Фреза концевая по металлу для чего

Обновлено: 27.04.2024

Фреза – это режущий инструмент, который имеет одно или несколько зубьев. В зависимости от особенностей конструкции и жесткости материала, из которого сделана режущая кромка, фрезы применяются для обработки металлов, пластиков и древесины. Инструмент закрепляется в станках, обеспечивающих его быстрое вращение, что необходимо для обработки заготовок.

Концевые фрезы

Самыми распространёнными являются концевые фрезы. Концевые фрезы принадлежат к группе режущего инструмента, используемого в промышленном фрезеровании и отличающегося от других фрез областью применения, геометрией рабочей поверхности, креплением в шпинделе фрезерного станка и способами производства.

Карбид вольфрама или быстрорежущая сталь?

Обычно материалы, из которого изготавливаются концевые фрезы — это карбид вольфрама (они называются твердосплавные) или быстрорежущая сталь, но попадаются и экзотические варианты, такие как сплавы порошковых металлов. Для цехов с промышленными масштабами производства, вопрос выбора того или иного материала обычно не стоит — повсеместно используется твердосплавные, т.е. карбид-вольфрамовые, так как бытует мнение, что они универсальны, и в целом — лучше во всех аспектах. Тем не менее, оказывается, что всё зависит от обрабатываемого материала, а также от максимальной скорости вращения шпинделя станка и некоторых других параметров. Если вы работаете с более мягкими материалами, такими как алюминий, а скорость шпинделя не способна достичь рекомендуемых скоростей для твердосплавной фрезы по алюминию, то возможно более рациональным было бы использование концевых фрез из быстрорежущей стали. Для концевых фрез с диаметром от 15 мм и больше, при использовании в небольших станках со скоростью шпинделя не превышающей 6000 об/м, для резки алюминия рекомендуется быстрорежущая сталь, а для фрез более маленьких диаметров — твердосплавные. Это не только позволит избежать крупных затрат на большие концевые фрезы, но и также сохранит жесткость мелких концевых фрез на необходимом уровне.

Размеры концевых фрез для фрезерных станков с ЧПУ

Концевые фрезы бывают различных размеров, как в метрической, так и в дюймовой системах. Существуют и микро-фрезы для обработки чрезвычайно малых деталей. Допуски на диаметр для большинства концевых фрез зачастую имеют некоторый разброс. Если ваши работы требуют повышенной точности, то скорее всего потребуется сделать пробный срез для определения точного диаметра концевой фрезы. Естественно, можно измерить её и непосредственно с помощью, например, микрометра, но пробный срез тест является наиболее надёжным способом.

Количество зубьев фрезы

Количество зубьев на концевой фрезе — важный показатель, и зависит от материала, который вы хотите обрабатывать и возможностей вашего станка. Наиболее распространенные варианты — 2, 3 или 4-зубые фрезы. К примеру, не стоит брать фрезу с более чем тремя зубьями для работ по алюминию. Алюминий даёт крупную стружку, которая склонна намертво забивать канавки фрезы даже на умеренных скоростях обработки. Канавки в 2-х и 3-х зубых фрезах имеют достаточный зазор и удобны для работ с алюминием. Для большинства же других материалов использование 4-х зубых фрез является общеприменяемым стандартом. Увеличение количества зубьев является своего рода «умножителем скорости шпинделя». Для данной скорости вращения шпинделя 4 зубой фрезой можно работать в два раза быстрее 2-х зубой, и это, как правило, даст более гладкую поверхность. Также существует немало других разновидностей, встречающихся реже. Концевые фрезы с более чем 4-мя зубьям отлично подходят для повышения производительности работы с жесткими материалами, такими как титан, где оборотов шпинделя зачастую просто нехватает.

Центрорежущая или нет?

Большинство 2- и 3-х зубых концевых фрез являются центрорежущими. Некоторые 4-х зубые фрезы не являются. Центрорежущую концевую фрезу можно погружать прямо в материал. Нецентрорежущие фрезы посередине имеют паз, без режущей кромки, так что ход погружения в материал сильно ограничен. Единственным преимуществом нецентрорежущих фрез является их невысокая стоимость. Говоря о стоимости, можно приобрести как двусторонние так и односторонние концевые фрезы, одна двусторонняя стоит гораздо дешевле двух односторонних. Но не все станки имеют возможность использования двусторонних фрез.

