применяют пазовые дисковые фрезы, для вырезания узких выемок и шлицев – тонкие дисковые пилы. Дисковые двухсторонние и трехсторонние фрезы за счет вспомогательных лезвий на торцах обладают универсальностью и имеют большую производительность.
• Сфера применения угловых фрез – это обработка наклонных плоскостей, кромки и угловых пазов. Угловые фрезы могут быть одноугловыми и двухугловыми. Режущие кромки такой фрезы расположены под разным углом относительно одна другой. Для одноугловой характерно расположение кромок по одну сторону конуса и на торцах, а для двухугловой – лезвия лежат на двух смежных конических поверхностях.
• Концевые фрезы имеют все рабочие режущие кромки, а внешне довольно схожи со стандартными сверлами. Они подходят для выполнения сложных фрезеровочных операций, обработки перпендикулярных плоскостей, глубоких уступов и выемок. Позволяют проводить обработку заготовки во всех направлениях.
• Фреза сферического типа применяется для рельефной обработки поверхности, для оформления 3D рисунков и форм. Чаще всего востребованы при работе с деревом и пластиком, реже – с металлами и сталью. Сферические фрезы дают на выходе гладкую поверхность, минимизируют появление вибраций и позволяют избежать шероховатостей.
• Фасонная фреза применяется для обработки поверхностей сложных форм – цилиндрических или винтовых. При помощи этой фрезы нарезают фасонные канавки, прямые и винтовые стружечные каналы, обрабатывают кромку сложной конфигурации.

4. Количество зубьев (канавок) фрезы влияет на качество снимаемой стружки и производство тепла при обработке заготовки. Так, при сравнении двух фрез равного диаметра у фрезы с большим количеством зубьев температура каждого зуба будет выше, чем у фрезы с меньшим количеством зубьев.

• Крупнозубые фрезы более прочные. Они имеют небольшое число зубьев с большим шагом и дают стружку крупного размера;
• Мелкозубые фрезы обладают большим количеством зубьев с малым шагом. При работе дают мелкую стружку.

5. Диаметр режущей части и хвостовика влияет на глубину обработки и количество выполненной работы. При большом объеме работы применяют фрезы с большим диаметром хвостовика (6, 8, 10, 12 мм), а для вырезания небольшого рельефа и обработки небольшой площади подойдет фреза с диаметром до 4 мм.

6. Гравер и насадки к нему также применяют для обработки материалов, но их следует отличать от фрез и других режущих инструментов. В отличие от фрезы насадки для гравера не имеют спирального желобка для отвода стружки и предназначены для несложных видов обработки заготовок с последующей задней шлифовкой. Комплектуются различными видами насадок и применяются для обработки миниатюрных деталей и небольших объемов работ.

7. Способ отвода стружки особенно важен при выполнении работ большого объема. Необходимо учитывать не только направление схода стружки, но и ее форму, сечение и особенности образования. Контроль параметров отделения стружки от заготовки происходит в соответствии с выбранными параметрами резания.

8. Длина режущей части подбирается в зависимости от параметров обработки заготовки. Длина режущей части всегда чуть меньше полной длины фрезы и задается параметрами резки.

9. Подбор фрез по ценовому диапазону и брендам позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант фрезы. Магазин ФРЕЗА.РУ предлагает как недорогой инструмент, так и продукцию компаний с солидной репутацией. Фрезы китайского производителя DJTOL зарекомендовали себя, как добротные и качественные инструменты по относительно невысокой стоимости. Американские, европейские и японские фрезы известных брендов отличаются более высокой продуктивностью, повышенной надежностью, а значит, и более высокой стоимостью.

10. Покрытие фрезы обеспечивает повышение износостойкости режущего инструмента. Для выбора покрытия необходимо ознакомиться с его описанием и свойствами в каталогах производителей.

В интернет-магазине ФРЕЗА.РУ задача выбора фрезы облегчается наличием удобного фильтра, который автоматически подберет фрезу по заданным вами параметрам. Кроме того, вы можете оставить заявку на подбор инструмента или связаться с нашими менеджерами. Звоните по телефону 8 (800) 777-05-39, здесь вам помогут подобрать и купить фрезу для станка с ЧПУ! Правильно подобранный инструмент – залог качественной и безопасной работы, непременное условие долгой и отменной службы вашего оборудования.

Современные фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ обладают высокой скоростью и обеспечивают отличное качество обработки изделий. Даже «бюджетные» модели как правило оснащены инструментальным порталом с тремя степенями свободы, что позволяет вести автоматическую обработку заготовок по сложному «пространственному» маршруту. Это в частности предоставляет широкие возможности для фрезеровки 3D-изделий (подобных скульптурам, художественным панно, иконам, барельефам и т. п.).

Непременными условиями качественной обработки сложного изделия являются конструкция самого станка (его общая высокая жёсткость, мощность шпинделя, точная механика и т. п.), система ЧПУ и широкие возможности выбора математических моделей в качестве базиса для обработки, а также применяемый режущий инструмент.

