Торцевая фреза по металлу: виды, фото и ГОСТ

  1. Что такое успешное торцевое фрезерование
  2. Особенности торцевой фрезы по металлу
  3. Сфера применения
  4. Виды торцевых фрез
  5. Выбор метода обработки
  6. Действующий ГОСТ на торцевые фрезы
  7. Нюансы выбора

Подробно рассмотрим один из самых востребованных сегодня инструментов для обработки деталей. Начнем с того, что такое торцевая фреза: это резец, в нашем случае по металлу, выполненный в цилиндрической (круглой, многогранной) форме и обладающий целым рядом зубов, размещенных на боковых частях. Каждый из них, по сути, представляет отдельное лезвие, контактирующее с материалом заготовки независимо и поочередно. Благодаря такой конструкции достигается сравнительно лучшая производительность при сохранении стабильно высокого качества и точности. Безусловным плюсом также считается возможность одновременной расточки двух взаимно перпендикулярных поверхностей – за счет расположения кромок.

Такой набор свойств и обуславливает широкое использование в сфере машиностроения: для зубчатых колес и валов, чистовой подготовки уступов и пазов и тому подобных операций.


Что такое успешное торцевое фрезерование

Под ним понимают обработку детали, выполненную максимально безопасно, строго с заданной точностью (с формированием необходимых углов у заготовки), а также с оптимальной производительностью. Это возможно только при правильном подборе инструмента: модель с главным углом в плане 450 обеспечит одну глубину и силу резания, 900 – уже другую, и так далее.

На практике успешность выполнения технологической операции зависит от целого ряда факторов, требующих учета, и это:

  • Взаимное расположение зубов и поверхности – изменяя его, можно контролировать воздействие на кромку, характер формирования стружки, результат.
  • Ширина обработки – при нескольких проходах ее устанавливают в 3/4 диаметра торцевой фрезы, в других случаях – на 20-50% меньше.
  • Расстояние между осями инструмента и заготовки – чем оно меньше, тем короче путь резцов и лучше компенсация ударных нагрузок. Но при этом важно, чтобы не было полного совпадения по симметрии, иначе циклические изменения спровоцируют вибрации, способные повредить пластину и/или не дать устранить шероховатость.
  • Пересечение пазов и отверстий – при этом следует снижать подачу до 50% от обычной. Но еще надежнее выполнять сверление и/или места стыков уже после обработки.
  • Непрерывность контакта – она важна при отделке деталей большой площади. В таких случаях метод нескольких параллельных проходов неприменим – рациональнее двигаться по периметру, а на углах – по большему радиусу, чтобы избежать возникновения разрушительных колебаний.
  • Характер входа инструмента при замкнутом контуре – можно врезаться, по спирали или маятниковым способом, или выполнить нужное отверстие сверлением, а далее уже осуществить все необходимые операции.

торцевая фреза

Особенности торцевой фрезы по металлу

  1. Режущие кромки у нее располагаются только с торца – в этом ее отличие от других вариантов инструмента. При такой конструкции непосредственную обработку детали осуществляют вершины зубов, а съем материала выполняется при продольной подаче, боковыми частями.
  2. Лезвий у нее много, и они контактируют с поверхностью заготовки поочередно, что значительно продлевает срок службы оснастки.
  3. С помощью резцов сравнительно легко формировать грани под наклоном и/или вертикальные уступы – главное, чтобы высота последних не превышала величины зубьев.
  4. Формируемые углы обработки определяют не припуски, а размеры торцевых фрез (в первую очередь – их диаметры).
  5. Вращение может быть как левым, так и правым, но технологическую операцию в любом случае необходимо начинать с края детали (или с выемок, если те сделаны предварительно).
  6. Конструктивное исполнение – либо монолитное, либо со сменными лезвиями, но оба варианта характеризуются высокой степенью жесткости (в том числе и закрепления), что позволяет стабильно поддерживать высокую производительность труда, особенно при правильном подборе смазочных и охлаждающих жидкостей.
  7. Геометрия кромок бывает различной – от окружностей до ломаных под сложными углами линий, – но она всегда должна обеспечивать плавный съем материала при минимальных припусках, не изменяющих угол контакта.

Мы разместили особенности в произвольном порядке, а не по степени их важности, но все они помогают определять назначение торцевой фрезы, которое состоит в быстром, качественном и безопасном формировании плоскостей нужного уровня шероховатости, а также уступов с необходимым наклоном стенок.

Сфера применения

Данные инструменты используются в качестве резцов в вертикально ориентированных станках, выполняющих операции чистовой обработки простых и сложных фасонных поверхностей, а также пазов и отверстий. Наиболее востребованы в машиностроении, так как растачивают широкую номенклатуру деталей, чаще всего – валы или зубчатые колеса.

По характеру выполняемых задач подразделяются на 3 принципиально разные группы. Рассмотрим сами технологические операции и актуальные рекомендации при их реализации.

торцевая фреза по металлу

Прерывистое торцевое фрезерование плоскостей

Его следует избегать тогда, когда это в принципе возможно. При этом особенно важно воздержаться от обработки технологических отверстий и мест стыков, иначе спровоцируете лишние нагрузки, как на саму деталь, так и на инструмент. Учитывайте также негативное влияние входов (врезаний) и выходов: каждый новый повышает износ кромок.

Чтобы сделать при этом стружку более тонкой, рекомендуется вдвое снизить стандартную величину подачи лезвия в точках расположения прерывающих элементов. Хотя лучше всего, повторимся, сверлить или организовывать соединения уже после проведения съема материала.

Торцевое фрезерование отгибающихся и тонкостенных деталей

При решении задач данной категории следует руководствоваться следующими соображениями:

  • В обязательном порядке учитывать, в каком направлении будет осуществляться движение кромки, при закреплении заготовки – для надежной фиксации и сохранения стабильного положения.
  • Поддерживать глубину проникновения на уровне от 0,5-2 мм – для снижения эффекта от осевых сил.
  • Использовать инструмент с довольно крупным шагом зубов – для минимизации количества вовлеченных в техпроцесс резцов, а значит и для продления общего срока службы.
  • Применять лезвия заостренной геометрии, с L-образными задними углами, в тех случаях, когда площадь контакта должна быть наименьшей.
  • Выбирать торцевую фрезу с углом в 900 для обработки заготовок со слабой устойчивостью по осевым направлениям, потому что у нее радиальный характер распространения нагрузок.
  • Активно эксплуатировать инструмент и в условиях ненагруженного резания.
  • Отдавать предпочтение кромкам с неравномерным (несимметричным) шагом в сложных и нестандартных случаях.

Учет всех вышеперечисленных моментов на практике позволяет оптимизировать производственные процессы, повысить точность съема материала, защитить режущие элементы от преждевременного выхода из строя. Внимание, это специфические нюансы, которые перекликаются с общими рекомендациями, а их мы отдельно рассмотрим ниже.

торцевая фреза фото

Работа торцевой фрезой над кромками тонкостенных деталей

В данном случае следует ориентироваться на следующие правила:

  • Располагать инструмент со смещением к краю от центра – для стабилизации движений и более равномерного распределения нагрузок вдоль стенок с целью предотвращения вибраций.
  • Выбирать пластины с максимально острой геометрией по принципу: «средняя будет лучше тяжелой, но хуже легкой».
  • Отдавать предпочтение такому шагу, при котором в процессе резания сможет одновременно участвовать хотя бы пара зубов.
  • Решать стандартные задачи на низких режимах функционирования станка, с небольшой подачей и незначительной глубиной.
  • Останавливаться на пластинах с короткими фасками и минимально возможным радиусом – для уменьшения вероятности появления колебаний с их негативным эффектом.

Также есть общие рекомендации к использованию фрезы торцевой по металлу ГОСТ 26595-85. Они сводятся к следующим советам:

  • При выборе лезвия принимайте во внимание жесткость и мощность станка, а также тип и габариты шпинделя.
  • Определяясь с введением, обращайте внимание на взаимное положение зубов и поверхности, а также на толщину стружки (для уменьшения которой можно расположить резец со смещением).
  • Входите по дуге или с уменьшенной подачей – для достижения плавности и точности.
  • Постарайтесь выдержать постоянный контакт кромки с заготовкой – делайте съем материала попутным, минимизируйте число входов и выходов на этапе программирования траектории, меняйте направление движения не резко, а радиально.

Виды торцевых фрез

Вариантов данного инструмента достаточно много – в силу большого объема и актуальности тех задач, которые можно решить с его помощью. Все разнообразие разделяют по нескольким показателям, первый из которых – металл исполнения режущей части. Это может быть либо углеродистая сталь (чаще всего), либо минералокерамические сплавы (реже), либо алмазы (в ограниченных случаях – для шлифовки особо твердых поверхностей).

Следующий параметр – конструкция, по которой выделяют цельные или сборные модели. Первые монолитные, зубья расположены прямо в корпусе, у вторых вставные кромки. Посмотрите, как в каждом случае выглядит торцевая фреза, чертеж наглядно демонстрирует разницу.

Форма резцов – еще одни классификатор, и она может быть скругленной, прямо- и криволинейной (сложной). От геометрии зависит интенсивность влияния сил биения, а значит и износ. Наиболее долговечным считаются U-образные лезвия, поэтому они используются для черновых и получистовых операций.

Устанавливаться инструменты могут как на хвостовик – тогда они концевые, – так и в оправу со шпонкой – тогда они надсадные, удобные для съема металла с уступов и поверхностей из чугуна. Оба варианта исполняются из быстрорежущей стали, поэтому отличаются сравнительно хорошей прочностью. Качество крепления торцевых фрез при этом обычно одинаково высокое.

Теперь давайте рассмотрим инструменты по группам их применения.

работа торцевой фрезой

Торцевые и плунжерные с углом в плане 10-65

Предназначены для растачивания под воздействием осевых сил резания и этим отличаются от традиционных, у которых характер нагрузок преимущественно радиальный. Могут похвастаться сравнительно низкой мощностью потребления и малым уровнем шума. Эффективны при обработке глубоких, узких, закрытых пазов, а также углов карманов (после проведения черновых операций).

В эту же категорию входят модели с малым главным углом, которые интересны тем, что существенно повышают подачу без перегрузок пластины за счет тонкой стружки. Главное – не приближать лезвие к позиции, перпендикулярной поверхности заготовки, ведь в таком случае придется значительно увеличивать глубину проникновения в материал.

Фрезы для обработки торцов с углом в плане 45

Классически распространены в общих случаях – из-за следующих особенностей:

  • Уровень вибраций сравнительно низок даже при нежесткой настройке, что особенно удобно при значительных вылетах.
  • Есть эффект уменьшения толщины стружки, за счет которого можно совершенно безопасно повысить производительность выполняемых операций.

С углом в плане 90

Инструменты для более специфических ситуаций – с их помощью обрабатывают:

  • заготовки, закрепленные не жестко;
  • детали с тонкими стенками;
  • уступы под прямым углом (перпендикулярно оси).

Отличаются небольшими действующими силами, поэтому нашли достаточно широкое применение.

С круглыми пластинами и большого радиуса

Значительно облегчают врезание под углом, поэтому подходят как для сложных случаев, так и для общей профильной обработки. Могут похвастать прочнейшими кромками, способными эффективно снимать даже слои жаропрочных сплавов категории ISO S. И это при плавном резании и сравнительно большой производительности. Сочетание столь полезных свойств и обусловило высокую степень универсальности данных инструментов.

Выбор метода обработки

Сводится к установке главного угла в плане, который бывает:

  • 100 – позволяет поддерживать исключительную (максимально высокую) скорость подачи, чему благоприятствуют осевые векторы прилагаемой силы, но лезвие проникает на сравнительно малую глубину, что не всегда удобно;
  • 25-650 – за счет хорошей производительности и наличия большого количества зубов может похвастать широкой применяемостью;
  • 900 – отличается значительной степенью врезания, поэтому снимает слои металла даже тогда, когда в других условиях инструменты уже пасуют, причем при незначительных силах воздействия (потому не приведет к деформации тонких стенок), но несколько замедляет выполнение работ.

Действующий ГОСТ на торцевые фрезы

Межгосударственный стандарт 26595-85 описывает право- и леворежущие инструменты, регулируемые и нет, сборные – с твердосплавными или минералокерамическими кромками, а также не содержащие вольфрам или защищенные износостойким слоем.

Согласно ему, есть два варианта исполнения:

  • с фиксацией на оправках;
  • с закреплением на шпинделе.

Допуски – в интервале от 50 до 500 мм. Возможна как круглая, так и трех-, четырех-, пятигранная форма лезвий. Фиксация – по схеме: «клинья – опора – корпус – резец и вставка» (в первом случае) или с помощью кольца, державки, пружины, штифтового/болтового соединения.

Если фрезы торцевые насадные со сменными пластинами, ГОСТ уже 24359-80, если мелкозубые – 9473-80.

фреза торцевая насадная гост

Широкие возможности станков

Современное оборудование, оснащенное данными режущими инструментами, при условии эргономичной и безопасной конструкции, обрабатывает стальные, чугунные, медные, латунные, алюминиевые детали, а также заготовки из других сплавов и материалов.

При правильной установке и регулярной заточке резцов не проблема добиться сверхточной обработки поверхности. А датчики – скорости вращения, температуры двигателя и других параметров – позволяют обеспечивать максимальную производительность, не допуская возникновения опасных ситуаций.

Нюансы выбора

Чтобы добиться лучшего качества обработки плоскости, стоит:

  • использовать пластины из кермета, если планируете осуществлять врезание на высокой скорости;
  • не забывать о масляном тумане и СОЖ в случае с материалами класса ISO S или M (вязкими);
  • отдавать предпочтение острым кромкам с PVD-покрытием, когда нужно гарантировать сверхточность;
  • обращать внимание на таблицы зависимости глубины и шероховатости от главного угла и ширины лезвия.

Посмотрите, как выглядит торцевая фреза: фото тех или иных ее вариантов дают достаточно верное представление о ее конструкции. А для получения более полной информации обращайтесь для бесплатной консультации в «Сармат»: в процессе заказа станка квалифицированные менеджеры помогут выбрать и оптимальные режущие инструменты для нужного оборудования.



Подписываясь на рассылку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности