Выбор фрез для станков с ЧПУ

Содержание статьи:

1. Виды фрез для станков
2. От чего зависит подбор фрез
3. На что еще обратить внимание

Режущий инструмент — это составная часть фрезерного станка, напрямую взаимодействующая с поверхностью заготовки. Если фреза выбрана правильно, то качество обработки остается высоким, а оборудование не выходит из строя. Работать по дереву и металлу одним и тем же типом наконечника нельзя. Это грозит поломками не только инструмента, но и станка целиком. То, какая выполняется операция, материал, вид агрегата — факторы, влияющие на выбор фрез и оснастки для станков ЧПУ. В статье подробно рассмотрим каждый из них.

Виды фрез для станков

От формы инструмента зависит сфера его применения. Выделяют:

• Угловые — предназначены для обработки краев, наклонных поверхностей, угловых пазов. Режущие кромки расположены под разными углами относительно друг друга. Например, у одноугловой они на торцах и с одной стороны конуса, у двуугловой — на 2-х смежнолежащих поверхностях.
• Торцевые — используют для чистовой обработки сложных поверхностей (например пазов). В сфере машиностроения применяются для растачивания деталей — зубчатых колес, валов. Этот наконечник цилиндрической формы, каждый зуб — отдельный резец. Конструкция режущих кромок такова, что можно одновременно обрабатывать заготовки, поверхности которых расположены под углом 90˚.
• Концевые — этот тип наконечников помогает создать выемки, контурные уступы, зачистить обработанные места. Конструктивно представляют собой цилиндр с режущими кромками-гранями на торце и всей поверхности. Бывают лево- или праворежущими. Заготовку можно обрабатывать во всех направлениях. Внешне походят на обычное сверло.
• Дисковые — основная сфера применения — создание пазов разной глубины, шлицев, выемок. Инструменты этого типа бывают двухсторонние, трехсторонние, пазовые, дисковые пилы. Зубья могут быть равно- или разнонаправленные. Общее число и геометрия кромок повышают производительность инструмента. За один проход оператор выполняет несколько операций.
• Сферические — с их помощью создают гладкие объемные формы. Чаще всего применяются в деревообработке для изготовления рельефных изображений. Конструкция наконечника снижает число вибраций в процессе работы, поэтому обработанные заготовки получаются без шероховатостей. Этот тип нечасто используют при работе с металлами.
• Фасонные — предназначены для заготовок со сложной геометрией. Ими вытачивают каналы разных видов, нарезают канавки. Зубья у наконечника бывают затылованными или остроконечными. После финишной обработки кромки и срезы получаются гладкими.

От чего зависит подбор фрез

Рассмотрим основные факторы, на которые обязательно надо обратить внимание.

1. Материал, из которого сделана заготовка. Для фрезеровки деревянных изделий, цветных или черных металлов, полимеров, пластиков нужен свой тип наконечников. Для обтачивания поверхностей с разной плотностью потребуются режущие кромки из определенных металлов и специфических форм.
2. Тип крепления. Диаметр и скорость вращения шпиндельной головки станка с ЧПУ зависит от его спецификации. Фреза должна подходить по типу крепления. Только точное центрование инструмента на шпинделе снижает биение зубьев, т.е. преждевременный износ. Различают:
   • гидравлический;
   • механический;
   • термозажим.
3. Выполняемая операция. Современные станки с числовым программным управлением производят множество разных операций, обрабатывая заготовки с высокой скоростью. От правильно подобранного инструмента зависит производительность и общее техническое состояние агрегатов. Особое внимание уделяют форме фрезы, расположению режущих кромок и металлу, из которого они изготовлены. Виды операций:
   • фрезерование — обработка кромок, пазов;
   • расточка — расширение отверстий в деталях разного размера;
   • 3D-обработка — создание рельефных форм в деревообработке;
   • сверление;
   • обтачивание — обработка наружных поверхностей.
4. Количество канавок. Чем меньше число зубьев, тем крупнее будет снимаемая стружка. Для алюминия, как правило, не используют более 3-х канавок. Стружка у этого металла крупная и достаточно вязкая. Мелкозубый инструмент легко забивается, а затем выходит из строя.Крупнозубые модели более прочные, меньше нагреваются во время работы. Однако, чем больше режущих кромок, чем меньше шума в процессе работы с заготовкой. Наконечники с более чем четырьмя канавками помогают повысить производительность обработки особо твердых материалов, когда шпиндель технологически не может вращаться быстрее.
5. Выбор диаметра фрезы. Чем больше обрабатываемая площадь, тем больший диаметр понадобится. Хвостовики размером от 6 до 12 мм хороши при объемных работах. Для создания мелких рельефных деталей используют инструмент до 4 мм.

На что еще обратить внимание

При обработке больших площадей обращают внимание на направление образования стружки. Чаще встречаются фрезы с удалением вверх. Скапливающиеся отходы могут мешать рабочему процессу. Чтобы поверхность оставалась чистой, применяют модели, отводящие стружку вниз. Левая спираль резьбы плюс правое вращение не дают ворсу образовываться на поверхности. Форму и сечение стружки следует контролировать так, чтобы производительность станка оставалась неизменной.

Вылет фрезы — это расстояние от крепления до конца режущей части. Чем оно больше, тем сильнее отгиб в процессе работы и меньше прочность.

Дополнительные покрытия инструмента повышают его износостойкость, увеличивают срок службы и увеличивают производительность станка. Фрезы с покрытием из нитрида титана служат в среднем в шесть раз дольше. При обработке алюминия на высоких оборотах стружка легко скользит по поверхности.

Выбор фрезы для чпу станка зависит от многих факторов — материал заготовки, тип агрегата, выполняемая операция. Для каждого проекта нужен инструмент, обеспечивающий не только высокое качество обработки, но и оптимальную производительность.