В качестве режущего инструмента для мощных скоростных фрезерных станков с ЧПУ используют в основном цельные концевые твердосплавные фрезы. Основным требованием к режущему инструменту является твёрдость сплава, стойкость к износу, малые биения (даже при обработке на высоких скоростях). В последнее время всё большее распространение получают фрезы с алмазным покрытием — как очень стойкий и долговечный инструмент, обеспечивающий хорошее качество обработки.

Фрезы имеют значительное разнообразие конструктивного исполнения — в зависимости от типа обрабатываемой заготовки и конкретных условий резания. 3D-обработка может по праву считаться одной из самых сложных технологических задач. И если управляющая программа выполнена правильно, то «последнее слово» в процессе обработки остаётся именно за правильным выбором фрезы.

Требования к режущему инструменту

В понятие «оптимальный выбор фрезы» входит требование качественной обработки заготовок (речь идёт о производстве 3D-изделий!) при минимально возможных затратах времени. Плюс к этому, желательно чтобы инструмент стоил как можно меньше. В полной мере сочетать эти противоречивые требования не удаётся никогда. Либо инструмент вообще не обеспечивает должного качества обработки. Либо качество есть, но времени на обработку уходит очень много (возможно, инструмент не может поддерживать оптимальные режимы обработки, значит сам не является оптимальным!). Или напротив, заготовка фрезеруется быстро, но готовое изделие приходиться дорабатывать. Возможен вариант, когда и качество и скорость обработки на высоком уровне, но стоимость инструмента очень высока.

Тем не менее, некоторый взаимный баланс качества обработки, скорости и стоимости инструмента для конкретных условий выпуска может быть найден. В этом случае такой режущий инструмент и следует признать оптимальным — для собственных условий обработки. Поскольку достоверную оценку фрезы можно провести лишь в процессе реальной эксплуатации, любые рекомендации по выбору «оптимального» инструмента следует воспринимать лишь как ориентировочные.

Оптимизация управляющей программы

Как отмечалось выше, качественная обработка изделий возможна только при совершенной системе «станок-инструмент-программа обработки». Это означает, что выбор оптимальной фрезы для 3D-обработки будет бесполезен, если управляющая программа не оптимизирована должным образом.

Во-первых, это относится к самой основе фрезерования — количеству технологических переходов и режимам обработки заготовок. Эти параметры, в свою очередь, выбираются исходя из типа используемого режущего инструмента. Не следует забывать, что при использовании нестандартной фрезы нужно ввести в управляющую программу верные данные о геометрических характеристиках инструмента.

Во-вторых, маршрут обработки обязательно должен быть оптимизирован — особенно при обработке на сравнительно «жёстких» режимах. В противном случае, резкое изменение направления движения инструмента вызовет повышенные нагрузки на узлы станка и может привести к поломке фрезы и порче заготовки. При фрезеровании сложного 3D-рельефа особенно важно указать правильную последовательность «обхода» инструмента — чтобы при обработке углублений фреза не «цепляла» ещё не обработанные выступы (в основном такое характерно для чистового этапа фрезеровки). Процесс оптимизации траектории обработки должен осуществляться опытным технологом — не совсем правильно полагаться лишь на встроенные инструмента САМ-программы.

Как выбрать фрезу «под 3D»?

Выбирать фрезу для 3D-обработки следует исходя их типа заготовки для будущего изделия. В зависимости от твёрдости поверхности заготовки понадобятся либо фрезы из быстрорежущей стали (с молибденовыми и/или вольфрамовыми добавками), либо более выносливые — из твёрдого сплава. Со временем, по мере износа режущие кромки фрезы истираются и выкрашиваются. Поэтому в идеале, материал режущей части должен быть очень твёрдым, но не слишком хрупким. Создать сплав, сочетающий оба этих требования очень непросто. Поэтому твёрдосплавные фрезы отличаются высокой стоимости и узкой «специализацией» (под каждый тип заготовки).

Поскольку 3D-изделия, как правило, имеют сложный рельеф со множеством мелких деталей, для их фрезеровки используются цилиндрические или конусные сферические фрезы различного диаметра (3-6 мм для черновой обработки и 1-3 мм — для чистового этапа). Для очень мягких материалов (например, модельного воска) подойдут коническо-сферические граверы с кончиком размером 0,2 мм.

При использовании твёрдосплавной конической двухзаходной конусной фрезы возможна обработка сравнительно глубоких 3D-рельефов за один этап (без чернового фрезерования). Такой инструмент отлично подходит для работы с заготовками из дерева, ДСП, МДФ. Конусная форма обуславливает значительную прочность фрезы при малом размере режущего кончика. Хорошие результаты обработки сложных 3D рельефов из дерева получаются также при использовании конусной сферической фрезы.

Для очень твёрдых пород древесины, а также 3D-обработки акрила и цветных металлов (алюминия, бронзы, меди) применяют сферические граверы или V-образные граверы. Этот инструмент также подходит для снятия фасок с торцевых краёв заготовок из цветных металлов.

Для 3D-обработки дерева, органического стекла или пластика (АБС, ПВХ) используется конический гравер. Такой инструмент отлично подходит для точной гравировки эскизов с мелкими деталями. Обеспечивает высокую гладкость поверхности после чистового этапа фрезерования. Для нанесения мелких символов следует выбирать гравер с меньшим углом и малым лезвием. Для резьбы — напротив, угол следует выбирать максимальным.