При фрезеровании вращение является самым важным действием. Скорость главного привода определяет скорость вращения ножа. Движение вперед при фрезеровании — это поступательное перемещение заготовки во время продольного, поперечного или вертикального резания. Фрезерование — это круговой процесс. Каждый зуб фрезы снимает стружку разной толщины.
Разбираемся, что такое фрезеровка и в чем основная суть фрезерной обработки
Фрезерование является одним из наиболее важных процессов обработки твердых материалов для придания формы заготовкам. Для металлообработки существует множество других распространенных процессов — литье, ковка, штамповка, резка различными методами, штамповка и токарная обработка. Для деревообработки фрезерование иногда является единственным способом вырезать нужную деталь или не делать нужную форму вручную.
- Что такое фрезерная обработка
- Основные технологические этапы
- Виды фрезерования на станках
- ЧПУ
- 3D-фрезеровка
- Оборудование
- Стационарные станки
- Ручные фрезеры
- Фрезы
- Фрезерование материалов
- Дерево
- Фанера
- Мебельный щит
- Металл
- Сталь
- Мягкие металлы: алюминий, латунь
- Титан
- Керамогранит и мрамор
- Оргстекло
- ЦСП (цементно-стружечная плита)
- Гипсокартон
- Сейчас читают
Что такое фрезерная обработка
В принципе, ручную резьбу можно условно классифицировать как фрезерование. Однако существует четкое различие: Только те операции, которые выполняются вращающейся фрезой на переносных или стационарных станках, называются фрезерованием.
Если не принимать во внимание другие простые методы обработки древесины, такие как пиление, резание, строгание и сверление, то остаются два основных применения в деревообработке.
- токарная обработка – резьба вращающейся детали для придания нужной формы диаметру детали;
- фрезерование – формирование линейных (не радиальных), продольных форм.
Сферы применения фрезерованных деталей практически неограниченны. Эти компоненты можно найти во многих сложных современных изделиях. Работа трудоемкая, но иногда ее невозможно заменить. Литье или сверление не обеспечивают точности размеров, или эти методы не могут обеспечить получение таких сложных форм. Фрезерование — единственный вариант.
Основные технологические этапы
Любое фрезерование начинается с определения размеров детали или изделия, подлежащего фрезерованию.
Фрезерование с помощью ручных инструментов, особенно в деревообработке, обычно предполагает работу без чертежей или даже эскизов. Достаточно представить и понять желаемый результат, чтобы определить размеры. На фото ниже показан простой фрезер по дереву и скругление кромки:
В промышленном производстве всегда используются чертежи. Поэтому токарь должен уметь не только работать на станке, но и читать планы. Также требуется достаточно высокий уровень квалификации.
Современные станки с ЧПУ требуют электронных версий чертежей и соответствующего программного обеспечения. Навыки работы на станках имеют второстепенное значение. Особенно важно владение современными компьютерными системами. Однако требуется и ручная сноровка — необходимо позиционировать фрезу, вставлять заготовку и контролировать процесс обработки.
После определения размеров отдельных операций фрезерования выбирается и устанавливается соответствующая фреза. Заготовка помещается на рабочую поверхность, и происходит собственно обработка.
История обработки металла фрезерованием
Фрезерование металла — это обработка материала путем фрезерования для получения фасонных и плоских изделий. Впервые эта техника была представлена в Китае во второй половине XVII века. В то время, конечно, не было моторизованных подразделений.
Вместо металлической станины использовалась каменная плита, а в движение агрегат приводили мулы, точнее, их мускульная сила.
На рубеже 18 и 19 веков в европейской промышленности появилась более совершенная версия. Известный изобретатель Эли Уитни разработал проект подходящего фрезерного станка. Однако устройство, напоминающее современный станок, появилось в США только в середине 1830-х годов.
В то время для передачи основного вращательного движения использовался плоский ремень. Шестерня рядом со шкивом была установлена на шпинделе, к которому было прикреплено долото. Станок мог фрезеровать только плоские заготовки при вертикальном перемещении фрезы.
После того как фрезерование металла оправдало себя в производстве оружия, его стали использовать и в гражданской промышленности. В первую очередь производились орехи. Внутренние отверстия и края были сделаны с помощью машины, разработанной в Америке.
Через 20 лет деревянный станок был заменен на станок из стали, разработанный компанией Lincoln. Некоторые детали не только стали меньше, но и увеличилась прочность механизма. Также стало возможным обрабатывать громоздкие предметы и более твердые сплавы, а в конструкцию были включены пропеллер и маховик.
С тех пор металл фрезеровался вручную, механик зажимал, выбирал сверло, регулировал, перемещал и т.д. Однако никто не устранил человеческий фактор, допускающий частые ошибки, сбои, простои, поломки, дефекты и брак. Криволинейные поверхности были самыми сложными для обработки, так как требовали очень точной обработки.