Центрорежущая слева, нецентрорежущая справа.

Двусторонняя концевая фреза

О рабочей длине

Чем длиннее рабочая часть, тем меньше жесткость инструмента. Если фрезой с длинной рабочей частью работать довольно агрессивно, то это будет вызывать изгиб, который может привести к поломке инструмента. Таким образом можно сделать вывод, что следует отдавать предпочтение фрезам с короткой рабочей частью, пользуясь длинными лишь в тех случаях, когда нет другого выбора.

Рабочая длина

Изгиб фрезы

Покрытия концевых фрез

Хорошее покрытие может резко увеличить производительность работы концевой фрезы, и срок ее службы. Существует много покрытий, как повсеместно распространённых, так и весьма экзотических, и дорогих. Большинство из этих покрытий называются согласно их химическим составам, как-то:

Концевые фрезы с покрытием из титрида титана и алюминия (AlTiN), которое создается с использованием техпроцесса осаждения реагентов при помощи катодной дуги;
TiN (базовое покрытие с желтоватым цветом, которое в последнее время ушло из широкого использования);
TiCN (популярное голубовато-серое покрытие);
TiAlN и AlTiN (чрезвычайно популярное темно-фиолетовое покрытие);
TiAlCrN, AlTiCrN и AlCrTiN (покрытие на основе поликристаллических алмазов (PCD)).

Достижения в области разработки передовых покрытий для концевых фрез делаются ежегодно. Во многих мастерских премиум-класса уже используются инструменты с покрытием из аморфных и нанокомпозитных поликристаллических алмазов (PCD). Использование концевых фрез с покрытием или без зависит от отношения экономических выгод последних к технологическим преимуществам первых.

Геометрия концевых фрез

Производительность фрезы может зависеть как от типа покрытия, так и от геометрии. Сейчас серийно выпускается великое множество фрез самой разнообразной формы, но некоторые решения весьма спорны. Для стандартных задач скорее стоит выбрать проверенные временем классические торцевые фрезы, оставив фрезы причудливых форм для любителей поэкспериментировать.

Черновые концевые фрезы

Черновые концевые фрезы, такие как представленная на изображении ниже, имеют маленькие зубцы на зубьях, которые называют фрезами со стружколомом. Эти зубцы служат для следующих целей: во первых они размельчают стружку, что позволяет легче убрать её из отверстия, во вторых уменьшают вибрацию и стабилизируют. Черновые концевые фрезы стоят не очень дорого и могут дать ощутимый прирост производительности.

Сферические концевые фрезы

До сих пор мы говорили о концевых фрезах, в основном использующихся для обработки плоских поверхностей, и в подавляющем большинстве случаев этого бывает достаточно, но для 3D-обработки придётся использовать сферические концевые фрезы. Сферические (концевые) фрезы создают воронки с определенным радиусом или углубления. Также с помощью таких фрез можно формировать выступы, т.е. рельефы произвольной формы. Такой инструмент представлен с 2, 3, 4 или шестью зубцами. Профиль резца представлен в сферической форме. Угол сферической территории режущей части равняется 180 градусам. Модели производятся с углом точно в 180 градусов. Для ликвидации стружки на фрезе есть канавки в виде спирали.

Полное руководство по концевым фрезам - типы и применение

Концевые фрезы являются разновидностью фрез используемых на фрезерных станках и необходимы для обработки узких плоскостей, пазов, уступов и контурной обработки. Концевое фрезерование является одной из наиболее распространенных процедур в промышленной обработке. Этот процесс отличается от других операций наличием режущих зубьев по бокам и на конце фрезы, что является основным отличием от других фрез.

Фрезерный станок, выполняющий пазовое фрезерование

Однако, когда дело доходит до выбора подходящей концевой фрезы, это может оказаться непосильной задачей: HSS, твердый сплав, шаровидная фреза, фреза с хвостовиком bull-nose, клиновидная фреза, центральная кромка, канавки. Знаете ли вы, что означают все эти термины? В этой статье вы найдете полный обзор типов концевых фрез, областей их применения и руководство по выбору подходящей.

1. Разница между концевыми фрезами и сверлами

Люди, не знакомые с режущими инструментами, могут быть немного озадачены разницей между концевыми фрезами и сверлами. Все довольно просто: основное различие становится понятным при более внимательном рассмотрении формы и геометрии сверл и их канавок.

