Фрезерование: определение, процесс, основные операции и типы режущих инструментов

Что такое фрезерование?

Фрезерование — процесс механической обработки вращающимися режущими инструментами (фрезами) для удаления материала путем подачи фрезы в заготовку. Охватывает широкий спектр операций и станков: от мелких деталей до крупных групповых операций. Один из самых распространенных способов изготовления деталей с точными допусками.

Фрезерование выполняется в разных направлениях по одной или нескольким осям, с разной скоростью вращения и давлением. Используются различные станки. Необходимы: фрезерный станок, заготовка, приспособление, фреза. Заготовка закреплена в приспособлении на столе станка.

Фреза — режущий инструмент с острыми зубьями, закрепленный в шпинделе и вращающийся с высокой скоростью. Подача заготовки к вращающейся фрезе удаляет материал в виде мелких стружок, формируя нужную форму.

Обычно для деталей без осевой симметрии: отверстия, пазы, карманы, 3D-контуры. Детали, полностью изготовленные фрезерованием, часто содержат элементы в малых партиях (прототипы, нестандартные крепежи, кронштейны).

Другое применение — изготовление инструментов для других процессов (3D-формы). Также часто как вторичная операция для уточнения деталей, изготовленных другим способом. Благодаря высоким допускам и чистотой поверхности — идеально для точных элементов на заготовке, полученной другим методом.

Процесс фрезерования

Фрезерование — режущий процесс с фрезой, удаляющей материал с поверхности заготовки. Фреза — вращающийся режущий инструмент, часто с несколькими режущими кромками. В отличие от сверления (инструмент движется по оси вращения), при фрезеровании фреза движется перпендикулярно своей оси — резание происходит по окружности фрезы.

Когда фреза входит в заготовку, режущие кромки входят и выходят из материала снова и снова — стружка соскребается за каждый проход. Режущее действие — сдвиг; материал отслаивается крошечными комками, образующими стружку. Это отличает резание металла от более мягких материалов.

Удаление материала множеством мелких резов. Достигается: многоугольной фрезой, высокой скоростью вращения, медленной подачей заготовки; чаще — комбинацией.

Скорости и подачи варьируются под комбинацию факторов. Скорость продвижения заготовки через режущий инструмент — подача (feed rate), измеряется в мм/мин (или мм/об, мм/зуб).

Два основных класса фрезерования:

Лицевое фрезерование (face milling) — резание преимущественно торцовыми кромками фрезы. Для плоских поверхностей или дна полостей.

Периферийное фрезерование (peripheral milling) — резание боковыми кромками фрезы, поперечное сечение обработанной поверхности повторяет форму фрезы. Лезвия как бы выкачивают материал. Хорошо для глубоких пазов, резьбы, зубьев шестерен.

Что такое фреза?

Фрезы — режущие инструменты для фрезерных станков или машцентров. Удаляют материал движением в станке или прямо от режущего ребра.

У всех фрезерных станков есть фреза. При типичном процессе фреза движется перпендикулярно своей оси, удаляя материал по своей окружности.

Назначение — удаление материала с заготовки. Фрезы не однорежущие. В отличие от токарной обработки (однолезвие), фрезы имеют несколько режущих кромок. При вращении фрезы против неподвижной заготовки она соскребает материал.

Фрезы изготавливают из твердых, прочных материалов, выдерживающих высокие нагрузки без поломки.

Операции фрезерования

Разнообразные операции для получения нужной формы. Каждая определяется типом фрезы и траекторией удаления материала.

• Концевое фрезерование (End milling). Концевая фреза выполняет периферийные или пазовые резы (в зависимости от апатита) для обработки профиля, паза, кармана, сложного 3D-контура. Глубина за один проход или несколько проходов с малым апатитом по оси.
• Фасонное фрезерование / снятие фаски (Chamfer milling). Фасонная фреза делает периферийный разрез по краю заготовки/элемента для создания наклонной поверхности (фаски). Обычно 45°, снаружи или внутри, по прямой или кривой траектории.
• Лицевое фрезерование (Face milling). Концевая фреза обрабатывает плоскую поверхность для чистовой чистоты. Малый апатит по оси — за один или несколько проходов.
• Сверление (Drilling). Сверло входит осево, режет отверстие диаметром равным инструменту. Слепое или сквозное.
• Расточка (Boring). Расточной инструмент входит осево и режет по внутренней поверхности для формирования элементов. Однорезущий, регулируемый диаметр головкой. Обычно после сверления для увеличения диаметра или точных размеров.
• Заклепка / внесение втулки (Counterboring). Инструмент входит осево и расширяет верхнюю часть существующего отверстия до диаметра инструмента. Часто после сверления для размещения головки болта/винта ниже поверхности. На кончике есть направляющий пилот для входа в существующее отверстие.
• Закручивание / конусная замена (Countersinking). Инструмент входит осево и расширяет верх существующего отверстия в коническое отверстие. Для втулки/винта вровень с поверхностью. Углы: 60, 82, 90, 100, 118, 120°.
• Развертывание (Reaming). Разверт входит осево и доводит существующее отверстие до диаметра инструмента. Удаляет минимум материала, часто после сверления для точного диаметра и чистой внутренней поверхности.
• Резьбонарезание (Tapping). Резьбонарезной инструмент входит осево и режет внутреннюю резьбу в существующем отверстие. Отверстие обычно сверлено под нужный резьбонарез. Резьба до глубины (слепое) или сквозь.

Часто задаваемые вопросы