С автоматизацией процесса пришли цифровые и числовые системы управления, которые являются более совершенными. Фрезерование металла с ЧПУ позволяет выполнять очень точную резку, поскольку все параметры, включая скорость, работу и перемещение фрезы на всех возможных уровнях, задаются самим программным обеспечением.
Сферы применения технологии фрезерования
В каждом случае используются различные типы фрез, чтобы детали фрезеровались более точно. Хотя практически любой материал может быть подвергнут механической обработке, наиболее часто используется металл.
Благодаря современным станкам с ЧПУ количество брака можно значительно сократить. А программы числового управления значительно облегчают работу. Сегодня детали производятся с максимальной точностью и минимальным количеством брака, потому что на смену ножу пришло лезвие.
Фрезерование металла на станках с ЧПУ может использоваться для следующего: Резка, шлифовка, гравировка, изготовление деталей на заказ, токарные работы и другие работы, связанные с различными видами деятельности. В процессе используются различные многозубые фрезы, и в зависимости от их размещения на станке определяется тип обработки (горизонтальная, вертикальная).
Следует отметить, что фрезерование также может производиться под определенным углом, при этом фреза устанавливается в соответствующем направлении.
Существует несколько методов переработки, выбор зависит от типа перерабатываемого продукта. Используются различные типы фрез, такие как торцевые, цилиндрические, зубчатые, концевые, профильные и более сложные.
Фрезерование может использоваться в различных областях: машиностроении, металлообработке, столярном деле, ювелирном деле, архитектуре и дизайне.
Этот тип обработки используется для металлов с различной плотностью. Для каждого применения выбирается определенный процесс фрезерования. Цилиндрические типы используются, например, для фрезерования листового металла, а концевые фрезы — для асимметричных форм реза.
Другими словами, когда необходимо фрезеровать заготовки правильной формы, т.е. прямоугольники, квадраты и т.д., используются два вышеупомянутых типа. Одна и та же профильная деталь может быть изготовлена как цилиндрическим, так и плоскостным фрезерованием.
Наиболее популярной сегодня является фрезеровка алюминия, и это связано с тем, что этот металл используется во многих областях, например, в дизайне интерьера, эксклюзивном дизайне, производстве рекламных элементов, эксплуатации оборудования и т.д.
Его широкое применение обусловлено легкостью, прочностью и низкой температурой плавления. Его также можно легко использовать для резки любых деталей.
С помощью этого вида фрезеровки, которая выполняется на современных высокотехнологичных станках, надписи, рисунки, тиснение и т.д. можно наносить на сувениры, кухонную утварь и маркетинговую продукцию. Они характеризуются однородной формой, размерами, идеальными краями и отсутствием заусенцев.
2 вида фрезерования металла
Процессы фрезерования металла различаются по направлению подачи материала во время обработки. Например, первичное декорирование металлов или твердых сплавов обычно включает в себя встречное фрезерование.
Техника обводки используется для мягких металлов или для чистовой и получистовой обработки. Надо сказать, что эти техники имеют свои преимущества и недостатки, которые и определяют их популярность.
Попутное фрезерование
В этой технологии режущий инструмент вращается в том же направлении, что и обрабатываемая заготовка. Таким образом, этот метод имеет следующие преимущества:
- деформация детали практически исключается, а все потому, что нет необходимости в ее сильной фиксации к столу, поскольку заготовка прочно удерживается на станине под действием инерционных сил;
- шероховатость на поверхности после обработки минимальная, поскольку снятие припуска происходит очень плавно;
- режущая кромка фрезы затупляется медленнее, а значит, и износ ее незначительный;
- отведение стружки происходит быстрее и не требует использования дополнительных приспособлений и инструментов.
Наряду с некоторыми преимуществами, эта технология имеет и недостатки. Например, его нельзя использовать на металлах с большим количеством твердых включений. Шероховатая поверхность должна быть подготовлена перед обработкой.
Кроме того, при боковом фрезеровании возникает много вибраций, которые можно устранить только при использовании станка с высокой жесткостью.
Встречная технология
Этот вид фрезерования отличается от предыдущего тем, что здесь режущий инструмент движется по направлению к заготовке. Это не только повышает производительность, но и обеспечивает:
- минимальную нагрузку на механизм, благодаря чему рабочий ресурс значительно увеличивается;
- равномерное и мягкое воздействие на металл во время обработки, что позволяет увеличивать глубину реза постепенно, не отклоняясь от допустимых параметров;
- обработку без вибраций, причем даже металла, обладающего грубой шероховатой поверхностью.
К недостаткам относится необходимость надежно удерживать заготовку, так как сила резания частично отводится от шаблонного ложа. Другие недостатки включают недостаточный отвод стружки, что может привести к попаданию стружки в зону резания, и быстрый износ фрезы.
Назначение фрезерной обработки
Давайте рассмотрим, что означает фрезерование металла. Фрезы предназначены для различных видов металлообработки, при этом каждый инструмент обеспечивает определенную степень резания. Прежде всего, для изготовления изделия необходим черновой резец. Использование грубых фрез позволяет получить обзор продукта. Эти фрезы снимают поверхностный слой металла.
После изготовления заготовки дальнейшая обработка производится чистовыми фрезами. Толщина снимаемого слоя может достигать нескольких микрон, поэтому очень важно проверить точность обработки и изготовления детали во время этого процесса. Здесь важно то, что делает фрезерный станок.
Он обрабатывает металлические конструкции путем фрезерования. На основе чертежей изделия и технологических схем он определяет процесс обработки детали. Проверяет соответствие детали чертежам с помощью измерительных инструментов.
Виды фрезерной обработки металла
Точного разделения при фрезеровании не существует, так как количество операций и тонкостей немалое, а количество заготовок очень велико. Можно упомянуть некоторые основные принципы. Крепление ложа для деталей:
- горизонтально;
- вертикально;
- угловое расположение.
Последний вариант используется реже, хотя он позволяет обрабатывать элементы сложных конструкций. Существуют также различные варианты фрезерных станков:
- торцевой;
- концевой;
- периферийный;
- фасонный.
Фрезерная станина прорезает паз в блоках, сверлит углубление, при необходимости подрезает окно. Кромочное фрезерование предназначено для обработки объемных деталей. Металлическим профилям придают форму с помощью режущих инструментов. Характерной особенностью фрезы является наличие остатков, напоминающих запятые.
Положение и направление режущего элемента определяют операции встречного и бокового фрезерования. Он определяется, в частности, следующими градиентами:
- встречными (к зубьям режущего элемента);
- попутными (под зубцами).
Существует также комбинация методов элементов. При обработке твердых металлов контрфрезерование является подготовительным методом, а окончательная обработка выполняется методом сострагивания. При встречном фрезеровании покрытие остается грубым, но количество брака ниже.
Изделия на фрезерном станке
При выборе фрез решающим фактором является тип материала, из которого изготавливаются детали. Их тип определяется свойствами металла. С помощью фрезерного станка можно выполнять несколько операций:
- нарезку плоских элементов заготовок;
- изготовление фасонных профилей;
- нарезку резьбы;
- формование отверстий и другие.
Работа с фрезерным станком подразумевает гравировку металла. Фрезерование предполагает использование фрезерного станка, на котором в качестве украшения нанесена надпись. Например, таблички с надписями и именами.
Современные фрезерные станки отличаются высокой точностью, что позволяет изготавливать даже самые сложные детали. Работа на фрезерном станке по металлу характеризуется высокой производительностью в сочетании с гибкостью.
В любой отрасли, где используются металлические детали, фрезерные станки незаменимы. Для этого и нужен фрезерный станок по металлу. Выбор подходящей машины зависит от цели использования.
Попутное и встречное фрезерование металла: что это такое
Это два наиболее распространенных типа, и сами их названия указывают на основное различие. Траекторное или приводное фрезерование, как его называют многие поставщики услуг фрезерования, — это метод чистовой обработки, при котором фреза вращается в том же направлении, что и заготовка. Этот метод имеет свои 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 относятся:
- 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.
При фрезеровании металла с противовращением режущий инструмент направляется в направлении движения заготовки. Основные характеристики: Производительность повышается, но и износ инструмента тоже.
- 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
Какой процесс используется, зависит от материала и степени обработки металла. Для первичной (черновой) обработки стали предпочтительнее метод встречного вращения, а для последующих перемещений рекомендуется метод попутного движения.
Для обработки мягких металлов предпочтительнее метод волочения, а для твердых включений лучше работать в направлении заготовки.
Классификация и виды фрезерных работ
В основном, эксперты классифицируют деятельность в зависимости от выбранного режущего инструмента. Различают 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 мероприятий. В зависимости от типа инструмента, отделка может выполняться с помощью сверл, фрез, проходных фрез, изогнутых типов, двойных дисков и других.
Существует также классификация по типу установки — горизонтальная, вертикальная или диагональная, т.е. под углом.
Сложные и простые станки для фрезерной обработки металла
В зависимости от того, как структурировано производство на предприятии (крупные или мелкие серии, различные процессы), приобретается одно универсальное устройство с возможностью быстрой переналадки или несколько узкоспециализированных устройств, отличающихся спецификой работы.
В первом случае мы рекомендуем устанавливать устройства ЧПУ с сайта https://stanokcnc.ru/. Таким образом, вы можете быстро перенастроить инструменты, зафиксировать заготовку и программу и работы, скорость резания будет выбрана самим устройством, исходя из параметров исходного сырья и системы металлообработки.
Во втором случае, если имеется несколько видов растений, также применяется конвейерная лента.
Виды
Не следует думать, что ручные фрезерные станки и станки с ЧПУ исчерпывают разнообразие манипуляций. Они также включают фрезерование в пути и реверсивное фрезерование.
При движении по дорожке фреза и заготовка движутся по одной траектории. Обрабатываемая заготовка зажимается в станине физическим способом.
Поэтому нет необходимости жестко фиксировать заготовку.
Зубы на краю менее изношены. Удалить пособие можно без проблем. Имплантаты почти не мешают движению ножа. Однако этот метод не подходит для шероховатых поверхностей. Недостатками являются повреждение лезвия из-за контакта с твердыми частицами и необходимость использования только твердых машин.
Свойства противоточного измельчения:
- мягкость и ограничение нагрузки на механизм;
- ограниченная деформация обрабатываемого сырья;
- потребность в очень надежной фиксации заготовки;
- чрезмерный износ инструмента на повышенных скоростях;
- высокая вероятность засорения зоны резки образующейся стружкой.
Также стоит упомянуть о фрезеровании:
- цилиндровой и торцевой оснасткой;
- зубчатых колес;
- уступов при помощи дискового трехстороннего инструмента;
- пазов;
- шлицевых канавок на валах;
- фасонных поверхностей;
- наклонных плоскостей;
- криволинейных контуров.
Выделяется химическое фрезерование. Для удаления поверхностного слоя используются специальные реагенты. Процесс происходит относительно быстро. Тепловое и механическое напряжение на заготовке очень низкое. Наконец, эта технология подходит для очень твердых и очень мягких металлов, которые трудно или невозможно обрабатывать.
Этапы технологического процесса
Однако в большинстве случаев для фрезерования используются механические инструменты. Сначала заготовки аккуратно направляются к рабочему месту. В этот момент фреза уже должна вращаться. После перемещения стола назад шпиндель останавливается и снова включается только после установки необходимой глубины резания. Следующим шагом является приведение стола с заготовкой в сопряжение с фрезерным станком.
Полезные рекомендации
Даже основы для начинающих могут быть полностью описаны только в полном учебнике. Однако некоторые советы можно дать уже здесь. Цилиндрические фрезы подходят только в том случае, если они на 10-15 мм длиннее обрабатываемой заготовки. Сечение инструмента следует выбирать в зависимости от толщины и ширины реза.
Торцевые фрезы следует использовать, когда необходимо снизить уровень шума.
Машинисты, в том числе поставщики услуг фрезерования, должны всегда соблюдать правила техники безопасности. Да, журнал нельзя вести дома, но самодисциплина еще важнее. Рабочее место должно быть чистым.
В идеале присутствует только один человек:
- оборудование;
- обрабатываемая заготовка;
- оснастка;
- рабочий инструмент.
Перед началом работы убедитесь, что машина находится в идеальном состоянии. Машина должна быть в идеальном состоянии. Для проверки достаточно 2-3 минут езды, а когда вы остановитесь, проверьте надежность тормозов.
Заготовка и инструменты должны быть очень устойчивыми. Зажимные губки заготовки должны находиться как можно ближе к обрабатываемой поверхности, так как именно здесь возникает наибольшая нагрузка. В противном случае возможно смещение и повреждение заготовки или даже травмирование оператора.
Вы всегда должны использовать средства индивидуальной защиты. К ним относятся, прежде всего, защитные очки, но также необходим защитный костюм. Всегда следите за тем, чтобы манжеты плотно облегали запястья. Последовательность выполнения заданий должна строго соблюдаться. Смена режущего инструмента и обрабатываемой заготовки допускается только при выключенном станке.
Заготовка должна равномерно приближаться к фрезе (во избежание ударов). Режим фрезерования должен быть адаптирован к желаемой скорости вращения шпинделя и глубине реза. Мягкий алюминий обычно обрабатывается при 1500 об/мин. Для твердой инструментальной стали скорость обработки снижается до 600 об/мин.
Размер режущей части должен соответствовать обрабатываемому участку. Техническая литература очень полезна в этом отношении.
Техническое состояние машины должно постоянно контролироваться. После завершения работы необходимо очистить все важные детали. Не следует выбрасывать отходы и остатки — их следует очищать щетками и кисточками. Масляные пятна удаляются с помощью ткани, смоченной в парафине. Фрезы диаметром более 10 мм лучше всего обрабатывать с помощью револьверного упора. При работе, особенно с рифленым ограждением, фрезу неизбежно тянет в одну сторону, что необходимо учитывать.
