Металлообработка фрезерованием: процессы, станки и применение

Что такое фрезерование металла?

Фрезерование металла — это подраздел металлообработки, включающий формирование, резку и пробивку металлических деталей на фрезерных станках. Ранее оборудование для фрезерования управлялось вручную, но современные технологии во многом опираются на процессы числового программного управления (ЧПУ) для более точного изготовления сложных деталей и компонентов.

Основные типы фрезерных станков

Наиболее распространенным типом является вертикально-шпиндельный станок, который работает аналогично промышленному буровому станку: сверлит отверстия и пазы в металле или вырезает сложные формы, такие как шестерни. Существует множество разновидностей станков:

• Горизонтально-фрезерные станки для нарезки шплинтовых пазов
• Концевые фрезы для вырезания пазов и карманов
• Двухлуночные концевые фрезы для погружающей работы
• Шаровые концевые фрезы для скругления кромок

Принцип работы и особенности процесса

Типичная конструкция предполагает многозубной режущий инструмент разной формы, который подается к закрепленному заготовке, перемещаемой компьютерно-управляемым столом. Хотя большинство операций связано с обработкой плоских поверхностей, фрезерование также позволяет создавать заданные неправильные поверхности и сложные трехмерные формы.

Экономическое значение и применение

Роль фрезерного оборудования в современной промышленности трудно переоценить. Большинство движущихся металлических деталей невозможно изготовить литьей в кокиллях с таким уровнем детализации, как при фрезеровании. По оценкам 1996 года, металлопромышленность обеспечивала не менее 49% добавленной стоимости в производстве и составляла 11% мирового ВВП. Занятость в отрасли достигала 70 миллионов человек, а экспорт металлопродукции в 1997 году оценивался в 2,2 трлн долларов США. Лидерами экспорта были США, Япония и Германия.

Твердое фрезерование (HSM) — самый выгодный и сложный сектор

Фрезерование закаленных сталей, титана и кобальтовых сплавов (High Speed Machining) считается наиболее прибыльным и сложным направлением, особенно для авиакосмических компонентов. Процесс дороговизны: режущие инструменты работают при высоких температурах, требуют обильного охлаждения и изготавливаются из сверхтвердых материалов, способных часами резать алюминий и нержавеющую сталь.