15 наиболее распространенных операций на фрезерном станке

Фрезерный станок можно найти почти в каждом механическом цехе или производственном предприятии, а работающие на нем машинисты выполняют целый ряд операций резания для получения готовых деталей. Одной из основных причин популярности процесса фрезерования является его способность снимать больше материала за один рез, чем одноточечные режущие инструменты на токарном, фрезерном или строгальном станке.

Ниже перечислены пятнадцать операций фрезерования, которые можно выполнить на одном из многих типов фрезерных станков. Хотя этот список не является исчерпывающим, он охватывает большинство из них.

  1. Торцевое фрезерование

Операция торцевого фрезерования является одной из самых простых. Размеры заготовки определяют размер и тип торцевой фрезы. Зубья находятся снаружи и выполняют большую часть работы, в то время как режущая кромка на торце снимает небольшое количество материала, оставшегося после пружинения заготовки или фрезы, обеспечивая лучшую обработку поверхности.

Операция торцевания используется только на плоских поверхностях, перпендикулярных оси фрезы. При этом материал удаляется путем вращения торцовочного инструмента против часовой стрелки, когда стол подает заготовку поперек фрезы.

Торцевое фрезерование может быть установлено как на вертикальном, так и на горизонтальном фрезерном станке с фрезой, закрепленной на оправе.

  1. Плоскостное фрезерование

Плоскостное фрезерование – еще один распространенный вид, при котором получается простая, плоская, горизонтальная поверхность, параллельная оси вращения плоской фрезы. Операция также называется фрезерованием плиты или фрезерованием поверхности, выполняется на горизонтально-фрезерном станке с плоской фрезой, установленной на оправке.

Оператор устанавливает глубину резания, вращая винт вертикальной подачи, чтобы поднять стол. После определения правильной подачи и скорости стол перемещается вдоль оси X во вращающуюся фрезу для удаления материала.

  1. Боковое фрезерование

Если вы пытаетесь получить плоскую вертикальную поверхность в заготовке, вам подойдет боковое фрезерование. Режущий инструмент закрепляется на горизонтальной оправке, и стол поднимается для определения глубины реза для фрезерования пазов или чего-либо с вертикальной стенкой.

Хотя размер, тип и диаметр боковой фрезы зависит от вида обработки, следует помнить, что нужно использовать фрезу наименьшего диаметра, которая будет работать правильно, и обеспечить достаточный зазор между опорой оправки и заготовкой или тисками, чтобы свести изгиб фрезы к минимуму.

  1. Фрезерование в стойке

Фрезерование в стойках используется, когда за один рез необходимо обработать две или более параллельные вертикальные поверхности. Для этого две боковые фрезы устанавливаются на горизонтальном фрезерном станке на одной оправе. Они удерживаются друг от друга распорным хомутом того же размера, что и параллельные стороны, так что они “опираются” на заготовку для получения плоской вертикальной поверхности.

Операцию можно использовать для вырезания шлицев, квадратов или шестигранников на торце круглой детали.

  1. Групповое фрезерование

При групповом фрезеровании две или более фрез закрепляются на одной оправке для одновременной обработки нескольких поверхностей. Как правило, фрезы разного диаметра, формы или ширины устанавливаются на оправке с помощью распорных хомутов. Комбинация определяется требованиями детали и практически не ограничена.

Групповое фрезерование экономит время обработки и часто используется в повторяющихся работах. Скорость резания группы фрез рассчитывается по фрезе с наибольшим диаметром.

  1. Угловое фрезерование

Фрезерование под углом может быть выполнено несколькими различными способами: с помощью фрез специальной формы, установленных на горизонтальной оправке, с помощью концевых фрез, заточенных под определенный угол, или путем наклона головки фрезерного станка на нужный угол.

Угловая фреза для горизонтального фрезерного станка может быть заточена под двойной угол для изготовления таких деталей, как V-образные блоки.

  1. Фрезерование по форме

Процесс фрезерования по форме позволяет обрабатывать контуры, состоящие из кривых и прямых линий, за один рез. Формообразующие фрезы затачиваются по форме контура заготовки и используются как на вертикальных, так и на горизонтальных фрезерных станках. Иногда контур шлифуется на одноточечной летучей фрезе.

Неправильные формы могут быть выпуклыми, вогнутыми или любой другой формы и обычно проверяются с помощью шаблономера. После обработки сформированная поверхность проверяется шаблономером. Скорость подачи и частота вращения шпинделя при фрезеровании форм обычно на 20-30% ниже, чем при обычном фрезеровании.

  1. Торцевая фреза

Концевые фрезы — это стандартные вертикальные фрезерные режущие инструменты, создающие вертикальную, горизонтальную или угловую плоскую поверхность. Концевые фрезы можно держать в стандартных держателях или цангах. (В цанге следует держать только односторонние концевые фрезы). Две наиболее распространенные концевые фрезы – двухфланцевые и четырехфланцевые. Большинство механиков используют для обработки алюминия концевые фрезы с 2 фланцами из быстрорежущей стали, так как фланцы меньше забиваются стружкой. Для резки стали рекомендуется использовать 4-флейтовые концевые фрезы с пониженной скоростью резания.

Концевые фрезы идеально подходят для нарезания различных пазов, канавок и шпоночных канавок. Торцевые фрезы можно затачивать несколько раз, что делает их экономичным режущим инструментом.

  1. Обычное фрезерование и фрезерование с подъемом

Ни одна статья о фрезерных операциях не будет полной без обсуждения обычного фрезерования и фрезерования с подъемом. Очень важно понять, как изменяется режущая способность фрезы при изменении направления подачи.

Обычное фрезерование, называемое также фрезерованием вверх, представляет собой вращение фрезы против направления подачи стола. И наоборот, при фрезеровании с подъемом, называемом также фрезерованием вниз, фреза вращается по направлению подачи стола. В одном случае инструмент стремится забраться на деталь, а в другом – отойти от среза.

За исключением легких чистовых резов, обычное фрезерование является более безопасным из этих двух операций.

  1. Фрезерование пилой

При этой операции тонкие фрезы делают узкий паз в заготовке или разрезают ее на две части. Подачи и скорости будут медленнее, так как спешка может привести к поломке фрезы, похожей на лезвие. Заготовку можно удерживать в тисках или зажимать непосредственно на рабочем столе, при этом резец располагается прямо над одним из Т-образных пазов.

  1. Фрезерование шпоночных пазов, канавок и прорезей

Фрезерование шпоночных пазов производится на вертикальном и горизонтальном фрезерном станке. Стандартные шпоночные пазы обрабатываются на валу с помощью боковой фрезы на горизонтально-фрезерном станке или концевой фрезы на вертикально-фрезерном. Для пазов типа “ласточкин хвост”, Т-образных пазов и пазов под шпонку требуются специальные одноименные фрезы, в то время как открытые пазы можно нарезать обычной фрезой, пилой с прорезью по металлу или боковой фрезой, установленной на оправке.

  1. Зуборезные работы

Зубонарезание может выполняться с помощью фасонной фрезы, установленной на горизонтальной оправке, или концевой фрезы, заточенной под нужный профиль и закрепленной в вертикальном шпинделе. Профиль фрезы точно подходит к зубчатому пространству шестерни, и зубья шестерни с одинаковым шагом обрабатываются на заготовке шестерни путем удержания заготовки на универсальной делительной головке и ее индексации.

  1. Фрезерование резьбы

Хотя эта операция используется не так часто, как точение резьбы, машиностроительные заводы предпочитают фрезерование резьбы в особых случаях, например, когда резьба находится против буртика, близко к дну глухого отверстия, или они не хотят рисковать сломать метчик в дорогой детали.

Операция выполняется либо однозаходной, либо многозаходной фрезой. Она требует трех движений в станке: одно для фрезы, другое для заготовки и третье для продольного перемещения инстркмента.

  1. Кулачковое фрезерование

Кулачковое фрезерование производится на фрезерном станке с помощью универсальной делительной головки и вертикального фрезерного приспособления. Заготовка устанавливается на шпинделе делительной головки, а концевая фреза закрепляется в приспособлении для фрезерования.

Ось заготовки кулачка и шпинделя концевой фрезы всегда должны оставаться параллельными при настройке на фрезерование кулачка. Делительная головка связана с винтом подачи стола таким образом, чтобы кулачок вращался вокруг своей оси при подаче на концевую фрезу. Ось кулачка может быть установлена под углом от 0 до 90° к поверхности рабочего стола для различных подъемов кулачка.

  1. Фрезерование с ЧПУ

Фрезерная обработка с компьютерно-числовым управлением (ЧПУ) — это экономически эффективный способ выполнения большинства операций из этого списка (и еще нескольких). Фрезерные станки с ЧПУ стали ценным активом для производителей, поскольку отпала необходимость в процессах, требующих дополнительного оборудования, такого как поворотные столы и делительные головки.

Универсальные станки с ЧПУ повысили производительность, почти исключили человеческий фактор, сэкономили деньги и обеспечили безопасность, оградив операцию, защитив машинистов от летящей стружки и брызг СОЖ. Эти станки могут выполнять не только самые сложные фрезерные операции, но и сверлить, растачивать, развертывать и нарезать метчики, не снимая деталь и выполняя их в качестве вторичной операции.

15 наиболее распространенных операций на фрезерном станке

Фрезерные операции выполняются на нескольких различных типах фрезерных станков

Также нет недостатка в режущих инструментах для множества операций, возможных на этих станках, а несколько различных типов фрез дополняют их репутацию универсальных. Давайте рассмотрим некоторые стандартные фрезерные станки и наиболее часто используемые фрезы, прежде чем перейти к рассмотрению 15 основных машинных операций, выполняемых на типичной заготовке.

Основные типы фрезерных станков

Хотя фрезерные станки можно разделить на несколько подразделов, наиболее распространенным является станок колонно-коленного типа. Стол устанавливается на колено, а колено крепится на вертикальных направляющих главной колонны. Стол перемещается вверх и вниз в зависимости от размера заготовки.

К станкам этой категории относятся:

  • Вертикально-фрезерный станок (ручные и фрезерные станки с ЧПУ)
  • Горизонтально-фрезерный станок
  • Универсальные фрезерные станки
  • Настольные фрезерные станки (также известные как ручные фрезерные станки).

Другая категория включает тяжелые, жесткие станки, в которых стол установлен на неподвижной станине. Движение стола ограничено направлением справа налево (ось X) и внутрь и наружу (ось Y), а вертикальное движение (ось Z) обеспечивается головкой. Эти фрезерные станки с фиксированной станиной далее классифицируются как симплексные, дуплексные и триплексные в зависимости от количества шпиндельных головок.

15 наиболее распространенных операций на фрезерном станке

Виды фрез по металлу для фрезерного станка

Поскольку ни одна операция фрезерования не может быть выполнена без фрезы, эти режущие инструменты играют важную роль в процессе фрезерования и используются для обработки деталей на различных типах фрезерных станков. Фрезы бывают разных размеров и форм, и вот наиболее узнаваемые из них:

  • Фрезы для торцевых фрез имеют сменные твердосплавные пластины с режущими кромками по бокам режущей головки. Они идеально подходят для фрезерования плоских поверхностей.
  • Фрезы для плит устанавливаются на оправку ручного горизонтального фрезерного станка для обработки больших поверхностей и увеличения глубины реза.
  • Торцевые фрезы имеют режущие кромки на конце и по окружности фрезы. Концевые фрезы хорошо подходят для небольших фрезерных операций, таких как вырезание пазов и профильное фрезерование.
  • Фрезы для шаровых фрез идеально подходят для трехмерного фрезерования.
  • Фрезы Woodruff имеют зубья, перпендикулярные наружному диаметру, и используются для нарезания шпоночных пазов в валах и других деталях.
  • Фрезы для нарезания резьбы позволяют получить резьбовые отверстия, хотя метчики делают это быстрее.
  • Фрезы для мушек — это одноточечные режущие инструменты, работающие подобно торцевым фрезам.
  • Угловые фрезы могут быть в виде концевой фрезы или устанавливаться на оправку и использоваться на горизонтально-фрезерном станке.
  • Фасонные фрезы имеют неравномерный профиль на режущих кромках для создания неправильных форм, таких как вогнутые, выпуклые, закругление углов и зуборезные.
  • Фрезы типа “ласточкин хвост” — это специальные режущие инструменты для обработки пазов трапециевидной формы (ласточкин хвост) в заготовке. Их также можно использовать для вырезания углов, подрезов и снятия заусенцев.
  • Спиральные плоские фрезы имеют крупный шаг и угол спирали на зубьях, они полезны при профильном фрезеровании.
  • Боковые фрезы имеют зубья на периферии и на одной или обеих сторонах. Они обычно используются на оправе горизонтального фрезерного станка, а концевые фрезы служат той же цели на вертикальных фрезерных станках.
  • Пильные фрезы создают узкие пазы или канавки на заготовке или могут использоваться в качестве разводного инструмента.

15 наиболее распространенных операций на фрезерном станке

В чем разница между фрезерным станком и сверлильным прессом?

В недалеком прошлом было легко отличить фрезерный станок от сверлильного пресса по выполняемым операциям. Фрезерные станки выполняли одну или несколько из пятнадцати операций, которые мы подробно рассмотрим ниже, а сверлильные станки сверлили, нарезали резьбу, рассверливали и растачивали отверстия.

Однако с появлением вертикальных коленных фрезерных станков типа Bridgeport эти универсальные станки стали выполнять операции сверлильного станка и операции вертикального фрезерного станка. А когда эти коленные фрезерные станки превратились в станки с ЧПУ, их возможности стали практически безграничными.