Фреза шпоночная по металлу

Обновлено: 22.01.2025

Изготовление изделий из металла предполагает выполнение продольной обработки их наружных и внутренних поверхностей. Наряду с этим используются так называемые концевые фрезы. По внешнему виду большинство из них напоминают обычное сверло, только далеко не все подобные инструменты имеют способность проделать в детали отверстие либо основательно углубиться в слой металла. Из всех концевых фрез для реализации таких операций по большей части подходит шпоночная. На торце её рабочей части присутствуют хорошо заметные режущие поверхности.

Что это такое?

Шпоночная фреза является металлорежущим инструментом, используемым для черновой и получистовой обработки. Она имеет 2 режущих зуба (лезвия) с торцевыми режущими кромками, выполняющими ключевую работу резания. Режущие кромки фрезы направлены прямо в корпус инструмента, а не в наружную часть.

Заточка фрезы даёт возможность погружаться в материал при осевой подаче и перемещаться вдоль оси изделия, фрезеруя паз под шпонку при помощи торцевых кромок. Чтобы обеспечить функцию сверловки, одна кромка доходит до оси металлорежущего инструмента.

Материалы изготовления

Для изготовления основной, крепёжной и рабочей частей могут применяться разнообразные сплавы. Их эксплуатационные свойства серьёзно разнятся.

Быстрорежущая сталь (быстрорез, рапид) – сплав, имеющий достаточно большое количество легированных добавок. Она применяется при изготовлении режущей кромки. В большинстве случаев практикуется марка Р6М5, реже – Р18. Последняя, как правило, используется для обработки закалённой стали. Быстрорез способен выдерживать влияние высокой температуры, не меняя при этом своих характеристик.
Если изделие выполнено из твёрдой стали, то желательно использовать инструмент с твёрдосплавными напайками. При их изготовлении чаще всего практикуется марка ВК8. Такой вариант исполнения стоит дороже и бывает в продаже гораздо реже. Отдельные изделия отличаются наличием сменных твёрдосплавных пластин, которые фиксируются посредством сварки. Такие напайки способны функционировать на протяжении долгого времени, поскольку сильно не греются даже при высоких показателях режима резки.
Инструментарий, производимый из стали, также подвергается воздействию ржавчины. Чтобы улучшить защиту от воздействия коррозии, на поверхность наносят титановое напыление. Специальное покрытие обладает жёлтым цветом, оно предназначается не только для предохранения от коррозии, но и значительного увеличения рабочих параметров.

В отдельных ситуациях при производстве инструмента практикуются материалы с разными свойствами. Для домашней мастерской желательно покупать недорогие варианты исполнения, не предназначенные для функционирования на большой скорости и подаче. При высокой продуктивности станков следует применять разновидности с пластинами из твёрдых сплавов.

Виды и их назначение

Шпоночные фрезы обширно практикуются по дереву, в обработке металлов, машиностроении, станкостроении, ремонте техники и иных видах производственной деятельности. Ключевое предназначение инструментария – фрезеровка шпоночных канавок при изготовлении валов. Равным образом они используются для подготовки продольных канавок и мерных выемок в изготовлении всевозможных изделий из чугуна и стали.

По направлению оси вращения фрезы разделяются на право- и леворежущие. Ключевое различие – тип хвостовика, конусный или цилиндрический. Конусные хвостовики эксплуатируются только на металлорежущих станках и вставляются прямо в патрон с нужной конусностью. Равным образом инструмент с таким хвостовиком можно применять и в обыкновенной электродрели. Для хвостовиков, имеющих форму цилиндра, нужен цанговый патрон подходящего по диаметру типоразмера.

Рассмотрим более подробно 2 основных категории по типу хвостовика.

С коническим хвостовиком

Шпоночные фрезы с коническим хвостовиком производятся согласно требованиям, установленным ГОСТом 9140-78. Для изготовления применяются высокопрочные углеродистые стали. Фрезеровка – сложная процедура, требующая высокой точности.

Отличительная характеристика фрезы с коническим хвостовиком – наличие одновременно нескольких режущих кромок, что гарантирует чистоту обработки материала и высокую точность.

Эксплуатация такого инструмента даёт возможность сделать цилиндрические пазы идеальной конфигурации. Твёрдосплавные стали, используемые для производства, дают возможность оснастке запросто переносить внезапные скачки температуры, нагрев.

Конические шпоночные фрезы обладают стандартной конструкцией, состоят из 2 ключевых компонентов: хвостовика и рабочей (режущей) части. Режущая часть имеет несколько зубьев, кромок. Основное отличие инструмента от обыкновенного сверла – направление режущей части (внутрь).

С цилиндрическим хвостовиком

Шпоночная цилиндрическая фреза является режущим инструментом, оснащённым двумя рабочими поверхностями. Используется для черновой и получистовой обработки материала. В ходе фрезерования инструмент даёт возможность создать паз большой глубины. Перемещение – осевое, направление обработки такого же типа. Строение даёт возможность практиковать фрезу для сверловки (одна из режущих кромок доходит до оси).

Базовое предназначение инструмента данного вида — это фрезеровка, создание канавок на валах. Список областей применения довольно обширен. Для изготовления применяется высокопрочный металл, стабильный к нагреву, внезапным колебаниям температур, высокой механической нагрузке.

Фрезы с цилиндрическим хвостовиком наиболее многофункциональны, посредством их можно произвести практически любую операцию.

Имеются и иные особенности, по которым классифицируют концевые фрезы. Одной из них, например, является присутствие либо отсутствие на режущей части специализированных пластин из особо твёрдого сплава.

Изготовление всех инструментов осуществляется согласно ГОСТ.

При другом развитии событий изделие не будет отвечать установленным требованиям. Был разработан ГОСТ 9140-78 на шпоночные фрезы для установления типовых размеров и ключевых характеристик. Помимо этого, ГОСТ 6396-78 на шпоночные фрезы также даёт возможность исключить допустимость покупки изделия с плохими параметрами.

Соответствие стандартам подтверждается надлежащей маркировкой. В нормативной документации (НД) также имеются чертежи с детальным обозначением всех элементов. Она даёт возможность установить то, каким способом при обслуживании будет осуществляться заточка поверхности.

Правила эксплуатации

Фреза способна функционировать с полной отдачей только при условии правильной её эксплуатации. Когда фрезеровка совершается на правильно установленных режимах, то фреза способна обработать предусмотренное количество изделий до того, как её потребуется отдать в переточку. Фрезеровка осуществляется надлежащим для этой операции инструментарием. Производить грубую фрезеровку отверстий необходимо сверлом.

Чтобы инструмент смог погрузиться в слой металла, на его торце должны наличествовать явно выраженные режущие кромки. Это не единственная принципиальная особенность, которой располагает шпоночная фреза. Не менее характерной составляющей является специальная заточка торцевых кромок режущей части. Она производится по обратной стороне их поверхности, вследствие чего даже после продолжительной эксплуатации фрезы и осуществления многочисленных переточек диаметр создаваемого отверстия остаётся неизменным.

Охлаждение при фрезеровке используют с целью уменьшения нагрева инструмента и пролонгирования срока его эксплуатации без переточки. Для охлаждения фрезы практикуются специализированные охлаждающие жидкости. Некоторые из них наделены смазывающими характеристиками, вследствие чего уменьшается трение промеж режущего инструментария и обрабатываемой поверхности.

Жидкость для охлаждения необходимо подавать непременно непрерывным потоком и с первой же секунды фрезерования.

Заточка

Отличительная черта заточки фрез заключается в сравнительно большой длине и криволинейности режущих кромок их лезвий. При заточке требуется обеспечить перемещение поверхности заточного диска в точности по кромке. Особую трудность тут представляет заточка фасонных фрез, обладающих затылованным углом. Для сохранения фасонного профиля фрезы и упрощения заточки затылованные лезвия точатся исключительно по лицевой поверхности.

Острозаточенные (незатылованные) лезвия, обладающие прямолинейной либо стандартизированной криволинейной конфигурацией, затачиваются по задней поверхности. Отрезные и прорезные фрезы точатся по задней и передней поверхности лезвий. Заточка выполняется на специальных и многофункциональных агрегатах для заточки фрез, иногда вручную.

Фреза шпоночная

Шпоночная фреза – это металлорежущий инструмент с двумя режущими кромками используемый для черной и получистовой обработки. Заточка фрезы позволяет углубляться в материал при осевом движении подачи и двигаться параллельно оси детали, вырезая шпоночный паз посредством торцевых кромок. Для обеспечения возможности сверления одна из кромок доходит до оси фрезы.

Виды и применение

Шпоночные фрезы широко применяются в машиностроении, обработке металлов, деревообработке, станкостроении, ремонте техники и других видах деятельности. Основное назначение инструмента – фрезерование шпоночных канавок при изготовлении валов. Также они применяются для подготовки мерных выемок и продольных канавок в производстве различных изделий из стали и чугуна.

По направлению вращения фрезы подразделяются на лево- и праворежущие. Основным отличием является тип хвостовика – цилиндрический или конусный. Для цилиндрических хвостовиков необходим цанговый патрон соответствующего диаметру типоразмера. Также инструмент с данным хвостовиком можно использовать и в обычной дрели. Конусные хвостовики применяются исключительно на металлорежущих станках и вставляются непосредственно в патрон с требуемой конусностью.

Шпоночные фрезы различаются по материалу изготовления. Чаще всего это быстрорежущая сталь Р6М5. Реже можно встретить инструмент из стали Р18, из него изготавливали оснастку во времена СССР и до сих пор эти фрезы являются очень востребованными. Фрезы из Р18 отлично работают даже с закаленной сталью. Твердость инструмента составляет порядка 65 HRC.

Для обработки изделий изготовленных из твердых и закаленных марок сталей применяются фрезы с напайками из ВК8 и других твердосплавных металлов (Т15К6, Т5К10). По стойкости они значительно превосходят обычную инструментальную сталь. Выпускается и инструмент со специальным антикоррозионным покрытием из карбида титана, их можно отличить по характерному желтому наконечнику. Такое решение позволяет дольше сохранить инструмент, особенно при эксплуатации в условиях повышенной влажности.

Особенности инструмента

Основные требования к шпоночным фрезам – это необходимость затыловки боковой рабочей кромки и качественная заточка. Инструмент выпускается диаметром от 3 мм со стандартным углом наклона канавок и полями допуска. У оснастки диаметром более 14 мм хвостовик и режущая часть соединены сваркой.

Наиболее важными характеристиками, которые необходимо учесть при подборе инструмента – это глубина фрезерования и диаметр. Данный вид металлообработки является наиболее распространенным среди всех методов нарезки шпоночных пазов. Его преимуществами являются простота, экономичность и высокая скорость работ при достаточной точности обработки. Фреза обеспечивает от 5 до 8 класса точности, что достаточно для точной установки шпонки без подгонки.

В настоящее время действует ГОСТ 9140-2015 определяющий технические условия шпоночных фрез с цилиндрическими и коническими хвостовиками. Часто в Сети можно встретить ГОСТ Р 53003 регулирующий те же параметры и принятый в 2008 году, но впоследствии отменённый.

Все о фрезах по металлу

Фрезерные устройства активно используются в ходе осуществления ремонтных и строительных работ. При этом для того чтобы данный агрегат эффективно выполнял свое назначение, он должен быть оснащен качественными рабочими инструментами – фрезами. Сегодня мы подробнее поговорим об этих функциональных деталях.

Особенности

Прежде чем изучать особенности и отличительные характеристики данного рабочего элемента, важно определиться с исходным термином. Так, фреза по металлу для фрезерного станка – это режущий инструмент, в конструкцию которого входит большое количество лезвий. Обработку металлического материала фреза осуществляет посредством постоянного вращения вокруг своей оси.

К основным конструкционным элементам фрезы стоит отнести рабочую часть, хвостовик, который обычно закрепляется в шпинделе или цанге, и шейку. Существующие на современном строительном рынке фрезы для обработки металла классифицируются в зависимости от ключевых параметров (например, размера, материала изготовления, типа крепления и других).

Традиционно фрезы по металлу изготавливаются из стальных материалов углеродистого, легированного или быстрорежущего типа.

В связи с высоким уровнем востребованности фрез по металлу, на рынке присутствует большое разнообразие таких элементов: пользователи могут приобрести насадные, проходные, шлицевые, магнитные, грибковые, отрезные, круглые, металлические элементы, детали со сменными пластинами или типа «балеринка», фасочная, фрезы с разной скоростью вращения, разного размера (например, 2 мм, 3 мм, 5 мм, 10 мм, 60 мм, 20 мм, 50 мм), с разным углом наклона (например, 45 градусов). Рассмотрим, какими бывают фрезы по металлу.

Дисковые

К важнейшей отличительной характеристике дисковых фрез можно в первую очередь отнести то, что их диаметр обычно превышает показатель толщины в несколько раз. В ходе производства фрез их изготавливают цельными, при этом в качестве исходного материала используют специальную инструментальную сталь, которая проходит предварительную процедуру упрочнения и нормализации.

Дисковые фрезы подразделяются на два отдельных вида: отрезные и прорезные. Первый вариант является более распространенным и востребованным среди пользователей. Так, если говорить о конструкции дисковых фрез отрезного типа, то важно отметить тот факт, что в своем составе они имеют наклонный зуб. Причем этот зуб обязательно является закаленным – процесс его закалки обычно осуществляется перед заточкой. Помимо зуба, в конструкции обязательно присутствуют паз и отверстия под болты (их можно обнаружить непосредственно в теле диска). Если говорить о сферах использования устройств, то отрезные дисковые фрезы диаметром от 120 мм обычно применяются для осуществления резки горячего металла на прокатных станах. С другой стороны, прорезные фрезы характеризуются наличием прямого зуба с контуром, который по форме совпадает с прорезаемой канавкой.

Торцевые

Описывая торцевые фрезы, следует сказать о том, что они чаще всего используются для осуществления предварительной обработки заготовки какого-либо изделия. При этом детали характеризуются довольно высоким уровнем производительности.

Этот эффект возможен благодаря наличию двух специально предназначенных режущих кромок: одна из них является торцевой, а другая – боковой.

Цилиндрические

Как можно догадаться по названию, данный вид фрез имеет форму цилиндра, соответственно, их высота превышает диаметр. Расположение режущих кромок цилиндрических устройств довольно необычно – они расположены по спирали. В качестве материала изготовления традиционно используют инструментальную сталь (особенно это касается именно рабочей части детали). Заточка изготавливается затыловкой, а крепление осуществляется на оправку. При помощи данной детали обычно осуществляют чистовую обработку.

Угловые

По форме угловые фрезы представляют собой усеченный конус с широким основанием и вершиной в сторону хвостовика. Такие детали используют для того, чтобы снимать фаски и осуществлять обработку краев. Режущая кромка, которая является важнейшей деталью, находится на боковой части.

Что касается типа сборки, то данная деталь может быть как цельной, так и сборной.

Концевые

Как и некоторые другие виды фрез, детали концевого типа по своей форме являются цилиндрическими. Причем в конструкцию элемента также входит основная режущая плоскость. Она структурно является торцевой частью цилиндра и поддерживается боковыми сторонами, которые функционально являются вспомогательными. Концевые устройства обычно используют для того, чтобы осуществлять процедуру зачистки поверхности в выборках и пазах. Важно иметь в виду, что угол заточки концевых фрез имеет важное значение в процессе удаления стружки с зоны реза. При этом наклон режущей кромки увеличивается вместе с диаметром инструмента начиная с 30 градусов.

Фасонные

Фасонные фрезы представляют собой детали, которые обладают режущими кромками фигурного типа.

Они обязательно должны повторять форму паза.

Червячные (или «летучка»)

Элементы червячного типа являются составными по своей конструкции. Чаще всего детали используются в процессе нарезки зубчатых колес и шестерен. Что касается конструкции и строения данного элемента, то важно отметить тот факт, что сам корпус является цилиндрическим. При этом на нем расположены фигурные пластины (они стоят рядами). Форма таких пластин должна соответствовать форме выемки между зубьями детали. Чаще всего червячные фрезы устанавливают на зубофрезерные станки.

Корончатые

Корончатые фрезы также часто называют кольцевыми. Они являются полыми и имеют цилиндрическую форму. Процедура заточки осуществляется по торцу, при этом применяются нити спиральных режущих кромок.

Шпоночные

У шпоночных фрез заточены боковые режущие кромки. При этом их заточка должна осуществляться таким образом, чтобы соответствовать размеру ширины выборки.

Фреза может использоваться как сверло, при этом углубляясь на необходимую глубину (особенно это актуально в начале работы).

Конические (или «кукуруза»)

По своему строению элементы конического типа могут быть цельными и наборными. При этом угол наклона режущей кромки может быть как положительным (с вершиной конуса в сторону хвостовика), так и отрицательным (при обратной направленности).

Сферические

Фрезы сферической формы активно применяют в процессе создания канавок полукруглой формы. Такие детали могут быть как цельными, так и составными.

При этом непосредственная заточка элемента осуществляется по контуру.

Под Т-образные выемки

Если говорить о строении таких фрез, то важно отметить, что режущие кромки данного элемента располагаются по бокам и на торцах нижней широкой части инструмента. При этом в обязательном порядке радиус фрезы под Т-образную выемку должен совпадать с шириной паза.

Сборные (или наборные)

Такие фрезы отличаются высоким уровнем практичности и пользуются востребованностью среди пользователей.

Таким образом, благодаря такому широкому разнообразию, каждый пользователь сможет выбрать для себя такой элемент, который будет максимально соответствовать его потребностям и нуждам.

Типы по числу заходов

В зависимости от числа заходов фрезы подразделяются на несколько разновидностей:

другие (3, 5 или 6 режущих элементов).

На этот параметр важно обращать свое внимание в ходе выбора и покупки изделий, так как он является одним из решающих.

Классификация по способу удаления стружки

В зависимости от способа удаления стружки различают два типа фрез: верхний и нижний.

Верхний тип удаления стружки характерен для фрез концевого типа. При этом данные рабочие элементы являются завитыми. В процессе вращения фрезы разрезают рабочую кромку снизу вверх, соответственно, и стружка выходит в направлении вверх. К негативным характеристикам данного типа устройства можно отнести тот факт, что пользователю приходится регулярно убирать стружку, так как она накапливается на поверхности детали и мешает обзору.

Нижний тип фрез также называют компрессионным. Это связано с тем, что деталь обладает обратным типом завивки. Соответственно, в ходе производственного процесса рабочая кромка разрезает материал сверху вниз, прижимая заготовку основания. Стружка из зоны резания направляется вниз. К положительным характеристикам данного типа элемента можно отнести тот факт, что стружка удаляется сразу под деталь и не попадает в непосредственную зону резания. Кроме того, отходный материал довольно просто убирать, приводя в порядок рабочее место.

Производители

Производством фрез по металлу занимается большое количество как отечественных, так и зарубежных компаний. Рассмотрим несколько популярных производителей.

В Российской Федерации лидером рынка по производству фрез, предназначенных для работы по металлу, является Всероссийский научно-исследовательский институт инструмента, который располагается в Москве. Важно отметить тот факт, что большинство российских компаний осуществляют производство фрез по относительно устаревшим технологиям, однако высоким качеством отличается материал изготовления отечественной продукции.

Bosch – это европейская компания, которая занимается производством не только фрез, но и большого количества других изделий. Бренд является одним из мировых лидеров и использует исключительно новые технологические и научные разработки.

На американском рынке особенного уважения и внимания заслуживает бренд JET. Эта компания является одной из старейших и производит свои товары исключительно из высококачественных материалов.

Приобретая фрезы по металлу, следует ориентироваться именно на производителей, которые были описаны выше.

Таким образом вы можете быть уверены в том, что купите изделия, которые будут соответствовать всем международным и государственными стандартам, а также обладать высоким качеством и длительным сроком службы.

Как выбрать?

Выбор и приобретение фрез для работы по металлу – это довольно сложный и длительный процесс. При этом пользователь должен учитывать несколько ключевых факторов. Рассмотрим подробнее основные из них.

Для начала нужно определиться с назначением приобретаемого вами устройства. Например, вы можете приобретать детали для металлообработки, для снятия фаски, для ручного фрезера, для обработки, для сверления отверстий, для дремеля, на дрель. Для каждого из этих процессов понадобятся различные типы устройств.

Сегодня на строительном рынке для приобретения доступны как одиночные фрезы, так и полноценные наборы таких деталей. Очевидно, что набор будет значительно дороже по стоимости, но, с другой стороны, вам не придется заботиться о приобретении нескольких фрез.

С помощью фрез можно осуществлять разнообразные типы работы: грубая обдирка заготовки, чистовая обработка по плоскости, создание канавок, обработка углов и кромок, выборка шпоночных пазов и многое другое. Так, в зависимости от конкретного случая вам может понадобиться угловая, фигурная, шпоночная или фреза другого типа.

В связи с широкой распространенностью фрез и востребованностью данных деталей среди пользователей производством, выпуском и продажей таких деталей занимается большое количество компаний (как отечественных и зарубежных). Соответственно, при покупке у пользователя может возникнуть большое количество трудностей, связанных с выбором. В любом случае следует отдавать предпочтение только той продукции, которая была изготовлена проверенным производителем, пользующемся доверием и любовью покупателей.

В процессе приобретения фрез обязательно убедитесь в том, что рабочий элемент хорошо сочетается с фрезерным устройством, которое уже у вас есть. В противном случае вы просто зря потратите свои средства.

Прежде чем приобретать ту или иную модель фрезы по металлу, нужно изучить отзывы потребителей. Таким образом вы сможете убедиться в том, насколько заявленные производителем характеристики соответствуют реальному положению дел.

При учете всех вышеописанных характеристик вы сможете приобрести фрезу, которая будет отличаться высоким качеством, отличной функциональностью, а также прослужит вам длительный промежуток времени.

Правила использования и хранения

Важно не только правильно выбрать подходящий вам тип фрезы по металлу (при этом обязательно учитывать все характеристики и принципы выбора, описанные выше), но и правильно использовать деталь, а также хранить ее с учетом всех рекомендаций. Рассмотрим несколько советов специалистов.

В первую очередь необходимо помнить о том, что разрешено использование фрезы исключительно по ее назначению. Не применяйте детали по вашему усмотрению – это может привести не только к поломке самого инструмента или его комплектующих, но также и к травмам.

Традиционно при покупке фрезы вы получите стандартную комплектацию, в которую также входит и инструкция по эксплуатации для пользователя. Обязательно ознакомьтесь со всеми советами и рекомендациями производителя, и только после этого приступайте к использованию детали.

Перед тем как отправлять фрезы на хранение, их в обязательном порядке нужно почистить и смазать. Благодаря этому вы продлите срок службы ваших изделий, соответственно, значительно сэкономите свой бюджет, так как не придется покупать новые взамен испорченных.

Ни в коем случае нельзя хранить фрезы навалом – их обязательно следует аккуратно расставлять (например, на специально предназначенных подставках). При желании предметы также можно рассортировать по размеру (это значительно облегчит процесс поиска необходимой вам детали).

Если вы заметили, что фреза начала приходить в негодность, то ее нужно немедленно заменить. Категорически запрещается эксплуатировать дефектный элемент – это может привести к поломке инструмента и даже к травмам пользователя.

Обязательным является соблюдение правил техники безопасности. Например, для подстраховки рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты: например, перчатки и очки.

Фрезы по металлу – это устройства, которые являются незаменимыми в процессе осуществления большого разнообразия строительных и ремонтных работ.

Следует максимально внимательно подходить к выбору данных рабочих деталей, а также соблюдать все правила и рекомендации по их использованию и хранению, чтобы продлить срок службы приобретенных вами изделий.

Концевая фреза: назначение, классификация, ГОСТы

В механообработке термин «концевая» употребляется в двух контекстах: конструктивном и технологическом. Согласно п.4 ГОСТ 3855-2013 все используемые в механообработке фрезерные инструменты по своим конструктивным особенностям делятся на два основных вида: концевой и насадной. Концевая фреза выполнена воедино с поводком (цилиндрическим или коническим хвостовиком) и для ее применения не требуется дополнительная оснастка. Насадные фрезеры перед использованием монтируют на стандартные цилиндрические или конические оправки.

