Выбор правильной фрезы: типы и экспертное руководство по подбору

Существует множество типов и категорий фрезерных резаков, каждый со своими назначением и режущими способностями. Вот общие типы фрезерных инструментов.

Категория №1: Торцевые фрезы

Торцевые фрезы — режущие инструменты, режущие во всех направлениях, что отличает их от сверл, режущих только осево. Производители используют торцевые фрезы для резки инструментальной стали и других фрезерных процессов: впайки, растачивания, выточки пазов, сверления, торцевой фрезеровки, профильной фрезеровки и др. Существует распространенные типы торцевых фрез.

1.1 Сферические фрезы (Ball Nose)

Эти торцевые фрезы имеют сферический нос. Они идеальны для фрезеровки контурированных поверхностей благодаря круглой режущей поверхности.

1.2 Торцевые фрезы с плоским торцом (Square End Mills)

Используются для универсальной фрезеровки, имеют 90-градусный профиль. Также известны как фрезы с плоским торцом, идеальны для впайки, профилирования и выточки пазов.

1.3 Фрезы с радиусными углами (Radius Endmills)

Эти фрезы имеют скругленные углы. Эти углы идеальны для резания заданного радиуса более равномерно, предотвращения износа инструмента и продления его службы.

1.4 Фрезы для выточки подрезов (Undercutting Endmills)

Также известны как леденцовидные резаки, этот хорошо скругленный резак предлагает максимальную универсальность. Их форма делает их идеальным выбором для обработки подрезов.

1.5 Фрезы для скругления (Rounding Endmills)

Этот инструмент имеет усиленные торцы. Их основная цель — фрезеровка скругленных краев.

1.6 Торцевые фрезы с угловым радиусом (Corner Radius End Mills)

С несколькими зубчатыми канавками, этот инструмент, известный как черновая фреза, оставляет шероховатую поверхность. Его способность быстро удалять большие объемы материала выделяет его.

Категория №2: Торцово-фрезерные инструменты (Face Milling Tool)

Этот инструмент используется для торцовой фрезеровки. Что такое торцевая фрезеровка? Это удаление частей заготовки. Торцово-фрезерный инструмент используется для достижения отличной чистоты поверхности. По бокам у него режущие кромки, режущие в горизонтальном направлении, в отличие от торцевых фрез, режущих вертикально. Также торцово-фрезерный инструмент в основном используется для обработки внешней поверхности заготовки.

Категория №3: Резаки для T-образных пазов (T-Slot Cutters)

Резаки для T-образных пазов имеют зубья, перпендикулярные внешнему диаметру. Также известны как резаки Вудруфф, они известны выточкой T-образных пазов в деталях и заготовках. Эти типы фрезерных резаков идеальны для выточки пазов под головки болтов и крепления в настенных панелях.

Категория №4: Инструменты металлокрежальных пил (Metal Slitting Saw Cutter Tool)

Эти пилы применяются в различных отраслях благодаря уникальной геометрии и жесткости. Однако автомобилестроение, прецизионное машиностроение и строительство обычно используют их для резки цветных металлов и стали. Вот разные типы металлокрежальных пил:

4.1 Простые металлокрежальные резаки

Это режущие инструменты ЧПУ только с периферическими режущими кромками, с вогнутостью сбоку для предотвращения затягивания реза.

4.2 Резаки с боковыми зубьями

Этот тип пил обладает и боковыми, и периферическими зубьями. Эта особенность позволяет поддерживать постоянную ширину реза при удалении стружки.

4.3 Вогнутые фрезы

Это пила для получения истинного выпуклого радиуса. Этот резак наносит бесшовную и гладкую полукруглую форму на заготовки.

4.4 Цилиндрические фрезы

Идеальны для применений, где требуется высокая скорость снятия материала. Эта пила имеет зубья только на периферической поверхности.

4.5 Простые фрезы (Plain Milling Cutter)

Также известны как пластинчатые или плоскофрезерные резаки, этот тип имеет спиралевидные или прямые зубья. Их зубья режут на цилиндрических или периферийных фрезах плоские поверхности, параллельные оси резака. Простые фрезы идеальны для мелкомасштабных проектов и работ, требующих легкой фрезеровки.

Категория №5: Летающие резаки (Fly Cutters)

Эти фрезерные инструменты обрабатывают плоскости, используя один или несколько одноосевых вращающихся резаков. Похоже на токарный резак, производители устанавливают летающий резак на специальном державе. Важно отметить: летающие резаки не идеальны для тяжелой резки. Ниже разные типы летающих резаков.

5.1 Игольчатый резак (Point Cutter)

Оснащен дальнодействующими игольчатыми точками, идеальными для резки плотно упакованных кораллов. Резы здесь всегда чистые и точные.

5.2 Вращательный резак для резьбы (Rotary Carving Tool)

Основная цель — резьба по твердым материалам. Применяется в резьбе по дереву и гравировке на дутую посуду.

5.3 Вращательный режущий инструмент (Rotary Cutting Tool)

Эти режущие инструменты режут ткань материала без искажения узора реза. Некоторые профессионалы используют этот инструмент для резки до восьми слоев материала за один сеанс фрезеровки.

Категория №6: Формовочные фрезы (Form Milling Cutters)

Это резак для формирования неправильных контуров, 2D и 3D. Эти резаки также бывают в разных конфигурациях и формах. Идеальны для создания косых зубчатых колес и других сложных поверхностей. Используются для выточки пазов, фасонной фрезеровки и фрезеровки с полным радиусом. Существует три основных типа формовочных фрез.

6.1 Выпуклые фрезы (Convex Milling Cutter)

Это формовочный токарно-фрезерный резак ЧПУ, предназначенный для производства полукруга, изгибающегося внутрь. Выпуклые фрезы облегчают производство вогнутых форм.

6.2 Фрезы для скругления углов (Corner Rounding Milling Cutters)

Этот резак используется по отдельности или парами. Эти фрезы для скругления углов, также известные как радиусные резаки, облегчают радиусную фрезеровку.

6.3 Фрезы с вставными зубьями (Inserted Tooth Milling Cutters)

Фреза с вставными зубьями имеет зубья, припаянные или механически закрепленные на резаке винтами. Материал зубьев — обычно твердый сплав или инструментальная сталь. Обработанная сталь идеальна для корпуса резака.

Существуют разные режущие процессы, идеальные для разных условий. Эта разница в процессах и условиях создает необходимость использования разных материалов фрезерных резаков. Вот наиболее распространенные материалы для изготовления фрезерных инструментов.

Углеродистая инструментальная сталь

Недорогой металлический материал с хорошей обрабатываемостью для изготовления фрезерных резаков. Содержит 0,6–1,5% углерода и обычно менее 0,5% марганца и кремния. Может включать хром и ванадий в зависимости от желаемого размера зерна и твердости.

Фрезы из углеродистой инструментальной стали долго сохраняют режущую кромку благодаря высокой истираемости. Однако при температурах выше 250 °C твердость этого материала быстро падает. Это делает его идеальным для изготовления инструментов для низкоскоростной обработки: спиральных сверл, фрезерных инструментов, формовочных и токарных. Также отлично подходит для обработки мягких металлов: магния, алюминия, латуни и др.

Быстрорежущая сталь (HSS)

Это углеродистая сталь с небольшим добавлением молибдена, вольфрама, хрома и других легирующих металлов, что делает её значительно отличающейся от обычной углеродистой стали. Благодаря этим легирующим добавкам HSS обладает более высокой вязкостью, износостойкостью и закаляемостью, обеспечивая более высокую скорость снятия металла.

Для увеличения ресурса инструмента производители используют переточку и ОЖ (потеряет твердость выше 650 °C). Этот материал идеален для изготовления сверл, стамесок и одноосевых токарных резаков.

Твердые сплавы и керметы

Этот фрезерный инструмент, произведенный методом порошковой металлургии, крайне тверд и выдерживает резание на очень высоких скоростях. Материал, составленный из вольфрама, титанового карбида и тантала, остается твердым до 1000 °C. Различные связующие вещества используются для соединения составляющих: кобальт, никель, молибден.

Где связующее — никель и молибден, инструмент называется кермет и используется для чистовой и получистовой фрезеровки на различных материалах, включая легированную и нержавеющую сталь. Инструменты с низким содержанием кобальта идеальны для чистовой обработки, с высоким — для черновых резов.

Керамика

Этот материал химически инертен и тверже керметов. Также обладает лучшей теплостойкостью, износостойкостью, чем твердые сплавы. Эта теплостойкость делает керамические фрезы идеальными для обработки сверхсплавов. Для твердых материалов керамике требуется высокое тепло для нормальной работы.

Стеллит

Это неметаллический сплав, изготавливаемый только шлифованием или литьем. Содержит разные количества хрома и кобальта. Может содержать вольфрам или молибден. Режущие кромки из этого материала сохраняют качество даже при экстремально высоких температурах и скоростях.

Производители приваривают зубья из стеллита к стальному диску на крупных резаках; на мелких — используют цельный стеллит. Резаки из стеллита идеальны для изготовления литых блоков автомобильных двигателей и других массово производимых деталей.

Советы по выбору правильной фрезы для вашего проекта

Есть несколько моментов, которые нужно учесть для выбора правильной фрезы. Вот советы, которые помогут:

Размер и диаметр фрезы

Глубина и ширина фрезеровки определяют размер фрезерных инструментов. Увеличение ширины и глубины перед фрезеровкой означает увеличение размера фрезы. Однако Φ16–Φ630 мм — стандартный диапазон диаметров индексных фрез.

При фрезеровке деталей с большой площадью поверхности рекомендуется использовать фрезы с меньшим диаметром. Идеально, чтобы в любой фрезеровке 70% режущих кромок фрезы участвовали в резании.

Другой фактор, определяющий диаметр фрезы — диаметр шпинделя станка. Рекомендация для выбора диаметра торцового фрезерного инструмента: D = 1,5d, где d — диаметр шпинделя.

Также при фрезеровке отверстий размер инструмента требует большого внимания, потому что если диаметр фрезы слишком велик или мал по сравнению с отверстием, это может повредить заготовку или инструмент.

Мощность фрезы

При выборе правильной фрезы основные факторы — режущая мощность и размер обработки заготовки. Например, при выборе диаметра торцового фрезерного инструмента мощность инструмента должна быть в диапазоне мощности фрезерного инструмента станка.

Кроме того, для мелкодиаметровой торцевой фрезы главным соображением должен быть максимальный оборот станка, соответствующий минимальной режущей скорости инструмента (60 м/мин).

Выбор корпуса фрезерного инструмента

При выборе фрезерного инструмента количество зубьев — важное соображение. Плотнозубая фреза может иметь 8 зубьев при диаметре 100 мм, в то время как редкозубая с тем же диаметром — только 6. Редкозубые металлорежущие инструменты идеальны для черновой обработки благодаря большой стружеудаляющей канавке, снижающей трение между заготовкой, корпусом резака и стружкой.

Кроме того, важно отметить: нагрузка на зуб плотнозубого инструмента при равной подаче меньше, чем у редкозубого.

Выбор режущей пластины

Использование шлифованной пластины — лучший вариант для точной фрезеровки. Этот тип вставки обеспечивает улучшенную размерную точность, повышая точность установки режущей кромки при фрезеровке, позволяя достичь лучшей шероховатости и точности обработки. Однако для черновой обработки предпочтительнее использовать прессованную пластину, так как она снижает затраты на обработку.

Кроме того, использование твердосплавных пластин без острых передних углов сократит срок службы инструмента, особенно при малых глубинах реза и малых подачах.

FAQ

В чем разница между торцевой фрезой и торцово-фрезерным инструментом?

Главное отличие: торцевые фрезы используют и торцевую, и боковые кромки, тогда как торцевая фрезеровка — для горизонтального резанья.

Как используются торцевые фрезы?

Торцевые фрезы могут создавать конкретные формы и отверстия в заготовке во время промышленных процессов: фрезеровка, профилирование, контурирование, растачивание, выточка пазов, зенкование и сверление. У торцевых фрез режущие зубья на торце и боковом ребре. Они отлично работают для резки различных материалов в разных направлениях.

В чем разница между сверлами и фрезерными резаками?

Есть несколько различий. Понимание их функции — главный указатель для точного разделения. Сверло — идеальный инструмент для создания отверстий в заготовке, поэтому у него должен быть вершинный угол для ориентации, тогда как фрезерный резак используется для фрезеровки плоскости, поэтому вершинного угла нет.

Также у сверла заточенное дно для проникновения кончика, тогда как дно фрезерного резака плоское.