Фрезерная обработка монолитными фрезами

Назначение фрезерных работ

Фрезерование заготовок из твердых материалов может выполняться как на специальном оборудовании, оснащенном программным обеспечением ЧПУ, так и вручную. Различные типы монолитных фрез дают возможность осуществлять фрезеровку деталей с максимальной точностью и высоким качеством поверхности.

Технологический процесс фрезерования, включает ряд последовательных действий, которые в обязательном порядке необходимо соблюдать во время работы:

▪ рабочая деталь осторожно подводится к вращающемуся фрезеру со стороны поверхности, предназначенной для обработки;
▪ отводится стол, отключается шпиндель, чтобы он не вращался;
▪ задается требуемая глубина прорезания;
▪ запуск шпинделя;
▪ расположенную на столе деталь вместе со шпинделем подводят к стыковке с фрезой.

Базовым сырьем для изготовления номенклатуры монолитных фрез служат высоколегированные карбидо-вольфрамовые стали марок Т5К10, Т15К6, ВК8, ВК10-ОМ. Фрезы, изготовленные полностью из качественных твердосплавных сплавов с прочным многослойным покрытием производятся различных форм и в широком размерном разнообразии.

Фрезы монолитного исполнения способны эффективно обработать металлоизделия из закалённых сталей с коэффициентом твердости до 65 HRC, из конструкционного, легированного, жаропрочного литья, а также из цветных металлов, титана и композитных материалов.
Применение монолитных фрез позволяет в разы ускорить операцию обработки, сэкономить время на процедуру замены или заточки и в разы увеличить скорость прохода. Режущее лезвие из твердого сплава с повышенной износоустойчивостью полностью исключает погрешности от деформации. Твёрдосплавные монолитные фрезы наделены высоким модулем твердости и жаростойкости, благодаря чему могут длительное время функционировать при высокой температуре и при этом полностью сохранять эксплуатационный потенциал.
Благодаря превосходным техническим и физическим характеристикам режущего элемента монолитные фрезы бесспорно более экономичны и эффективны по сравнению с аналогами HSS из быстрорежущих сталей.

Виды фрезерования

Расширенный типоразмер монолитных фрез позволяет производить различные фрезеровочные работы, в том числе:

▰ Торцевая фрезеровка. Применение торцевой фрезы дает возможность получать детали требуемой конфигурации, а также необходима для вырезания в изделиях подсечки, канавки, окошка. С помощью данной  фрезы производится обратная фрезеровка торца внутренней части разных деталей. Фрезеровка торца наделяет обрабатываемую деталь более точными габаритами, обеспечивает простоту монтажа.

▰ Концевая фреза, служит инструментом для образования уступов в вертикальных или горизонтальных плоскостях.

▰ Цилиндрическое фрезерование выполняется цилиндрическими фрезами с прямыми или спиральными зубьями. Данным видом фрез обрабатываются плоские поверхности заготовок.

▰ Фасонная фрезеровка с применением специальных фрез. При данной обработке создаются фасонные изделия и детали нестандартной формы.

Существуют и другие модификации монолитных фрез, отличающиеся универсальностью и точностью при фрезеровке:

▰ отрезная фреза - инструмент для нарезания брусков с различными геометрическими параметрами;
▰ криволинейная фреза предназначена для получения деталей с особо сложной конфигурацией.

Расширенный модельный ряд монолитных фрез позволяет производить множество операций:

▪ отрезка в металлах;
▪ гравировка.

В зависимости от типа обработки детали многозубчатые, режущие фрезы крепятся к станкам в вертикальном или горизонтальном положении. В производственном масштабе также используется фрезерование под определенным углом, при этом монолитная фреза предварительно устанавливается в нужном направлении. В зависимости от типа рабочей заготовки, такое фрезерование может выполняться разными способами с использованием: цилиндрических торцевых, концевых, зубчатых, фасонных и более сложных фрез.

Фрезеровку металла монолитными фрезами можно производить вне зависимости от его твердости и прочности. Фрезы подбираются учитывая вид требуемой обработки для плоскостей используют цилиндрический или торцевой типы фрезы. Для торцевого типа фрезы выбирают несимметрические схемы резания. Если обрабатываемые заготовки имеют правильную прямоугольную, квадратную конфигурацию, то в основном задействуется эти два способа.  

Основные виды торцов монолитных фрез

1. Фрезы с плоской торцевой гранью имеют огромный технологический потенциал и используются при фрезеровке различных материалов - прочные заготовки из всех марок сталей, мягкой пластмассы, древесины.  Фрезы применяются как при черновой, так и при чистовой обработке плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, тел вращения.

2.  Фрезы со сферическим торцом применяются при производстве форм, штампов, лопаток турбин и другой металлопродукции сложного формата.

3. Радиусные фрезы используются для обработки наклонной поверхности и фрезеровки деталей под требуемым углом. Данным инструментом выполняется черновая и чистовая обработка пазов, плоских и фасонных поверхностей. Благодаря закругленным режущим кромкам локальное напряжение сводиться к минимуму, исчезает риск скалывания режущей грани, что дает большое преимущество при фрезеровке контуров в глубоких полостях.

4. Фрезы для алюминиевых сплавов - оптимальное  приспособление с усовершенствованным углом заточки, особой конфигурацией кромки, увеличенными спиралевидными канавками. Ими обрабатываются детали из алюминиевых сплавов, предназначенные для авиакосмической сферы, машиностроительной отрасли, области информационных технологий и т.д.

5. Резьбофрезы - инструмент используемый при нарезании внутренних и наружных резьб от среднего до большого размера. Резьбовые фрезы используются на станках с ЧПУ методом винтовой интерполяции. Резьбы нарезанные таким методом отличаются высокой эксплуатационной надёжностью. Также нарезаются левые и правые резьбы, с различными допусками.

6. Роторные фрезы с часто и хаотично расположенными режущими гранями в виде «рыбьего хвоста». Благодаря такой конструкции режущих кромок данные фрезы широко используются при фрезеровке различных композитных и мягких материалов - пластика, алюминия и других легких сплавов. Это идеальный фрезер для ускоренной обработки деталей из стальных сплавов.

7. Фасочные фрезы используются для формирования фаски на изделиях из различного металла под углом 45°, 30°, 60° и т.д. 

Классификация монолитных фрез по числу зубьев

● Однозубая фреза имеет самые широкие канавки, и предназначена для фрезерной обработки продукции из алюминия, пластика и вязких материалов.
● Двузубая фреза с увеличенными стружечными канавками. Используется при высокоскоростном черновом процессе фрезерования. Данной фрезой выполняются несколько операций: врезание, обработка пазов, контуров,  шпоночных канавок.
● Трехзубая фреза используется в основном для обработки алюминиевых сплавов и цветных металлов. Фреза сочетает в себе высокую прочность, надежность и отлично отводит стружку из зоны резания.
● Фреза с четырьмя зубьями и более жестким сердечником считается универсальной. Оснащенная 4 режущими кромками и канавками для отвода стружки предназначена для чистовой обработки. В процессе фрезерования образуется стружка мелкой фракции, что обеспечивает высокий качественный показатель поверхности.
● Монолитная фреза с 5 и более лезвиями предназначена для обработки деталей большого диаметра. Эти фрезы благодаря большому количеству режущих кромок имеют прочный контакт с обрабатываемой деталью, что значительно увеличивает стабильность инструмента и обеспечивает плавное выполнение операции.

Также монолитные фрезы систематизируются и по другим параметрам:

▪ по расположению резцов;
▪ по конструкции зубьев;
▪ по направлению зубьев;
▪ по материалу изготовления режущих элементов.

Кроме разделения монолитных фрез по видам, также они группируются по расположению в станке:

▪ вертикальное;
▪ горизонтальное;
▪ под определенным углом.

Благодаря инновационным технологиям, фрезерная обработка стала необходимой во многих производственных сферах. В области обработки металла, монолитные фрезы используются для получения сортаментов алюминиевых, стальных, титановых изделий. Путем фрезерной обработки выпускаются различные детали специального назначения для тяжелого машиностроения, авиастроения, архитектуры, ювелирной и мебельной промышленности и мн. др. И только на фрезерных станках, оснащенных системой ЧПУ, выполняется лазерная фрезеровка деталей со сложнейшей формой. Это весьма дорогостоящая, но высококачественная обработка не требующая предварительной шлифовки.

Типы покрытия монолитных фрез

▪ AlTiN - нано покрытие черно-фиолетового цвета, наделенное хорошими адгезивными свойствами и отличной стойкостью к оксидированию. Высокая теплотвердость и микро твёрдость (3400HV), покрытия дают возможность фрезеровать труднообрабатываемые материалы и отлично подходят для обработки нержавеющего, закаленного сталепроката и никелевых сплавов.
▪TiSiN - износостойкий композитный компонент медного цвета, с высокой микро твёрдостью (4000HV), наделен высоким уровнем теплостойкости. Используется при обработке углеродистых и автоматных Mn-сталей, жаропрочных расплавов.
▪ Nano Blue - жаростойкое твердое покрытие на основе кремния синего цвета. Наносится на фрезы, используемые при фрезеровании деталей из закаленных сталей от 50-70 HRC без применения эмульсии.   

Фрезерование весьма трудоемкий и энергозатратный процесс, но иногда его нечем заменить. Изготовления деталей литьем или штамповкой не дают точных размеров, или по этим технологии невозможно изготовить изделия со сложной геометрией. И фрезерование остается единственным продуктивным способом для производства сложных форматов.