Торцевая фреза по металлу

Обновлено: 21.09.2024

Во время фрезерной металлообработки важно, какой вид фрезы по металлу выбрал мастер. В статье мы расскажем о многочисленных разновидностях и особенностях их применения – это понадобится как новичку, так и для повторения профессионалу.

Конструкция и принцип работы

Данный инструмент повсеместно используется на современном оборудовании с целью создания на заготовке среза любой формы. Это довольно оптимальное устройство, позволяющее делать отверстия, канавки, а также убирать лишний слой стали.

Инструментная единица создается из прочного инструментального сплава с соблюдением максимальной точности. Чтобы выполнить параметры, которые заявлены в ТУ, используется обработка торцовым инструментом с большим набором зубцов – резцовые вставки регулируют параметры до 1 мк.

Конструктивно резец имеет несколько рабочих острых граней. Вставки часто делаются из алмаза, керамики и кардной проволоки для прочности.

Конструкция состоит из:

• Части для работы.
• Хвостика.
• Центрового отверстия.
• Торцовых зубьев и канавок между ними.
• Шейки посередине.

Каждый зубец обладает, в свою очередь, передней и задней поверхностью, режущей кромкой.

Принцип работы заключается в том, что инструмент быстро вращается. Одновременно движется заготовка. При соприкосновении механически под воздействием давления срезается верхний слой стали.

Классификация фрез: по каким параметрам

Во время классифицирования ориентируются на следующие основные признаки:

• как расположены зубцы;
• сборная или цельная конструкция;
• направление режущих кромок;
• как крепятся насадки;
• материал изготовления.

Кроме того, важен типоразмер и максимальное напряжение.

Типы фрез по металлу

Обычно при разносторонней деятельности и многочисленных задачах фрезеровщик имеет полный набор, причем сам он отлично знает, как они работают. Но новичкам нужно сделать небольшой обзор.

Дисковые

Они представляют собой диск с зубьями. При этом срезающие кромки бывают или с одной стороны, или с обеих – в зависимости от назначения. В ходе этапов металлообработки (от черновой до финишной) может изменяться размер зазубрин. Твердосплавный инструмент применяется при сложных условиях резки, когда очень сложно выводить стружку из зоны работы. Когда применяют эту разновидность фрез:

• для обрезки краев или распиловки;
• для прорезки пазов;
• для снятия фасок и пр.

Соответственно, среди дисковых можно встретить отрезные, прорезные и другие подвиды. Расскажем о некоторых из них, которые имеют конструктивные отличия.

Двусторонние

Зубья таких дисков оснащены двумя режущими кромками – классической на торцевой части, а также на прямой поверхности. Такая модификация дороже и производительнее.

Трехсторонние

Еще более опасные зубцы – теперь их оснащают тремя лезвиями, то есть с каждой из сторон – по краям, с торцов и сверху.

Пазовые

Здесь только одна кромка, располагающаяся на рабочей поверхности. Инструмент подходит для не очень глубокой и точной выборки стали. Он может быть с различным количеством зубьев и глубиной выемок. Одно распространенное название фрезы этого типа – «ласточкин хвост». Почему? Потому что зона резки имеет форму усеченного конуса, как перья ласточки.

Торцевые

Из наименования уже понятно, что работает такой инструмент своей боковой частью. Именно торцы цилиндра (разной ширины) наделены лезвиями, которые обрабатывают плоскость металлической заготовки. Устанавливается деталь, соответственно, перпендикулярно стальной детали.

Очень часто они бывают со съемными пластинами, что экономит расходные материалы фрезеровщика. Это возможно, благодаря общей массивности конструкции. К преимуществам следует отнести:

• Легкость работы с плоскими элементами, листами и ступенчатыми поверхностями.
• Высокая скорость металлообработки.
• Плавность процесса.

Цилиндрические фрезы по металлу – что это такое

Цилиндрические инструменты могут быть с разной формой зубьев.

Прямые

Менее востребованные и универсальный, даже редко встречающейся. Он хорош и удобен, но при очень узком профиле работ: оснастка должна располагаться параллельно заголовки, а сам участок металлообработки должен иметь легкий доступ, ровную поверхность. В целом такие идеальные условия встречаются редко – это только узкие плоскости.

Винтовые

Наиболее многофункциональные, универсальные и, соответственно, востребованные. Линии реза идут не прямо, а по закрученной спирали. Заданный угол наклона может быть различным. В зависимости от выбранных граней можно проводить фактически любую выборку – на различных деталях. Особенности:

• Высокое усилие при работе.
• Возможность использования сдвоенных инструментов, когда грани находятся в противоположных направлениях – это уменьшает силу, воздействующую на кромки.

Отдельный вид фрезы – «кукуруза», которая находит применение в обработке уступов и создании канавок и их шлифовании. Они интересно выглядят.

Угловые

Это усеченный конус, который имеет острые внешние края и торцы зубьев. Основное назначение использования – металлообработка углов и неровных поверхностей, снятие прямоугольных фасок. Также с их помощью делают стружечные желобки и много дополнительных операций. Кромки резания сделаны с наклоном, что позволяет добиться любого угла работы. Посмотрим, какие есть подвиды.

Монолитные

Второе название – цельнометаллические. Их суть в том, что вся конструкция выполняется из одного прочного материала. Дополнительное усовершенствование – наличие кольцевых канавок, которые позволяют беспрепятственно убирать образованную стружку.

Снапаянными режущими пластинами (коронками)

Здесь все просто, наконечники выбираются, а затем припаиваются к основанию. Сами зубцы изготавливаются из твердых сплавов, их модификаций многочисленное множество, распространенной является корончатый.

Для предварительной обработки

Это фрезы, которые не отличаются высокой точностью, а предназначены именно для грубого среза сразу большого объема металла.

Для финишной стадии

Они имеют более мелкие, неглубокие зубья из твердого сплава с добавлением других прочных абразивных веществ. Их не стоит путать со шлифовкой. Задача – достигнуть максимальной чистоты при металлообработке.

С хвостовиком цилиндрического типа

Хвостовая часть не является рабочей, она не взаимодействует с заготовкой, а служит для надежного крепления в крепеже основания. Когда хвост создан в форме цилиндра, то есть бочонка, то возможности довольно ограничены – движение может быть осуществлено только под одним углом, поэтому обрабатываются только прямые поверхности.

Для чего нужны фрезы с хвостовиком конического вида

Концевые

Их также называют пальчиковыми из-за аккуратного внешнего типа – вытянутый цилиндр напоминает палец. Их основное предназначение – врезка пазов, создание выемки, работа с контурными уступами. Очень хорошо они подходят для металлообработки двух перпендикулярных плоскостей. Они делятся аналогично угловым на:

• монолитные или со сменными пластинами;
• разную форму хвостовиков;
• степень обработки – от начальной до финишной.

Фасонные

Подходит для производства фасок и обточки протяжных фасонных деталей. Если они короткие, то обычно фрезеровка не применяется, а используется протягивание. Интересен внешний вид оснастки – два круга с зазубринами. Есть несколько разновидностей.

Острая заточка

Второе название – остроконечные. Их режущий край хорошо виден, а также прекрасно поддается повторной заточке. Их просто корректировать при необходимости.

Затылованные инструменты

Ими очень удобно обрабатывать закрытые канавки и фаски, кромки. Режущие ножи у них немного выступают за пределы основного диска, поэтому их сложно затачивать.

Какие червячные фрезы бывают по металлу

Это многолезвийный инструмент. Его назначение – нарезание зубчатых колес, а также шлицевых валов, которые имеют эвольвентный профиль. Металлообработка заключается в точечном касании лезвий поверхности.

Цельные и сборные

Монолитные инструменты выполнены полностью из инструментальных сплавов – они крепкие и более надежные. Зато вторая модификация отличается тем, что можно менять наконечники, а также заменять их при порче, производить более удобную заточку.

Однозаходные и многозаходные

Это число витков, которые есть на червячной фрезе. Чем их больше, тем выше производительность, но вот точность начинает хромать. Поэтому большое количество заходов применяется в основном только при черновой отделке.

Со шлифовальными и не шлифованными зубьями

Проще говоря – это степень исправности. Чем она выше (тонкая обработка), тем лучше происходит шлифовка. В то время как обдирная, черновая, промежуточная и даже чистовая стадия – это инструменты, которые не предназначены для шлифования.

Корончатые сверла

Их используют для создания отверстий. Можно применять классическую спиральную разновидность, но по степени точности они в 4 раза уступают рассматриваемому варианту. Их назначение – для станков с ЧПУ.

Можно услышать название борфрез. Это аналогичная оснастка, но крепится она в ручной электродрели, выполняет аналогичную функцию.

Шпоночные

Удобный небольшой цилиндр с очень плавно расположенными витками режущих кромок на рабочей части. Особенность заключается в том, что есть специальные выемки, которые предназначены для легкого отвода стружки.

Конические

Или конусные. Имеют вид усеченного конуса и подходят не для прямых участков, а для округлых деталей. Одна из разновидностей – пальчиковая.

Сферические

Не самые популярные, применяются при однопроходной металлообработке с целью создать довольно качественные пазы и фигурные уступы. Маленькие лезвия находятся со всех сторон рабочей сферы.

Фреза под Т-образные выемки

Такая форма необходима при создании углублений в головке крепежных изделий или при подготовке валов со шлицевыми соединениями. Иногда их называют грибком, действительно, они имеют похожую конфигурацию, но перевернутую.

Сборные

Это очень удобный и многогранный инструментальный комплект, который состоит из основания и нескольких отверстий для крепежей нужных резцов. С одной стороны, это крайне эффективно, можно совместить в одном наконечнике массу функций. Но, как и любая универсальная вещь, она уступает узкоспециализированной.

Классификация фрез по некоторым характеристикам

Конечно, приведенные выше разграничения (по конфигурации, назначению) – это не единственные способы различать оснастку. Настоящий фрезеровщик имеет такой большой ассортимент изделий, что не без труда сможет его разложить. Какие еще бывают причины для классифицирования.

Разное число заходов

• Однозаходные.
• Двухзаходные.
• Четырехзаходные.

Но может быть любое количество витков.

Чем меньше заходов, тем больше отведенная площадь под канавки. Особенностью работы с таким инструментом является то, что в каждое мгновение на заготовку оказывает воздействие только одна конкретная режущая кромка. Это очень положительно сказывается на создании продукта на высоких оборотах и при большой скорости, поскольку это позволяет беспрепятственно удалять отходы.

Также это актуально при осуществлении деятельности с мягкими металлами и другими веществами, например, с пластиком или ПВХ,акрилом. Еще их применяют при черновой и обдирочной процедуре, когда качество и точность – это не самые главные показатели.

Многозаходные используются при работе с материалом, имеющим твердую и хрупкую структуру. Движение будет плавным, без ударов, потому что одновременно поверхности касается несколько зубьев.

Тип удаления стружки

Здесь все просто — отход летит либо вверх, с таким направлением привыкли обращаться все фрезеровщики, либо вниз. Первый вариант наиболее удобен, если создаются пазы или глухое отверстие, поскольку металл не скапливается там. Но есть и минус – из всего «вылетевшего» часть может приземлиться опять на рабочую зону и препятствовать хорошему резанию. Второй вариант, соответственно, имеет более узкие возможности, но при некоторых видах работ более рекомендован.

Нюансы выбора

Мы рекомендуем отталкиваться от:

• поставленной задачи;
• прочности обрабатываемого материала;
• потенциала механизма.

На все инструментальные единицы нанесена классическая маркировка, поэтому в типоразмере вы не ошибетесь.

Правила хранения и эксплуатации

Обязательно необходимо следить за:

• Остротой заточки.
• Отсутствием ржавчины или прочих загрязнений.
• Надежной фиксацией в суппорте.

Лучше всего использовать специальные сухие и освещенные шкафы для складирования.

Широкие возможности фрезерных станков

В статье мы рассказали про виды фрез и их назначение по металлу. Будьте внимательны во время работы за станковым оборудованием!

Торцевая фреза по металлу: виды, фото и ГОСТ

Подробно рассмотрим один из самых востребованных сегодня инструментов для обработки деталей. Начнем с того, что такое торцевая фреза: это резец, в нашем случае по металлу, выполненный в цилиндрической (круглой, многогранной) форме и обладающий целым рядом зубов, размещенных на боковых частях. Каждый из них, по сути, представляет отдельное лезвие, контактирующее с материалом заготовки независимо и поочередно. Благодаря такой конструкции достигается сравнительно лучшая производительность при сохранении стабильно высокого качества и точности. Безусловным плюсом также считается возможность одновременной расточки двух взаимно перпендикулярных поверхностей – за счет расположения кромок.

Такой набор свойств и обуславливает широкое использование в сфере машиностроения: для зубчатых колес и валов, чистовой подготовки уступов и пазов и тому подобных операций.

Что такое успешное торцевое фрезерование

Под ним понимают обработку детали, выполненную максимально безопасно, строго с заданной точностью (с формированием необходимых углов у заготовки), а также с оптимальной производительностью. Это возможно только при правильном подборе инструмента: модель с главным углом в плане 450 обеспечит одну глубину и силу резания, 900 – уже другую, и так далее.

На практике успешность выполнения технологической операции зависит от целого ряда факторов, требующих учета, и это:

Взаимное расположение зубов и поверхности – изменяя его, можно контролировать воздействие на кромку, характер формирования стружки, результат.
Ширина обработки – при нескольких проходах ее устанавливают в 3/4 диаметра торцевой фрезы, в других случаях – на 20-50% меньше.
Расстояние между осями инструмента и заготовки – чем оно меньше, тем короче путь резцов и лучше компенсация ударных нагрузок. Но при этом важно, чтобы не было полного совпадения по симметрии, иначе циклические изменения спровоцируют вибрации, способные повредить пластину и/или не дать устранить шероховатость.
Пересечение пазов и отверстий – при этом следует снижать подачу до 50% от обычной. Но еще надежнее выполнять сверление и/или места стыков уже после обработки.
Непрерывность контакта – она важна при отделке деталей большой площади. В таких случаях метод нескольких параллельных проходов неприменим – рациональнее двигаться по периметру, а на углах – по большему радиусу, чтобы избежать возникновения разрушительных колебаний.
Характер входа инструмента при замкнутом контуре – можно врезаться, по спирали или маятниковым способом, или выполнить нужное отверстие сверлением, а далее уже осуществить все необходимые операции.

Особенности торцевой фрезы по металлу

Режущие кромки у нее располагаются только с торца – в этом ее отличие от других вариантов инструмента. При такой конструкции непосредственную обработку детали осуществляют вершины зубов, а съем материала выполняется при продольной подаче, боковыми частями.
Лезвий у нее много, и они контактируют с поверхностью заготовки поочередно, что значительно продлевает срок службы оснастки.
С помощью резцов сравнительно легко формировать грани под наклоном и/или вертикальные уступы – главное, чтобы высота последних не превышала величины зубьев.
Формируемые углы обработки определяют не припуски, а размеры торцевых фрез (в первую очередь – их диаметры).
Вращение может быть как левым, так и правым, но технологическую операцию в любом случае необходимо начинать с края детали (или с выемок, если те сделаны предварительно).
Конструктивное исполнение – либо монолитное, либо со сменными лезвиями, но оба варианта характеризуются высокой степенью жесткости (в том числе и закрепления), что позволяет стабильно поддерживать высокую производительность труда, особенно при правильном подборе смазочных и охлаждающих жидкостей.
Геометрия кромок бывает различной – от окружностей до ломаных под сложными углами линий, – но она всегда должна обеспечивать плавный съем материала при минимальных припусках, не изменяющих угол контакта.

Мы разместили особенности в произвольном порядке, а не по степени их важности, но все они помогают определять назначение торцевой фрезы, которое состоит в быстром, качественном и безопасном формировании плоскостей нужного уровня шероховатости, а также уступов с необходимым наклоном стенок.

Сфера применения

Данные инструменты используются в качестве резцов в вертикально ориентированных станках, выполняющих операции чистовой обработки простых и сложных фасонных поверхностей, а также пазов и отверстий. Наиболее востребованы в машиностроении, так как растачивают широкую номенклатуру деталей, чаще всего – валы или зубчатые колеса.

По характеру выполняемых задач подразделяются на 3 принципиально разные группы. Рассмотрим сами технологические операции и актуальные рекомендации при их реализации.

Прерывистое торцевое фрезерование плоскостей

Его следует избегать тогда, когда это в принципе возможно. При этом особенно важно воздержаться от обработки технологических отверстий и мест стыков, иначе спровоцируете лишние нагрузки, как на саму деталь, так и на инструмент. Учитывайте также негативное влияние входов (врезаний) и выходов: каждый новый повышает износ кромок.

Чтобы сделать при этом стружку более тонкой, рекомендуется вдвое снизить стандартную величину подачи лезвия в точках расположения прерывающих элементов. Хотя лучше всего, повторимся, сверлить или организовывать соединения уже после проведения съема материала.

Торцевое фрезерование отгибающихся и тонкостенных деталей

При решении задач данной категории следует руководствоваться следующими соображениями:

В обязательном порядке учитывать, в каком направлении будет осуществляться движение кромки, при закреплении заготовки – для надежной фиксации и сохранения стабильного положения.
Поддерживать глубину проникновения на уровне от 0,5-2 мм – для снижения эффекта от осевых сил.
Использовать инструмент с довольно крупным шагом зубов – для минимизации количества вовлеченных в техпроцесс резцов, а значит и для продления общего срока службы.
Применять лезвия заостренной геометрии, с L-образными задними углами, в тех случаях, когда площадь контакта должна быть наименьшей.
Выбирать торцевую фрезу с углом в 900 для обработки заготовок со слабой устойчивостью по осевым направлениям, потому что у нее радиальный характер распространения нагрузок.
Активно эксплуатировать инструмент и в условиях ненагруженного резания.
Отдавать предпочтение кромкам с неравномерным (несимметричным) шагом в сложных и нестандартных случаях.

Учет всех вышеперечисленных моментов на практике позволяет оптимизировать производственные процессы, повысить точность съема материала, защитить режущие элементы от преждевременного выхода из строя. Внимание, это специфические нюансы, которые перекликаются с общими рекомендациями, а их мы отдельно рассмотрим ниже.

Работа торцевой фрезой над кромками тонкостенных деталей

В данном случае следует ориентироваться на следующие правила:

Располагать инструмент со смещением к краю от центра – для стабилизации движений и более равномерного распределения нагрузок вдоль стенок с целью предотвращения вибраций.
Выбирать пластины с максимально острой геометрией по принципу: «средняя будет лучше тяжелой, но хуже легкой».
Отдавать предпочтение такому шагу, при котором в процессе резания сможет одновременно участвовать хотя бы пара зубов.
Решать стандартные задачи на низких режимах функционирования станка, с небольшой подачей и незначительной глубиной.
Останавливаться на пластинах с короткими фасками и минимально возможным радиусом – для уменьшения вероятности появления колебаний с их негативным эффектом.

Также есть общие рекомендации к использованию фрезы торцевой по металлу ГОСТ 26595-85. Они сводятся к следующим советам:

Виды торцевых фрез

Вариантов данного инструмента достаточно много – в силу большого объема и актуальности тех задач, которые можно решить с его помощью. Все разнообразие разделяют по нескольким показателям, первый из которых – металл исполнения режущей части. Это может быть либо углеродистая сталь (чаще всего), либо минералокерамические сплавы (реже), либо алмазы (в ограниченных случаях – для шлифовки особо твердых поверхностей).

Следующий параметр – конструкция, по которой выделяют цельные или сборные модели. Первые монолитные, зубья расположены прямо в корпусе, у вторых вставные кромки. Посмотрите, как в каждом случае выглядит торцевая фреза, чертеж наглядно демонстрирует разницу.

Форма резцов – еще одни классификатор, и она может быть скругленной, прямо- и криволинейной (сложной). От геометрии зависит интенсивность влияния сил биения, а значит и износ. Наиболее долговечным считаются U-образные лезвия, поэтому они используются для черновых и получистовых операций.

Устанавливаться инструменты могут как на хвостовик – тогда они концевые, – так и в оправу со шпонкой – тогда они надсадные, удобные для съема металла с уступов и поверхностей из чугуна. Оба варианта исполняются из быстрорежущей стали, поэтому отличаются сравнительно хорошей прочностью. Качество крепления торцевых фрез при этом обычно одинаково высокое.

Теперь давайте рассмотрим инструменты по группам их применения.

Торцевые и плунжерные с углом в плане 10-65

Предназначены для растачивания под воздействием осевых сил резания и этим отличаются от традиционных, у которых характер нагрузок преимущественно радиальный. Могут похвастаться сравнительно низкой мощностью потребления и малым уровнем шума. Эффективны при обработке глубоких, узких, закрытых пазов, а также углов карманов (после проведения черновых операций).

В эту же категорию входят модели с малым главным углом, которые интересны тем, что существенно повышают подачу без перегрузок пластины за счет тонкой стружки. Главное – не приближать лезвие к позиции, перпендикулярной поверхности заготовки, ведь в таком случае придется значительно увеличивать глубину проникновения в материал.

Фрезы для обработки торцов с углом в плане 45

Классически распространены в общих случаях – из-за следующих особенностей:

Уровень вибраций сравнительно низок даже при нежесткой настройке, что особенно удобно при значительных вылетах.
Есть эффект уменьшения толщины стружки, за счет которого можно совершенно безопасно повысить производительность выполняемых операций.

С углом в плане 90

Инструменты для более специфических ситуаций – с их помощью обрабатывают:

заготовки, закрепленные не жестко;
детали с тонкими стенками;
уступы под прямым углом (перпендикулярно оси).

Отличаются небольшими действующими силами, поэтому нашли достаточно широкое применение.

С круглыми пластинами и большого радиуса

Значительно облегчают врезание под углом, поэтому подходят как для сложных случаев, так и для общей профильной обработки. Могут похвастать прочнейшими кромками, способными эффективно снимать даже слои жаропрочных сплавов категории ISO S. И это при плавном резании и сравнительно большой производительности. Сочетание столь полезных свойств и обусловило высокую степень универсальности данных инструментов.

Выбор метода обработки

Сводится к установке главного угла в плане, который бывает:

100 – позволяет поддерживать исключительную (максимально высокую) скорость подачи, чему благоприятствуют осевые векторы прилагаемой силы, но лезвие проникает на сравнительно малую глубину, что не всегда удобно;
25-650 – за счет хорошей производительности и наличия большого количества зубов может похвастать широкой применяемостью;
900 – отличается значительной степенью врезания, поэтому снимает слои металла даже тогда, когда в других условиях инструменты уже пасуют, причем при незначительных силах воздействия (потому не приведет к деформации тонких стенок), но несколько замедляет выполнение работ.

Действующий ГОСТ на торцевые фрезы

Межгосударственный стандарт 26595-85 описывает право- и леворежущие инструменты, регулируемые и нет, сборные – с твердосплавными или минералокерамическими кромками, а также не содержащие вольфрам или защищенные износостойким слоем.

Согласно ему, есть два варианта исполнения:

с фиксацией на оправках;
с закреплением на шпинделе.

Допуски – в интервале от 50 до 500 мм. Возможна как круглая, так и трех-, четырех-, пятигранная форма лезвий. Фиксация – по схеме: «клинья – опора – корпус – резец и вставка» (в первом случае) или с помощью кольца, державки, пружины, штифтового/болтового соединения.

Если фрезы торцевые насадные со сменными пластинами, ГОСТ уже 24359-80, если мелкозубые – 9473-80.

Широкие возможности станков

Современное оборудование, оснащенное данными режущими инструментами, при условии эргономичной и безопасной конструкции, обрабатывает стальные, чугунные, медные, латунные, алюминиевые детали, а также заготовки из других сплавов и материалов.

При правильной установке и регулярной заточке резцов не проблема добиться сверхточной обработки поверхности. А датчики – скорости вращения, температуры двигателя и других параметров – позволяют обеспечивать максимальную производительность, не допуская возникновения опасных ситуаций.

Чтобы добиться лучшего качества обработки плоскости, стоит:

использовать пластины из кермета, если планируете осуществлять врезание на высокой скорости;
не забывать о масляном тумане и СОЖ в случае с материалами класса ISO S или M (вязкими);
отдавать предпочтение острым кромкам с PVD-покрытием, когда нужно гарантировать сверхточность;
обращать внимание на таблицы зависимости глубины и шероховатости от главного угла и ширины лезвия.

Посмотрите, как выглядит торцевая фреза: фото тех или иных ее вариантов дают достаточно верное представление о ее конструкции. А для получения более полной информации обращайтесь для бесплатной консультации в «Сармат»: в процессе заказа станка квалифицированные менеджеры помогут выбрать и оптимальные режущие инструменты для нужного оборудования.

Фреза торцевая по металлу

При выполнении плоскостей на стальных или чугунных заготовках можно использовать разные виды оснастки. В зависимости от используемого оборудования применяются концевые, дисковые или торцевые варианты. Самый эффективный вариант — фреза торцевая по металлу. Благодаря своей конструкции она обеспечивает высокую производительность и хорошее качество работ на различных режимах.

Особенности конструкции и сферы применения

Назначение торцевой фрезы заключается в формировании плоскостей на обрабатываемой заготовке при различных видах обработки. Инструмент применяется для обработки деталей из чугуна и сталей различного назначения. Конструкция позволяет формировать уступы с разным наклоном стенки. Широкая номенклатура такой оснастки обеспечивает однопроходное фрезерование даже для крупногабаритных изделий.

В отличие от других типов фрез, торцевые модели имеют режущие кромки, установленные только со стороны торцевой части. При этом непосредственная обработка горизонтальной плоскости ведется вершинами режущих элементов и считается дополнительной. Основной съем металла производится боковой частью при продольной подаче. Большое количество режущих лезвий и геометрия их расположения обеспечивает поочередный контакт с металлом, что значительно улучшает режимы фрезерования и долговечность оснастки. Такой важный параметр, как угол резания в торцевых моделях зависит исключительно от диаметра инструмента, а не от величины припуска на обработку. Боковые поверхности лезвий также способны сформировать вертикальный уступ или наклонную грань. Высота уступа не должна превышать габаритов лезвия. В некоторых зарубежных модификациях на боковой поверхности корпуса предусматривается возможность установки дополнительных обрабатывающих лезвий, обеспечивающих значительную высоту фрезеруемой грани.

Торцевые фрезы конструктивно отличаются высокой жесткостью и выпускаются как левого, так и правого вращения. Учитывая расположение режущих лезвий по внешнему радиусу рабочей части, процесс обработки должен начинаться с края заготовки, либо проводится в предварительно выполненных выемках. Рабочие вертикальные подачи при торцевом фрезеровании используются редко.

По конструктивному исполнению, все торцевые фрезы подразделяются на монолитные и инструмент со сменными режущими элементами. Монолитные модели, при первом рассмотрении, напоминают обычные спиральные сверла. Металлорежущая часть из быстрорежущей стали и цилиндрический корпус в них выполнены в виде единого целого. При этом кромка лезвий со стороны торца не пересекает весь диаметр основания

Основным элементом конструкции торцевой фрезы со сменными ножами стала обрабатывающая головка. Она представляет собой фасонный металлический корпус, к которому закрепляются съемные режущие элементы. Для обеспечения требуемого профиля фрезерования ориентация лезвий образует рабочую кромку с боковой стороны. Инструмент со сменными лезвиями, по сравнению с монолитными вариантами, имеет значительную номенклатуру моделей, обеспечивающую разнообразные особенности обработки.

Также такая оснастка более проста в эксплуатации и не требует применения сложных операций при восстановлении изношенных режущих кромок.

Классификация торцевых фрез

Широкая область применения породила большое число вариантов проходных торцевых фрез. В первую очередь они отличаются способом крепления к шпинделю станка. Принято подразделять инструмент с хвостовиком и модели насадного исполнения. Также фрезы разделяют по способу установки и форме режущих элементов.

Фреза концевого типа выполняется в виде единой конструкции, включающей режущую часть и хвостовик. Последний может быть как цилиндрическим, так и конусным. Зарубежные производители также предлагают модификации с резьбовым хвостовиком. Особенностью концевых моделей является небольшой диаметр режущей части. Фрезы такого типа выполняются цельного исполнения, либо с небольшим числом сменных пластин. Их используют для работы с небольшими деталями, а также в труднодоступных местах.

Фреза насадная предназначается для установки на специальную оправку, для чего в конструкции предусмотрены разнообразные элементы крепления. Наиболее часто используется шпоночное соединение. Несколько реже, в исполнениях, предназначенных для крепления непосредственно на шпиндель станка, выполняется резьба. Насадная фреза может иметь значительный диаметр корпуса, в некоторых исполнениях доходящий до 630 мм. Это обеспечивает широкую зону обработки за один проход.

Способ крепления режущих частей должен обеспечивать высокую жесткость инструмента в целом и прочное крепление отдельного лезвия. Торцевые фрезы выполняются цельными, с вставными или со сменными ножами.

Торцевые фрезы цельного или монолитного типа отличаются небольшими диаметрами, обычно не превышающими 40мм. Зубья выполнены в виде твердосплавных напаек заодно с телом инструмента. Такой конструктив обеспечивает возможность переточки при выходе из строя режущей кромки. Спиральная конструкция с большим числом заходов, способствует удалению стружки. Цельные модели характеризуются невысокой долговечностью и сложностью заточки изношенных лезвий. По большинству параметров они уступают моделям со сменными элементами.

Фрезы с ножами вставного типа, иначе именуемые сборными фрезами, допускают замену всех или только отдельных режущих элементов. Крепление ножей к телу оснастки производится в предварительно выполненные пазы с помощью клиньев. Сами обрабатывающие элементы, напоминают по конструкции обычные резцы, состоят из оправки и напаянной твердосплавной пластины. Такая конструкция допускает простую заточку режущих кромок при восстановлении после износа. Форма резцов может быть выполнена под конкретные требования обработки.

Другой вариант фиксации резцов применяется на фрезах для обработки цветных металлов и мягких сплавов. Он заключается в установке резца в натяг в клинообразный паз. Резец, в этом случае, представляет собой цельную твердосплавную пластину.

Недостатком оснастки со вставными ножами считается большая длительность и относительно высокая сложность сборки инструмента. Для выполнения этих операций может потребоваться специализированный персонал. Еще одним недостатком является высокая вероятность разрушения вследствие вибраций в процессе работы.

Фрезы торцевые насадные с механическим креплением многогранных сменных ножей используются для широкого спектра работ. В процессе резания они способны реализовать большую величину снимаемого материала. Винтовой принцип крепления пластин обеспечивает высокую прочность и большую скорость замены изношенных элементов. Разные модели используют твердосплавные пластинки с числом граней равным трем, четырем или пяти. В некоторых импортных модификациях применяются шестигранные режущие элементы. Большую популярность получил инструмент с механическим креплением четырехгранных и пятигранных пластин. Большое число граней обеспечивает высокую долговечность оснастки и позволяет создавать модификации, обеспечивающие различные способы обработки.

Кроме количества граней фреза насадная торцевая со сменными пластинами также характеризуются углом установки обрабатывающих элементов. В зависимости от вертикального положения пластины, инструмент способен формировать боковую поверхность с разным наклоном. Широко используются модели, обеспечивающие фрезерование с углом 45, 75 или 90 градусов. Радиальное расположение пластин используется в большинстве моделей общего назначения. Для тяжелых работ, с большими значениями подач и глубин резания применяются модификации с тангенциальным расположением сменных элементов. В таком инструменте благодаря большему поперечному сечению ножа в направлении резания, обеспечивается высокое усилие обработки и снижение нагрузки на пластину.

Также встречается оснастка с пластинами круглой формы, применяемая при чистовом фрезеровании плоскостей с небольшими припусками на обработку. Благодаря форме пластин обеспечивается их бесступенчатое позиционирование при износе. Фрезы со сменными режущими элементами используются не только для получения горизонтальных плоскостей. С их помощью возможно формирование наклонных поверхностей, в том числе конической формы.

Государственные стандарты

Большое количество видов и назначения фрезерной оснастки, потребовало разработки значительного числа нормативных документов. Они определяют требования к фрезам различных исполнений, а также подразделяют отдельные виды инструментов, нацеленных на работу с различными металлами и сплавами. Торцевые фрезы, используемые при работе со сталями и тяжелыми сплавами, описываются в стандартах, приведенных ниже.

ГОСТ 9304-69 «Фрезы торцовые насадные» описывает монолитные фрезы с твердосплавными напайками и диаметром рабочей части от 40 до 100 мм. Документ предусматривает два исполнения, отличающихся крупным или мелким зубом.

ГОСТ 24359-80 «Фрезы торцовые насадные со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава» нормирует конструкцию и размерные параметры насадных инструментов со вставными ножами. Документ предусматривает варианты корпусов, имеющие диаметр от 100 до 630 мм. Дальнейшее развитие стандарт получил в ГОСТ 24360-2016. Опираясь на конструкцию из предыдущего документа, он устанавливает основные требования к используемым в конструкции материалам и качеству изготовления оснастки. Еще один ГОСТ 9473-80 описывает модели с диаметром корпуса от 100 до 612 мм. Главное отличие от предыдущих стандартов – уменьшенный габарит ножей и их увеличенное количество.

Присоединительные размеры насадного инструмента, всех диаметров установлены ГОСТ 27066-86 «Фрезы торцевые насадные. Типы и присоединительные размеры».

ГОСТ 26595-85 «Фрезы торцевые с механическим креплением многогранных пластин» рассматривает инструмент со всеми вариантами насадных креплений к шпинделю станка. Документ предусматривает использование всех вариантов пластин, в том числе и круглых. Размер корпуса инструмента варьируется по диаметру от 100 до 500 мм.

ГОСТ 22087-76 «Фрезы торцовые концевые с механическим креплением пятигранных твердосплавных пластин» ориентирован на инструмент, использующий пятигранные режущие элементы. Рассматриваются модели, предназначенные для обработки сталей и чугуна, оснащенные хвостовиком, имеющие диаметр режущей части 63 и 80 мм.

Зарубежные фирмы, предлагающие станочную оснастку, не придерживаются каких-либо строго определенных стандартов. Каждый производитель формирует собственные требования к инструменту и применяет уникальную систему маркировки. Стандарты иной государственной принадлежности нормируют в основном, присоединительные элементы и вспомогательные части оснастки.

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 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.

Фреза торцевая

Фреза торцевая – это металлорежущий инструмент цилиндрической формы с большим количеством рабочих лезвий расположенных на торце и боковой части. При этом каждый зуб является отдельным резцом что позволяет, при высокой скорости вращения, производить чистовое фрезерование и получать высокое качество поверхности. Особенностью применения является поочередный контакт зубьев с материалом в процессе обработки и более высокая производительность в сравнении с цилиндрическими фрезами.

Сфера применения и особенности

Торцевые фрезы применяются на вертикально-фрезерных станках для чистовой обработки плоскостей, пазов, уступов, а также различных фасонных поверхностей сложной конфигурации. Основной сферой применения является машиностроение – расточка валов, зубчатых колес и других деталей. Инструмент позволяет одновременно производить обработку двух поверхностей расположенных под прямым углом относительно друг друга благодаря режущим кромкам на торцевой и цилиндрической поверхностях. Для повышения эффективности обработки необходим грамотный подбор корпуса, скорости резания, сменных пластин, смазки и охлаждающих жидкостей.

В процессе обработки профилирующими являются только верхушки кромок. Формы режущих элементов могут быть разнообразными, чаще всего они выполнены в виде окружности или ломанной. Форма и расположение режущих частей позволяет производить плавную обработку с минимальным припуском, величина которого не влияет на угол контакта с заготовкой. Главными параметрами являются диаметр фрезы и ширина реза. Необходимым условием торцевой обработки являются высокая жесткость и габариты инструмента, поэтому особо прочным является крепление зуба и сменных пластин.

Виды инструмента

На торцевые фрезы приходится большой объём работ, что требует разнообразия вариантов исполнения для решения поставленной задачи. В первую очередь фрезы подразделяются по материалу режущей части фрезы, в качестве которого используются:

Быстрорежущие и углеродистые стали.
Твердые сплавы.
Минералокерамика.
Промышленные алмазы (для неметаллических твердых материалов).

В зависимости от конструкции фрезы могут быть сборными или цельными. Первые имеют съёмные твердосплавные зубья или пластины, что позволяет производить заточку или замену по мере износа. По форме вершин зубьев инструмент может быть скругленным или прямолинейным. Скругленные имеют более высокие эксплуатационные характеристики благодаря минимальному биению кромок при резании и высокой износостойкости. Зубья со скругленными вершинами используются для черновой или получистовой обработки.

В зависимости от способа крепления торцевые фрезы подразделяются на концевые и насадные. При концевом креплении производится монтаж на хвостовик, насадные монтируются на оправу со шпонкой. Последние обычно используются для работы со стальными и чугунными деталями, для подготовки уступов и плоскостей. Материалом насадных фрез обычно является быстрорежущая сталь.

Действующий ГОСТ

Технические условия торцевых фрез регулирует ГОСТ 26595–85. В нём описан инструмент регулируемый или не регулируемый в осевом направлении, с твердосплавными пластинами или вставками из минералокерамики. Насадные фрезы со вставными режущими элементами регулирует ГОСТ 24359-80. Также действует ГОСТ 9473-80 на насадные мелкозубый инструмент с твердосплавными вставками и другие стандарты.

Читайте также: