Классификация, виды и критерии выбора фрез по металлу для фрезерного станка

Виды фрез для обработки металла их конструкция и назначение

В зависимости от запланированных работ, необходимо применять соответствующие виды режущих насадок. Они классифицируются на виды по форме режущей части, а также назначению. Для начала выясним, какие виды фрез по металлу выпускают современные производители, и для каких целей предназначаются эти насадки.

1. Отрезные — предназначены для резки заготовок
2. Дисковые — служат для фрезеровальной обработки углублений, выемок и канавок
3. Концевые — с их помощью создаются пазы, выемки и прочие углубления
4. Угловые — используются для работы с наклонными поверхностями
5. Шпоночные — по конструкции похожи на сверло, и предназначаются они для фрезерования в двух направлениях
6. Торцевые — служат для работы с протяженными плоскими поверхностями
7. Цилиндрические — позволяют производить обработку открытых поверхностей, имеющих сложную многослойную конструкцию
8. Фасонные — подходит для работы с заготовками, имеющими фасонный профиль

Это основные виды фрез по металлу, но в действительности их на самом деле больше в несколько раз. Самыми популярными являются дисковые, угловые и шпоночные. Чтобы более подробно разобраться с конструктивными особенностями всех видов фрез по металлу, а также их назначением и особенностями применения, рассмотрим их детально.

Что такое фреза, каково назначение этого режущего элемента

Ручной фрезер представляет собой удобный и эффективный инструмент, предназначенный для обработки пиломатериалов, в том числе фасонных, а также плоских поверхностей. Кроме этого данное устройство подходит для формирования различных технологических выемок, например, пазов, гребней, углублений под установку петель. Для этого достаточно купить фрезы соответствующей конфигурации. Каждый такой элемент обладает индивидуальными конструкционными особенностями и используется для выполнения определенных функций.

Сегодня не представляет никаких проблем приобрести как сам ручной фрезер, так и рабочие насадки, превращающие такое устройство во многофункциональное оборудование

Назначение ручной фрезы по дереву:

1. Кромочная обработка – предполагается использование фрезы для сращивания древесины для ручного фрезера, когда требуется соединить между собой различные заготовки путем соединения шип/паз.
2. Врезка петель и прочей фурнитуры.
3. Декорирование – в этом случае фрезы используются для формирования на поверхности плоских изделий объемных форм, а также для изготовления деревянных заготовок со сложной конфигурацией.

Профессионалы знают десятки вариантов использования фрез на ручном фрезере. Однако чтобы правильно определиться с выбором режущих деталей для инструмента, желательно изучить официальную классификацию существующих изделий. Разобравшись, какими бывают фрезы и особенности их использования, сделать выбор будет гораздо легче.

В первую очередь нужно обратить внимание на единицу измерения диаметра хвостовика. Для этого могут использоваться миллиметры или дюймы

Единица измерения зависит от типа цанг, которые включены в комплектацию фрезера. Эти компоненты предназначены для зажима хвостовика. Если размер исчисляется в миллиметрах, то самыми распространенными вариантами будут изделия диаметром 6, 12 и 8 мм. Если же в качестве единицы измерения взяты дюймы, в этом случае можно будет купить фрезы для ручного фрезера всего двух размеров — ½ и ¼.

Перед тем как выбрать фрезу, надо в первую очередь определиться со способом ее крепления, а точнее, в каких единицах измеряются диаметр хвостовика — дюймах или миллиметрах

Виды фрез для ручного фрезера по дереву: типы конструкций

На рынке представлены десятки вариантов изделий с различным назначением и стоимостью. Если рассматривать конструкционные особенности режущих элементов, можно выделить следующие виды фрез по дереву для ручного фрезера:

1. Сборные – имеют вид болванки с приваренными режущими кромками. Эти фрезы очень просты в изготовлении, поэтому большинство изделий, представленных на рынке, имеют подобную конструкцию.
2. Со сменными кромками – изделия укомплектованы сменными режущими кромками, имеющими двухстороннюю заточку. Когда нож с одной стороны затупляется, фрезу можно перевернуть и использовать дальше.
3. Монолитные — фрезы, в основании которых выточены режущие кромки. Они редко ломаются, однако после нескольких заточек деталь придется сменить.

С помощью ручного фрезера можно создавать всевозможные профили, выемки или пазы, используя широкий ассортимент насадок

Виды фрез по дереву: классификация изделий по типу лезвий

Фрезы могут иметь вертикальное, спиральное или наклонное расположение лезвий. Изделия с прямыми кромками будут срубаться с заготовки кусочки древесины, что увеличивает вероятность того, что в процессе нарезки появятся сколы. В результате этого существенно снижается качество фрезеровки. С наклонными лезвиями такого не происходит.

Потребители могут купить фрезы по дереву с двумя типами лезвий:

1. Быстрорежущими (HM) – применяются на поверхностях, выполненных из древесины мягких пород.
2. Твердосплавными (HSS) – используются для обработки твердых поверхностей.

Изделия с твердосплавными лезвиями имеют более высокий температурный коэффициент и обладают улучшенными характеристиками, что сказывается на их стоимости.

Фрезы по дереву из твердосплавных пластин используются преимущественно для обработки твердой древесины

Фасонные фрезы

Для обработки деталей с криволинейными сложными контурами используются фасонные дисковые фрезы. Применяются они для узкого круга работ и могут быть:

• полукруглые выпуклые;
• полукруглые вогнутые;
• радиусные.

Особенность их в том, что режущие зубья расположены не по окружности, а только на отдельной её части.

Фасонная фреза

При большом разбросе внешних диаметров, размер внутреннего посадочного отверстия остаётся неизменным – d = 22 мм.

Группа фасонных делится на 2 вида – с затылованными и острыми зубьями. Оба вида используются для обработки деталей с непропорциональным соотношением размеров длины к ширине. Разница в обработке заключается в том, что у затылованной нулевой внешний угол и положительный задний. Она удобнее для заточки, не требует дополнительных приспособлений, но обработку ею чистовой не назовёшь. Более чистую точную обработку даёт острозубый инструмент. Но для поддержания его в надлежащем рабочем состоянии для заточки потребуется копир.

Имеет свою сферу применения и сборный фасонный инструмент. Отдельные его режущие кромки с простой формой составляют сложную кривую. Подобной конструкции фреза используется для обработки железнодорожной колёсной пары, а так же других сложных монолитных форм из металла. В пазах корпуса крепятся 2 смежные рейки с прикреплёнными твердосплавными пластинами.

Обзор видов

По своему назначению кольцевые фрезы бывают по металлу и дереву, для скважин. Существуют также виды и для дрели, и для магнитных агрегатов. Однако всё разнообразие видов инструмента этим не исчерпывается.

По конструктивным особенностям хвостовых элементов выделяют 3 вида. Наиболее ходовым считается Weldon, предназначаемый для использования на магнитных станках. Производится в двух размерных модификациях: Weldon 19 (для инструментов диаметром до 61 мм – hard-line40 мм, gold-line30 мм, blue-line30 мм) и Weldon 32 (для диаметров более 61 мм).

Ещё одним видом является Nitto/Universal 19 мм, подходящий для любого оборудования, которому впору хвостовики Weldon 19.

Выпускаются такие инструменты по металлу не только для агрегатов с ЧПУ, но и для дрели, называемые борфрезами. Здесь предусматривается особая шпилька для зажима в патроне дрели. Обычно такие инструменты продаются комплектами, поскольку работа с применением дрели требует особой точности и соответствующих форм инструмента.

Для ручных фрезеров приспособление также продаётся в наборе. При этом выпускают кромочные фрезы с подшипниками и без них. Первые предназначаются для обработки кромок деталей, вторые используются на любых участках заготовок, но для точных работ требуются шаблоны. На нашем рынке чаще можем увидеть инструменты китайского производства для ручных фрезеров, но их качество оценивается как вполне высокое.

К выбору данного устройства надо подходить крайне ответственно

Важно помнить, что кольцевые фрезы по металлу для дрели бывают двух типов

1. Производимые из быстрорежущих сталей и характеризующиеся отменными рабочими качествами.
2. С твердосплавными зубьями. ГОСТ определяет возможность производства фрез с использованием особых сплавов, выдерживающих высокие температуры. Существуют и варианты исполнения для электродрелей.

Основные критерии выбора заключены в четырех пунктах.

1. Желаемый диаметр в обрабатываемом изделии.
2. Недорогие модели из быстрорежущих сталей с повышенной степенью упругости применяются для получения отверстий диаметром до 30 мм. При этом заготовка должна выполняться из мягких материалов – зубья в меньшей степени подвергаются поломкам.
3. Для получения отверстий диаметром более 35 мм применяются модели, режущие кромки у которых делают способом напайки из твёрдосплавных материалов. Эти изделия обладают значительным запасом рабочего ресурса.
4. Вид обрабатываемого материала. Излишне твердые поверхности приводят при обработке к перегреву рабочей зоны инструмента.

Следует знать, что в домашних условиях можно обрабатывать металл с помощью так называемого сверла-фрезы. Но использовать его нужно только для заготовок малой толщины. Эксперты не советуют вставлять такой инструмент в ручные фрезеры – он обычно используется исключительно в электродрелях.

Разновидности

Определённый вид фрезы предусмотрен для отдельной работы. Они подразделяются на следующие виды:

1. Отрезные.
2. Дисковые.
3. Угловые и концевые. Предназначаются для обработки выемок, уступов, наклонных поверхностей и пазов.
4. Шпоночные. Они похожи на сверло и выполняют те же функции, что и концевые.
5. Торцовые. Применяются на металлообрабатывающих станках вертикального типа для обработки различных плоскостей.
6. Цилиндрические. Могут иметь винтовые или прямые зубцы, устанавливаются на станки горизонтального типа. Ими режут плоские поверхности.

К самой применяемой и широко распространённой группе относят отрезные и дисковые фрезы, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Дисковая фреза

Этот тип оборудования является одним из самых производительных, он используется для выполнения уступов, отрезания заготовки, выделки разных выемок, канавок и пазов. У их зубцов на концах имеются дополнительные рабочие кромки, диаметр которых сильно превышает длину самого инструмента.

Этот тип фрезы был создан для работы с металлом в более сложных условиях, с зажатием и вибрацией. Вибрация может быть связана с маленькой жёсткостью тела оборудования или плохого отхода стружки из рабочей зоны.

Фреза по металлу дисковая делится на следующие разновидности:

1. Прорезные.
2. Трёхсторонние.
3. Пазовые.
4. Двухсторонние.

В пазовых дисковых фрезах имеются режущие зубцы только по внешней цилиндрической поверхности. Для фрезерования мелких канавок они очень удобны. У двухсторонних имеются и поверхностные, и торцовые зубья. У трёхстороннего оборудования зубцы покрывают поверхности и два торца, с их помощью можно одновременно обрабатывать несколько перпендикулярных плоскостей в уступах или пазах.

Чтобы на заготовках выполнять шпицы и узкие канавки, используют топкие дисковые инструменты, их ещё называют «пила». Фаски у них на торцах затачивают поочерёдно. В основном фаской снимается 50% рабочей кромки. Именно по этой причине слой металла, который срезается зубцами, меньше ширины будущей канавки. Подобная конструкция оборудования предусматривает промежутки между зубцами для стружки, которая за счёт этого легче выводится. Если ширина реза будет такой же, как у канавки, то стружка зацепится за стенки и застрянет, что может вызвать поломку режущей поверхности.

Отрезные фрезы

Фреза отрезная является разновидностью дисковой. Созданы они для деления целой заготовки на части и отрезания фрагментов болванок. Рабочих острых кромок на торцах нет, так как они размещены по периферии. По размерам зубьев различают такие типы отрезных фрез:

1. С большими зубьями.
2. С малыми.
3. Со средними (нормальными).

Многие отрезные фрезы относятся к классу «В» по точности и имеют толщину больше 1 мм. Инструменты со средними и малыми зубцами применяются для фрезерования чугуна и стали, а с большими — для лёгких и мягких металлов.

Специальные виды

Кроме цилиндрических концевых фрезеров выпускается большая номенклатура фрезерного инструмента, которая относится к этой же группе, но имеет другие формы и состав режущих поверхностей. Сюда же относят торцевые фрезеры небольшого размера, которые обычно являются насадными, но при малых диаметрах изготавливаются цельнометаллическими и классифицируются как концевые.

Наиболее распространены следующие виды:

1. Шпоночные. Имеют две режущие поверхности на торце, что позволяет выполнять резание как в продольном, так и в перпендикулярном направлении. Используются для фрезеровки шпоночных канавок на валах и продольных выемок на плоских заготовках.
2. Угловые. Их характерная особенность — наклонные режущие кромки на торце. Предназначены для снятия прямоугольных кромок (фасок), обработки наклонных плоскостей и угловых пазов.
3. Четвертькруглые вогнутые. Их режущие зубья имеют форму обратной дуги. Применяются для фрезеровки закругленных кромок.
4. Для пазов Т-образных и типа «ласточкин хвост». Режущая часть имеет форму диска и диаметр больший, чем у хвостовика. Используются для фрезеровки длинных пазов соответствующей конфигурации.
5. Копирные с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и закругленным торцом. Применяются при изготовлении штампового инструмента, прессформ и различных моделей.

Кроме этого существует множество видов фасонных концевых фрезеров, которые способны за один проход сформировать многоступенчатые прямоугольные и округлые профили. Такой фрезерный инструмент применяется в основном в столярных производствах и при обработке пластиков.

Основные виды концевых фрез (типизация по конструкции и назначению)

Существуют следующие основные типы концевых фрез по назначению и конструкции.

1. Цилиндрические. Используются чаще всего. С применением таких инструментов решают практически все перечисленные выше задачи.

Фотография №4: цилиндрическая концевая фреза

Шпоночные. Отличаются наличием двух режущих поверхностей на торцах рабочих частей. Это дает возможность резать метал в продольном и перпендикулярном направлениях. Такие концевые фрезы по металлу применяют для фрезерования выемок на плоских заготовках и шпоночных канавок на валах.

Фотография №5: шпоночная концевая фреза

Копирные. Рабочие части могут быть цилиндрическими и коническими. Торцы закруглены. Чаще всего копирные концевые фрезы применяют для изготовления штампового инструмента и различных сложных моделей.

Фотография №6: копирная концевая фреза

Концевые фрезы для фрезерования специальных пазов (т-образных и типа «ласточкин хвост»). Рабочие части имеют формы дисков. Такие фрезы применяют для выборки длинных пазов нужных конфигураций.

Фотография №7: т-образная концевая фреза для выборки пазов типа «ласточкин хвост»

Четвертькруглые вогнутые. Режущие кромки таких фрез имеют форму обратных дуг. Такими инструментами фрезеруют закругленные кромки.

Фотография №8: четвертькруглая вогнутая концевая фреза

Принцип действия и сфера применения фрез для станков

Фреза – многолезвийный инструмент, вращается и вырезает в теле заготовки рельеф нужной конфигурации. Инструмент подбирается по форме и размеру в зависимости от типа обработки:

• по плоскости;
• отделка торцов;
• вырезка пазов;
• создание рельефных изображений;
• фрезеровка соединительных элементов деталей.

Рабочая поверхность имеет режущие кромки разных размеров: непрерывные ровные и спиральные линии, фигурные пластины, многочисленные выступы. Станки по дереву и фрезеры широко применяются в домашних мастерских и на деревообрабатывающих предприятиях. На них изготавливают мебель, строительные конструкции, малые архитектурные формы, декор, отделку.

Справка! Фрезами по дереву обрабатывают мягкие материалы, например пластик, воск, оргстекло, фанеру и древесно-стружечные политы.

Шпоночная фреза и ее конструктивные особенности

Сходство со сверлом по металлу имеют шпоночные фрезы, конструктивно представленные в виде стального стержня с рабочими кромками на боковой части. Боковые кромки кроме режущей части имеют углубления, выполненные в виде витков. Они предназначены для формирования режущих кромок и отведения стружки при выполнении работ.

Для изготовления шпоночных фрез используется легированная быстрорежущая сталь. Шпоночная фреза имеет конструктивное сходство с концевыми насадками. Главное отличие шпоночной оснастки в том, что у нее рабочими гранями являются боковые кромки. Предназначается оснастка непосредственно для изготовления шпоночных пазов в металлических заготовках. Выпускаются насадки с цилиндрическими и конусными хвостовиками согласно стандарту ГОСТ 9140.

Это интересно! За счет своей конструкции, шпоночные оснастки позволяют выполнять фрезерование в двух направлениях.

https://youtube.com/watch?v=99LdqvylpH4%3F

Фреза фасонная радиусная

Фреза фасонная радиусная — это универсальное изделие, которое может быть использовано для обработки пазов с внутренними и внешними закруглениями. Изготавливаются по ГОСТ 9305-93.

Режущая часть радиусной фрезы позволяет выполнять не только отрезные работы, но и осуществлять выборку пазов и создавать скульптурную отделку на поверхности обрабатываемой заготовки. Использовать данный инструмент можно как в ручных станках, так и на автоматизированном оборудовании.

Фото №3: фреза радиусная вогнутая

Фото №4: фреза радиусная выпуклая

В зависимости от назначения, фреза радиусного типа может быть:

• вогнутой;
• выпуклой;
• комбинированной.

Классификация фрез по металлу

Этот инструмент различают:

• по месту нахождения режущих частей;
• по направлению (винтовые, наклонные и т. д.);
• по креплению режущих элементов;
• по их заточке;
• по конструкции инструмента (сборный, монолитный, составной);
• по их материалу.

Цилиндрические фрезы

Такой тип используется для горизонтально-фрезерных станков, предназначенных для обработки плоскостей. Цилиндрические фрезы могут быть:

• с винтовыми зубьями;
• с прямыми зубьями.

Инструмент с винтовыми зубьями работает довольно плавно и его широко используют на предприятиях. Фрезы, имеющих прямые зубья, применяют только для обработки узких плоскостей, где достоинство инструмента с винтовыми зубьями не оказывает на процесс резания большого влияния. Изготавливается такой вид из быстрорежущей стали и оборудован в основном винтовыми, твердосплавными или плоскими пластинками.

Торцовые фрезы

для обработки плоскостей

Сами торцевые кромки являются дополнительными, а основная работа осуществляется боковыми заостренными кромками, которые находятся снаружи этой детали. Даже имея небольшую величину припуска, такой инструмент обеспечивает довольно ровную работу. Это происходит из-за того, что угол соприкосновения у торцевых фрез с обрабатываемой деталью зависит не от показателя припуска, а от диаметра режущего инструмента и ширины процесса фрезерования.

По сравнению с цилиндрическим типом, торцовая фреза является более жесткой и массивной. Это обеспечивает удобство размещения и надежность закрепления режущих элементов и оснащение их твердыми сплавами. Торцовое фрезерование характеризуется гораздо большей производительностью. Именно поэтому на сегодняшний день работы по фрезерованию плоскостей осуществляются торцовыми видами инструмента.

Дисковые фрезы

Этот вид представляет собой необходимое и современное оборудование, которое используется при фрезеровании канавок и пазов. Дисковый инструмент бывает трех видов:

• пазовый;
• двусторонний;
• трехсторонний.

У пазовых дисковых фрез зубья располагаются только на цилиндрической поверхности и используют их для обработки неглубоких пазов. Двусторонние дисковые фрезы, кроме зубьев, расположенных на торце, имеют зубья, находящиеся на поверхности. Особенностью трехсторонних дисковых инструментов является то, что зубья находятся не только на обоих торцах, но и на поверхности.

Дисковые фрезы имеют высокую производительность, несмотря на то, что у них часто срезаны зубья.

Чтобы прорезать на деталях шлицы и узкие пазы, используют топкие дисковые фрезы, называемые пилами. У такого оборудования то с одного, то с другого торца начинают затачивать фаски. Обычно фаска срезает половину длины режущей кромки. Именно из-за этого каждый зуб срезает стружку такой ширины, которая будет меньше ширины прорезаемого паза. Благодаря этому стружка более свободно начинает размещаться во впадине зуба и улучшается ее отвод. Если ширина среза будет соответствовать ширине паза, то в этом случае торцы стружки будут соприкасаться с боковыми сторонами прорезаемого паза. Это будет затруднять свободу размещения стружки во впадине зуба, в результате чего дисковая фреза может сломаться.

Угловые и концевые фрезы

располагаются на двух конических поверхностях

Концевые фрезы используются для обработки глубоких пазов в корпусных деталях уступов, контурных выемок, а в шпинделе станка крепятся цилиндрическим или коническим хвостовиком. У такого оборудования основную работу, связанную с резанием, осуществляют главные режущие кромки, которые располагаются на цилиндрической поверхности. А вот вспомогательные режущие кромки производят зачистку дна канавки. У таких фрез зубья обычно винтовые или наклонные.

Шпоночные фрезы

Они являются разновидностью концевых фрез и представляют собой шпоночный двузубый инструмент. Такой шпоночный инструмент наподобие сверла способен углубляться в материал заготовки во время осевой подачи и сверлить отверстие, а затем дальше продвигаться вдоль канавки. Во время осевой подачи основная работа резания осуществляется торцовыми кромками. Одна из них обязательно должна доходить до оси фрезы для обеспечения сверления отверстия.

Фреза фасонная выпуклая

Фреза фасонная выпуклая используется для создания внутренних закруглений пазов и выступов. Характеристики изделия могут варьироваться в зависимости от сложности поверхности. Все данные можно найти на поверхности самой фрезы.

Согласно ГОСТ 9305-93, диаметр выпуклой фасонной фрезы может составлять от 50 до 160 сантиметров, радиус — от 1 до 25 миллиметров.

Оснастка выпуклой формы широко используется на станках горизонтального типа и универсальном оборудовании, которые используются машиностроительными предприятиями. Изготавливаемые из высококачественной стали, фрезы могут работать даже при интенсивных нагрузках, не теряя своих качеств.

Угловые — конструкция и применение

Для подготовки канавок с угловым профилем применяются угловые фрезы по металлу. С их помощью производится прорезка стружечных углублений, а также выполняется развертка и зенковка. Для изготовления насадок используется быстрорежущая сталь. Отличительная особенность угловой фрезы в том, что рабочая часть имеет коническую форму. Угловые насадки сочетают в себе конструкцию дисковых и концевых фрез. Типичный представитель угловой фрезы — насадка ласточкин хвост.

Рабочая часть состоит из зубьев, расположенных по окружности насадки. Торцевая часть оснастки имеет увеличенную форму зубьев, которые уменьшаются в сторону к хвостовой части. Угловые фрезы бывают цельными и разборными, и отличаются они еще по диаметрам.

Различаются они также по такому признаку, как расположение режущей кромки. На основании этого признака выделяют одноугловые и двухугловые фрезы. Отличаются они тем, что двухугловые модели имеют режущую кромку, расположенную на смежных конических поверхностях, в то время как на одноугловой они находятся на одной поверхности. Отличаются насадки по углу скоса зубьев. Угол скоса может быть разным 30, 45, 50, 55, 60 и более градусов. Все зависит от поставленных технологических задач.

Это интересно! Фреза, которая известна под названием «ласточкин хвост», относится не к дисковым и угловым режущим оснасткам.

https://youtube.com/watch?v=HO-XXKEhfGI%3F