Концевые фрезы по металлу размеры

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:

  1. 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.
  2. Угловые. Их характерная особенность — наклонные режущие кромки на торце. Предназначены для снятия прямоугольных кромок (фасок), обработки наклонных плоскостей и угловых пазов.
  3. Четвертькруглые вогнутые. Их режущие зубья имеют форму обратной дуги. Применяются для фрезеровки закругленных кромок.
  4. 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.
  5. 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

Общие требования к конструкции и характеристикам концевых фрез изложены в ГОСТ 17024-82 «Фрезы концевые. Технические условия». В дополнение к этому существует около сорока государственных стандартов, которые регулируют требования к характеристикам отдельных видов концевых фрез. Помимо прочего, они включают группу ГОСТов, регламентирующих параметры различных видов концевых фрезеров, предназначенных для обработки специализированных материалов на станках с ручным управлением и ЧПУ: легких сплавов, труднообрабатываемых сталей, титановых сплавов (ГОСТ 16225-81, ГОСТ 16225-81, ГОСТ 18938-73 и пр.). Другие ГОСТы определяют размерные ряды диаметров: для концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком — ГОСТ 17025-71, а для концевых фрез с коническим хвостовиком — ГОСТ 17026-71.

Читайте также  Термоустойчивая краска по металлу

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

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

Фреза концевая радиусная бычий нос

Черновые концевые фрезы

V-образная фреза

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.

Читайте также  Как очистить металл от окисления

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!

Фреза концевая

Фреза концевая, многозубый режущий инструмент для выполнения операций фрезерования – обработки различных материалов при подаче фрезы, вращающейся на высокой скорости. Концевые фрезы применяются для обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, тел вращения, а также для разрезки материалов. В процессе фрезерования в контакте с заготовкой, как правило, находится несколько зубьев, снимающих стружку переменной толщины.

Выделяют следующие основные элементы (характеристики) концевой фрезы:

  • хвостовик (диаметр хвостовика, тип хвостовика)
  • режущая часть (диаметр режущей части, длина режущей части, число зубьев)
  • общая длина

Режущая часть концевой фрезы:

  • стружечная канавка
  • режущая кромка
  • ленточка
  • передняя поверхность

К основным характеристикам геометрии режущей части относят:

  • главный задний угол
  • вспомогательный задний угол
  • передний угол
  • ширина ленточки
  • ширина спинки зуба

Конструктивно фреза может быть

  • монолитная (цельная) – из одного материала: твёрдосплавного, быстрорежущей стали
  • сборная — из нескольких элементов как правило из различных материалов (хвостовик — инструментальная сталь, режущая часть — твёрдосплавная), сборные инструменты по типу крепления режущих элементов могут быть сварными, напайными и сборными (крепление режущих элементов осуществляется посредством разборных соединений). Наиболее популярны в настоящее время это фрезы с механически закрепляемыми режущими пластинами из твёрдого сплава

Число зубьев

Двузубые концевые фрезы с центральным резом предназначены для врезания, обработки пазов, контуров, имеют увеличенные стружечные канавки для эффективного отвода стружки. На высоких скоростях подачи при тяжёлом периферийном фрезеровании обеспечивается черновое качество обрабатываемой поверхности.

Трёхзубые концевые фрезы являются компромиссом между большим объёмом канавок концевых фрез с 2 (двумя) канавками и прочностью концевых фрез с 4 канавками. Радиус или фаска угла режущей кромки защищают от сколов и поломок и продлевает срок службы инструмента.

Четырёхзубые концевые фрезы являются универсальным решением для фрезерования в тех случаях, когда нет проблем с отводом стружки из зоны резания фрезы. Увеличенная толщина сердечника инструмента уменьшает прогиб и повышает точность обработки, в то время как уменьшенная нагрузка приводит к повышению качества поверхности.

Фрезы с пятью зубьями обеспечивают хорошее сцепление режущей кромки и чистоту обработки поверхности.

Фрезы с шестью зубьями увеличивают стабильность инструмента, удерживая больше режущих кромок в контакте с рабочим материалом. Уменьшается количество сколов режущей кромки, продлевают срок службы концевой фрезы и в разы повышают стойкость инструмента.

Концевые фрезы с семью и более зубьями обеспечивают высокое сцепление режущих кромок с обрабатываемым материалом, увеличивают скорость удаления металла и чистовое качество обработанной поверхности.

Твёрдосплавные концевые фрезы

Твёрдосплавные фрезы частично либо полностью изготавливаются из твёрдых сплавов металлов, в том числе карбида вольфрама и кобальта.

Твёрдые сплавы придают режущим инструментам перечисленные ниже свойства:

  • жаростойкость — продолжительная обработка металлов при высоких температурах не оказывает ощутимого влияния на эксплуатационные свойства фрезы. Это свойство объясняется тугоплавкостью компонентов твёрдого сплава.
  • износостойкость — твёрдосплавные режущие элементы имеют большой ресурс. Даже в случае частой работы с твёрдыми металлами и их сплавами фреза служит продолжительный период по сравнению с быстрорежущей сталью (HSS).
  • твёрдость и прочность — благодаря этим свойствам твёрдосплавные инструменты подходят для работы с большим спектром материалов. Это не только металлы, но и дерево, графит, закалённая сталь, чугун.

Фрезы с плоским торцом

Детали из этой категории используются для технологических операций выборки, раскроя и черновой обработки материалов. Для уменьшения нагрузки на угол режущей кромки делают фаску в зависимости от диаметра фрезы до 0.5 мм.

Сферические фрезы

Сферические твёрдосплавные фрезы применяются с целью изготовления элементов со сложной геометрией. К ним относятся формы для пресса, штампы, лопатки турбин. Большинство таких инструментов имеют цельную конструкцию. Однако на некоторых производствах используются сферические режущие детали со сменными пластинами. Они более гибкие и универсальные в применении, а также легко восстанавливаются после поломки.

Тороидальные фрезы (радиусные)

Такие режущие элементы используются для фрезерования наклонных поверхностей, а также для врезания в тело детали под определённым углом. Также они подходят для черновой и чистовой обработки фасонных поверхностей. Тороидальные фрезы позволяют повысить скорость резания, увеличить толщину съёма, большая ширина обработки поверхностей. За счёт радиуса на режущих кромках сводиться к минимуму локальные напряжения инструмента и деформация что повышает производительность при обработке контуров в глубоких полостях. Ещё одно достоинство таких фрез – увеличенный срок службы.

Заточка фрез

Несмотря на перечисленные достоинства твёрдосплавных фрез в числе которых стойкость и работоспособность инструмента, работа на высоких скоростях и температурах в зоне резания приводят к износу. Вместе с этим уменьшается производительность, скорость и качество обработки заготовок, возрастает нагрузка на шпиндель станка, увеличивается вибрация, что может привести к невосстановимым повреждениям фрезы.

Современно развитие инструментального производства позволяет избежать преждевременного списания инструмента и исключения твёрдосплавной фрезы, сверла и другого инструмента из технологического процесса. А как следствие избежать затрат на закупку нового. Как правило изготовителем твёрдосплавного инструмента в геометрию заложена возможность как минимум трёхкратной заточки фрезы. Твёрдосплавная фреза является высокотехнологичным изделием с допусками на размеры – 0.01 мм, а в случае специального инструмента – 0.002 мм. Единственно правильное решение – это обратиться к поставщику услуг заточки фрез, имеющего в своём арсенале высококвалифицированных операторов, технологов и соответствующее точности инструмента измерительное и производственное оборудование с ЧПУ.

Классификация, виды и критерии выбора фрез по металлу для фрезерного станка

Фрезы по металлу применяют для высокопроизводительной грубой обдирки заготовок и финишной доводки с высокой точностью и чистотой поверхности. Многолезвийный инструмент классифицируется по нескольким параметрам. Его форма зависит от технологической операции, которую он выполняет.

Основные принципы классификации инструмента

Фрезы – многолезвийный режущий инструмент, обрабатывающий детали при вращении вокруг своей оси. На фрезерных станках выполняется большой объем различных операций. Под каждый вид свой инструмент.

Фрезы классифицируют по нескольким признакам:

  • размер – диаметр;
  • количество лезвий;
  • материал режущих кромок;
  • направление;
  • заточка;
  • конструкция;
  • крепление пластин;
  • форма режущих кромок.

Независимо от конструкции, инструмент имеет рабочую часть, хвостовик, закрепляющийся в шпинделе или цанге и шейку – зауженный участок между ними.

Материал изготовления

Режущие кромки фрез изготавливают из инструментальных сталей:

  • углеродистых;
  • легированных;
  • быстрорежущих.

Обработка заготовок из отожженных и нормализованных сталей – мягких и средней твердости, используют инструмент с рабочей частью из металла марки У12А, 9ХС, ХГ, ХВГ и ХВ5. Режим работы на малых подачах. Для обработки на ускоренной подаче, используют фрезы из Ст Р18 или заменяют их менее износостойкими из Ст Р9.

Высоколегированные, жаропрочные и нержавеющие стали обрабатывают фрезами из быстрорежущих сталей Р9К10 – основной легирующий элемент кобальт и Р18Ф2 с добавлением ванадия.

После закалки финишная обработка поверхности производится сборными фрезами с пластинами:

  • металлокерамические;
  • минералокерамические.

Пластины маркируются вольфрамовые ВК6, ВК8, титановольфрамовые ТК10, Т30К6.

Направление обработки

Направление вращения фрезы при обработке устанавливается:

  • правое – по часовой стрелке;
  • левое.

Оно определяется заточкой фрезы, позиционированием режущей кромке.

Вид заточки

При заточке снимается слой твердого металла, восстанавливается острота режущей кромки и угол реза к. Толщину снятия определяют образовавшиеся во время работы сколы, зазубрины, заусенцы. Они должны полностью уйти. Большинство видов фрез имеют длинную линию режущей кромки. Необходимо выдержать конфигурацию и размер по всей длине. Ручная заточка инструмента невозможна.

В зависимости от формы зуба заточка производится разными способами:

  • по передней поверхности;
  • затыловка;
  • контурная.

По передней поверхности затачиваются зубья с перпендикулярным расположением кромки относительно контура – впадины, у которых угол ɣ равен 0. Наклонный зуб с углом ɣ ˃ 0, затачивается по затыловочной поверхности.

Фасонные, торцевые и другие инструменты для обработки одновременно в 2 и более плоскостях, имеют несколько линий режущих кромок. Они затачиваются по контуру. Точность контура гарантирует применение шаблона или использование заточного оборудования с ЧПУ или специальной программой.

Конструкция

Конструкция инструмента зависит от его размеров и типа:

  • цельные — монолитные;
  • сборные – наборные;
  • составные.
Читайте также  Грунтовка на водной основе для металла

Цельные изготавливаются из одного куска инструментальной стали. К ним относится инструмент небольших размеров для обработки металла средней твердости. Сборные фрезы имеют корпус с легированной стали и приваренный к нему хвостовик с конусом. Зуб крепится механически. У составных фрез режущие пластины вставляются в пазы, и привариваются или припаиваются к корпусу.

Местонахождение режущих кромок

Расположение режущих кромок зависит от назначения и конфигурации инструмента:

  • боковое;
  • нижнее;
  • фигурное;
  • комбинированное.

Для фрезеровки по плоскости, отрезки и вырезки канавок достаточно иметь одну кромку. Вырезка прямых и фигурных пазов, зубьев и других сложных элементов производится одновременно по нескольким поверхностям.

Какие бывают?

Фрезерный станок по металлу – универсальное оборудование, на котором производится большое количество разнообразных операций.

Дисковые

У дисковых пил диаметр превышает толщину в несколько раз. Они изготавливаются цельными из инструментальной стали, предварительно прошедшей упрочнение ковкой и нормализацию. По назначению делятся:

  • отрезные;
  • прорезные.

Отрезной инструмент имеет наклонный зуб. Его закалка производится после предварительной обработки, перед заточкой. Для установки на станок в отверстии имеется паз или в теле диска 4 отверстия под болты.

Отрезные дисковые фрезы диаметром от 1200 мм используются для резки горячего металла на прокатных станах, квадрат сечением 200×200 и больше. Малыми дисковыми пилами 200–400 мм раскраивают холодные заготовки на фрезерных и отрезных станках. Прорезные фрезы имеют прямой зуб, с контуром, обратным по форме прорезаемой канавки.

Торцевые

Инструмент предназначен для предварительной обработки заготовки. Высокую производительность обеспечивает наличие 2 режущих кромок:

  • торцевой;
  • боковой.

Большая часть фрез сборные. Пластины крепятся болтами. Во время снятия большой толщины металла, стружка снимается одновременно по 2 плоскостями.

Цилиндрические

Инструмент имеет форму цилиндра, высота превышает диаметр. Режущие кромки располагаются по спирали: левые и правые. Изготавливается рабочая часть из инструментальной стали. Заточка производится затыловкой. Крепится на оправку. Цилиндрическими фрезами выполняют чистовую обработку детали. Множество лезвий снимают за один проход менее 0,2 мм, оставляют гладкую ровную поверхность.

Угловые

Режущие кромки угловых фрез представляют собой усеченный конус с широким основание и вершиной в сторону хвостовика. Применяются для снятия фасок и обработки краев. Режущая кромка располагается по боковой поверхности. Могут быть цельными и сборными.

Концевые

Концевые фрезы имеют цилиндрическую форму с основной режущей плоскостью по торцу и вспомогательными боковыми. Используются для зачистки поверхности в выборках и пазах.

Фасонные

Инструмент с фигурными режущими кромками, повторяющий форму паза. Фреза сборного типа с заточкой по шаблону.

Червячные

Червячные фрезы составные по конструкции, предназначены для нарезки зубчатых колес, шестерен. На цилиндрическом корпусе рядами по спирали расположены фигурные пластины. Форма пластины повторяет выемку между зубьями детали. Исполнение левое и правое, в зависимости от наклона зуба детали.

Кольцевые

Полые фрезы цилиндрической формы с заточкой по торцу и нитями спиральных режущих кромок. Имеют второе название – корончатые сверла.

Трехсторонние

Фигурная заточка с режущими кромками с 3 сторон. Предназначены для выборки сквозных канавок, шлицов.

Пазовые

Для вырезки пазов применяют фрезы с обратной формой выборки. Модели цельные или с приваренным хвостовиком.

Отрезные

Тонкие дисковые пилы с острозаточенным зубом. Производят раскрой и подрезку торцов с минимальным расходом металла в стружку.

Концевые и угловые

Концевые и угловые модели имеют режущую кромку под углом 45⁰ и заточены по торцу. Предназначены для обработки торцов, снятия фасок, создания фигурных поверхностей.

Монолитные

Монолитные фрезы изготавливаются из цельного куска инструментальной стали. Предназначены для обработки заготовок средней твердости. Режущие кромки по радиусу и торцу.

С напаянными коронками

Обработка твердосплавных и закаленных деталей затруднена, деталь тверже инструментальной стали. Для мелких изделий из высоколегированных сталей применяется особо твердый алмазный инструмент. На составные фрезы напаиваются режущие пластины – коронки ВК и ТК, чтобы обработать детали размером более 200 мм.

Под Т-образные выемки

Фрезеровка сквозных Т-образных пазов и выемок производится сборной фрезой с 2 цилиндрическими поверхностями. Режущие кромки располагаются по бокам и по торцам нижней широкой части инструмента. Радиус фрезы соответствует ширине паза.

Шпоночные

Паз под шпонку выполняется цельной фрезой, у которой заточены боковые режущие кромки точно в размер ширины выборки и торец. В начале работы фреза используется как сверло, углубляется на нужную глубину. Затем поступательным движением вращающегося инструмента выбирается паз нужной ширины и формы. Срезается металл с боков и одновременно зачищается дно.

Конические

Конические фрезы могут быть цельными и наборными. Угол наклона режущей кромки положительный с вершиной конуса в сторону хвостовика, отрицательный, при обратной направленности.

Сферические

Дисковые фрезы с кромкой сферической формы используют для создания полукруглых канавок. Они изготавливаются цельные и составные с заточкой по контуру.

Как правильно подобрать нужный тип?

Фрезы подбираются в зависимости от технологической операции, которую надо выполнить:

  • грубая обдирка заготовки – торцовые наборные и концевые обдирочные;
  • чистовая обработка по плоскости – цилиндрические;
  • создание канавок – дисковая, торцевая;
  • обработка углов и кромок – угловая, фигурная;
  • выборка шпоночных пазов – шпоночные;
  • вырезка сквозных пазов – Т-образная, угловая, фигурная.

Основной характеристикой инструмента является его размер и допуск.

Особенности выбора для станков с ЧПУ

На станках с ЧПУ производится предварительная и чистовая обработка деталей. Инструмент используется с коническим хвостовиком, типа:

  • цилиндрические;
  • шпоночные;
  • дисковые;
  • торцовые;
  • фигурные.

Фрезы должны быстро меняться и выставляться в шпинделе с большой точностью. Фрезы по металлу отличаются размерами, от инструмента сечением в 2–3 мм, до огромных специальных конструкций, имеющих 600–800 мм в диаметре.

Они представлены большим количеством видов, позволяют изготавливать детали сложной формы. Необходимо правильно подобрать соответствующий инструмент, для создания элемента нужной конфигурации и размера.

ГОСТ 17024-82* «Фрезы концевые. Технические условия»

Настоящий стандарт распространяется на концевые фрезы с цилиндрическим и коническим хвостовиками, изготовляемые для нужд народного хозяйства и экспорта.

Обозначение: ГОСТ 17024-82*
Название рус.: Фрезы концевые. Технические условия
Статус: действующий
Заменяет собой: ГОСТ 17024-71
Дата актуализации текста: 01.01.2009
Дата добавления в базу: 29.04.2009
Дата введения в действие: 01.01.1984
Разработан: Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР
Утвержден: Госстандарт СССР (15.07.1982)
Опубликован: Издательство стандартов № 1982
ИПК Издательство стандартов № 1998

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФРЕЗЫ КОНЦЕВЫЕ

Технические условия

End mills. Specifications

ГОСТ
17024-82

(СТ СЭВ 4632-84)

Дата введения 01.01.84

Настоящий стандарт распространяется на концевые фрезыс цилиндрическим и коническим хвостовиками, изготовляемые для нужд народногохозяйства и экспорта.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Фрезыдолжны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочимчертежам, утвержденным в установленном порядке.

1.2. Фрезы должны изготовлятьсяиз быстрорежущей стали по ГОСТ 19265.Допускается изготовление фрез из быстрорежущей стали других марок,обеспечивающих стойкость фрез в соответствии с требованиями настоящегостандарта.

1.3.Фрезы диаметром 12 мм и более должны изготовляться сварными.

Фрезыдиаметром 12 мм и менее из качественной круглой стали со специальной отделкойповерхности группы А или Б по ГОСТ14955 допускается изготовлять цельными.

В месте сваркираковины, непровар, поджоги, кольцевые трещины не допускаются.

1.4.Хвостовики фрез должны быть изготовлены из сталей марок 45 или 50 по ГОСТ1050 , 40Х по ГОСТ4543 .

1.5. Твердостьфрез должна быть:

— рабочейчасти диаметром до 5 мм — HRC Э62 . 65;

— рабочейчасти диаметром св. 5 мм — HRC Э63 . 66;

-цилиндрического хвостовика цельных фрез — HRC Э 36,5 . 56;

-цилиндрического хвостовика сварных фрез на участке 1 /2длины от торца хвостовика — HRC Э32 . 51,5;

-цилиндрической поверхности конического хвостовика — HRC Э 32 . 51,5.

Твердостьрабочей части фрез из быстрорежущей стали с содержанием ванадия 3 % и более,кобальта 5 % и более — выше на 1-2 единицы HRC Э.

Допускаетсяизготовление цельных фрез с твердостью рабочей части и хвостовика 62 . 66 HRC Э.

(Измененнаяредакция, Изм. № 2).

1.6. Нарабочей поверхности фрез не должно быть обезуглероженного слоя и мест спониженной твердостью.

1.7. Наповерхности фрез не должно быть трещин, следов коррозии, на шлифованныхповерхностях — черновин, выкрошенных мест, на режущих кромках — забоин,поджогов, на хвостовике и центровых отверстиях — заусенцев.

(Измененнаяредакция, Изм. № 2).

1.8. Завалы урежущих кромок зубьев фрезы не допускаются.

1.9. Центровыеотверстия фрез не должны иметь забоин и разработанных мест.

1.10. Параметры шероховатости поверхностей фрез по ГОСТ2789 не должны быть более, мкм:

— передних и заднихповерхностей режущей части. Rz 3,2

— поверхностихвостовика. Ra 0,8

— поверхностиспинок зуба и винтовых стружечных канавок. Rz 10

— коническихповерхностей центровых отверстий. Rz 6,3

— остальныхповерхностей. Rz 20

Примечание . Для фрез диаметром до 12 мм шероховатость переднихповерхностей выдерживают не менее чем на трети высоты зуба.

Для фрез диаметром более 12 мм шероховатость передних поверхностейдолжна выдерживаться на высоте не менее 2-3 мм от режущих кромок.

1.11. Фрезыизготовляют исполнений:

А — сцилиндрической ленточкой;

Фрезы исполненияА изготовляют нормальной и повышенной точности.

(Измененнаяредакция, Изм. № 2).

1.12. Назадней поверхности фрез, исполнения А вдоль режущих кромок должна быть ленточкашириной не более 0,05 мм; для исполнения Б (заточка наостро) ленточка не допускается.

1.13. Предельные отклонения размеров фрез не должны бытьболее:

— наружногодиаметра D для фрез:

заточенныхнаостро и нормальной точности. js 14

повышеннойточности. js 9

— общей длины L .

— длинырабочей части l . 3 js 17

— конусовМорзе по ГОСТ 2848. АТ8

1.14. Допускрадиального биения режущих кромок зубьев относительно оси хвостовика долженсоответствовать указанному в табл. 1.