Сверла предназначены для сверления непосредственно в материале и создания отверстий только в осевом направлении. Концевые фрезы могут врезаться в материал в боковом направлении и создавать пазы или профили. Некоторые типы концевых фрез могут резать во всех направлениях и позволяют выполнять профильное, трассирующее или торцевое фрезерование, врезание, контурирование, пазовое фрезерование, сверление и рассверливание.

2. Основные характеристики и терминология

Основная структура и терминология

На рисунке выше вы можете увидеть наиболее важные технические характеристики для четкого описания концевых фрез. Кроме того, мы можем классифицировать их по типу (например, шаровидные, квадратные и т.д.), количеству канавок, а также материалу и покрытию.

Типичное описание продукта может выглядеть следующим образом:

Типовая характеристика концевой фрезы

Все характеристики определяют, для каких целей подходит концевая фреза с точки зрения скорости, формы, тонкости обработки и общей производительности. Поэтому очень важно знать основы, прежде чем выбирать набор концевых фрез для своей работы. Далее мы расскажем вам о самых важных типах.

Набор концевых и других фрез

3. Типы и применение

Ниже мы собрали основные характеристики наиболее распространенных типов концевых фрез. Этот список не является исчерпывающим. Существуют более специализированные продукты для нестандартного применения.

Фрезы с шаровым наконечником

Концевые фрезы с шаровым наконечником имеют закругленный кончик. Они в основном используются для трехмерного фрезерования контурных поверхностей, округления канавок, прорезки карманов, неглубокого паза и других операций контурного фрезерования. Могут использоваться в качестве завершающей фрезы для некоторых "финишных штрихов".

Квадратный конец/плоский конец

Квадратные или плоские концевые фрезы являются наиболее часто используемым типом. Это высок универсальные фрезы для всех видов работ, таких как профилирование, пазование, боковое и торцевое фрезерование и т.д. Плоские концевые фрезы обеспечивают идеальные угловые срезы под углом 90 градусов на вашей заготовке. В зависимости от заготовки они могут применяться как для черновой, так и для чистовой обработки.

Фреза рыбий хвост

Если у концевой фрезы один конец намного тоньше другого, то скорее всего это фреза типа "рыбий хвост". Благодаря тонкой форме фрезы эта конструкция может погружаться непосредственно в материал и создавать плоскую поверхность без раскалывания. Они также подходят для создания карманов, фрезерования и обработки контуров.

Фреза концевая радиусная бычий нос

Данный тип фрез очень похож на квадратные концевые фрезы с тем отличием, что концевые фрезы с бычьим носом имеют закругленные углы, которые помогают равномерно распределить силу резания. Отлично подходят для создания канавок с плоским дном и закругленными внутренними углами, имеют слегка закругленные углы, которые помогают равномерно распределять силу резания, что предотвращает повреждение лезвия и продлевает срок его службы. Благодаря способности создавать канавки с плоским дном и слегка закругленными внутренними углами, чаще всего используются для фрезерования пресс-форм.

Черновые концевые фрезы, как следует из названия, быстро снимают большое количество материала заготовки, особенно на сложных этапах резания. Они обеспечивают быструю, грубую обработку при низкой вибрации, которая затем дорабатывается другой фрезой.

V-образная фреза

V-образные фрезы получили свое название благодаря своему внешнему виду создаваемому небольшими углами и наконечником. Эти специализированные концевые фрезы используются для гравировки, узких разрезов, линий и даже знаков. Существует два основных типа: V-образных фрез с углом 60 и 90 градусов.

Конические концевые фрезы

Эти центровочные резцы могут использоваться для врезания и предназначены они для обработки угловых пазов. Обычно они используются в литье под давлением и пресс-формах.

4. Твердый сплав против быстрорежущей стали

Концевые фрезы из высокоскоростной стали (HSS - High Speed Steel) стоят дешевле твердосплавных фрез. Они подходят для обработки широкого спектра материалов, включая многие металлы. Их можно использовать в течение длительного времени до повторной заточки, так как они обладают хорошей износостойкостью. Фрезы из быстрорежущей стали являются наиболее подходящими для большинства стандартных операций. Однако общий срок службы инструмента короче, и вы получаете больше ограничений в плане скорости и производительности.

Твердый сплав

Вот что вы получите, заплатив за более дорогие твердосплавные концевые фрезы: повышенную жесткость, высокую теплостойкость и значительно более высокую скорость резания по сравнению с HSS. Это не только повышает производительность, но и позволяет резать более широкий спектр (более твердых) материалов. Твердосплавные концевые фрезы часто используются для чистовой обработки.

5. Как же выбрать правильную концевую фрезу?

Правда заключается в том, что не существует универсального решения.

Мы рекомендуем вам задать себе несколько важных вопросов, прежде чем принимать решение:

Какой материал вы собираетесь резать?
Насколько точные характеристики вы хотите получить в вашей заготовке?
Насколько глубоко вы будете резать?
Насколько важны подача, скорость и производительность резки?

Ответив на эти и другие вопросы, вы сможете лучше понять, какой тип концевой фрезы необходим для ваших задач. Итак, давайте подробнее рассмотрим наиболее важные аспекты, которые вам необходимо принять во внимание.

Материалы для резки

Сначала спросите себя, какие материалы вы хотите резать с помощью нового набора концевых фрез. Это значительно сузит круг "потенциальных кандидатов", поскольку некоторые типы концевых фрез специально изготавливаются для определенных металлов/материалов. Для цветных материалов, таких как алюминий, вам потребуются другие формы, материалы и размеры инструмента, чем, например, для стали.

Конечно, технически вы можете попытаться разрезать любой материал одной и той же концевой фрезой, но производительность резания и качество обработки заготовки будут варьироваться от превосходных до неприемлемых. Использование неправильной фрезы также довольно быстро приведет к поломке инструмента. Мы уверены, что вы хотели бы избежать этого.

Сколько зубьев должно быть у фрезы?

Зубья - это спиралевидные режущие кромки на конце фрезы. Концевые фрезы могут иметь до 12 зубьев, однако чаще всего встречается от двух до четырех. Все, что имеет более пяти зубьев, относится к концевым фрезам, используемым для очень тонкой обработки. Если вы хотите выполнить глубокую резку в таких материалах, как пластмасса или алюминий, то вам нужно меньше таких режущих зубьев. Для более твердых материалов нужны более прочные режущие инструменты с большим количеством канавок и гладкими (но не очень глубокими) резами.

Количество зубьев

Количество зубьев также влияет на скорость подачи фрезы, качество обработки поверхности заготовки и способность фрезы удалять стружку. Чем больше число зубьев у вашей концевой фрезы, тем большую скорость подачи вам придется использовать или уменьшить скорость вращения. Поэтому обязательно проверьте скоростные возможности вашей фрезы и вашего шпинделя, так как это напрямую влияет на тип концевой фрезы, которую вы можете использовать.

Размеры концевой фрезы

Помимо количества зубьев, есть еще несколько размеров и характеристик концевых фрез, на которые следует обратить внимание: диаметр фрезы, глубина реза и длина, а также профиль инструмента.

Инженерный чертеж и размеры

Диаметр фрезы

Диаметр фрезы определяет ширину паза, который вы можете создать с помощью вашей концевой фрезы. Он также влияет на объем удаления стружки при боковом фрезеровании. Поэтому перед покупкой и/или установкой фрезы для резки убедитесь, что выбрали концевую фрезу с соответствующим диаметром, чтобы получившаяся деталь соответствовала техническим требованиям.

Глубина резания и длина контакта

Требуемая наибольшая длина контакта определяет глубину реза, необходимую для вашей концевой фрезы. В идеале нужно выбирать длину, достаточную для предотвращения свеса и обеспечения жесткого и точного процесса резания. Простой прием заключается в том, чтобы умножить диаметр фрезы на пять. Если это число больше, чем требуемая глубина резания, можно рассмотреть вариант с выступом.

Угол спирали

Ваша фреза, вероятно, имеет угол спирали около 30 градусов. Если вы хотите уменьшить силу резания для минимизации тепловыделения и вибрации, вам необходимо использовать фрезы с большим углом спирали. Такие концевые фрезы также обеспечат лучшую чистоту поверхности. Однако вам придется пойти на некоторые компромиссы в отношении скорости подачи, с которой вы можете резать, и глубины резания.

Профиль инструмента

И наконец, рассмотрим профиль инструмента концевой фрезы. Квадратный, фреза рыбий хвост, с шаровым наконечником и т.д. служат для различных целей. Это просто напоминание, поскольку мы рассмотрели каждый тип выше.

Концевые фрезы с центровым отверстием и без

Концевые фрезы с центральным резцом могут погружаться в материал вертикально. Некоторые фрезы не могут этого делать, потому что у них нет режущей кромки посередине. Они могут выполнять резание только вниз под углом примерно 45 градусов. Пока все просто. Так почему же существуют конструкции с центральным резцом и без него?

Мы уже говорили о важности зубьев. Большинство концевых фрез с двумя и тремя зубьями относятся к фрезам без центрового отверстия. Четыре зубца иногда используются для фрез с центровым отверстием. Как это часто бывает, основное различие заключается в цене. Фрезы без отверстия в центре стоят дороже, и повторная заточка такой фрезы также обойдется вам дороже. Это цена, которую вы платите за большую гибкость погружения.

Фрезы с отверстием в центре затачиваются легче, а также лучше очищаются от стружки. Мы советуем вам использовать концевые фрезы без отверстия в ццентре, если вы можете себе это позволить. Но если вы практически никогда не используете длину фрезы на 100-процентов, вы можете просто выбрать фрезу с отверстием - вам просто нужен вход рампы в нижнюю часть реза для операций с карманами. Разница действительно сводится к тому, как вы будете резать.

При резании фрезой без отверстия в центре также имеется место для большего количества зубьев, что в среднем может позволить увеличить скорость подачи при сохранении той же нагрузки на стружку.

Нужна ли мне фреза с покрытием?

Стоит ли приобретать набор концевых фрез с покрытием или нет, зависит, опять же, от области применения. Фреза с покрытием может значительно повысить производительность резания. Вы можете установить более агрессивные параметры обработки, например, SFM (Surface Feet per Minute), поскольку твердость поверхности инструмента с покрытием намного выше. Обычно также улучшается удаление стружки и увеличивается срок службы инструмента. Наиболее распространенными покрытиями являются нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и нитрид титана алюминия (AlTiN).

Фрезы с титановым покрытием

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Концевая фреза: назначение, классификация, ГОСТы

В механообработке термин «концевая» употребляется в двух контекстах: конструктивном и технологическом. Согласно п.4 ГОСТ 3855-2013 все используемые в механообработке фрезерные инструменты по своим конструктивным особенностям делятся на два основных вида: концевой и насадной. Концевая фреза выполнена воедино с поводком (цилиндрическим или коническим хвостовиком) и для ее применения не требуется дополнительная оснастка. Насадные фрезеры перед использованием монтируют на стандартные цилиндрические или конические оправки.

В соответствии с п. 2.2 того же стандарта концевое фрезерование является одним из пяти видов фрезерной обработки. При его выполнении припуск с обрабатываемой заготовки снимается режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности инструмента. Концевая фреза стандартного типа имеет режущие зубья и на стороне торцевой поверхности, но они выполняют только вспомогательную роль. Помимо стандартных существует множество других разновидностей, у которых режущими являются как цилиндрическая, так и торцевая поверхность. Но это особый подвид и применяется он в узкоспециализированных целях.

Назначение инструмента

Ось вращения концевого фрезера направлена под прямым углом к плоскости заглубления. При этом его основные режущие кромки располагаются на боковой цилиндрической поверхности, т. е. резание происходит по лини их соприкосновения с плоскостью обработки. На торцевом конце также находятся режущие кромки, расположенные под углом к оси вращения, которые выполняет вспомогательную функцию. Режущая поверхность такого фрезера выполнена в виде спиральных или наклонных зубьев, при этом угол наклона может составлять 30-45°.

Особенности и применение

Конструктивно концевые фрезы по металлу делятся на два вида: цельнометаллические (из твердых сплавов) и со вставными режущими элементами. Самыми распространенными являются монолитные твердосплавные концевые фрезеры. Они характеризуется высокой жесткостью, стабильностью параметров и оптимальным соотношением цены и технологических возможностей. Фрезеры с вставными режущими элементами из специальных сплавов с напылением используют при специальных режимах резания, например, фрезеровке по нержавейке, сплавам титана и другим сложным материалам.

Основная область применения концевого фрезерования — это продольная обработка плоскостей параллельных оси вращения инструмента. Типичным примером такой технологической операции является фрезеровка линейных и контурных пазов и канавок, формирование ступенчатых плоскостей, а также выборка прямолинейных и фигурных выемок различной глубины. При этом для глубоких поверхностей применяют фрезы концевые с цилиндрическим или коническим хвостовиком, удлиненные до нужного размера. Основные виды изделий, обрабатываемых концевым фрезерованием — это:

плиты с линейными и Т-образными пазами;
штампы и прессформы;
плоские поверхности и зубчатые шестерни с канавками и выемками;
шаблоны, матрицы, пуансоны;
вала со шпоночными пазами;
корпусные детали со сквозными окнами.

Размерные ряды концевых фрезеров определены государственными стандартами. Изделия из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком имею размерный ряд 3-32 мм и устанавливаются на оборудование с помощью зажимных патронов и цанг. Инструмент среднего и большого диаметра выпускаются в диапазоне размеров 14-63 мм с хвостовиком в виде конуса и используются на промышленном оборудовании. Фрезы для станков с ЧПУ имеют свой размерный ряд — 14-50 мм.

Специальные виды

Кроме цилиндрических концевых фрезеров выпускается большая номенклатура фрезерного инструмента, которая относится к этой же группе, но имеет другие формы и состав режущих поверхностей. Сюда же относят торцевые фрезеры небольшого размера, которые обычно являются насадными, но при малых диаметрах изготавливаются цельнометаллическими и классифицируются как концевые.

Все специальные виды концевых фрезеров выпускаются как с конусными, так и с цилиндрическими хвостовиками.

Наиболее распространены следующие виды:

Шпоночные. Имеют две режущие поверхности на торце, что позволяет выполнять резание как в продольном, так и в перпендикулярном направлении. Используются для фрезеровки шпоночных канавок на валах и продольных выемок на плоских заготовках.
Угловые. Их характерная особенность — наклонные режущие кромки на торце. Предназначены для снятия прямоугольных кромок (фасок), обработки наклонных плоскостей и угловых пазов.
Четвертькруглые вогнутые. Их режущие зубья имеют форму обратной дуги. Применяются для фрезеровки закругленных кромок.
Для пазов Т-образных и типа «ласточкин хвост». Режущая часть имеет форму диска и диаметр больший, чем у хвостовика. Используются для фрезеровки длинных пазов соответствующей конфигурации.
Копирные с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и закругленным торцом. Применяются при изготовлении штампового инструмента, прессформ и различных моделей.

Кроме этого существует множество видов фасонных концевых фрезеров, которые способны за один проход сформировать многоступенчатые прямоугольные и округлые профили. Такой фрезерный инструмент применяется в основном в столярных производствах и при обработке пластиков.

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.

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.

Классификация концевых фрез

Специальной расширенной классификации для концевых фрезеров не существует, поэтому они классифицируются по общим для фрезерного инструмента перечням с добавлением характерных для них признаков. Ниже приведены основные разделы классификации, применяемой для различных видов концевых фрез по металлу:

По производственному назначению

В данном разделе основным признаком является вид и форма обрабатываемой поверхности. На основании этого выделяют следующие виды этого инструмента:

общего применения;
с торцевой режущей частью;
для шпоночных пазов (в т.ч. для пазов сегментных шпонок);
для фигурных пазов;
для фигурных плоских профилей;
копирные.

По конструктивному признаку

ГОСТ обязывает производителей выпускать концевые фрезы двух типов длин: нормальной и длинной и определяет соотношение размеров хвостовика и режущей части. Но помимо этого на рынке присутствуют фрезы концевые как удлиненные, так и очень короткого размера (народное название — «пальчиковые»). Кроме типов и соотношений длин ГОСТом определяются виды хвостовиков (различные типы конических и цилиндрических), а также размерные ряды диаметров. Чаще всего в промышленном производстве применяется фреза концевая с коническим хвостовиком.

Государственные стандарты определяют только общие требования к фрезерному инструменту. Вместе тем мировые производители предлагают различные новаторские конструкции. Их примером могут служить концевые модульные фрезы, в которых режущая часть крепится к хвостовику с помощью высокоточного винтового соединения. Другая интересная разработка — концевая шестизубая обгонная фреза с верхними и нижними подшипниками для чистовой обработки пазов по шаблону.

По форме режущих поверхностей

Для формирования специфических профилей поверхностей обрабатываемых изделий в дополнение к инструменту общего назначения была создана большая группа фасонных концевых фрез. Среди них основными являются радиусные и фигурные пазовые фрезерные инструменты, а также фрезеры для 2D и 3D обработки. Основные виды концевых фрезеров, классифицированные по форме режущих поверхностей — это:

цилиндрическая;
торцевая;
шпоночная;
фреза концевая радиусная;
фреза радиусная вогнутая;
Т-образная фреза;
фреза для паза «ласточкин хвост»;
угловая концевая фреза;
концевые конические и цилиндрические фрезы с прямым и закругленным концом.

По количеству режущих кромок и направлению вращения

Процесс заглубления в металл режущей кромки и снятия ею одного слоя припуска называется «заходом». Чем больше режущих поверхностей у фрезера, тем больше заходов он совершает за один оборот. Концевой фрезерный инструмент с одной режущей поверхностью является однозаходным. Если поверхностей больше одной, то инструмент многозаходный (одно-, двухзаходные фрезы и т.д.).

Кроме этого существует обширная классификация концевых фрезеров, основанная на геометрии и формах режущих поверхностей, зубов и кромок.

Государственные стандарты

Помимо государственных стандартов, требования к этому инструменту регламентируются техническими условиями, например, ТУ 2-035-0222232.3-90 определяет ряд диаметров для станков с ЧПУ.

Фрезы для станков по металлу

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.

Фреза по металлу

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 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.

Фреза концевая

Фрезы концевые – это металлорежущий инструмент цилиндрической формы с острыми режущими гранями, расположенными с торца и на цилиндрической поверхности. Основную работу выполняют цилиндрические режущие кромки, торцовые зубья в основном используются для зачистки обработанной поверхности.

Сфера применения

Концевые фрезы применяются для обработки плоскостей, пазов и уступов, могут быть установлены на фрезерный станок или в ручной электроинструмент. Данный инструмент широко применяется для создания контурных уступов и выемок, обработки поверхностей расположенных под прямым углом по отношению друг к другу.

Фреза может быть использована для получистовой и чистовой обработки, что зависит от размера зубьев. Инструмент с крупными режущими кромками применяется для получистовой обработки, с нормальным – для чистовой. Диаметр фрез составляет от 2 до 28 мм, длина от 7 до 45 мм.

Виды фрез

В зависимости от направления зуба концевые фрезы подразделяются на право- и леворежущие. Инструмент выпускается с цилиндрическим и коническим хвостовиком, последние предназначены для машинных работ.

Всё фрезы выпускаются с неравномерным шагом зубьев, величина которого от числа режущих кромок. Такой шаг называется окружным и его размер четко определяется требованиями государственного стандарта. Фреза может иметь от трех до шести зубьев. Так, при трех зубьях шаг составляет 110, 123 и 127 град., при шести его величина равняется 57, 63, 57, 63, 57, 63 град.

В зависимости от назначения фрезы концевые бывают следующих типов:

Для нарезания сегментных шпоночных пазов.
Шпоночные с твердосплавной режущей частью.
Сферические для обработки выемок соответствующей формы.
Радиусные. Применяются для выборки пазов различной конфигурации.
Для обработки Т-образных пазов, т. н. грибковые фрезы.

По конструкции фрезы могут быть цельными или иметь припаянные твердосплавные платины или специальные коронки. Последние используются для обработки твердых материалов, например чугуна. По расположению зуба они могут быть прямо- и косозубыми, а также иметь винтовую форму режущих кромок.

Особенности эксплуатации

Точность нарезания паза концевой фрезой по ширине во многом зависит от износа инструмента. Также влияние оказывает жесткость станка и размер биения после крепления в патроне. При потере номинального размера при износе или переточке по цилиндрической поверхности искажается размер по диаметру и невозможна точная нарезка паза по ширине.

Решением проблемы является обработка в два прохода – черновой и чистовой. Основной съём металла производится при черной обработке, при чистовой производится калибровка паза по ширине. Также используются патроны с регулируемым биением (эксцентриситетом) что позволяет получать точную ширину паза при потере размера фрезы.

ГОСТы

Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком регулирует ГОСТ 17025, с коническим – ГОСТ 17026. На инструмент с твердосплавными пластинами действует ГОСТ 18372. Также действуют и другие стандарты, регулирующие все виды данного инструмента.

Читайте также: