Основные операции фрезерования металла: от плоскостей до сложных контуров
Фрезерный станок — это своего рода скульптор в мире металла, способный из бесформенной заготовки создать деталь практически любой сложности. Процесс фрезерования лежит в основе современного производства в самых разных отраслях, от машиностроения до аэрокосмической промышленности.
Но какие операции выполняют на фрезерных станках? Что именно можно сделать с помощью вращающейся фрезы? Понимание основных операций фрезерования — это ключ к освоению всего процесса обработки металла. Без этих знаний невозможно выбрать правильный инструмент или оборудование, а также получить деталь с необходимой точностью и качеством поверхности.
В этом руководстве мы подробно рассмотрим все виды фрезерных операций по металлу. Вы узнаете, для чего предназначено каждое действие, какой инструмент используется, и увидите наглядные примеры фрезерных операций, которые лежат в основе современного производства.
Основные технологические операции, выполняемые на фрезерных станках
Обычно осуществляется классификация фрезерных операций по типу создаваемой поверхности или выполняемой задаче. Давайте рассмотрим основные виды работ, которые можно выполнять на фрезерном оборудовании.
Фрезерование плоскостей (торцевое фрезерование)
Назначение: это самая базовая и одна из самых распространенных операций. Главная цель — создание больших, ровных и гладких плоских поверхностей. Обработка может выполняться как для горизонтальных и вертикальных, так и для наклонных плоскостей.
Инструмент: преимущественно используются торцевые фрезы. Это режущие инструменты с зубьями, которые расположены на торцевой и цилиндрической поверхности. Торцевое фрезерование обеспечивает высокую производительность за счет большого диаметра фрезы и возможности снятия значительного слоя материала за один проход.
ПолучениеРезультат: базовых поверхностей детали, подготовка заготовки к дальнейшей, более сложной обработке. Качество поверхности (минимальная шероховатость) является ключевым параметром этой операции.
Фрезерование уступов и контуров (концевое фрезерование)
ОбработкаНазначение: вертикальных стенок (уступов), создание внешних и внутренних контуров детали, а также выборка «карманов», колодцев и других углублений.
инструментОсновнойинструмент: — концевые фрезы. Они представляют собой цилиндрические фрезы с режущими кромками на боковой поверхности и торце. Концевые фрезы бывают с прямыми или винтовыми зубьями.
Результат: формирование основной геометрии детали. На станках с ЧПУ этот метод позволяет изготавливать детали сложных форм в полном соответствии с 3D-моделью.
Фрезерование пазов и канавок
СозданиеНазначение: углублений различных форм и назначения на поверхности детали.
Подвиды и инструменты:концевымиВыполняютсяпрямоугольные пазы: или дисковыми пазовыми фрезами. Выбор зависит от размеров и расположения паза.
специальныеИспользуютсяшпоночные пазы: шпоночные фрезы — двухзубые концевые фрезы с высокой жесткостью.
ПроизводитсяобработкаТ-образных пазов: в два этапа: сначала выполняется прямоугольный паз, затем используется специальная Т-образная фреза для формирования профиля.
Паз «ласточкин хвост»: также требует двух этапов и применения фасонной фрезы с определенным углом.
Отрезные и прорезные операции
Назначение: разделение заготовки на несколько частей, а также прорезание узких сквозных щелей (шлицев).
дисковыеПрименяютинструмент: отрезные или прорезные фрезы. Это тонкие дисковые фрезы с мелкими зубьями. Операция требует жесткого закрепления заготовки и инструмента.
изделийготовыхнесколькихПолучениеРезультат: из одной заготовки, создание элементов крепления и других конструктивных элементов.
Фасонное фрезерование
поверхностейпрофильныхсложныхСозданиеНазначение:, которые не являются простой комбинацией плоскостей и уступов. Например, это могут быть радиусы, выемки сложной геометрии, профили для рам, зубчатые колеса и шестерни.
фрезыфасонныеспециальныеИспользуютсяИнструмент:. Их режущие кромки имеют форму, обратную (зеркальную) профилю готовой детали. Изготовление таких фрез — сложный процесс, поэтому их применяют в серийном и крупносерийном производстве.
Сопутствующие операции (сверление, растачивание, нарезание резьбы)
фрезерныестанкиСовременныеНазначение:, особенно универсальные и станки с ЧПУ, позволяют выполнять операции, традиционные для других типов оборудования. Это значительно повышает производительность, так как не требуется переустановка детали.
Виды:ОтверстийСозданиеСверление: с помощью сверла, зажатого в патроне на шпинделе станка.
УвеличениеРастачивание: диаметра и повышение точности уже существующих отверстий с помощью расточного резца.
специальнымиинструментамивыполняетсянарезание резьбы: — резьбовыми фрезами, которые позволяют получать качественную внутреннюю и наружную резьбу различных профилей.
Два подхода к одной задаче: попутное и встречное фрезерование
Качество и производительность обработки сильно зависят от выбранной схемы фрезерования. Существует два основных метода, которые отличаются направлением вращения фрезы относительно направления подачи стола с заготовкой.
Встречное фрезерование (традиционный метод)
фрезывращенияНаправлениеПринцип: противоположно направлению движения подачи. Зуб фрезы начинает резать с минимальной толщины стружки (с нуля), плавно врезаясь в материал, и на выходе толщина стружки максимальна.
НагрузкаОсобенности: на зубья увеличивается постепенно. Однако из-за того, что фреза стремится «оттолкнуть» заготовку, могут возникать вибрации, что снижает качество поверхности. Этот метод подходит для станков с изношенными подающими механизмами и для обработки заготовок с твердой коркой (например, после литья).
Попутное фрезерование (современный метод)
НаправлениевращенияфрезыПринцип: совпадает с направлением подачи. Зуб сразу врезается в материал, снимая стружку максимальной толщины, которая к концу резания сходит на нет.
Особенности: этот способ обеспечивает лучшее качество обработки и чистоту поверхности, а также увеличивает стойкость инструмента. Фреза как бы «прижимает» заготовку к столу. Однако попутное фрезерование требует оборудования с высокой жесткостью и безлюфтовыми системами подачи, поэтому это основной метод для современных станков с ЧПУ.
Режимы резания: ключ к качеству и производительности
Для достижения наилучшего результата необходимо правильно выбрать режим резания. Это совокупность параметров, которые определяют процесс удаления материала.
Скорость резания (V): это скорость, с которой режущая кромка инструмента движется относительно заготовки. Зависит от материала фрезы и обрабатываемого материала. Измеряется в метрах в минуту.
Подача (S): это скорость перемещения заготовки или инструмента. Может быть подачей на один зуб, на один оборот шпинделя или минутной подачей. Выбор подачи влияет на производительность и шероховатость поверхности.
Глубина резания (t): это толщина слоя металла, снимаемого за один проход. Различают черновую обработку (большая глубина резания) и чистовую (небольшая глубина для получения точных размеров и гладкой поверхности).
Фрезерование — универсальный инструмент для решения любых задач
Мы рассмотрели основные фрезерные работы по металлу, от создания простых плоскостей до нарезания резьбы и обработки сложных фасонных поверхностей. Каждая из этих операций имеет свое назначение и требует использования определенных инструментов и технологий.
Именно комбинация этих, на первый взгляд, отдельных операций на современных станках с ЧПУ позволяет превращать простые металлические заготовки в сложные и точные компоненты для авиации, медицины, машиностроения и многих других отраслей. Понимание сути каждой операции — первый шаг к мастерству в металлообработке.
Данная статья и информация на сайте носят исключительно справочный характер. Технические характеристики, продукция и условия доставки могут меняться. Чтобы получить актуальные данные, задать вопросы, оставить заявку или заказать бесплатный звонок, обращайтесь в профильные компании. Их контакты, адрес и телефон обычно указаны на соответствующих страницах. Использование данных сайта подразумевает согласие с его политикой конфиденциальности в области обработки персональных данных.