Фрезы по металлу для фрезерного

Сборка фрезерного станка по металлу своими руками

Большинство умельцев мечтают иметь в своем хозяйстве самое разное универсальное оборудование, а значит, им будет интересно узнать, как собираются .

Такой мощный агрегат позволит самостоятельно выполнять множество самых разных специфических операций не только с металлом, но и работать по дереву.

Устройство такого типа уже давно используется в промышленной сфере для выполнения самых разных изделий.

Конечно, промышленный фрезерный агрегат обладает достаточным количеством функциональных возможностей и большим потенциалом работы, однако и в условиях дома можно сделать станок для работы по металлу и дереву.

Следует отметить и то, что при наличии всех необходимых составляющих, можно быстро собрать и токарно-фрезерное устройство ручного типа. Для этого потребуется копировальный фрезер и многое другое.

Наиболее простой вариант самодельного фрезерного устройства — это вертикальный мини агрегат из ручной дрели, сделать который можно максимально быстро.

Более продвинутый фрезерный станок при правильном подходе также собирается своими руками за короткий промежуток времени.

Принцип работы самодельного фрезерного агрегата должен полностью соответствовать принципу работы промышленного оборудования, а для этого необходимо рядом иметь соответствующий чертеж и знать технологию сборки.

Основное предназначение

Очень часто случается так, что домашний умелец сталкивается с необходимости обработать заготовку из дерева или металла, а в наличие нет подходящего оборудования.

Конечно, можно обратиться за помощью в соответствующую мастерскую, однако за это придется заплатить приличную сумму денег.

В этом случае приобретает актуальность самодельный фрезерный агрегат, сборка которого не отнимет много времени.

Устройство при правильном подходе к делу и наличие всех необходимых составляющих, позволит работать как по дереву, так и по металлу.

Стоит отметить, что и токарно-фрезерный станок при наличии соответствующей технологии, можно сделать в максимально короткие сроки.

Легче всего сделать мини устройство из обыкновенной ручной дрели, принцип работы которого практически ничем не будет отличаться от профессионального токарно-фрезерного оборудования.

Более универсальный и функциональный токарно-фрезерный станок собирается не из дрели, а на базе двигателя с достаточными мощностными показателями. Кроме этого, потребуются и некоторые специфические составляющие.

Собранный по правилам и в соответствии с технологией самодельный фрезерный станок по металлу, позволит легко и быстро вырезать практически любую криволинейную поверхность.

Кроме этого, с помощью такого оборудования можно будет самостоятельно изготовить заготовку с неправильной формой и конфигурацией.

Мастер сможет в любой момент своими руками выбрать пазы, фальцы, а также самые разные шлицы.

Такой самодельный станок из дрели поможет выполнить поперечное сечение, а также ряд других сложных операций, как по дереву, так и по металлу.

Конечно, функциональный набор самодельного мини агрегата, собранного из ручной дрели, будет значительно меньше более сложного фрезерного станка, однако и ему настоящий умелец найдет применение.

Специалисты рекомендуют непосредственно перед тем, как начинать работу, хорошо изучить принцип действия и конструкцию данного вида оборудования из дрели или нет, составить подробный чертеж и подготовить все требуемые материалы и инструменты.

На видео, которое размещено ниже, показан универсальный самодельный станок в действии.

Видео:

Устройство и принцип действия

Профессиональное фрезерное оборудование имеет достаточно сложную конструкцию и состоит из множества механизмов и узлов.

Станок, собранный в домашних условиях, будет иметь достаточно простую конструкцию и минимальный набор обязательных элементов.

В любом случае, самодельное устройство ручного типа должно состоять из некоторых обязательных элементов и узлов, которые позволят ему выполнять свои функции по прямому назначению.

Любой агрегат ручного типа в обязательном порядке должен иметь достаточно жесткую и прочную станину, которая сможет выдержать определенную нагрузку.

Также в состав самодельного фрезерного агрегата необходимо включить привод, который будет отвечать за вращение.

Для этих целей можно воспользоваться обыкновенной ручной дрелью, а можно взять двигатель несколько мощней, что только увеличит его общую производительность.

Обязательным элементом любого оборудования фрезерного типа является рабочий стол, на котором следует разметить своими руками и элементы крепления для заготовок .

Конечно же, в состав любого агрегата фрезерного типа входит режущий инструмент, в роли которого, как правило, выступает остро наточенная фреза.

Конечно, домашний мастер будет стремиться сделать достаточно функциональный агрегат при минимальных вложениях, однако, рекомендуется использовать только качественные составляющие, выполненные из прочных материалов.

В любом случае, на технические характеристики и возможности фрезерного самодельного агрегата будут влиять некоторые факторы и параметры.

В первую очередь, это габариты рабочего стола, а также максимальные вес и размеры заготовки, которые в дальнейшем можно будет обрабатывать на станке.

Также на рабочие параметры фрезерного устройства будет оказывать влияние мощность установленного привода и число максимальных оборотов.

Большое значение будет играть и правильность сборки самодельного мини-агрегата своими руками, а также правильно составленный чертеж.

На видео, которое размещено ниже, подробно рассказано о том, как своими руками собрать фрезерный станок для работы с металлом.

Видео:

Начало сборки

Одним из важнейших элементов мини-станков данного ручного типа является стол, и его сборке следует уделить особое внимание.

Для его самостоятельной сборки потребуются лист фанеры, который можно заменить оргстеклом или листовым металлом.

Кроме этого, необходимо будет приобрести качественный контактный клей и двухсторонний скотч.

Также потребуется и большое количество наждачной бумаги. Необходимо будет приобрести копировальный фрезер, метизы и струбцины.

Копировальный фрезер должен обладать высокой точностью и иметь острую и гладкую поверхность.

От того, какой именно копировальный фрезер будет использоваться, во многом зависят функциональные возможности самодельного станка.

Сборки начинают с изготовления крышки. Крышка собирается преимущественно из фанеры, которую нарезают на необходимые заготовки и монтируют между собой.

Далее следует установка крепежных элементов, также монтируется копировальный фрезер и все остальные необходимые элементы.

Всю работу необходимо будет сделать с максимальной точностью и аккуратностью.

Видео:

После самостоятельной сборки плиты для самодельного фрезеровального устройства, переходят к установке монтажной плиты.

Для этого в рабочем столе делается углубление определенных размеров и конфигурации.

Далее в сделанный вырез следует уложить саму монтажную пластину и прочно зафиксировать при помощи скотча.

Также по контуру пластины следует в определенной последовательности уложить прокладки и зафиксировать их при помощи струбцин.

Особое внимание следует уделить установке подшипников непосредственно под копировальный фрезер.

Все необходимые технологические отверстия на рабочем столе легче всего делать при помощи ручной дрели.

Все деревянные поверхности будущего станка необходимо тщательно отшлифовать при помощи наждачной бумаги.

На следующем этапе собирается основания, для чего необходимо взять чертеж и выполнить всю работу в соответствии с ним.

С особой тщательностью необходимо провести работы по монтажу упора и прижимной гребенки.

Данные составляющие имеют большое значение для фрезерного станка, а поэтому работу необходимо выполнять с максимальной точностью и в соответствии с технологией.

Заключительный этап

На заключительном этапе выполнения работ по сборке самодельного универсального станка по металлу и дереву, необходимо все деревянные составляющие тщательно покрыть специальной пропиткой на основе масла.

Это позволит их защитить от внешнего атмосферного воздействия, тем самым повысив долговечность.

Кроме этого, следует установить все необходимые выключатели и органы управления в доступном месте.

Также следует защитить и копировальный фрезер, для чего необходимо изготовить и смонтировать специальный рукав.

Дальше устанавливается параллельный упор, а также пылеудаляющий патрубок, который будет отвечать за удаление мелких стружек.

Особое внимание следует уделить монтажу выбранного типа привода. Для этих целей лучше всего использовать мотор с достаточной мощностью.

На видео, которое размещено ниже, показано, как собрать фрезерный агрегат самостоятельно, принцип работы которого будет схож с профессиональным оборудованием.

Видео:

При сборке своими руками агрегата для фрезерования в домашних условиях, следует обязательно иметь перед глазами соответствующий подробный чертеж.

Также необходимо соблюдать технологию сборки и установленную последовательность.

Если вся работа будет выполнена правильно и аккуратно, то самодельное фрезерное оборудование будет обладать хорошей функциональностью и работоспособностью.

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.

Справка! Режущие кромки делают из твердых сплавов с высокой износостойкостью. Хвостовики фрез из пластичного металла с высоким сопротивлением на кручение и удар: Ст 45, Ст 40Х, инструментальные У8, У10.

Направление обработки

Направление вращения фрезы при обработке устанавливается:

• правое – по часовой стрелке;
• левое.

Оно определяется заточкой фрезы, позиционированием режущей кромке.

Справка! Если в маркировке фрезы не указано направление, то это стандартный инструмент с правым рабочим вращением.

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.

Справка! При затыловке инструмента, диаметр фрезы уменьшается.

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.

Важно! Некоторые фрезы, предназначенные для глубокой фрезеровки и создания сложных конфигураций, затачиваются по контуру или передней поверхности с затыловкой. Это обеспечивает свободный отвод стружки.

Конструкция

Конструкция инструмента зависит от его размеров и типа:

• цельные — монолитные;
• сборные – наборные;
• составные.

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.

Важно! При замене пластин они выставляются по плоскости и проверяются на радиальное биение.

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.

Важно! Угол заточки концевых фрез влияет на удаление стружки с зоны реза. Наклон режущей кромки увеличивается вместе с диаметром инструмента, начиная с 30⁰.

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.

Важно! Червячные фрезы устанавливают на зубофрезерные станки. Они выделены в отдельную группу и имеют первую цифру маркировки 5.

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.

Справка! При отсутствии фрезы нужной конфигурации, паз делается в несколько проходов. Сначала прорезается узкая часть на всю глубину, выбирается широкое основание.

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.

Фреза по металлу для дрели как замена фрезерному станку

Ремонт приборов и оборудования часто связан с обработкой деталей из металлов. Для таких работ в домашних условиях и в небольшой мастерской, где нет специального оборудования, может использоваться фреза по металлу для дрели, которая превратит дрель в ручной фрезерный станок. Важным является подбор качественного металлорежущего инструмента, что позволит повысить качество обработки и расширить возможности применения этой рабочей насадки.

Особенности работы с дрелью

При использовании дрели вместо фрезера надо учитывать особенности работы с этим инструментом. Важно помнить:

• Число оборотов дрели меньше, чем у фрезера, поэтому резка будет идти медленнее.
• Мотор электродрели перегревается при длительной работе. Требуется делать перерывы для охлаждения инструмента.
• Подшипники вала редуктора рассчитаны на продольные нагрузки и могут выйти из строя при поперечном фрезеровании. Нельзя прикладывать большие усилия в поперечном направлении. Это увеличивает продолжительность обработки.
• Патрон электродрели может не выдержать боковых нагрузок, что приводит к порче детали.

Безопасность при работе фрезером обеспечивается упорной пластиной. Можно сделать фрезер из дрели своими руками. Дрель нужно закрепить на самодельном основании, что позволит сделать конструкцию более безопасной и увеличить точность обработки.

Виды фрез по металлу

Электродрель со вставленной фрезой может заменить ручной фрезер по металлу. Фрезеровать дрелью не так удобно как специальным инструментом, но выполнять многие работы можно. Виды фрез по металлу для ручного фрезера:

• Торцевые. Это наиболее часто применяемый вид инструмента по металлу. Ось вращения торцевой фрезы располагается вертикально. Фрезеровке подвергаются плоские поверхности, с которых снимается слой металла.
• Дисковые. Это инструмент для образования различных канавок и пазов. Зубья могут располагаться как на боковой, так и на торцевой поверхности инструмента.
• Цилиндрические. Ось вращения такого инструмента располагается горизонтально. Зубья находятся на боковой поверхности. Они могут быть прямыми или винтовыми. Винтовые зубья обеспечивают более точную и плавную работу инструмента.
• Концевые фрезы обрабатывают пазы, выемки, уступы. Имеют зубья как на боковой поверхности, так и в торце.
• Фасонные и угловые фрезы служат для обработки фасонных и угловых поверхностей. Это реже всего применяемые виды инструмента.

При работе дрелью по бетону используются твердосплавные коронки с переходниками. Простые виды фрез, работающие в комплекте с электродрелями — это зенковка и шарошка. Они служат для расточки отверстий в металле и черновой обработки.

Конструкция инструментов

По форме зуба фрезы разделяются на остроконечные и затылованные. У остроконечных зубья имеют плоские переднюю и заднюю поверхности, а у затылованных плоская только передняя поверхность, задняя же имеет форму архимедовой спирали. Затачивание остроконечных зубьев производится по задней поверхности и при этом меняется размер инструмента. Поэтому их не рекомендуется часто перетачивать. Затылованные зубья затачиваются по передней поверхности и могут перетачиваться многократно.

Фрезы для дрели могут производиться цельными или сборными. Цельные изготавливаются из одной заготовки. Материал тела инструмента и режущей части один и тот же. Производство таких изделий более экономично. Тело сборной фрезы изготавливается из недорогих марок стали, а для режущей части используют твердосплавные пластины. Это делает инструмент дороже, но улучшает его рабочие характеристики.

Самодельные фрезы

Существует много способов сделать насадки для дрели по металлу своими руками. Основные из них:

• Можно насадить кремниевое колёсико от зажигалки на подходящую ось и получить хорошо работающую насадку.
• К фанерному цилиндру приклеить куски наждачки и получить шлифовальный барабан.
• Обточить дюбель для получения торцевой или отрезной насадки.

Каждый мастер может проявить изобретательность и изготовить такую оснастку, какая требуется для выполнения конкретных работ.

Борфреза по металлу

Борфрезы можно использовать с электрической дрелью или шуруповёртом. Борфреза по металлу для дрели, которая ещё называется шарошка, выполняет операции по зачистке и шлифовке металлических поверхностей. Гравировка и растачивание отверстий до требуемых размеров тоже могут выполняться борфрезами. Оборудование, на которое устанавливаются шарошки, должно иметь большую скорость вращения. Рабочая часть борфрез может иметь очень малые размеры. Этот мини-инструмент применяется для гравировальных и ювелирных работ, с его помощью изготавливаются матрицы и литейные формы.

Борфрезы часто используются совместно с бормашиной, иногда называемой дремелем. Это название пошло от немецкой фирмы «Дремель», которая производит оборудование и оснастку для фрезерных и гравёрных работ. При выполнении гравировки по дереву или металлу с использованием шуруповёрта или электродрели устанавливают гибкий вал и насадку для крепления шарошки.

Для работы по дереву

Обработка деревянных заготовок не вызывает таких трудностей, как работа с металлом. С помощью фрез для дрели по дереву можно осуществлять и черновую, и чистовую обработку заготовок. Для ручного инструмента применяются фрезы, у которых хвостовик имеет диаметр 8 или 12 мм. При обработке различных материалов из древесины используются разные виды фрез. Виды фрез по дереву:

• Калёвочные. Применяются для скругления углов.
• Дисковые. Служат для вырезания различных пазов и канавок.
• Галтельные — для создания полукруглых канавок.
• V-образные. Используются для вырезания пазов на плоских поверхностях.
• Шиповые — для выполнения пазов типа ласточкин хвост.
• Кромочные — для обработки краёв изделий.
• Цилиндрические — для обработки плоских поверхностей.
• Торцевые — для производства углублений и выемок.
• Конусные — снимают фаски с кромок.
• Свёрла, предназначенные для выполнения отверстий в дереве.

Для выполнения различных технологических операций подбирается необходимый вид инструмента. При работе с режущим инструментом нужно соблюдать правила техники безопасности. В процессе обработки отлетают кусочки обрабатываемого материала, возможны и поломки режущего инструмента. В целях безопасности надо одевать защитные очки и перчатки.

Фреза по металлу: принцип работы, виды и выбор инструмента

Фреза является разновидностью режущих инструментов. Она изготавливается в форме блина, а на её торцевой части располагаются зубцы. Применяется она для создания канавок определённой толщины и глубины, а также для отпиливания заготовок из стальных сплавов и чёрных металлов.

Устройство и принцип работы инструмента

Металл обрабатывается благодаря множеству лезвий, которые располагаются на зубчатом теле фрезы. При вращении инструмента происходит фрезерование, во время которого одновременно несколько зубцов контактируют с материалом, срезая слои различной толщины.

Изготавливаются рабочие зубцы из твёрдых металлов, быстрорежущей стали, кардной проволоки или минеральной керамики. В некоторых случаях фрезу делают с алмазным напылением.

В зависимости от вида зубцов и устройства оборудования различают такие типы фрез:

1. Сварные.
2. Цельные.
3. Сборные.

Цельное приспособление состоит из единого металла. Основными их частями являются рабочий участок (у концевых) или тело дисковой формы (у насадочных) и корпус-хвостовик.

К типу насадочному относят отрезные и дисковые инструменты. Они, в свою очередь, могут быть сварными или цельными. У сварных инструментов хвостовик и рабочая часть изготавливаются из различных металлов и друг к другу крепятся при помощи сварки.

Сборное оборудование тоже изготавливается из нескольких металлов (чаще всего двух), но они не намертво прикреплены друг к другу. Их части фиксируются при помощи болтов, винтов или клиньев. Основной частью сборных фрез является корпус, а вот резцы можно точить или заменять. Резцы чаще всего выполнены с твердосплавными напайками или из быстрорежущей стали.

Разновидности

Определённый вид фрезы предусмотрен для отдельной работы. Они подразделяются на следующие виды:

1. Отрезные.
2. Дисковые.
3. Угловые и концевые. Предназначаются для обработки выемок, уступов, наклонных поверхностей и пазов.
4. Шпоночные. Они похожи на сверло и выполняют те же функции, что и концевые.
5. Торцовые. Применяются на металлообрабатывающих станках вертикального типа для обработки различных плоскостей.
6. Цилиндрические. Могут иметь винтовые или прямые зубцы, устанавливаются на станки горизонтального типа. Ими режут плоские поверхности.

К самой применяемой и широко распространённой группе относят отрезные и дисковые фрезы, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Дисковая фреза

Этот тип оборудования является одним из самых производительных, он используется для выполнения уступов, отрезания заготовки, выделки разных выемок, канавок и пазов. У их зубцов на концах имеются дополнительные рабочие кромки, диаметр которых сильно превышает длину самого инструмента.

Этот тип фрезы был создан для работы с металлом в более сложных условиях, с зажатием и вибрацией. Вибрация может быть связана с маленькой жёсткостью тела оборудования или плохого отхода стружки из рабочей зоны.

Фреза по металлу дисковая делится на следующие разновидности:

1. Прорезные.
2. Трёхсторонние.
3. Пазовые.
4. Двухсторонние.

В пазовых дисковых фрезах имеются режущие зубцы только по внешней цилиндрической поверхности. Для фрезерования мелких канавок они очень удобны. У двухсторонних имеются и поверхностные, и торцовые зубья. У трёхстороннего оборудования зубцы покрывают поверхности и два торца, с их помощью можно одновременно обрабатывать несколько перпендикулярных плоскостей в уступах или пазах.

Чтобы на заготовках выполнять шпицы и узкие канавки, используют топкие дисковые инструменты, их ещё называют «пила». Фаски у них на торцах затачивают поочерёдно. В основном фаской снимается 50% рабочей кромки. Именно по этой причине слой металла, который срезается зубцами, меньше ширины будущей канавки. Подобная конструкция оборудования предусматривает промежутки между зубцами для стружки, которая за счёт этого легче выводится. Если ширина реза будет такой же, как у канавки, то стружка зацепится за стенки и застрянет, что может вызвать поломку режущей поверхности.

Отрезные фрезы

Фреза отрезная является разновидностью дисковой. Созданы они для деления целой заготовки на части и отрезания фрагментов болванок. Рабочих острых кромок на торцах нет, так как они размещены по периферии. По размерам зубьев различают такие типы отрезных фрез:

1. С большими зубьями.
2. С малыми.
3. Со средними (нормальными).

Многие отрезные фрезы относятся к классу «В» по точности и имеют толщину больше 1 мм. Инструменты со средними и малыми зубцами применяются для фрезерования чугуна и стали, а с большими — для лёгких и мягких металлов.

Нюансы подбора оборудования

Выбрать для себя подходящий инструмент несложно, необходимо лишь знать характеристики и параметры оборудования. К таким параметрам относят число зубьев и материал, из которого выполнено изделие. Ключевым моментом для выбора материал изделия является прочность металла, который вы собираетесь резать.

Требуемое число зубьев

От того, какое количество зубьев у инструмента, зависит скорость обработки и чистота среза. Чем больше их количество, тем место спила будет чище. Но при этом сильно возрастает нагрузка на электромотор, процесс отвода из места распила стружки ухудшается. А из-за этих причин падает скорость вхождения в толщину металла и вращения инструмента. Если количество зубцов небольшое, то между ними увеличивается размер пазух. Эти факторы ускоряют распилку и облегчают вывод стружки. Но на торцах останутся бороздки, которые дополнительно следует зачищать.

Больше зубцов делают отрезным фрезам с отрицательным значением угла и габаритным поперечником. Меньшее число зубьев будет у устройства с положительным значением угла и небольшим поперечником.

Малое число зубов колеблется в пределах 10−40 штук, среднее — 40−80, а большое — 80−90. Именно образцы со средним числом зубьев подходят для различных видов распила. Именно такие образцы наиболее эффективны для работы по материалам разной твёрдости.

Для чистового фрезерования применяют режущие дисковые инструменты с мелкими зубцами, а для первичного — с крупными. Диски, предназначенные для черновой работы, отличаются беспрепятственным и быстрым отводом излишков стружки из глубоких зон распила.

Как подобрать материал

Для резки металлов с прочностью от 500 до 800 МПа применяются фрезы из быстрорежущей стали с добавлением молибдена, количество которого составляет примерно 5%. Для работы с металлами, прочность которых превышает 800 МПа, выбирают инструмент с содержанием кобальта до 5%. Для работы с драгоценными металлами изготавливают высокоточные фрезы из быстрорежущей стали наилучшего качества.

Для обработки нержавеющей стали применяются дисковые инструменты с напайками из карбида вольфрама. Такие зубцы не перетачивают, они покрыты слоем PVD.

Правила хранения и испытания

Проверка дисковых отрезных фрез на работоспособность и стойкость происходит на образцах, которые изготовлены из стали 45, со скоростью резания 20−100 метров за минуту. Проводятся испытания на фрезерных станках с применением спецоправки и правочных колец. Общая длина фрезерования каждого инструмента, который подвергается проверке по металлу, составляет 25−50 см.

Проверочную обработку производят с обязательной подачей охлаждающей жидкости, водного раствора эмульсола. После того как испытание будет завершено, явления окрашивания на режущих частях отрезных дисковых фрез должны отсутствовать. Если после тестирования фреза готова к дальнейшей эксплуатации, считается, что испытание на работоспособность она прошла.

Внешний вид оборудования анализируется, согласно ГОСТу, визуально. Осуществляется осмотр с помощью лупы с четырёхкратным увеличением. Твёрдость проверяется по стандарту 9013, а шероховатость — 9378.

Особенности стали для изготовления фрез

Оборудование выполняют из быстрорежущих сплавов, к которым относятся высоколегированные марки стали с повышенной теплостойкостью. Подобная отличительная черта достигается введением в сплав молибдена, хрома и ванадия в сочетании с вольфрамом. Для производства отрезных фрез в основном берут сталь таких марок: Р6М5, Р12, Р18.

На заводы для изготовления режущего инструмента сплавы поступают в виде стальных заготовок (в поковках).

Когда фрезы подвергают нагреву под закалку, в сплаве начинает формироваться аустенит. Он содержит относительно небольшое количество углерода и активно легируется. Режущий инструмент получает особую структуру после закалки и состоит из мартенсита с меленькими иглами, различных карбидов и остаточного аустенита.

Основными легирующими добавками для быстрорежущих сталей служат ванадий, вольфрам, молибден и кобальт. Именно эти элементы способны обеспечить нужную красностойкость материала. В подобные сплавы обязательно добавляют хром. Особое внимание уделяется количеству в стали углерода: его число должно быть таким, чтобы в сплаве могли сформироваться карбиды вводимых добавок. Если количество углерода будет меньше 0,7%, то готовая фреза не будет иметь нужную твёрдость.

Как на свойства сплавов влияют легирующие элементы:

1. Фосфор и сера оказывают негативное воздействие на характеристики стальных быстрорежущих композиций. В сплаве их количество не должно превышать 0,03 и 0,015% соответственно.
2. Вольфрам и молибден являются основными легирующими добавками. Именно благодаря им обеспечивается высокая степень эксплуатационной и красностойкости стали.
3. Хрома в сплаве должно содержаться не более 4%. Он придаёт повышенную прокаливаемость металлу.
4. Кобальт повышает красностойкость, но удаляет углерод из стали и понижает её прочность и вязкость.

Чаще всего инструмент изготавливают из стали марки Р6М5. Её стоимость ниже, но и фреза получается менее износостойкой, чем из материалов марок Р18 и р12.

Максимальная износостойкость у сплава Р18: в нём наибольшее количество вольфрама, отсюда и высокая стоимость. А по показателям теплостойкости лучшим считается инструмент, изготовленный из стали Р12.

Методы повышения износостойкости

Высокие эксплуатационные характеристики гарантирует качественная термическая обработка оборудования. Фрезу могут подвергать различным вариантам закалки, которые увеличивают их износостойкость. Выполняется закалка следующими методиками:

1. Светлая. Это разновидность термической ступенчатой обработки. Чтобы её осуществить, необходимо охладить сталь специальными соединениями. В основном для этих целей применяется смесь расплавленной щёлочи и воды.
2. Прерывистая. Такая технология популярна, так как она исключает риск появления в готовых изделиях трещин.
3. Непрерывная. Применяется этот вид закалки редко, так как выполняется он с ускоренным охлаждением. А такие манипуляции часто вызывают появление трещин на приспособлении.
4. Ступенчатая. Этот вид закалки включает в себя охлаждение заготовок в горячей атмосфере (до 600 градусов), а после — на открытом воздухе.
5. Очень редко могут применять изотермические неполные или полные закалки, а также индукционный нагрев.

При термообработке нагрев производят:

1. В соляных специальных ваннах.
2. В газовых и электрических агрегатах в защитной среде.
3. Высокочастотными токами.

Фрезы необходимы для обработки металлических изделий и прорезывания в них канавок и прочих отверстий, именно поэтому правильно подойдите к её выбору. Учтите все нюансы последующего процесса обработки и тип металла, с которым вы собираетесь работать.