Что такое концевая фреза?
Фреза концевая – металлорежущий инструмент в виде цилиндра, дополненного режущими кромками и хвостовиком. Режущие грани размещены по периметру цилиндрической поверхности и на торце.
Многие путают сверла и концевые фрезы. Изделия, действительно, похожи друг на друга по внешнему виду. Однако сверла можно использовать только для сверления в осевом направлении, а фрезы можно применять для бокового сверления, создания профилей и пазов. Некоторые виды концевых фрез можно использовать для резания в любых направлениях: сверления, контурного, торцевого и пазового фрезерования, и т.д.
Конструкция концевой фрезы
Конструкция концевой фрезы включает:
- режущую часть (рабочая часть с режущими кромками);
- хвостовик (крепление для фиксации в шпинделе станка).
Основные геометрические параметры фрезы:
- общая длина;
- диаметр режущей рабочей части;
- тип, длина и диаметр хвостовика.
Режущая часть
Режущая часть концевой фрезы может быть монолитной или оснащенной съемными режущими элементами. Применение съемных конструкций позволяет ускорить процесс обработки металлических заготовок, т.к. нет нужды менять всю деталь в станке.
Режущие зубья и отделяющие их канавки для отвода стружки расположены по спирали на цилиндрической поверхности фрезы. Кромки могут иметь левое или правое направление. Сверху рабочей части размещена либо острая кромка, либо съемные режущие пластины. Монолитные концевые фрезы производят из HSS стали, быстросъемные пластины – из твердых сплавов.
Хвостовики
Фрезы оснащают цилиндрическим или коническим хвостовиком. Согласно ГОСТ 53937-2010, хвостовики концевых фрез могут быть:
- цилиндрические гладкие;
- цилиндрические с резьбой;
- цилиндрические с лысками;
- конический (Конус Морзе);
- конический (конус 7:24);
- конический (полый конус HSK).
Особенности
Размеры концевых фрезеров определены ГОСТ. Инструмент из стали HSS с цилиндрическим хвостовиком имеет размеры 3-32 мм, инструмент среднего и большого диаметра с коническим хвостовиком – 14-63 мм, фрезы для фрезерных станков с ЧПУ – 14-50 мм. В редких случаях встречаются удлиненные фрезы до 100 мм.
Применение концевых фрез
Концевое фрезерование используют для продольной обработки плоскостей, расположенных параллельно оси вращения инструмента. Концевые фрезы применяют для фрезеровки контурных и линейных канавок и пазов, создания ступенчатых плоскостей, выемок разной глубины и формы. С помощью инструмента можно обработать разные виды металлических заготовок:
- штампы, шаблоны, прессформы, пуансоны, матрицы;
- детали с плоской поверхностью;
- шестерни с зубьями и канавками;
- детали со шпоночными пазами;
- плиты с Т-образными и линейными пазами.
Инструмент можно использовать на промышленных станках, в том числе с ЧПУ.
Виды концевых фрез
Точной классификации концевых фрез не существует, однако принято делить инструмент по:
- форме режущей части;
- конструктивным особенностям;
- материалу изготовления;
- назначению;
- количеству режущих кромок;
- количеству зубьев;
- направлению отведения стружки;
- покрытию.
Фрезы по форме режущей части
Концевые фрезы по форме рабочей части различают на:
- Торцевые. Массивные и прочные фрезы с режущей частью спиральной формы. Торцевой инструмент дополнен 1 или несколькими режущими кромками, преимущественно цилиндрическим хвостовиком.
- Шпоночные. Применяют для обработки шпоночных пазов. Шпоночные фрезы оснащены 2 режущими зубьями, торцевыми режущими элементами, направленными во внутреннюю часть изделия. Фреза может углубиться в заготовку по оси, а затем двигаться продольно.
- Т-образные. Применяют для формирования Т-образных пазов. Часто инструмент имеет зубья, направленные в разные стороны.
- «Ласточкин хвост». Концевая фреза для паза «ласточкин хвост». Выпускается по ГОСТ 29118-91.
-
Сферические. Применяют для обработки заготовок из металла со сложной геометрией. Отличаются высокой гибкостью.
- Радиусные вогнутые. Применяют для обработки наклонных поверхностей или для врезки детали под нужным углом. Радиусные фрезы повышают скорость резания, снимают больше металла с заготовки за проход.
- Угловые. Применяют для обработки наклонных плоскостей и пазов. Дополнены угловыми профилями. Вершины угловых фрез имеют легкое закругление, что повышает их эксплуатационные сроки.
- Копирные с цилиндрической или конической режущей частью. Применяют для создания прессформ и штампов.
- Цилиндрические. Применяют для фрезерования плоскостей деталей, расположенных параллельно оси инструмента.
Типы концевых фрез по конструктивным особенностям
Российские ГОСТЫ выдвигают только общие требования к стандартам фрезерного инструмента. При этом мировые производители фрез такие, как Cerin, Gesac, Osawa, Nikko Tools, NUOVA CUMET, TaeguTec регулярно выпускают оригинальные конструкции концевых фрез новаторского типа. Примером такой инновационной разработки могут служить модульные фрезы, где рабочая режущая часть соединяется с хвостовиком с помощью винтового соединения.
Виды концевых фрез по материалу изготовления
Для концевого фрезерования используют фрезы из быстрорежущей HSS стали и твердых сплавов. Фрезы из HSS стали применяют для обработки разных типов металлов и сплавов, однако они не подходят для работ по твердым, хрупким металлам и при высоких температурах на высоких скоростях.
При работе на высоких скоростях используют твердосплавные концевые фрезы, которые отличаются повышенной жесткостью. Они выдерживают высокие температуры и обеспечивают повышенную скорость резания.
Фрезы по назначению
В зависимости от назначения концевая фреза различается по виду и форме обрабатываемой поверхности заготовки.
По назначению концевые фрезы делят на:
- общего назначения;
- с торцевой режущей частью;
- для обработки фигурных пазов;
- для обработки шпоночных пазов;
- копирные;
- для фигурных профилей.
По количеству режущих кромок
По количеству кромок концевые фрезы делят на:
- однозаходные;
- двухзаходные;
- трехзаходные;
- многозаходные.
По количеству и типу зубьев
В зависимости от размера зубьев концевые фрезы делят на крупнозубные (для черновой обработки) и мелкозубные (для чистовой).
Виды концевых фрез по количеству зубьев:
- Двузубые. Используют для обработки пазов и контуров. Оснащены увеличенными по размеру стружечными канавками, предназначенными для отвода стружки.
- Трехзубые. Имеют более высокую прочность, чем двузубые.
- Четырехзубые. Отличаются повышенной прочностью и точностью обработки. Подходят для фрезерования, когда нет сложностей с отводом стружки.
- Пятизубые. Гарантируют чистоту обработки поверхности и хорошее сцепление с режущей частью.
- Шестизубые. Повышают стабильность инструмента, лучшее сцепление фрезы с металлической заготовкой.
- Фрезы с 7 и более зубьями. Повышают уровень сцепления режущей части с металлической заготовкой, повышают скорость удаления припуска. Применяют для чистовой обработки.
По направлению отведения стружки
Отвод стружки может осуществляться по направлению вверх или вниз. Наиболее распространенный вариант концевых фрез – с отводом стружки вверх. Однако это не всегда удобно, т.к. под действием силы тяжести стружка падает вниз и может попасть в рабочую зону. Кроме того, при отводе стружки вверх через какое-то время она накапливается и придется самостоятельно убирать часть отходов.
Концевые фрезы с покрытием
Наличие дополнительного покрытия у концевой фрезы повышает ее эксплуатационные характеристики. Наличие покрытия позволяет применять инструмент при более высоких температурах и на более высоких скоростях резки.
Наиболее распространенные типы покрытий:
- TiN. Нитрид титана;
- TiCN. Карбонитрид титана;
- AlTiN. Нитрид титана алюминия;
- TiSiN. Нитрид титана кремния.
ГОСТЫ для концевых фрез
ГОСТЫ, регулирующие размеры и характеристики концевых фрез по металлу:
- ГОСТ 17024-82 «Фрезы концевые. Технические условия» (общие требования).
- ГОСТ 17025-71 регулирует концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком.
- ГОСТ 17026-71 – для фрез с коническим хвостовиком.
- ГОСТ 18372 – для фрез с твердосплавными пластинами.
- ГОСТ 16225-81 – для фрез для обработки легких сплавов.
- ГОСТ 18938-73 – для концевых фрез для обработки титановых сплавов.
- Более 40 ГОСТов, регулирующих требования к отдельным типам концевых фрез.
- Технические условия, например, ТУ 2-035-0222232.3-90 для определения диаметров для станков с ЧПУ.
Заточка фрез
Любой фрезерный инструмент подвержен износу. При изнашивании у концевой фрезы снижается производительность, уменьшается скорость резания и точность обработки заготовок. Также повышается биение и вибрация, что может привести к поломке фрезы.
Для заточки концевых фрез можно применять разные типы абразивного оборудования:
- универсальное;
- специализированное.