В соответствии с п. 2.2 того же стандарта концевое фрезерование является одним из пяти видов фрезерной обработки. При его выполнении припуск с обрабатываемой заготовки снимается режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности инструмента. Концевая фреза стандартного типа имеет режущие зубья и на стороне торцевой поверхности, но они выполняют только вспомогательную роль. Помимо стандартных существует множество других разновидностей, у которых режущими являются как цилиндрическая, так и торцевая поверхность. Но это особый подвид и применяется он в узкоспециализированных целях.

Назначение инструмента

Ось вращения концевого фрезера направлена под прямым углом к плоскости заглубления. При этом его основные режущие кромки располагаются на боковой цилиндрической поверхности, т. е. резание происходит по лини их соприкосновения с плоскостью обработки. На торцевом конце также находятся режущие кромки, расположенные под углом к оси вращения, которые выполняет вспомогательную функцию. Режущая поверхность такого фрезера выполнена в виде спиральных или наклонных зубьев, при этом угол наклона может составлять 30-45°.

Особенности и применение

Конструктивно концевые фрезы по металлу делятся на два вида: цельнометаллические (из твердых сплавов) и со вставными режущими элементами. Самыми распространенными являются монолитные твердосплавные концевые фрезеры. Они характеризуется высокой жесткостью, стабильностью параметров и оптимальным соотношением цены и технологических возможностей. Фрезеры с вставными режущими элементами из специальных сплавов с напылением используют при специальных режимах резания, например, фрезеровке по нержавейке, сплавам титана и другим сложным материалам.

Основная область применения концевого фрезерования — это продольная обработка плоскостей параллельных оси вращения инструмента. Типичным примером такой технологической операции является фрезеровка линейных и контурных пазов и канавок, формирование ступенчатых плоскостей, а также выборка прямолинейных и фигурных выемок различной глубины. При этом для глубоких поверхностей применяют фрезы концевые с цилиндрическим или коническим хвостовиком, удлиненные до нужного размера. Основные виды изделий, обрабатываемых концевым фрезерованием — это:

плиты с линейными и Т-образными пазами;
штампы и прессформы;
плоские поверхности и зубчатые шестерни с канавками и выемками;
шаблоны, матрицы, пуансоны;
вала со шпоночными пазами;
корпусные детали со сквозными окнами.

Размерные ряды концевых фрезеров определены государственными стандартами. Изделия из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком имею размерный ряд 3-32 мм и устанавливаются на оборудование с помощью зажимных патронов и цанг. Инструмент среднего и большого диаметра выпускаются в диапазоне размеров 14-63 мм с хвостовиком в виде конуса и используются на промышленном оборудовании. Фрезы для станков с ЧПУ имеют свой размерный ряд — 14-50 мм.

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.

Все специальные виды концевых фрезеров выпускаются как с конусными, так и с цилиндрическими хвостовиками.

Наиболее распространены следующие виды:

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.
Угловые. Их характерная особенность — наклонные режущие кромки на торце. Предназначены для снятия прямоугольных кромок (фасок), обработки наклонных плоскостей и угловых пазов.
Четвертькруглые вогнутые. Их режущие зубья имеют форму обратной дуги. Применяются для фрезеровки закругленных кромок.
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.
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.

Конструкция концевых фрез

В общем виде концевая фреза представляет собой монолитный металлический цилиндр, состоящий из двух частей: поводка (хвостовика) для установки в оборудование и фрезерной части с расположенными по спирали режущими элементами (зубьями). Ее основные геометрические параметры — это общая длина, диаметр режущей части, а также диаметр, тип и длина хвостовика.

Хвостовики

В соответствии ГОСТ 53937-2010 концевые фрезеры в зависимости от их назначения и области применения могут выпускаться со следующими видами хвостовиков различных типоразмеров:

гладкий цилиндрический;
цилиндрический с резьбой;
цилиндрические с несколькими видами лысок;
с конусами Морзе, дополненными резьбой и лысками;
с конусами 7:24 для ручной и автоматической смены инструмента;
с полым конусом HSK для ручной и автоматической смены инструмента.

Для закрепления концевого фрезера в шпиндели и патроны с другими посадочными отверстиями применяют переходные втулки. На практике в обозначениях хвостовиков часто применяют сокращения, например, «фреза концевая к/х» означает «с конусным хвостовиком», а «КМ2» — это инструмент с конусом Морзе N2.

Режущая часть

Конструкция режущей части бывает двух типов: цельнометаллическая и со вставными режущими элементами. Режущие плоскости и разделяющие их канавки для отвода стружки огибают цилиндрическую поверхность по спирали в правом направлении (выпускается инструмент и с левым вращением). На их верхней части находится либо острая режущая кромка, либо ближе к ее концу закреплены вставные режущие пластины. Цельнометаллические фрезеры, как правило, изготавливают из быстрорежущей стали. Твердосплавные зубья с покрытием крепятся к корпусу концевого фрезера следующими способами:

напайкой;
эксцентриками;
винтами;
специальными болтами с клиновидной головкой.

Количество режущих плоскостей определяет сколько резов металла за один оборот (заход) совершает фрезерный инструмент. Самыми распространенными являются одно-, двух- и трехзаходные концевые фрезеры (их также называют «фрезы концевые одно- (двух-, трех- и т.д.) перьевые»). Концевые фрезеры с большим числом заходов применяется для чистовой обработки, а также для фрезеровки твердых и хрупких материалов.

Как уже говорилось ранее, малые торцевые фрезеры относятся к группе концевых. У этого вида фрезерного инструмента боковая режущая поверхность дополнена вспомогательными режущими кромками, расположенными на торце фрезы.

Также дополнительные режущие поверхности имеют пазовые, копирные и шпоночные фрезеры.

Классификация концевых фрез

Специальной расширенной классификации для концевых фрезеров не существует, поэтому они классифицируются по общим для фрезерного инструмента перечням с добавлением характерных для них признаков. Ниже приведены основные разделы классификации, применяемой для различных видов концевых фрез по металлу:

По производственному назначению

В данном разделе основным признаком является вид и форма обрабатываемой поверхности. На основании этого выделяют следующие виды этого инструмента:

общего применения;
с торцевой режущей частью;
для шпоночных пазов (в т.ч. для пазов сегментных шпонок);
для фигурных пазов;
для фигурных плоских профилей;
копирные.

По конструктивному признаку

ГОСТ обязывает производителей выпускать концевые фрезы двух типов длин: нормальной и длинной и определяет соотношение размеров хвостовика и режущей части. Но помимо этого на рынке присутствуют фрезы концевые как удлиненные, так и очень короткого размера (народное название — «пальчиковые»). Кроме типов и соотношений длин ГОСТом определяются виды хвостовиков (различные типы конических и цилиндрических), а также размерные ряды диаметров. Чаще всего в промышленном производстве применяется фреза концевая с коническим хвостовиком.

Государственные стандарты определяют только общие требования к фрезерному инструменту. Вместе тем мировые производители предлагают различные новаторские конструкции. Их примером могут служить концевые модульные фрезы, в которых режущая часть крепится к хвостовику с помощью высокоточного винтового соединения. Другая интересная разработка — концевая шестизубая обгонная фреза с верхними и нижними подшипниками для чистовой обработки пазов по шаблону.

По форме режущих поверхностей

Для формирования специфических профилей поверхностей обрабатываемых изделий в дополнение к инструменту общего назначения была создана большая группа фасонных концевых фрез. Среди них основными являются радиусные и фигурные пазовые фрезерные инструменты, а также фрезеры для 2D и 3D обработки. Основные виды концевых фрезеров, классифицированные по форме режущих поверхностей — это:

цилиндрическая;
торцевая;
шпоночная;
фреза концевая радиусная;
фреза радиусная вогнутая;
Т-образная фреза;
фреза для паза «ласточкин хвост»;
угловая концевая фреза;
концевые конические и цилиндрические фрезы с прямым и закругленным концом.

По количеству режущих кромок и направлению вращения

Процесс заглубления в металл режущей кромки и снятия ею одного слоя припуска называется «заходом». Чем больше режущих поверхностей у фрезера, тем больше заходов он совершает за один оборот. Концевой фрезерный инструмент с одной режущей поверхностью является однозаходным. Если поверхностей больше одной, то инструмент многозаходный (одно-, двухзаходные фрезы и т.д.).

Кроме этого существует обширная классификация концевых фрезеров, основанная на геометрии и формах режущих поверхностей, зубов и кромок.

Государственные стандарты

Помимо государственных стандартов, требования к этому инструменту регламентируются техническими условиями, например, ТУ 2-035-0222232.3-90 определяет ряд диаметров для станков с ЧПУ.

Фреза шпоночная по металлу

Механическая обработка металла предусматривает применение специального инструмента, который характеризуется более высокой твердостью и устойчивостью к износу, воздействию высокой температуры. Зачастую для образования выемок применяется фреза шпоночная. Подобный вариант исполнения характеризуется довольно большим количеством особенностей, к примеру, шпоночные фрезы по металлу предназначаются для работы с различными показателями режимов резания.

Конструкция шпоночных фрез

Рассматриваемая фреза шпоночная ц/х характеризуется довольно большим количеством конструктивных особенностей. Зачастую изделие напоминает стальной стержень со следующими элементами:

Рабочий часть представлена витковыми кромками с небольшим углом. Стоит учитывать, что поверхность имеет относительно неглубокие выемки, которые требуются для формирования режущей кромки и отвода стружки при работе.
Современные цилиндрические варианты исполнения имеют основную часть, за счет которой обеспечивается углубление инструмента в материал. Эта часть может иметь самую различную длину.
Для крепления инструмента могут создаваться различные поверхности. Современные фрезы с цилиндрическим хвостовиком подходят для установки в ручных фрезеровальных устройствах, также можно приобрести вариант исполнения с коническим хвостовиком.

