Общие сведения о фрезеровании кратко

Обновлено: 04.07.2024

Одной из наиболее распространенных и незаменимых процедур по стали является фрезерная обработка металлов – что это, расскажем в статье. Поговорим об истории и особенностях способа металлообработки, разновидностях.

Развитие технологии

Способ механического резания заготовки с помощью вращения металлических фрез был открыт в 1668 году в Китае. Правда, вместо станины из крепкого материала был оборудован каменный фундамент типа плиты, а электродвигатель заменяли мулы, которые осуществляли движение механизма.

К началу 19 века данный принцип, уже усовершенствованный и оснащенный электрическим приводом, был впервые применен в промышленных целях. Эли Уитни (англ. Eli Whitney) установил станок на оружейной фабрике в Америке. Это оборудование было довольно грубым, массивным и деревянным, но прослужило очень долго – два поколения. Только внуки предпринимателя приняли меры по совершенствованию агрегата.

Когда изготовление оружия показало эффективность фрезерования, способ начали применять и для гражданской промышленности. Первыми деталями производства были гайки – подобным образом делали их грани, а также внутреннее отверстие – станок был создан в Америке.

Спустя еще 20 лет фирма Линкольн впервые создала механизм, который был изготовлен из стали, а не из дерева. Многие запчасти получилось уменьшить в размерах, а также это позволило увеличить долговечность, снизить износ деталей и дало возможность работать с более прочными сплавами и массивными изделиями. Приятное дополнение – появление в конструкции ходового винта с маховиком.

С тех пор мы имеем дело с современным методом фрезерования – вручную, когда механик (фрезеровщик) выполняет основные действия по креплению, выбору сверла, наладке, перемещению и пр. Но ручной режим характерен частыми ошибками, ведь это и есть человеческий фактор, а также сбоями, поломками, простоями, браком и дефектами. Главную сложность составляли криволинейные поверхности, которые нужно было вытачивать с особенной тщательностью.

Увеличение автоматизации процесса проходило вместе с появлением пультов цифрового и, более совершенного, числового управления. Оборудование, оснащенное ЧПУ, имеет очень высокую точность резания, потому что программное обеспечение самостоятельно закладывает основные параметры, в том числе, режимы, скорость, перемещение фрезы во всех возможных плоскостях.

Сейчас есть лазерные виды фрезерования. Установка оснащена лучом лазера, который быстро и с повышенной точностью производит иссечение металла.

Назначение фрезерной обработки

Преимущество этого метода отделки в том, что с помощью разных инструментов и технологий (схем резания) можно выполнять множество процедур. Универсальность, помимо этого, заключается в том, что большинство современных станков с ЧПУ предназначены не только для металлообработки, но и для работы по дереву, пластмассе, стеклу и прочим материалам.

Основная задача фрезеровки – механическое снятие с поверхности верхнего слоя посредством фрезы или более современных лезвий. Что можно сделать с помощью разных схем фрезерования:

распил детали на два и более элемента;
шлифовка – применяются специальные насадки с мелким абразивным веществом;
наносить специальную гравировку, узоры;
просверлить отверстие с последующим нанесением внутренней и внешней резьбы, и многое другое.

У фрезеровщика всегда есть большой набор фрез (они могут быть многозубчатые, режущие). В зависимости от того, как оснастка установлена в оборудовании (горизонтально, вертикально), будет производиться обработка. Помимо этого, если режущая кромка будет установлена в определенном направлении, то можно говорить про угол резания. Среди классических можно выделить цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а остальные – более сложные.

Перечислять сферы применения фрезеровки бессмысленно, поскольку аппарат применяется при изготовлении как крупных, так и мельчайших изделий, которые, в свою очередь, могут использоваться в абсолютно разных производственных процессах, как то: автомобилестроение, станкостроение, металлообработка и даже ювелирные мастерские.

Основным преимуществом использования фрезерования является то, что обрабатывать можно любой материал вне зависимости от его прочности. В зависимости от заготовки, а именно ее формы и стройматериала, подбирают фрезу.

Сейчас считается популярной фигурная резка алюминия, потому что этот металл очень легкий, он используется в архитектуре, дизайне помещений. Он отличается достаточной прочностью, но при этом прост в металлообработке, имеет малый вес и низкую температуру плавления. Алюминий не только можно вырезать фигурным способом, но и делать гравировку, узор, не оставляя на поверхности заусенцев.

Стоит отметить, что большинство станков ЧПУ легко перенастроить к другим материалам. Набирает популярность трехмерная фрезеровка пластика. Из него делаются элементы для салона автомобиля, различные корпусы.

К преимуществам следует отнести:

Высокую скорость обработки.
Небольшую себестоимость работ.
Большое многообразие схем и процедур.

Попутное и встречное фрезерование металла: что это такое

Это два самых распространенных вида, которые уже своим названием характеризуют основное отличие. По пути, то есть по подаче, как говорят многие фрезеровщики, – это способ отделки, в ходе которого фреза вращается в ту же сторону, в которую направлен ход заготовки. У метода есть преимущества:

Естественным образом происходит прикрепление обрабатываемой стали к станине, поэтому нет необходимости очень сильно закреплять изделие к столу.
Износ зубьев у режущей кромки незначительный, потому что вдоль движения они затупляются намного меньше.
Припуск снимается очень плавно, поэтому на покрытии поддерживается оптимальный уровень шероховатости.
Легкое стружкоотведение – стружки не лезут под нож.

К недостаткам следует отнести:

Не подходит для металлообработки грубых, неподготовленных поверхностей, то есть для обдирочных работ.
Твердые включения могут затупить лезвие.
Необходима высокая жесткость станка, чтобы не было сильных вибраций.
Минимальное количество зазоров.

Встречное фрезерование металла – это направление фрезы на встречу движения заготовки. Основные характеристики: производительность повышается, а вместе с тем увеличивается и износ оснастки.

Мягкий процесс резания с небольшой нагрузкой на механизм.
Сырье в ходе работы подвергается небольшой деформации, что упрочняет материал.

Сила резки уходит частично на отрыв шаблона от стола, поэтому нужна надежная фиксация.
Нельзя использовать высокий режим с большой скоростью, потому что быстро происходит износ фрезы.
Стружка сходит в неудобную сторону – она может попасть в зону резания.

Когда какой тип применяется

Когда вы работаете с мягким типом металла, лучше работать попутной технологией, а если есть твердые включения – идти навстречу заготовке.

Классификация и виды фрезерных работ

В основном специалисты классифицируют деятельность по выбранной фрезе. Можно различать фрезерование:

Торцовое. В этом случае с помощью лезвий создаются канавки, подсечки и прочие боковые элементы вырезки стали. Также срезаются торцы.
Концевое. Для вырезания уступов по вертикали и по горизонтали.
Цилиндрическое. Для обработки прямых или фигурных поверхностей.
Зубчатое – создание зубцов на колесах и иных деталях.
Фасонное. С помощью соответствующего инструмента делаются фаски (сферы, эллипсы и пр.).

Это неполный перечень видов работ. В зависимости от типа оснастки может быть произведена отделка сверлом, зенкер, отрезными фрезами, криволинейными типами, двойными дисками и другими.

Кроме того, существует классификация по способу установки инструмента – горизонтальное, вертикальное или по диагонали, то есть под углом.

Сложные и простые станки для фрезерной обработки металла

В зависимости от того, как устроено производство на заводе (крупные или мелкие серии, разновидность процедур), закупается одно универсальное оборудование с возможностью его быстро перенастраивать или несколько узкоспециализированных, которые отличаются своей определенной задачей.

Во второй представленной ситуации, когда видов установок несколько, дополнительно создается конвейерная лента.

Основные виды фрез

Есть три признака, по которым проходит классификация:

По форме, например, цилиндрические, конусные, сферические, дисковые.
По назначению: торцевые, отрезные, прорезные, пазовые.
По материалу, который они обрабатывают. Нас, в данном случае, интересуют те, которые предназначены для обработки металла.

Конструкционные отличия

Конструктивно они различаются на следующие типы:

Кольцевые, или корончатые сверла. Они нужны для получения отверстий с более высокой точностью и увеличенной в 4 раза скоростью, относительно обычного сверления.
Червячные – касаются стали одновременно несколькими режущими краями.
Фасонные с остроконечными или затылованными зубьями. Имеют два ряда лезвий, а второй подвид отличается наличием острых краев с внутренней торцевой стороны.
Концевые – для создания пазов, уступов.
Угловые – отлично обрабатывают кривые поверхности и углы.
Цилиндрические с винтовыми или прямыми зубьями. Первые универсальны, вторые – только для прямых покрытий.
Торцевые – монолитные или со сменными пластинами.
Дисковые – предназначены, как правило, для отрезки стального листа и прорезки канавок.

Влияние режимов резания на результаты работ

Если установлен станок старого типа, то его наладка происходит вручную перед каждой новой процедурой. От верности движений мастера зависит:

Снятие определенной толщины слоя за один проход.
Скорость вращения инструмента (обороты шпинделя).
Плавность и направление подачи заготовки.

В основном все параметры занесены в таблицы, но они имеют свои погрешности, особенно если взята некачественная сталь, оборудование обладает недопустимым уровнем вибрации, то есть плохим креплением, а также выбран старое приспособление.

Чтобы не допускать таких ошибок, выгоднее приобрести станок с ЧПУ.

Технологические этапы процесса

В целом действия являются одинаковыми, но чем современнее механизм, тем меньше действий нужно делать оператору.

На обычной установке

Заготовку фиксируют на столе.
В шпиндель вставляют необходимую фрезу, выбирая при этом угол и направление.
Ручками задают глубину резания.
Выставляют скорость, она определяется в оборотах в минуту.
Включают аппаратуру, регулируя движение бабки и держателя инструмента.

С ЧПУ

Фиксация изделия.
Проектирование будущей детали на компьютерной программе.
Установка схемы на пульт управления.
Монтаж.
Запуск.

Как мы видим, исключаются одни из важнейших этапов – изначальный выбор режимов и последующее управление приспособлением

Лазерная обработка

Не будем приводить алгоритм, скажем только, что он отличается от последнего отсутствием необходимости выбора и крепежа резца. Ведь в установке основное воздействие не механическое, а тепловое – под воздействием луча лазера происходит испарение металла.

Сопровождающие явления

Есть процессы, которые могут повлиять на качество результата:

Стружка. Если она попадает в зону резания, то может сделать деталь дефектной или повредить саму режущую кромку.
Наклеп. Из-за увеличения температуры в зоне резки происходит повышение твердости края при снижении его прочности.
Трение и вибрации – они естественным образом приводят к более медленному процессу.

Защита обрабатываемых изделий и инструмента

Использовать вещества и жидкости для смазывания и охлаждения рабочей зоны.
Заранее предусмотреть отвод стружки.
Использовать виброгасители.

Все это вместе с правильным подбором режима поможет избежать основных сопровождающих явлений.

Возможности процедуры

В статье мы рассказали про фрезеровку – что это такое и какие обширные сферы применения она имеет. Теперь мы предлагаем каждому читателю опробовать все возможные функции на своем универсальном станке.

Знать все о фрезеровании, о том, что это такое, необходимо тем, кто решает сделать заказ промышленному предприятию или обыкновенной мастерской либо же открыть их с нуля. Внимания заслуживают как фрезерная 3D-обработка деталей, так и другие виды этой распространенной манипуляции. Также стоит разобраться с силой резания, с особенностями цилиндрического, плунжерного и выполняемого на станках с ЧПУ фрезерования.

Что это такое?

Если обратиться к словарному определению фрезерования, то нетрудно заметить, что это подвид механической обработки резанием. Под таким термином в технологии принято понимать не только использование ножей и иных лезвий, но и действие целого ряда других инструментов. Главное движение фрезерного процесса — вращательное — совершает фреза (в честь которой методика работы и была названа). Принято считать, что этот вариант обработки начал применяться в промышленности с 1820-х годов. Стоит отметить в числе особенностей, что фрезеровка может выполняться не только на станках, но и вручную; в этом случае используют отдельные внешние фрезы.

Непосредственно обработка (изменение поверхности за счет воздействия фрезы) происходит благодаря ее оснащению большим числом лезвий. На предприятиях фрезерная обработка проводится столь же часто, как и токарные манипуляции. Ширина отрабатываемой полосы зависит от инструментов и станков. Использование современных систем управления позволяет существенно сократить количество бракованных изделий. Стоит отметить также, что на некоторых станках последнего поколения вместо старой металлической фрезы используется лазер — это позволяет работать быстрее и точнее.

Этапы процесса

Черновое

Такой вариант обработки носит, скорее, предварительный характер. Он не позволяет добиться довольно высокой точности заготовки, но это и не требуется обычно. На первый план выходит подготовка к формированию необходимых структур и плоскостей. Инструмент подают довольно интенсивно.

Обязательно должны быть устранены на этой стадии все дефекты, которые могут оставаться к тому моменту.

Получистовое

Этот подход нужен, чтобы сократить искажения погрешностей геометрических форм. Пользуются им и для борьбы с пространственными отклонениями. Шероховатость поверхности в итоге уменьшается до 2,5 мкм. Отмечается также повышение плоскостности. Отклонения от нее снижаются максимум до 0,2 мм на 1 м протяженности обрабатываемых конструкций.

Чистовое

Речь идет об окончательном этапе технических манипуляций либо о подготовке к решающей отделочной обработке. Как раз на этой стадии определяются финальные размеры и контуры изделий. Что не менее важно, именно она связана с определением оптимальной шероховатости и отклонений.

Для финальной обработки обычно используют торцевые или концевые фрезы. Чаще всего такую работу выполняют на станках с ЧПУ.

Виды фрезерных работ

Зачистка плоскостей

При выполнении этой работы для плоских поверхностей очень важно добиться тех же геометрических параметров, которые закреплены в чертежах и иной технической документации. Отклонения не могут превышать нормативных допусков, предписываемых для конкретного оборудования. В некоторых случаях дополнительная зачистка производится с помощью фрезерных кругов. Без предварительной зачистки совершенно невозможно формировать полости, отверстия и карманы. О более сложных технических манипуляциях тем более речи нет.

Обработка объемных деталей

Сформированные по методике 3D фигуры и композиции сразу привлекают внимание и очаровывают. Это касается в равной степени как деревянных, так и металлических деталей. Но точно так же не вызывает сомнений, что трехмерная фрезеровка отличается повышенной сложностью.

Преимущественно такой метод применяется по дереву, а не по металлу. Фрезы способны выработать какой угодно внешний вид, включая и впадины, и подъемы.

Резка

При выполнении такой работы важную роль играет соотношение мощности и силы резания. Подобный момент актуален в одинаковой степени для обработки древесины, металла и других материалов. На каждый из зубцов фрезы воздействует строго определенное усилие. Зависит оно и от угла по отношению к обрабатываемому изделию, и от некоторых других тонкостей, которые знакомы инженерам. Радиальная сила используется для расчета изгибов оправок.

Конкретный режим резания определяется:

типом инструмента и его рабочей части;

необходимой скоростью выполнения работы.

Модульная отделка

Чтобы выполнить фрезерование зубьев у специального колеса, обычно используют универсальные станки. Сама работа с зубчатыми колесами часто исполняется методом копирования. Подобный подход заставляет мириться с низкой производительностью и ограниченной точностью.

Если это неприемлемо, нужны узкоспециальные станки, которые обеспечивают повышенную точность при работе. Каждому заданному числу зубьев соответствует индивидуально подбираемая модульная фреза.

Трохоидальное фрезерование изначально создавалось для черновых и получистовых обработок. Но оно может применяться и в других случаях, включая обработку в ситуациях, когда на заготовку воздействует дополнительно вибрация. Главная цель трохоидальных манипуляций — подготовка различных пазов. Такой метод давно завоевал признание экспертов за свою высокую эффективность. Важная его особенность — небольшая ширина прореза.

Обработка шпоночного паза на валу — тоже отличается специфическими чертами. Сквозной и открытый типы пазов прорабатывают дисковидными фрезами. Необходимо понимать, что это весьма ответственная операция с очень низким коэффициентом допуска. Малейший промах — и дорогостоящее изделие уходит в брак. Во многих случаях подбором фрез дело не ограничивается, и решающий ответ дает только пробный проход.

Довольно часто к фрезерованию прибегают для получения шипового соединения. Подобный метод связки разнородных изделий, предметов и их частей довольно надежен и используется во многих вещах и приспособлениях. Что касается фрезеровки фасонных поверхностей, то это очередное трудоемкое и кропотливое дело, требующее тщательной подготовки. Часто для этой цели используют фасонные фрезы, оказывающиеся очень полезными помощниками в массовом и крупносерийном промышленных производствах.

Важно учесть, что работать по металлу, покрытому коркой, такие фрезы не могут, и перед их использованием обязательно нужны специальная доработка, усовершенствование поверхности.

Что касается плунжерной разновидности, то к ней прибегают, когда вибрационное воздействие довольно велико и компенсировать или ослабить его не получается. Использовать подобную методику при более благоприятной ситуации не следует, потому что она подразумевает медленное снятие небольшого количества материала. Необходимую фрезу выбирают прежде всего по диаметру. Простые плоские поверхности обрабатывают преимущественно цилиндрическим способом. Точность чаще всего задается по 8–10 квалитетам.

Куда более любопытно, что фрезеровать приходится не только металл. Все большее значение приобретает такой метод обработки для бетона. Он применяется, конечно, не простым станком, а специализированной машиной. Самые мощные ее экземпляры снимают до 2 см бетонной массы за 1 прогон. В итоге получается ровная и гладкая поверхность требуемой формы.

Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.

Назначение фрезерной обработки

При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.

Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.

Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.

Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.

Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.

Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
Зубчатое.
Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Технологические этапы процесса

Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:

Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
Запускают шпиндель.
Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.

Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на токарно-фрезерных станках, оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.

Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.

Фрезерование (фрезерная обработка) — обработка материалов резанием с помощью фрезы.

Фреза совершает вращательное, а заготовка — преимущественно поступательное движение, как правило в направлении перпендикулярном оси вращения фрезы.

Фреза и фрезерование изобретены в Германии и Австрии в XVII—XVIII веке, так как фрезерование требовало прочной станины станка с точными подшипниками, а радиально-упорные подшипники изобрёл Леонардо да Винчи.

Официальным изобретателем фрезерного станка является англичанин Эли Уитни, который получил патент на такой станок в 1818 г.

Классификация фрезерования

Классификация фрезерования может происходить по-разному, в зависимости от того, что хотят выделить наиболее значимым:

Заблуждения о фрезеровании

Имеет место заблуждение, что при фрезеровании нужно давить на фрезу, чтобы она лучше резала. Это неправильно. Вспомните выпиливание лобзиком, чуть надавил — пилка сломалась. Скорость выпиливания зависит от того, как быстро вы будете совершать возвратно-поступательные движения лобзиком, и от остроты пилки.

См. также

Добавить иллюстрации.
Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Технологии машиностроения
Металлообработка

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Фрезерование" в других словарях:

ФРЕЗЕРОВАНИЕ — ФРЕЗЕРОВАНИЕ, фрезерования, мн. нет, ср. (тех., с. х.). Действие по гл. фрезеровать. Фрезерование почвы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

фрезерование — простругивание, прострагивание, фрезеровка Словарь русских синонимов. фрезерование сущ., кол во синонимов: 8 • зубофрезерование (1) • … Словарь синонимов

фрезерование — Лезвийная обработка с вращательным главным движением резания при постоянном радиусе его траектории, сообщаемым инструменту, и хотя бы одним движением подачи, направленным перпендикулярно оси главного движения резания [ГОСТ 25761 83] фрезерование… … Справочник технического переводчика

Фрезерование — – механическая обработка огнеупорного изделия фрезерным инструментом для получения канавок, пазов и различных углублений. [ГОСТ Р 52918 2008] Фрезерование – обработка материалов снятием стружки, при которой режущий инструмент, фреза,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ФРЕЗЕРОВАНИЕ — (в металлообработке) обработка материалов резанием с помощью фрезы. Фреза совершает вращательное, а заготовка преимущественно поступательное движение. Осуществляется на фрезерных станках … Большой Энциклопедический словарь

ФРЕЗЕРОВАНИЕ — обработка металла или дерева фрезером с вращательным движением инструмента и поступательным движением обрабатываемого предмета. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

ФРЕЗЕРОВАНИЕ — процесс механ. (на станках) обработки изделий путем снятия стружки особым режущим инструментом фрезером со многими режущими ребрами (зубьями). При Ф. фрезер, укрепленный на вращающемся шпинделе станка, производит режущее движение, а… … Технический железнодорожный словарь

фрезерование — 3.20 фрезерование (milling): Получение образца в виде стружки или подготовка поверхности образца для анализа физическим методом, обработкой поверхности вращающейся фрезой с несколькими режущими лезвиями. Источник: ГОСТ Р ИСО 14284 2009: Сталь и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

фрезерование — 1) обработка резанием различных материалов (металл, древесина, камень и др.) при вращательном движении инструмента – фрезы – и поступательном движении обрабатываемой заготовки. Фреза является многолезвийным режущим инструментом с зубьями,… … Энциклопедия техники

Фрезеровка – это один из основных способов обработки твердых материалов для придания деталям нужной формы. Для металлообработки есть множество других распространенных способов – литьё, ковка, резка разными способами, штамповка, обточка. Для деревообработки фрезерование иногда единственный способ вырезать нужную деталь или сделать выборку нужной формы не вручную.

Что такое фрезерная обработка

В принципе, ручную резьбу по дереву условно можно отнести к фрезерованию. Но есть четкое различие – фрезеровкой называют только те виды обработки, которые проводятся с помощью вращающейся фрезы на ручных или стационарных станках.

Если исключить другие простые приемы деревообработки – пиление, теску, строгание, сверление, то в деревообработке остаются два основных направления.

токарная обработка – резьба вращающейся детали для придания нужной формы диаметру детали;
фрезерование – формирование линейных (не радиальных), продольных форм.

Область применения фрезерованных деталей безгранична. Такие детали можно встретить во многих сложных современных изделиях. Операция достаточно трудоемкая, но иногда её нечем заменить. Литье или штамповка не даст точных размеров, или этими способами невозможно изготовить такие сложные форматы. Единственным способом остается фрезерование.

Основные технологические этапы

Все работы по фрезеровке начинаются с определения размеров будущей детали или изделия.

При фрезеровке ручным инструментом, в основном в деревообработке, чаще всего работают без чертежей и даже эскизов. Достаточно представлять и понимать нужный результат, определиться с размерами. На фото ниже – простейшая фрезеровка по дереву, скругление кромки:

В промышленном производстве обязательно используются чертежи будущего изделия. Поэтому станочник-фрезеровщик должен уметь не только работать на станке, но и читать чертежи. Требуется и достаточно высокая квалификация станочника.

При работе на современных станках с ЧПУ требуются электронные версии чертежей и соответствующее ПО. Здесь ручные навыки станочника отходят на второй план. А самым важным становится компетенция в современных компьютерных системах. Хотя навыки ручной работы также требуется – нужно установить фрезу, разместить заготовку, контролировать процесс обработки.

После определения размеров при любом виде фрезерования подбирается и устанавливается подходящая фреза. Заготовка размещается на рабочем столе и происходит собственно обработка.

Виды фрезерования на станках

Разделяют три основных вида фрезерования.

Концевое. Имеет название от используемой концевой фрезы с режущим торцом (концом). Применяется для выборки прямоугольных пазов, криволинейных отверстий и окон, карманов и ниш разного назначения.
Торцевое. Это обработка больших поверхностей цилиндрическими фрезами с прямыми, достаточно большими режущими кромками. Обрабатываются кромки, боковые и горизонтальные поверхности и торцы заготовок, потому операция называется торцевой фрезеровкой.
Фасонное. Самый сложный вид обработки. С его помощью изготавливают изделия любой конфигурации. Это могут быть спиральные зубцы червячной передачи, фигурная выборка деревянного плинтуса или перил. Применяются фрезы самых разных профилей, в том числе сборные модульные.

В металлообработке иногда к фрезерованию относят резку металла с помощью фрезы. Но такая операция может выполняться большим множеством разных способов как в металло, так и в деревообработке, поэтому операция относится к фрезеровке условно.

Станкостроение сегодня предлагает сотни вариантов самых разных станков с ЧПУ для обработки любых материалов. От самых маленьких для небольших домашних мастерских, до мощных для промышленного производства.

Основные серии таких станков:

легкие;
профессиональные;
промышленные;
специальные.

Легкие (среди них наилегчайшие) стоят от 150 тыс. руб.

Профессиональные – это промежуточный вариант между легкими и промышленными вариантами. К ним относятся и фрезеро-гравировальные станки по дереву стоимостью от 200 тыс. руб. до 600 тыс. руб.

Промышленные — для поточного производства, стоят более 1 миллиона руб.

Специальные чаще всего конструируются индивидуально под конкретные задачи и детали. Такими являются станки для фрезеровки камня, а также небольшие сверхточные для ювелирных изделий.

3D-фрезеровка

Современные 3-6 осевые 3D станки с ЧПУ вывели такой способ обработки разных материалов на принципиально новый уровень. Сегодня нет деталей, которые не могут сделать такие станки. С их помощью делают даже скульптуры.

Самые важные моменты – правильный подбор фрез для разного материала и соответствующее ПО. На рынке есть как бесплатное ПО, в том числе с открытым кодом для возможной доработки, так и платные пакеты, созданные специально для изготовления конкретных деталей и задач.

Основные стандарты ПО: CAM System и система CAD

Как вариант, предлагаются программы для бесплатного тестирования в течение месяца.

Возможности такого станка в деревообработке можно увидеть в следующем видео:

Оборудование

Основное оборудование, разумеется, сам фрезерный станок или ручной фрезер.

Основные комплектующие – фрезы разного назначения и профиля. Однако не существует технологических линий и маленьких производств, состоящих только из одного станка.

Перед тем, как заготовка попадает на обработку, чаще всего её готовят на другом оборудовании.

форматно-раскроечные станки; или ручные дисковые пилы;
газовая резка или лазерная резка металла.

Иногда требуется подготовить заготовку и по толщине. Тогда её подгоняют под нужный размер на следующем оборудовании:

древесина – обрезка на циркулярных станках или ленточных пилах, строгание на фуговальном станке или рейсмусе;
металл – обрезка по толщине разными способами, предварительная черновая фрезеровка.

Стационарные станки

Кроме вышеописанных современных станков с ЧПУ, которых большое множество, есть также более простые варианты.

Это простейшие фрезерные станки по дереву, состоящие из стола, двигателя, вала посадки фрезы и направляющей для ручной подачи заготовки. А также вариант с установкой ручного фрезера в стол в перевернутом состоянии.

Более сложные – промышленные фрезерные станки для дерево и металлообработки. Могут иметь автоматическую подачу заготовок, регулирование положения фрезы, позиционирование заготовок и т.д. Достаточно много таких старых станков, выпушенных до 21 века, до сих в рабочем состоянии. Хотя их остается все меньше.

Ручные фрезеры

собственный электродвигатель;
вращающийся шпиндель с креплением для разных фрез;
рабочая площадка с регулировкой глубины погружения фрезы.

Этот инструмент предназначен для ручных работ, потому сравнивать его с крупными промышленными станками нет смысла. Со своими задачами ручной фрезер справляется в полной мере. Более того, он имеет свой ряд преимуществ перед стационарными вариантами:

мобильность, возможность работы в любом месте;
возможность обрабатывать крупногабаритные заготовки, которые не умещаются на рабочий стол стационарных станков;
огромная многофункциональность. В отличие от специальных станков, ручным фрезером можно выполнять все основные операции по фрезерованию мягких материалов;
доступность по цене. Стоимость ручного фрезера в десятки, иногда в сотни раз меньше стоимости стационарных станков;
компактность. Для работы и хранения этого фрезера не требуется больших площадей. Когда им не работают, его просто убирают в сторону, освобождая площадь.

Современные производители предлагают самый широкий выбор такого инструмента разной мощности, от 350 Вт до 2500Вт.

Кроме универсальных, есть также модели специального назначения – ламельные, кромочные, присадочные.

Фрезы

Эта небольшая деталь имеет огромное значение. Станок только обслуживает её работу, а непосредственно обработку материала выполняет именно фреза. Поэтому качество обработки зависит во многом от фрезы. При наличии сотен разновидностей фрезерных станков, различных фрез применяются тысячи разновидностей. Главное отличие по трем параметрам:

Способ крепления. Насадные фрезы имеют отверстие посередине и насаживаются на шпиндель (вал) станка. На фото – насадная фреза для деревообработки со сменными ножами:
Фрезы с хвостовиками зажимаются в цангах. На фото, набор таких фрез для ручного фрезера:
Профиль. Применяются простые, прямые и профильные фрезы самой разной конфигурации. Насадки с прямыми режущими гранями применяются для выборки таких же прямых углублений. Профильные формируют на заготовке выборку, повторяющую профиль самой фрезы.

Исключение составляют 3D станки с ЧПУ. Они вырезают сложные профили и рельефы простой тонкой концевой фрезой. Профили на детали формируются за счет подвижности самой фрезы в трех координатах.

На 4-6 осевых станках фрезы перемещаются не только по вертикали и горизонтали, но еще и могут наклоняться.

Фрезерование материалов

Материал фрезы должен быть прочнее обрабатываемого материала. Если для мягких материалов это не проблема, то в металлообработке для изготовления фрез используются специальные сверхпрочные сплавы. Некоторые станки оснащены системой смазки обрабатываемой поверхности и фрезы масло-водяной эмульсией. Она смазывает место реза, удаляет мелкую стружки и охлаждает фрезу.

Дерево

Это мягкий материал. Его обрабатывают как ручными фрезерами, так и мощными индустриальными станками.

Ручным фрезером можно делать практически все виды фрезерных работ, но в небольших объемах.

На промышленных станках поточно делается погонаж – вагонка, половая доска с соединением паз/шип, плинтуса, уголки, круглые изделия за два прохода полукруглой фрезой и т.д.

Фанера

Фанерные листы – это крупногабаритный материал небольшой толщины. Иногда требуется фрезеровка кромок, вырезка несквозных и сквозных орнаментов, криволинейных или прямых линий. Для работы с большими листами лучше подходят ручные фрезеры. Лучше передвигать небольшой инструмент относительно листа, чем громоздкий лист относительно стационарного фрезера.

Для фанеры используются универсальные фрезы (твердое дерево, фанера, МДФ и т.д.). Твёрдые клеящие смолы фанеры могут быстрее затупить фрезу, чем при работе с деревом. Поэтому лучше использовать качественные фрезы из более твердых сплавов.

Мебельный щит

Мебельный щит – это древесина, склеенные между собой деревянные брусья. Обрабатывается так же, как дерево. Если лист крупногабаритный, лучше использовать ручной фрезер, как и в случае с большими листами фанеры.

МДФ, ОСП, ламинированное ДСП (ЛДСП) и простое ДСП

Это схожие по структуре дерево содержащие материалы. В их основе измельченная древесина, опилки или стружки, спрессованные и склеенные под давлением при определенной температуре клеящими смолами. Отличие в размерах частиц древесины и способе изготовления. Фрезеруются так же, как фанера. Используются либо универсальные, либо специальные для таких материалов фрезы.

Крайне нежелательно допускать перегрева фрезы, чтобы предотвратить горение клеящих смол, древесины и выделения едкого дыма. Перегрев фрезы возможен при слишком быстром перемещении фрезы, слишком сильных оборотах или при затупившейся режущей кромке фрезы.

Металл

Для обработки металлов используют промышленные стационарные станки, в том числе с ЧПУ и ЧПУ 3D. Последние отличаются тем, что могут сделать деталь полностью за один раз. Если на простых станках приходится часто менять положение заготовки, или использовать разные станки, то современный станок ЧПУ 3D может вырезать деталь сразу, согласно заложенной программе. Выпускаются десятки разновидностей таких станков и сотни видов различных фрез.

Сталь

Прочный металл, когда требуется снять значительную толщину, это делается понемногу за несколько проходов. Изготовление одной сложной детали на станках ЧПУ 3D может занимать много времени.

Пример деталей, которые изготавливают на таких станках из стали и сплавов:

Мягкие металлы: алюминий, латунь

Алюминий, латунь, медь, бронза относятся к мягким металлам и сплавам. Обрабатываются таким же способом на тех же станках, что и сталь. Единственное отличие – выше скорость обработки, за один проход возможно снять более толстый слой, чем у стали. Меньше изнашиваются фрезы.

Титан

Обработка титана несколько отличается. Этот металл плохо поддается обработке. Из-за высокой химической активности титан налипает на резец, что тормозит работу и изнашивает фрезу. Титан плохо проводит и отводит тепло, потому место реза быстро перегревается. Этот металл режут с обязательно подачей СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), иногда под давлением.

Керамогранит и мрамор

Эти материалы, кроме прочности, обладают высокими абразивными свойствами – способностью быстро стирать фрезу. Поэтому для их обработки важно использовать специальные фрезы:

поликристаллические алмазные;
прессованные (цельноспеченные) алмазные;
с алмазным напылением;
твердосплавные (никель, карбид вольфрама, кобальт).

Для обработки камня используются станки разной конструкции и мощности. От министанков для изготовления ювелирных изделий до крупных промышленных для обработки элементов архитектуры.

Работа станка ЧПУ по камню:

Оргстекло

Относится к мягким материалам. Возможна обработка универсальными фрезами (дерево, пластик, оргстекло) или специальными. Главная проблема при резке – плавление материала и склонность к растрескиванию. Поэтому:

Фреза должна быть острой, тупая из-за сильного трения склонна к перегреву.
Требуется выбрать оптимальные обороты фрезы.
Чтобы избежать трещин, материал снимают тонкими слоями.

ЦСП (цементно-стружечная плита)

Этот материал не относится к отделочным. Иногда его применяют как внутристеновой в каркасном строительстве или как утеплитель на потолочных перекрытиях. Структура грубая и рыхлая. Поэтому при монтаже, фрезеровка ЦСП практически не требуется. Иногда в ЦСП вырезают монтажные ниши (круглые под электро розетки, включатели, прямоугольные под коммуникации и т.д). Для этого используются твердосплавные коронки на дрелях, диски по камню на УШМ, лобзики и пилки с алмазным напылением.

Сам материал мягкий, так как в основе древесная стружка. Но цемент – сильнейший абразив и способен быстро стереть режущие кромки из недостаточно прочных сплавов.

ЦСП фрезеруют во время производства на промышленных станках. Это один из этапов технологии. Как это происходит, можно увидеть на следующем видео:

Гипсокартон

Это мягкий материал. При монтаже фрезеруют ручным фрезером, а кромку срезают обычным рубанком по гипсокартону. Применяются любые фрезы, устойчивые к истиранию гипсом. В листах гипсокартона часто приходится делать длинную выборку (пазы) например, когда нужно утопить в них несущую планку. Так же требуется монтажные ниши и проемы под электрику, провода, коммуникации. Как фрезерует гипсокартон, полно и наглядно показано на следующем видео:

Выше описаны способы фрезерования в общих чертах, с некоторыми моментами. Узкая специализация каждой технологии несравнимо обширнее. Фрезерованию металла посвящены учебники и научные работы. Практические навыки работы с ручными фрезерами также изложены в многочисленных источниках. В целом, фрезерование – это вид обработки материалов, который позволяет сделать практически любую деталь, и без которого трудно представить современную цивилизацию.

Читайте также: