Как делают фрезы по металлу?

Изготовление фрез

Изготовление фрез на разных предприятиях ведется по полному и неполному циклу. Первый вариант актуален для заводов в России, второй — для специализированных производств на Западе и отдельных отечественных компаний, как правило, входящих в международные холдинги.

  • Полный цикл производства. Предполагает исполнение заготовок и проведение кузнечных операций, термическую обработку сталей, нанесение гальванического покрытия и механосборочные процессы. На заводе есть все необходимые участки: штамповочные, пресс-форм, термической обработки и т. п.
  • Узкоспециализированные предприятия. На производстве установлены современные программно-вычислительные машины. Предприятие выполняет только механическую обработку и сборку. Заготовки поступают с других подразделений (как правило, это импорт).

Производство фрез: особенности технологических процессов

Далее расскажем подробнее, как проходит производство фрез на предприятии полного цикла, опишем материалы, принципы обработки заготовок и станки, которые требуются для выполнения отдельных видов работ.

Материалы, из которых изготавливают фрезы

Материал для изготовления фрез должен обладать следующими характеристиками:

  • твердость, превышающая аналогичный показатель обрабатываемых изделий;
  • высокая стойкость на износ;
  • механическая прочность.

Традиционно для выпуска режущих инструментов применяют углеродистые инструментальные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы, керамику, искусственные и природные алмазы.

Инструментальные углеродистые стали

На производство фрез идут инструментальные стали марок У7, У8, УО, У10, У11, У12, У13. Материалы, которые содержат минимум примесей, дополнительно маркируются литерой А (У10А, У8А).

Недостаток углеродистой стали — малые режущие свойства. Инструменты, выполненные из таких заготовок, могут обрабатывать детали при температуре до 200–250 градусов. Максимальная скорость резания — 10–15 м/мин.

Легированные инструментальные стали

На изготовление прорезных, фасонных и концевых фрез идет сталь марок ХГ, ХВ5, ОХС и ХВГ. Этот материал имеет улучшенные (по сравнению с углеродистой сталью) режущие свойства. Возможна обработка деталей при температуре до 300–350 градусов и скорости операций 20–25 м/мин.

Быстрорежущие инструментальные стали

Материал по уровню сопротивляемости износу и теплоемкости превосходит углеродистое и легированное сырье. Быстрорежущая сталь не утрачивает исходных свойств даже при достижении красного каления (550–600 градусов).

На производстве используют быстрорежущие стали марок Р18, Р12, РО, Р18М, РОМ, Р6М5, Р18Ф2 (нормальная производительность) и Р18Ф2К5, РОФ2К5, РОФ2К5, РОФ2К10, РОФ5, Р14Ф4, Р6МЗ, Р10Ф5К5 (повышенная производительность). Материал легируется кобальтом, ванадием, молибденом.

Твердые сплавы из металлокерамики

В составе материала карбид вольфрама, титан, кобальт. Наиболее широкое распространение получили карбидные сплавы марок Т5К12В, ТТ7К12, ТТ7К5, ТТ10К8Б. Их основное отличие — повышенная прочность, поэтому из них изготавливают режущие пластины на инструмент.

Сплавы из минералокерамики

Материал готовят из корунда методом тонкого размола, прессования и спекания. Из твердых сплавов делают режущие пластины. Основное отличие подобных изделий от изготовленных из металлокерамических сплавов — пониженная прочность и хрупкость. По этой причине минеральную керамику применяют только для тонкого чистового фрезерования.

Оборудование для производства фрез

На предприятиях используют следующее оборудование для производства фрез:

  • токарно-карусельные и токарные станки;
  • печи;
  • фрезерные станки;
  • сборочные стенды.

Этапы производства

Технологический процесс изготовления фрезы выглядит следующим образом.

  1. Ковка. Заготовку делают путем ковки материала. Затем ее подвергают обдирке на токарно-карусельном станке, оставляя припуски по 10 мм.
  2. Черновая обработка. Деталь обтачивают с припуском 5 мм, ориентируясь на чертеж. Затем сверяют ее размеры и отправляют на термическую обработку (закалку и отпуск).
  3. Обточка резцов. На токарном станке точат резцы, наружный диаметр и основные поверхности, оставляя припуски в 0,3 мм.
  4. Снятие напряжения. После черновой обработки деталь подвергают процессу старения для снятия внутреннего напряжения. Для этого ее нагревают до 550–570 градусов и охлаждают.
  5. Шлифовка. Торцы и поверхности, а также наружный диаметр детали обрабатывают на шлифовальном станке.
  6. Фрезерование. Заготовку обрабатывают на фрезерном станке с припусками 0,2–0,3 мм на каждую сторону. После чего притупляют кромки, удаляют стружку и заусенцы.
  7. Окончательная обработка. Деталь фрезеруют по наружному диаметру соответственно размерам, указанным в чертеже, затем шлифуют и отправляют на контроль качества.

Азотирование

Производство фрез по металлу предполагает прохождение процедуры азотирования, в процессе которой поверхность стали насыщается азотом. Операция повышает твердость изделий и предел выносливости, а также уровень сопротивляемости коррозионным процессам. Перед азотированием деталь отправляют на термообработку. В заключение заготовку шлифуют для получения окончательных размеров.

Виды фрез

Возможно изготовление фрез по металлу пяти основных типов.

  • Цилиндрические. Используются для фрезерования плоских поверхностей на горизонтальных станках. Бывают с прямыми и винтовыми зубьями. На изделия идет быстрорежущая сталь.

Фотография № 1: цилиндрическая фреза по металлу

  • Торцевые. Предназначены для обработки плоскостей на вертикальных станках. Инструменты отличаются плавной работой и хорошей производительностью.

Фотография № 2: торцевая фреза по металлу

  • Дисковые. Используются для нарезания пазов.

Фотография № 3: дисковая фреза по металлу

  • Угловые. Подходят для обработки наклонных плоскостей и угловых канавок.

Фотография № 4: угловые фрезы по металлу

  • Концевые. Адаптированы для нарезания глубоких пазов, выемок и уступов. Имеют винтовые/наклонные зубья.

Фотография № 5: концевые фрезы по металлу

Фрезы российского производства и стран СНГ

Производство фрез в России и странах СНГ идет по старым технологиям. Однако такие изделия отличаются оптимальным качеством заготовок без применения низкосортных добавок. На территории нашей страны расположены:

  • бывшие цехи крупных производственных комплексов;
  • инструментальные цехи заводов, ставшие отдельными подразделениями;
  • вновь образованные предприятия.

Основные заводы по производству фрез: «Белгородский завод фрез», «Винницкий инструментальный завод», «Львовский инструментальный завод», «Томский инструментальный завод», московское предприятие «Фрезер».

Фрезы импортного производства

Цена на изготовление фрез в Европе и США выше, чем в России. Это связано с оплатой таможенных пошлин при ввозе деталей на территорию страны. Лидером по производству режущего инструмента считается Европа. Изделия американских компаний приравнивают по качеству к европейским, однако они стоят дороже из-за расходов на транспортировку.

Зарубежные производственные компании используют прогрессивные технологии. В частности, станочный парк предприятий практически на 90 % состоит из оборудования с ЧПУ. Производство имеет узкоспециализированных характер.

Возможно изготовление фрез на заказ и покупка типового оборудования в компаниях Ceratizit, Emuge Franken, Guhring, Sandvik, Sekira.

Фреза. Виды и работа. Применение и ресурс. Особенности

Фреза – это режущий инструмент, который имеет одно или несколько зубьев. В зависимости от особенностей конструкции и жесткости материала, из которого сделана режущая кромка, фрезы применяются для обработки металлов, пластиков и древесины. Инструмент закрепляется в станках, обеспечивающих его быстрое вращение, что необходимо для обработки заготовок.

Фреза по металлу

Фрезы по металлу применяются для обработки стальных, чугунных, алюминиевых и прочих заготовок. Они делаются из быстрорежущей стали. Такие фрезы делают цельнолитыми или сборными.

По конструктивным особенностям инструмент бывает следующих видов:

  • Дисковый.
  • Торцевой.
  • Цилиндрический.
  • Угловой.
  • Концевой.
  • Фасонный.
  • Червячный.
  • Кольцевой.
Дисковые

Дисковая фреза применяется для обрезки заготовок, а также подготовки в них пазов. С ее помощью можно выбирать металл или снять фаску. Внешне такой инструмент напоминает обычный пильный диск, который можно встретить на циркулярной пиле. Единственным отличием является меньший диаметр и большая толщина. Также зубья диска для фрезерования размещены под другим углом. Качество обработки зависит от размера зубьев. Чем они крупнее, тем грубее работа. При этом высокие редкие зубья обеспечивают быстрый съем металла. Также они более эффективно выводят стружки, что снижает перегрев.

Торцевые

Торцевые фрезы применяются для обработки плоских поверхностей, на которых нужно создать ступенчатый переход или углубление. Рабочей частью инструмента является его торец. По принципу действия такая фреза приравнивается к обычному сверлу, но имеет больший диаметр. Обычно у таких инструментов имеется 6 режущих зубьев, что обеспечивает более скоростное вхождение в металл. Специальные канавки выводят стружки. Торцевая поверхность позволяет создавать углубление с плоским дном.

Цилиндрические

Цилиндрические фрезы похожи на дисковые, за тем исключением, что являются существенно шире. Их зубья могут быть прямыми или винтовыми. Матрицы с прямыми кромками используются для работы на узких поверхностях. Винтовые зубья более универсальные и зачастую могут работать с более твердыми металлами. Угол наклона зубьев обычно не превышает 45 градусов, поскольку это позволяет минимизировать биение на валу. Зачастую цилиндрическая конструкция предусматривает соединения на валу станка нескольких насадок, что необходимо при обработке более широких заготовок.

Угловые

Угловой тип предназначен для врезания в металл и создания наклонных поверхностей. С его помощью можно формировать такую выборку как ласточкин хвост. Данный инструмент позволяет делать круги, а также фигурные и продольные канавки на различных металлических поверхностях. Широкая часть режущей кромки может быть как внизу, так и вверху, что позволяет формировать нужное направление угла выборки в заготовке. Непосредственно уровень наклона режущей кромки и ее высота бывают различными и подбираются в зависимости от того, какую заготовку нужно получить.

Концевые

Концевая фреза также называется пальчиковой. Она представляет собой длинное сверло, имеющее около 5 режущих кромок. С их помощью создается глубокий паз. Обычно такой инструмент является монолитным, но бывают кромки с напайками. Такая конструкция обеспечивает легкую и быструю работу с твердыми металлами, такими как сталь и чугун. Получаемое углубление имеет плоскую форму. В том случае если оно должно быть скругленным, применяется сферическая конструкция концевых фрез.

Фасонные

Такие фрезы используются для обработки фасонных поверхностей. Сквозь такой инструмент протягивается длинная заготовка. В результате контакта ее боковая часть снимается и подгоняется под требуемые параметры. Данный инструмент является одним из самых тяжелых в производстве, поскольку требует особенного оборудования для заточки. Возобновить режущую кромку в домашних условиях довольно трудно, но выполнимо при наличии должного опыта и некоторых приспособлений.

Червячные

Червячные фрезы являются самыми широкими. Они позволяют проводить выборку с поверхности с большим захватом. Данный инструмент является одним из самых дорогих, поскольку имеет довольно крупные габариты. Его зубья могут насчитывать несколько десятков штук и более. По направлению витков такие насадки бывают левосторонние и правосторонние.

Читайте также  Нейзильбер что это за металл?

Кольцевые

Кольцевые фрезы знакомы большинству как корончатые сверла. Они предназначены для сверления листового металла. Внешне их конструкция напоминает трубку с зубьями, которая врезается в поверхность, создавая пустотелое кольцо. Диаметр кольца может существенно отличаться. Для точного позиционирования, в центре коронки находиться обыкновенное сверло, которое первым врезается в поверхность и обеспечивает центрацию.

Фреза по дереву

Для обработки древесины также применяются фрезы. В связи с тем, что данный материал является более мягким, режущий инструмент для строгания отличается меньшими габаритами и стоимостью. Также он является более высокооборотным. Такие насадки устанавливаются в ручные фрезеры или стационарные станки.

Фрезы, которые используются на деревообрабатывающих станках, внешне практически идентичные тем, что применяются для обработки металла. Единственное исключение заключается в том, что они сделаны из менее качественной стали, а также имеют другой угол заточки.

Насадки для станков делают следующих видов:
  • Торцевые.
  • Фасонные.
  • Цилиндрические.
  • Угловые.
  • Дисковые.
  • Концевые.
  • Шпоночные.

Внешне фрезы для деревообрабатывающих станков полностью идентичны тем, что используются для резки металлов. Единственным исключением являются шпоночные фрезы, которые в металлообработке не применяются. Они относятся к категории двух зубчатых фрез, с помощью которых изготовляются соединительные пазы.

В связи с увеличением популярности ручных фрезеров, существенно возрос ассортимент концевых фрез, которые в них устанавливаются. Они отличаются не только по особенности режущей кромкой, но и по диаметру хвостовика. Он может представлять собой прут толщиной 6, 8 или 12 мм.

Типы фрез для ручного фрезера
Для ручного фрезера применяется следующие разновидности фрез:
  • Кромочные.
  • Пальчиковые.
  • Для создания соединений.
  • Специальные.

Группа кромочных фрез представляет собой практически идентичную конструкцию с торцевыми насадками, применяемыми для обработки металла. Они позволяют придать краям заготовки фигурный профиль. Их ножка имеет подшипник, который останавливает насадку при контакте с заготовкой, поэтому ограничивает углубление в древесину. Данная категория имеет самые разнообразные формы профиля и часто используется для декорирования столешницы. С их помощью можно делать фигурный вырез, выборку и создание сложной фаски.

Группа пальчиковых фрез внешне очень напоминают концевые, которые используются при обработке металла. С их помощью можно выбирать проушины и создавать глухие пазы. Боковые кромки обеспечивают большую высоту обработки. Такой инструмент зачастую является монолитным. Его форма может быть как прямой, так и скошенной в виде трапеции или клина. Такая насадка эффективно удаляет стружки, поэтому обладает высокой скоростью работы.

Фреза для столярных соединений обычно представляет собой разборную конструкцию с множеством режущих элементов. Они используются для обработки торцов досок, чтобы создать пазы для столярного соединения. Именно такими фрезами создается гребенка для склеивания длинномерных досок из коротких заготовок.

Специальные фрезы представляют собой комбинированный тип, который позволяет создавать фигурную поверхность на торцах. Именно к такой категории относятся инструменты, с помощью которых можно превратить кромку доски в замковую часть, применяемую на вагонке или ламинате.

Как продлить ресурс фрез

Чтобы фреза прослужила дольше, важно в первую очередь следить за тем, чтобы она надежно закреплялась в станке. Появление биения на высоких оборотах приведет к тому, что режущая кромка может отколоться, и насадка придет в негодность. Чтобы этого избежать, нужно не только надежно зажать ее перед работой, но и периодически останавливаться, чтобы перепроверить ее фиксацию, поскольку она может просто ослабнуть.

Следующим важным правилом является правильный подбор фрезы. Не следует использовать инструмент, твердость которого практически идентична жесткости обрабатываемой заготовки. Если это проигнорировать и начать работу, то интенсивность стирания будет одинаковой, поэтому режущая кромка быстро сядет, а ее металл отпуститься от перегрева.

Следующим правилом является правильный выбор скорости. На упаковке от фрезы обычно указывается оптимальная частота вращения. Если разогнать ее больше, то это может привести к тому, что она перегреется или от нее может отколоться кусок зуба.

Нельзя забывать о том, что во время работы металл сильно нагревается. Для предотвращения перегрева важно своевременно останавливать станок для остывания. Также стоит применять смазку, особенно если проводится обработка металла.

После каждой обработки стоит чистить фрезу от налипшей на нее стружки. Зачастую инструмент делается из стали, которая подвержена коррозии. Поэтому важно следить, чтобы он хранился в герметичном боксе, изолированном от влажного воздуха.

В случае если фреза утратила остроту, ее не следует использовать, поскольку тупая режущая кромка приводит к быстрому перегреву, в результате чего инструмент может испортиться и тогда ни какая заточка уже не поможет. Также не нужно создавать сильный прижим к обрабатываемой детали, поскольку это также способствует перегреву.

Особенности выбора фрезы по металлу

Фрезеровка представляет собой обработку, при которой деталь движется поступательно. Фреза по металлу имеет несколько режущих кромок и позволяет с большой скоростью обрабатывать заготовку по плоскости, зачищать торцы и делать пазы. В зависимости от формы рабочей поверхности, получаются скошенные и фигурные края.

Специальные фрезы для дрели и фрезера позволят изготовить необходимые вещи или просто красивые поделки в домашней мастерской. Умельцы самостоятельно из подручных материалов изготавливают инструмент с оригинальной конфигурацией.

Фреза по металлу

Устройство и принцип работы инструмента

Из всех видов инструментов для обработки металла фрезы представляют самую большую и разнообразную группу. Их конструкция и принцип работы отличается от всех остальных резцов и сверл. Инструмент, закрепленный на шпинделе, вращается. Деталь перемещается относительно него поступательно по трем осям и под углом в любом направлении. Острые кромки и пластины снимают стружку. В результате на заготовке:

  • обрабатываются плоскости;
  • зачищаются и делаются фигурные торцы;
  • вырезаются шпоночные пазы;
  • делаются прорези;
  • отрезаются части проката и детали;
  • снимаются фаски;
  • нарезаются зубья и шлицы;
  • делаются т-образные и фигурные пазы;
  • сверлятся и растачиваются отверстия.

Фреза относится к многорезцовым инструментам и состоит из корпуса, на котором расположены режущие кромки. Для крепления в патрон имеется конусный или цилиндрический хвостовик. На оправке деталь крепится шайбами, надевая для вращения пазом на выступ. Она может иметь для фрезеровки по металлу вставные пластины и режущие кромки, заточенные из цельной заготовки.

Популярные разновидности

На производстве применяется несколько видов фрез по металлу. Они делятся на группы в зависимости от формы, расположения и типа режущих кромок и выполняемых ими операций. Отдельную группу представляют разновидности фрез по металлу для дрели и ручного фрезера. Они имеют небольшие размеры, цилиндрический хвостовик диаметром 6–12 мм, в зависимости от патрона дрели. В остальном они полностью похожи на инструмент, применяемый на производстве.

Разновидности фрез

Цилиндрические

Цилиндрическая фреза состоит из корпуса в форме втулки с отверстием и шпоночным пазом для крепления на оправку. По наружной поверхности находятся несколько режущих кромок, расположенных наклонно вдоль оси.

Они предназначены для зачистки торцов деталей, выборок, пазов. Обработка производится только боковыми поверхностями с высокой точностью и чистотой. Вращений фрезы и движение детали происходит навстречу. Для обработки боковых торцов без кантовки заготовки, применяются специальные приспособления, на шпиндель крепят угловые головки, и вертикально устанавливается фреза.

Торцовые

Обработку по плоскости производят торцовые фрезы. Режущие кромки расположены в нижней части корпуса. Фрезеровка производится по поверхности с высокой скоростью при продольном перемещении стола с деталью. Производительность такой обработки в несколько раз превышает строжку.

В корпус цилиндрической формы вставляются режущие пластины. Количество зависит от диаметра и требуемой чистоты обработки. Оправка подбирается по диаметру отверстия. Крутящий момент передается через шпонку.

Отдельные модели небольшого диаметра имеют хвостовик и крепятся в патроне. Некоторые их них могут резать и боковой поверхностью.

Червячные

Это цилиндрическая фреза с несколькими рядами твердосплавных пластин вместо ровного выступа режущей кромки. У червячной фрезы ряды с фигурными пластинами заточены по форме обратной эвольвенты и располагаются с разным уклоном, в зависимости от модуля.

Применяют инструмент для нарезки зуба на шестернях и колесах, шлицевых валах. Угол наклона выставляется оправкой на станке. Обработка производится обкаткой, когда деталь вращается, смещаясь на один зуб за оборот фрезы. В работе участвует сразу несколько пластин.

Дисковые

Дисковые фрезы напоминают блины с фигурными краями и отверстием в центре для установки на оправку. Режущие кромки расположены по краю наружного радиуса тонкого диска. Обработка производится перпендикулярно оси вращения инструмента. Режут вставными пластинами и зубом, вырезанным в цельном диске. Толщина прорези в детали от 1 мм.

Делятся по форме режущих пластин:

  • пазовая;
  • модульная;
  • полукруглая;
  • трехсторонняя;
  • отрезная.

Для дрелей пилы собраны совместно с оправкой. В ламельных фрезерах применяются дисковые пилы с отверстием. Диаметр и толщина подбираются по шпонке.

Дисковая фреза

Отрезные

Цельные дисковые фрезы, тонкие, с острыми зубцами, вырезанными по краю корпуса, называют отрезными фрезами или пилами. Корпус может быть одной толщины с зубьями, в таком варианте между корпусом и режущей кромкой перехода нет. Крепление к оправке осуществляется отверстием с пазом. На инструменте большого диаметра есть 4 отверстия под болты для крепления к фланцу на шпинделе.

Пилы предназначены для отрезных и подрезных операций. Тонкий рез толщиной 2–6 мм экономно раскроит металл на заготовки, сделает прорезь в крепеже под фиксацию проволокой или на пальце, чтобы зафиксировать его пластиной. Применяется для торцовки деталей типа вал и отрезки технологических прибылей.

Концевые и угловые

Для торцовки плоских деталей предназначены концевые и угловые фрезы. Режущие кромки расположены по торцу. Корпус имеет форму цилиндра и срезанного конуса. Обработка производится вдоль края. В результате получается гладкий ровный торец заготовки. Угол наклона определяется формой инструмента.

Читайте также  Чем смыть масляную краску с металла?

Фреза под Т-образные выемки

Для крепления деталей на столах станков имеются пазы Т-образной формы, перевернутые широкой стороной вниз. В них легко заводятся головки шпилек для фиксации заготовки.

Прорезаются пазы фрезой фигурной конфигурации. Режущие кромки разных диаметров расположены на одной оправке — от торца широкий и низкий цилиндр, а ближе к оправке находится тонкий. Возможна фрезеровка в 2 прохода. Сначала на всю глубину пальчиковой или цилиндрической узкой фрезой, затем фрезеровка широким инструментом по дну канавки.

Шпоночные

Для создания шпоночных пазов используют специальные пальчиковые дисковые фрезы с режущим торцом. Инструмент сначала опускается на заданную глубину, работая как сверло. Затем производится выборка вертикально — фрезеровка.

Для изготовления шпоночных и других пазов фрезером, используется шаблон и копировальная втулка. Трафарет изготавливается из любого материала, включая фанеру, оргстекло, дерево. Его размеры больше вырезаемого занижения на разницу диаметров копировального кольца и режущего инструмента. Втулка скользит по краю шаблона, не давая фрезеру отклониться в сторону. Можно вырезать любые фигуры, включая орнаменты и надписи.

Фасонные

Фасонные фрезы имеют множество режущих кромок и напоминают грубый фигурный напильник с хвостовиком для крепления в патрон. Используются для придания торцу определенной сложной конфигурации. Форма кромки получается обратная инструменту.

Производители и правила выбора оборудования

Выбор фрезы производится по нескольким факторам:

  • оборудование:
  • вид отработки;
  • материал.

Качество инструмента определяется фирмой производителем. Например, лучшие наборы фрез по металлу для ручных фрезеров выпускаются фирмой BOSCH. Стоимость такого оборудования несколько выше, чем у других европейских фирм, но качество и срок работы высокий. Особенность немецких инструментов — изготовление хвостовика под патрон конкретной модели электрического инструмента, выпущенной фирмой. Он может не совпадать с патронами на других фрезерах.

Хорошее качество имеет продукция фирм:

  • Stayer;
  • JET;
  • Metabo.

Отечественная продукция отличается прочностью благодаря традициям в производстве качественных сплавов. Следует обратить внимание на режущий инструмент компаний:

  • Инструмент-Сервис;
  • Корвет;
  • Глобус.

Отечественные фрезы дешевле импортных. Их недостаток в маленьком выборе типоразмеров и форм.

Требуемое число зубьев

При выборе дисковой пилы следует учитывать — чем мельче зуб, тем чище обработка. Быстрый рез получается при крупном зубце с подачей 50%.

Торцовые фрезы подбираются по твердости материала. Обрабатывать чугун можно набором с 4 режущими кромками на большой подаче и высоких оборотах.

Для быстрой черновой обработки следует выбрать инструмент с большим количеством пластин. Подача зависит от состава стали и ее твердости.

Как подобрать материал

Для работы с металлом следует выбирать пластины, способные длительное время резать металл и не сминаться. Они должны быть значительно тверже обрабатываемого материала. Следует брать твердые жаропрочные сплавы. Форма пластины и ее размер подбираются по корпусу и способу крепления.

Для фрезера набор инструмента для работы с металлом ограничен. Алюминий, медь и их сплавы можно фрезеровать инструментом по дереву. Для чугуна и стали следует выбирать двухперьевые фрезы из твердых сплавов. Инструмент по дереву имеет мягкую для металла режущую кромку и более острый угол заточки.

Выбор фрез

Правила хранения и эксплуатации

Перед началом работы нужно подобрать и сложить рядом с рабочим местом все фрезы, которые применяются для обработки деталей. Под них нужно выделить специальную тумбочку или стеллаж. После работы весь инструмент следует очистить от грязи, проверить на износ кромок, смазать маслом или солидолом для защиты от влаги. Хранить надо на специальных стеллажах.

Фрезы и сверла для дрелей и фрезеров укладываются в специальные коробки вертикально, хвостовиком вниз.

Фрезерование производится соответствующим для данной операции инструментом. Выполнять грубую фрезеровку отверстий следует сверлом. Чистовую дисковую фрезу и зенкер используют, когда припуск на сторону составляет несколько десятков.

Изготовление фрезы своими руками

Фрезы по металлу должны быть тверже обрабатываемого материала. Для самостоятельного изготовления используют:

  • сверла;
  • дисковые пилы;
  • ножовочное полотно.

Переточив сверло, можно получить цилиндрическую, торцовую и шпоночную фрезу для фрезера.

У отрезных дисковых пил корпус сделан из инструментальной стали Ст У8, и аналогичных. Из них можно выкроить элементы с зубом, собрать на оправку и получить фрезу для продольных пазов.

Фигурную торцовую следует делать из дисковой пилы или ножовочного полотна. Оправка вытачивается из круглого прута. В ней с торца и сбоку сверлятся отверстия, для направления и ограничения нарезки паза абразивным кругом. Симметричное лезвие вырезается из ножовочного полотна, вставляется в оправку, сверху затягивается гайкой. Получается двухперьевая фигурная фреза.

Отрезная дисковая фреза – очень прочный и устойчивый к износу инструмент

Дисковая отрезная фреза (ДОФ) изготавливается в форме «блина», торцевая часть которого оснащается зубцами. Она применяется для создания канавок заданной глубины и толщины, а также для отпиливания заготовок из черных металлов и стальных сплавов.

1 Госстандарт 2679–73 – главный документ для изготовления ДОФ

Указанный ГОСТ подразделяет все дисковые отрезные фрезы на два класса — для отрезных работ и для выполнения шлицев, и на три типа – с мелким, средним и крупным зубом. Маркировка таких фрез – 2254-0698–2254-1556. К основным их характеристикам ГОСТ относит следующие величины (в миллиметрах):

  • ширина – 0,2–6;
  • диаметр – 20–315;
  • сечение посадочного отверстия – 5–40;
  • сечение ступицы – 10–80;
  • шаг – 0,8–25.

Количество зубьев ДОФ по металлу варьируется в пределах 18–200.

ГОСТ 2679 разрешает изготавливать фрезы:

  • с шириной ступицы больше на 0,2 мм по сравнению с величиной режущей части инструмента;
  • без ступицы.

Исходным материалом для производства отрезных фрез является быстрорежущая сталь. Она должна отвечать требованиям ГОСТ 19265.

Шероховатость готового инструмента для фрезерования должна быть не более:

  • 8 мкм (передняя поверхность зубцов);
  • 1,25 мкм (торцовые боковые части);
  • 10 мкм (спинка зубцов);
  • 6,3 мкм (задняя часть зубцов и посадочное отверстие).

Твердость ДОФ по ГОСТу приведена далее:

  • 62–66 HRC (для изделий шириной более 1 мм);
  • 61–65 (ширина до 1 мм).

Обратите внимание! Твердость замеряется на торцах инструмента на дистанции до 5 мм от его рабочих кромок. Если фрезы выпускаются из сплавов с большим содержанием кобальта и ванадия (5 и 3 % соответственно), показатели их твердости следует увеличить на несколько единиц.

Торцовое биение фрез имеет допуск от 0,04 до 0,4 мм, радиальное – 0,05–0,1 мм (для смежных зубцов) и 0,08–0,16 (для зубцов, расположенных в противоположных направлениях). Эти допуски замеряются на предмет их соответствия ГОСТу посредством специальной оправки.

Период стойкости отрезного инструмента измеряется в минутах. Он должен отвечать таким требованиям:

  • 140 мин (фрезы сечением более 160 мм);
  • 110 мин (110–160 мм);
  • 70 мин (63–100 мм);
  • 55 мин (до 63 мм).

Затупление отрезных фрез определяется по особому критерию. Под ним понимают износ (допустимый), который составляет 0,4 мм для инструмента сечением более 63 мм и 0,2 мм для фрез до 63 мм.

2 Правила испытаний и хранения фрез

Проверка ДОФ на стойкость и работоспособность осуществляется на образцах, изготовленных из стали 45, на скорости резания от 20 до 100 м/мин. Испытания выполняются с использованием проставочных колец и спецоправки на фрезерных станках. Длина (общая) фрезерования каждого проверяемого инструмента по металлу при этом составляет 25–50 см.

Проверочную фрезерную обработку производят с обязательной подачей охлаждающей жидкости. В качестве таковой ГОСТ требует использовать водный раствор эмульсола (содержание по массе – 5 %).

После завершения испытаний на режущих частях ДОФ должны отсутствовать явления выкрашивания. Если фреза после проверочного фрезерования готова к дальнейшему применению, она считается прошедшей проверку на работоспособность.

Внешний вид изделий анализируется по ГОСТу визуально. Осмотр осуществляется при помощи лупы с четырехкратным увеличением. Твердость ДОФ проверяют по стандарту 9013, шероховатость – по ГОСТ 9378.

Важный момент. При анализе характеристик отрезных фрез по металлу допускается применять средства измерения со следующими максимальными погрешностями:

  • 35 % величины допуска при замере углов;
  • 25 % при анализе расположения поверхностей и контроле форм инструмента.

Правила перевозки фрез, а также их хранения подробно описаны в ГОСТ 18088.

3 Об особенностях сталей для изготовления дисковых фрез – важные моменты

Как было сказано, интересующий нас дисковый инструмент делают из быстрорежущих сплавов. К таким принято относить высоколегированные стали с повышенной теплостойкостью. Эта их отличительная особенность достигается за счет введения в сплав ванадия, хрома, молибдена (карбидообразующие добавки) в сочетании с вольфрамом.

Чаще всего для производства отрезных фрез используют сталь следующих марок – Р18, Р12, Р6М5.

На заводы, где изготавливается режущий инструмент, эти сплавы поступают в поковках (так принято называть стальные заготовки). Их структура – карбиды плюс перлит сорбитообразного вида.

Когда фрезы нагревают под закалку, в сплавах формируется аустенит. Он имеет небольшое (относительно) содержание углерода и весьма активно легируется. После закалочной процедуры режущий инструмент получает особую структуру. Она состоит из остаточного аустенита, различных карбидов и мартенсита с мелкими иглами.

Главными легирующими добавками для сталей быстрорежущей группы являются кобальт, молибден, вольфрам и ванадий. Эти элементы обеспечивают требуемую красностойкость материала. Обязательно в подобные сплавы добавляют и хром. Особое внимание при этом обращают на количество углерода в стали. Его должно быть столько, чтобы в сплаве смогли сформироваться карбиды вводимых добавок. Если, например, углерода в стали будет менее 0,7 %, готовые фрезы не будут обладать необходимой твердостью.

Влияние легирующих элементов на свойства сплавов, применяемых для выпуска дисковых фрез:

  • Кобальт увеличивает красностойкость, но при этом удаляет из стали углерод, а также снижает ее вязкость и прочность.
  • Хром придает металлу повышенную прокаливаемость. Его вводят в количестве не более 3,5–4 %.
  • Молибден и вольфрам – главные легирующие добавки. Они обеспечивают высокую степень красно- и эксплуатационной износостойкости стали.
  • Негативное влияние на характеристики быстрорежущих стальных композиций (а значит, и на продукцию, получаемую из них) оказывает сера и фосфор. Эти элементы должны содержаться в сплавах в количествах до 0,015 и 0,03 % соответственно.
Читайте также  Как правильно варить металл инвертором?

В большинстве случаев отрезной дисковый инструмент сейчас изготавливается из стали Р6М5. Фрезы из нее получаются менее износостойкими, чем из сплавов Р12 и Р18. Но зато стоимость Р6М5 ощутимо ниже.

Максимальной износостойкостью характеризуются фрезы из стали Р18. По цене они самые дорогие, так как содержат наибольшее количество дорогостоящего вольфрама. А вот инструмент из стали Р12 считается самым лучшим по показателю теплостойкости.

4 Закалка и отпуск – основные методы повышения износостойкости отрезных фрез

Качественная термическая обработка дискового инструмента гарантирует его высокие эксплуатационные характеристики. Фрезы подвергаются разным вариантам закалки. Это существенно увеличивает их износостойкость. Закалка выполняется по таким методикам:

  • Ступенчатая. Операция предполагает охлаждение заготовок в горячей (около +600 °С) атмосфере, а после этого на открытом воздухе.
  • Непрерывная. Этот вид закалки применяется редко, так как он выполняется с ускоренным охлаждением, что нередко приводит к появлению трещин на инструменте.
  • Прерывистая. Популярная технология, исключающая риск появления трещин в готовых изделиях.
  • Светлая. Разновидность ступенчатой термической обработки. Для ее осуществления нужно охлаждать сталь специальными соединениями (чаще всего – смеси воды и расплавленных щелочей).

В редких случаях используются методики изотермической закалки (полной и неполной), а также индукционного нагрева.

Нагрев заготовок при термообработке производится:

  • высокочастотными токами;
  • в защитной среде в электрических и газовых агрегатах;
  • в специальных соляных ваннах.

Отпуск фрез из быстрорежущих сплавов выполняют так, чтобы содержание аустенита (остаточного) было снижено до минимума. Добиться этого несложно. Используется технология многократного отпуска. Количество операций определяется техусловиями осуществления процедуры и типом применяемой стали. Оптимальными вариантами отпуска принято считать следующие схемы:

  1. 2–3-кратная операция при температуре 600° с обязательной выдержкой заготовок между этапами отпуска в течение 15–30 мин.
  2. Стандартная процедура при температуре 560°. В этом случае инструмент выдерживается в течение 60 минут после каждой стадии его термической обработки.

Важно! Отрезной инструмент всегда подвергается тщательной очистке и последующей мойке после выполнения операций термообработки.

5 Технология производства фрез – схема процесса

Процедура изготовления интересующего нас отрезного инструмента в целом выглядит следующим образом:

  1. Анализ быстрорежущих сплавов на чистоту, показатель твердости и химсостав. Последний определяется по ГОСТ 19265.
  2. Штамповка заготовок. Эта операция выполняется на кузнечном участке предприятия.
  3. Шлифовка боковых торцов инструмента и зачистка заусенцев по всей их поверхности.
  4. Анализ деталей на наличие поверхностных изъянов и на соответствие их геометрических параметров и конфигурации.
  5. Просушивание фрез. Процедура осуществляется при температуре не выше 200° на протяжении получаса (максимум).
  6. Закалка по одной из методик, описанной выше.
  7. Двойной либо тройной отпуск, нужный для обеспечения требуемых технологических характеристик фрез.
  8. Анализ готового режущего инструмента на наличие волосовин и трещин, а также на величину твердости.

Финал работ – финишная обработка (механическими способами) отрезных фрез. Под таковой понимают заточку их режущих частей и окончательной тонкое шлифование этих участков инструмента.

В последнее время процесс изготовления ДОФ на отечественных предприятиях был существенно модернизирован. Производители интенсифицируют все операции посредством таких современных методик:

  • Применение магнитных полей и ультразвуковых волн на этапах отпуска, очистки загрязнений на поверхности фрез и их закалки.
  • Проведение дополнительных спецмероприятий при термообработке инструмента (отжиг, нормализация, охлаждение в изотермической горячей атмосфере, а также в особых по конфигурации валках и штампах).
  • Использование высокоскоростных технологий нагрева заготовок и новейших методов термомеханической высокотемпературной обработки инструмента из сплавов быстрорежущей группы.

Благодаря новым технологиям готовые фрезы, о которых мы говорили в статье, получаются по-настоящему тепло- и износостойкими.

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.

Originally posted 2018-07-04 08:34:07.