Конусный вариант исполнения подходит для большинства станков, цилиндрический устанавливается в фрезерном станке или ручной дрели. Сегодня перьевые фрезы могут продаваться в различных специализированных магазинах.

Область применения

Распространение подобного изделия весьма обширно. Они могут применяться для получения канавок самого различного типа. В большинстве случаев фрезы шпоночного типа производятся для станков. Как ранее было отмечено, довольно большое распространение получили конические хвостовики, так как они больше всего подходят для установки инструмента в распространенном фрезерном оборудовании.

Сегодня рассматриваемый тип шпоночных фрез имеют следующую область применения:

В машиностроительной области. В цехах встречается довольно большое количество фрезеровального оборудования, которое также может применяться для получения шпоночных канавок при использовании соответствующей оснастки.
В области производства бытового оборудования. Сегодня при создании корпусов проводится фрезерование. Современное оборудование позволяет получить изделия с точными размерами.
В домашних мастерских. В мастерских могут применяться ручные фрезеры и модульные установки, которые также снабжаются шпоночными фрезами. Для домашних мастерских подходят недорогие изделия, так как бытовые установки характеризуются более низкими эксплуатационными характеристиками.

В целом можно сказать, что рассматриваемая оснастка является неотъемлемой частью большинства производственных цехов.

Материал изготовления

При изготовлении основной, крепежной и рабочей части могут применять различные сплавы. Их эксплуатационные характеристики существенно отличаются. Шпоночные концевые фрезы представлены следующими сплавами:

Быстрорежущая сталь при производстве оснастки применяется на протяжении длительного периода. Она используется при изготовлении режущей кромки. Чаще всего применяется марка Р6М5, реже всего Р18. Вторая из приведенных марок зачастую применяется для резания закаленной стали. Быстрорежущая сталь может выдерживать воздействие высокой температуры, не меняет при этом свои характеристики.
Если заготовка представлена твердой сталью, то рекомендуется выбирать инструмент с напайками из твердых сплавов. При их производстве часто применяется марка ВК8. Подобный вариант исполнения обходится дороже и встречается в продаже намного реже. Некоторые изделия характеризуются наличием сменных пластин из твердого сплава, которые крепятся путем сварки. Подобные напайки могут проработать в течение длительного периода, так как сильно не нагреваются даже при высоких показателях режима резания.
Инструмент, изготавливаемый из стали, также подвержен воздействию коррозии. Чтобы повысить защиту от воздействия ржавчины поверхность покрывается титановым напылением. Специальное напыление имеет желтый цвет, оно предназначено не только для защиты ржавчины, но и существенного повышения эксплуатационных характеристик.

В некоторых случаях при изготовлении конструкции применяются материалы с различными характеристиками. Для домашних мастерских рекомендуют приобретать дешевые варианты исполнения, не предназначенные для работы на высокой скорости и подаче. При высокой производительности станков рекомендуется использовать варианты исполнения с твердосплавными пластинами.

Производство всех инструментов проводится при применении ГОСТа. В противном случае изделие не будет соответствовать установленным требованиям. Был составлен ГОСТ 9140-78 на шпоночные фрезы для стандартизации размеров и основных параметров. Кроме этого, ГОСТ 6396-78 на шпоночные фрезы также позволяет исключить вероятность приобретения изделия с плохими характеристиками.

Соответствие стандартам подтверждается соответствующей маркировкой. В нормативной документации встречается следующая информация:

Диаметральный размер. Диаметр рабочей части и хвостовика может варьироваться в достаточно большом диапазоне. Зачастую диаметр выбирается с учетом того, что обработка должна проводится за один проход.
Угол заточки. Режущая кромка может быть расположена под различным углом относительно оси инструмента. От этого показателя также зависит эффективность применения изделия и другие параметры.
Длина стержня. В некоторых случаях нужно получить канавку с большой глубиной. Для подобных случаев выбирают вариант изделия с большой длиной стержня.
Основные характеристики используемого сплава при изготовлении. Как ранее было отмечено, при изготовлении изделия могут применяться самые различные сплавы. Перечень марок также указывается в стандартах.

В нормативной документации также встречаются чертежи с подробным обозначением всех элементов. Она позволяет определить то, каким образом будет проводится заточка поверхности при обслуживании.

Производство одноугловых по ГОСТ 3960-78 проводят на территории стран СНГ. Во всех других странах применяются совсем другие стандарты, но параметры практически идентичны, есть таблицы для перевода.

Рассматриваемый инструмент рекомендуется приобретать исключительно у проверенных поставщиков. При выборе уделяется внимание маркировке, популярности бренда. Кроме этого, нужно проводить визуальный осмотр, так как даже незначительные дефекты могут указывать на низкое качество производство.

Читайте также: