Фрезы

Фрезы для промышленной обработки: типы, геометрия и режимы резания

Фрезы многолезвийный режущий инструмент для обработки заготовок из металла, дерева, пластика и композитов на фрезерных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах и ручном оборудовании. Основные параметры выбора: тип хвостовика (цилиндрический, конус Морзе, Weldon), число зубьев, материал режущей части и геометрия заточки. Для сталей и чугунов применяют фрезы из быстрорежущей стали (HSS) и твёрдого сплава (WC-Co), для алюминиевых сплавов инструмент с полированными стружечными канавками и углом наклона винтовой линии от 30 до 45.

Конструктивные особенности и классификация

По конструкции различают цельные и сборные фрезы. Цельные изготавливают из одного материала (HSS, HM), сборные оснащают сменными твердосплавными пластинами (ISO-классы P, M, K, N, S). По направлению винтовой канавки: праворежущие (основной тип), леворежущие (для реверса шпинделя) и с переменным шагом (для снижения вибраций при обработке тонкостенных деталей).

• Концевые фрезы для пазов, уступов, контуров. Диаметр от 1 до 50 мм, длина режущей части от 10 до 150 мм.
• Торцевые фрезы для плоскостей. Диаметр от 20 до 315 мм, число зубьев от 4 до 16.
• Дисковые фрезы для прорезки пазов и отрезки. Толщина от 0,5 до 12 мм.
• Угловые фрезы для обработки фасок и канавок типа ласточкин хвост. Угол профиля от 30 до 90.
• Фасонные фрезы для сложных профилей (зубчатые колёса, шлицевые валы).

Материалы режущей части и покрытия

Для серийного производства на станках с ЧПУ оптимальны твердосплавные фрезы с покрытием TiAlN (стойкость до 800C) или AlTiN (до 900C). Для нержавеющих сталей (группа M по ISO) применяют покрытие TiCN, снижающее налипание. Фрезы из быстрорежущей стали (HSS-Co8) используют при малых подачах и на универсальных станках. Для обработки титановых сплавов (группа S) рекомендованы фрезы с микрозернистым твёрдым сплавом (субмикрон 0,40,6 мкм) и покрытием AlCrN.

Режимы резания и эксплуатация

Выбор режимов зависит от обрабатываемого материала, жёсткости станка и требуемой шероховатости поверхности (Ra). Для черновой обработки стали 45 концевой фрезой диаметром 12 мм: глубина резания от 2 до 6 мм, подача от 0,05 до 0,12 мм/зуб, скорость резания от 100 до 140 м/мин. Для чистовой обработки (Ra 1,60,8 мкм) глубина снижается до 0,20,5 мм, подача до 0,010,03 мм/зуб. При фрезеровании алюминиевых сплавов скорость резания может достигать от 300 до 600 м/мин с подачей от 0,1 до 0,3 мм/зуб.

Для снижения вибраций при обработке длинномерных заготовок (соотношение вылета к диаметру более 4:1) применяют фрезы с переменным шагом зубьев и демпфирующими хвостовиками. Охлаждение эмульсия (58%) или масляный туман для алюминия. Контроль износа: допустимый износ по задней поверхности не более 0,30,5 мм для HSS и 0,20,3 мм для твёрдого сплава.

Применение в промышленности

• Автомобилестроение обработка блоков цилиндров, головок блока, корпусов коробок передач (торцевые и концевые фрезы).
• Авиастроение фрезерование лонжеронов, шпангоутов, панелей из алюминиевых и титановых сплавов (фрезы с большим вылетом и переменным шагом).
• Энергетика изготовление корпусов турбин, лопаток, фланцев (фасонные и дисковые фрезы).
• Судостроение обработка гребных винтов, рулей, кронштейнов (торцевые фрезы с пластинами из кубического нитрида бора).
• Деревообработка раскрой плит МДФ, фрезерование фасадов, изготовление мебельных деталей (концевые фрезы с подшипником).

Вопросы и ответы