Фреза по металлу: конструкция, виды, принцип работы

Для чего предназначаются фрезы по металлу

Фреза — это режущая деталь, которая используется в паре с электроинструментом. В качестве электрического инструмента используется фрезер. Другое название фрез по металлу — борфрезы и шарошки. Главное назначение рассматриваемых насадок в том, чтобы в процессе механического воздействия получить в итоге детали необходимых размеров и форм.

Фрезой называется насадка, состоящая из двух основных частей — хвостовик и рабочая зона. Хвостовик нужен для присоединения насадки к фрезерному станку, а рабочая часть входит в непосредственный контакт с обрабатываемой заготовкой. Рабочая зона оснащена острыми зубьями, посредством которых осуществляется снятие слоя металла с обрабатываемой заготовки.

Что делать фрезой

Форма рабочей части влияет на результат, поэтому производители выпускают фрезы по металлу разных видов. На виды насадки классифицируются по внешнему виду и назначению. Применяются они в следующих сферах:

  1. Автомобилестроение и машиностроение — служат для изготовления разных отверстий, канавок и прочих углублений в составных деталях и механизмах будущих автомобилей
  2. Производство разного оборудования и инструментов
  3. Энергетика и строительство
  4. Производство судов
  5. Железнодорожный транспорт

В хозяйстве фрезы по металлу востребованы крайне редко, но при необходимости их использования, всегда можно применить шарошку для дрели.

Работа фрезой по металлу

Фрезами можно не только получать разного вида отверстия и выемки в заготовках, но еще и осуществлять зачистку сварочных швов, увеличивать имеющиеся отверстия, ровнять края, зачищать поверхности в труднодоступных местах. Особой популярностью такие насадки пользуются не только в промышленности, но еще и среди мастеров, занимающихся изготовлением разных металлоконструкций.

Для чего применяются фрезы по металлу

Это интересно!Фрезы не предназначены для применения с дрелями и шуруповертами, но многие их активно используют не по назначению. Главный недостаток применения фрез на дрели в том, что электродвигатель инструмента испытывает сильные боковые нагрузки, и при этом быстро выходит из строя. Применять на дрели можно насадки с цилиндрическим типом хвостовика.

Конструкция и принцип работы

Основные требования, предъявляемые к инструменту этого класса – строгое соблюдение параметров, заявленных в технических условиях или ТУ. Для этого потребуется высокоточная обработка элементов фрезы, которую удается реализовать лишь с помощью торцевого инструмента с большим набором зубьев. Высокая чистота выборки (до микрона) обеспечивается за счет специальных регулируемых резцовых вставок.

К особенностям их конструкции следует отнести наличие рабочих граней, представляющих собой отдельный твердосплавный резец.

Важно! При изготовлении вставок применяются такие сверхпрочные материалы, как алмазы, керамика, а также специальная кардная проволока и подобные им.

Большой ассортимент фрезерного инструмента, отличающегося конструктивными деталями, позволяет выбрать образец, подходящий для тех или иных условий обработки. Добавим, что по конструкции его принято делить на цельный и разборный.

Принцип работы состоит в точной выборке металла на наиболее сложных участках обрабатываемой заготовки, что позволяет придать ей нужную форму. После этого исходная болванка превращается в изделие или деталь, пригодную для дальнейшей обработки.

конструкция фрезы по металлу

Классификация

Классифицировать известные типы фрезерной оснастки можно по следующим характерным признакам:

  • Порядок расположения отдельных зубцов (резцов).
  • Тип исполнения, определяемый ее конструкцией.
  • Метод крепления режущих насадок, а также материал, используемый при их изготовлении.

По всей совокупности рассмотренных признаков инструменты данного класса делятся на червячные, цилиндрические и торцевые. Кроме того, они могут быть как отрезными, так и дисковыми; причем этим перечислением набор возможных типов не исчерпывается.

Рассмотрим каждую из указанных разновидностей более подробно.

разные виды фрез по металлу

Виды цилиндрических фрез

В зависимости от типа и конструкции зуба фрезы цилиндрические подразделяются на:

  • фрезы с мелкими и крупными зубьями;
  • инструмент со вставными ножами;
  • фрезы составные со вставными ножами;
  • фрезы с винтовыми твердосплавными пластинами.

В зависимости от направления зубьев данный тип оснастки подразделяется на правые и левые. Данную характеристику определяет направление винтовой линии режущей кромки. Расположение зуба инструмента может быть равномерным или неравномерным. В большинстве конструкций фрез имеется один угловой шаг и равномерное расположение режущих кромок относительно оси инструмента. Но возможно и иной вариант с неравномерным расположением. Такие фрезы применяются, в основном, на станках с конструкцией малой жесткости и позволяют уменьшить вибрацию при работе.

В зависимости от материала режущих кромок цилиндрические фрезы подразделяются на:

  • углеродистые;
  • легированные;
  • быстрорежущие;
  • твердосплавные.

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.

Не пропустите:  Фрезерный станок с ЧПУ: особенности, возможности, характеристика

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.

Дисковые

Ключевая особенность таких инструментов заключается в том, что в них режущие грани могут быть размещены как с одной, так и с обеих сторон. Размер конструкции определяет специфику обработки материала. Она может быть предварительной грубой или чистовой финишной. Также дисковые фрезы могут использоваться в сложных условиях, в частности, при повышенной вибрации или если имеется сложность отвода стружки металла.

Сферы применения такие:

  • обрезка металлических заготовок;
  • прорезка пазов;
  • снятие фасок;
  • выборка материала на узком сегменте и т. д.

Инструменты дискового типа имеют следующие разновидности:

  • отрезные;
  • прорезные;
  • пазовые;
  • для резки с 2 или 3 сторон.

Фреза представляет собой многозубый штиф
У пазовых конструкций зубья размещены исключительно на цилиндрической поверхности, они применяются только для обработки неглубоких пазов. Фрезы двусторонние помимо торцевых зубьев оснащены зубьями, размещенными на поверхности.

Трехсторонние дисковые изделия характеризуются тем, что зубья размещаются не только на двух торцах, но также и на поверхности.

Несмотря на то что на таких инструментах часто зубья срезаны, они обладают высокой производительностью. Так, чтобы на заготовках прорезать узкие пазы или шлицы, применяют топкие фрезы, которые называются пилами. На них начинают затачивать фаски то с одного торца, то со второго. Фаска часто срезает половину длины режущей кромки, вследствие чего каждый зуб снимает стружку шириной меньше ширины прорезаемого паза. Благодаря этому стружка способна свободно находиться в зубной впадине, улучшается ее отвод.

А если срез по ширине будет соответствовать пазу, то торцы стружки будут соприкасаться со сторонами прорезаемого паза по бокам. Все это несколько затруднит свободное размещение стружки в зубной впадине, а сама фреза может выйти из строя.

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

Типы фрез
Такие инструменты преимущественно используются для обработки изделий с плоской или ступенчатой поверхностью. Ставить его следует таким образом, чтобы продольная ось располагалась перпендикулярно поверхности, подверженной обработки.

Характерная особенность торцевых инструментов — это то, что на участке их соприкосновения с заготовкой зубья имеют повышенную плотность. Благодаря этому материал можно обрабатывать равномерно и на высокой скорости. А дополнительные торцевые кромки позволяют сделать поверхность более «частой» при обработке посредством фрезерного станка.

Эти кромки выполняют дополнительные функции, а вот ключевая работа выполняется с помощью заостренных кромок по бокам, которые размещены снаружи детали. И даже с учетом небольшой величины припуска это позволяет выполнить работу достаточно ровно. Это достигается за счет того, что угол соприкосновения у торцевых фрез с материалом зависит от диаметра режущего инструмента, а также ширины процесса фрезеровки.

Если сравнивать торцевую с цилиндрической, то она более массивная и жесткая. Режущие инструменты надежно закреплены и удобно размещены.

Торцевой тип фрезерования имеет высокую производительность, и сегодня большинство плоскостей, которые подвергаются фрезеровке, обрабатываются именно таким методом.

Сфера применения

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

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

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.
Не пропустите:  Копировально-фрезерный станок по дереву: для чего он и как сделать своими руками

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

Фасонная фреза

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.

Шлицевыя фреза

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.

Угловые фрезы

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.

Отрезные фрезы

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.

Торцевые фрезы

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.

Червячные

Фото 7
Обработка таким инструментом осуществляется через точечное касание заготовки. Червячные фрезы бывают:

  • сборными и цельными;
  • в зависимости от направления витков – левыми и правыми;
  • со шлифованными и нешлифованными зубьями.

Одно- и многозаходные

По сравнению с образцами, посредством которых делается только один заход, многозаходные инструменты отличаются большей производительностью. С другой стороны при увеличении числа заходов снижается точность, что вынуждает применять эту разновидность лишь для черновой обработки.

Такие фрезы обеспечивают высокую точность шага нарезания, поскольку по одному и тому же месту делается несколько проходов.

Шлифовальные и нешлифовальные зубья

Изделия с высоким классом обработки (как одно-, так и многозаходные) применяются для шлифовки нарезаемых поверхностей. Все остальные виды инструмента, не обладающие нужной точностью, можно отнести ко второй разновидности.

Цельные и сборные фрезы

Первая из этих модификаций представлена в виде цельной заготовки из монолита инструментального материала. В то время как составная фрезерная оснастка делается из двух частей. Одна из них – режущая (из сверхпрочного материала), к которой приварен хвостовик, сделанный из конструкционной стали.

червячные фрезы по металлу

Кольцевые

Такой инструмент – уже нечто среднее между фрезой и сверлом. Они предназначены для получения отверстий большего диаметра, чем это может обеспечить сверлильный станок. Кроме того, кольцевой инструмент имеет более высокую скорость резки по сравнению со сверлами (почти в 4 раза). Такой тип оснасти выпускается не только для станков, но и для ручных дрелей (другое их название – борфрезы).

Не пропустите:  Стол для фрезера своими руками: с чертежами и изготовлением

Фото 8

Другие типы инструментов

Где используется фреза
Червячные фрезы имеют специфическую сферу применения. В этом случае материал обрабатывается посредством метода обката. Выборка заготовок выполняется в процессе точечного касания их фрезой. В зависимости от направления их винтов они бывают правыми или левыми, также они могут быть одно- или же многозаходными, цельными или сборными, иметь шлифованные или нешлифованные зубья.

Концевые изделия применяются с целью обработки уступов, пазов и не только. Их хвостовки могут иметь цилиндрическую или коническую форму. Также они предназначаются для предварительной обработки материалов (с крупными зубьями) или же финишной, с мелкими зубьями. Могут оснащаться напаянными режущими пластинами или быть монолитными.

Обдирочные концевые инструменты используются для обработки кованых или литых сплавов. А с помощью шпоночных изделий выполняется выборка Т-профилей. Они имеют два зуба, один при этом находится на конце, а второй — посередине. Параметры зоны выборки заготовки определяются интервалом между ними.

Основная работа (резание) производится посредством главных режущих кромок, размещенных на цилиндрической поверхности. А с помощью вспомогательных режущих кромок выполняют зачистку дна канавки, зубья зачастую наклонные или же винтовые.

Еще один тип подобного инструмента — отрезной. С их помощью производят полную или частичную обрезку металлических заготовок. Режущие кромки размещены лишь на верхних гранях зубьев, а вот на кромках их нет.

В зависимости от размеров зубьев, отрезные фрезы бывают:

  • крупными;
  • средними;
  • мелкими.

Сфера применения фрезов
При этом мелкие и средние используются для обрезки стали и чугуна, а крупные — для обработки легких магниевых, алюминиевых и других сплавов.

Для обработки изделия из металлов чаще всего мастера используют именно фрезу. При этом она может быть одновременно оснащена несколькими видами зубьев, режущих кромок или лезвий. Данный инструмент может иметь разные профили, формы, типы, размеры и сферы применения.

Сталь для изготовления фрез

Для изготовления фрез применяются только и исключительно высококачественные материалы. К таковым материалам относятся высоколегированные стали, обладающие повышенной износостойкостью к температурному воздействию. Чтобы повысить прочность оснастки при нагреве, в состав сплава вводятся твердосплавные материалы — молибден, хром, ванадий, а также вольфрам.

Для достижения высокой твердости будущего изделия, в составе сплава должно присутствовать не менее 0,7% углерода. Если количество углерода меньше этого значения, значит готовая фреза будет недостаточно твердой. В состав сплава, из которого изготавливаются рассматриваемые типы оснастки, входят следующие вещества:

  1. Вольфрам с молибденом — за счет этих твердосплавных материалов достигается особая прочность, высокая износостойкость и красностойкость стали
  2. Хром — в состав сплава входит этот элемент, количество которого ограничивается до 4%. Хром в умеренном количестве позволяет получить повышенной прочности к прокаливанию металл
  3. Кобальт — влияет положительно на красностойкость, но при этом его большое количество негативно отражается на прочности. Кобальт подавляет углерод, в результате чего снижается прочность
  4. Сера и фосфор — в составе сплавов их количество должно быть ограниченным до значения 0,03%. Чем больше серы и фосфора в составе, тем ниже качество насадки

Виды фрез по металлу

Для изготовления фрез применяются стали марки Р6М5, Р18 и Р12. Первая марка стали является самой дешевой, но при этом получаемая оснастка обладает низкой износостойкостью. Высокая износостойкость присуща для сплавов марки Р18, в составе которых содержится много вольфрама. Марка стали Р12 отличается повышенными показателями тепловой устойчивости.

Подводя итог, нужно отметить, что фрезы по металлу стоят достаточно дорого, поэтому покупать устройства без предварительного выяснения его назначения, крайне нерационально. Каждый вид фрезы имеет не только предназначение, но и характерные технические параметры, которые нужно учитывать, перед тем, как купить насадку для обработки металлических заготовок. Зная о том, какие основные виды фрез по металлу выпускаются современными производителями, не составит большого труда выбрать их для выполнения соответствующих манипуляций.

Широкие возможности фрезерных станков

Следует отметить, что современные фрезы позволяют работать практически со всеми видами металлов и сплавов, включая сталь, чугун, алюминий, медь и так далее. Современные фрезерные станки отличаются хорошей эргономичной конструкцией, высокой безопасностью и наличием большого числа датчиков, контролирующих температуру двигателя, скорость вращения фрезы и прочие параметры.

Правильный выбор и своевременная заточка инструмента позволяют работать с максимальной отдачей и высокой точностью, придавая детали требуемую форму.

Источники

  • https://moiinstrumentu.ru/vse-o-frezah-po-metallu.html
  • https://VseOChpu.ru/freza-po-metallu/
  • https://mekkain.ru/library/freza-czilindricheskaya.html
  • https://stanokcnc.ru/articles/vidy-frez-po-metallu-kakie-byvayut-tipy-i-ikh-naznachenie/
  • https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/frezy/frezy-po-metallu-vidy-i-naznachenie-instrumentov.html
  • https://mekkain.ru/library/freza-konczevaya.html
  • https://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/instrument/frezy-dlya-stankov-po-metallu.html
  • https://2lzz.ru/elektroinstrument/frezer/kakie-byvayut-po-metallu
  • http://met-all.org/obrabotka/prochie/freza-po-metallu.html

[свернуть]

Фрезер по дереву. Основные характеристики и особенности

Если приходиться творить по дереву, то кроме пилы, рубанка и топора будет полезным обзавестись фрезером…

Читать статью