Концевая фреза: назначение, классификация, ГОСТы

3 Особые требования Госстандарта 17025–71

Стружечные канавки в таких инструментах имеют следующие углы наклона:

• концевая фреза Тип 1 – от 30 до 35 градусов;
• фреза Тип 2 – от 35 до 45 градусов.

Режущие приспособления, сечение которых не превышает четырех миллиметров, ГОСТ разрешает выпускать без зубьев на торцах. А инструмент сечением не более 12 миллиметров может изготавливаться без шейки. Центровое отверстие на торце, которым располагает каждая концевая фреза, должно отвечать требованиям Госстандарта 14034.

Центровое отверстие на торце фрезы

Допускается производство инструмента без отверстия, но при условии, что фреза имеет сечение до шести миллиметров (если диаметр больше – наличие отверстия является обязательным). Геометрические параметры хвостовиков фрез оговариваются отдельно в стандарте 25534. Технические требования к процессу изготовления режущего инструмента излагаются в ГОСТ 17024. Концевая фреза может иметь выточку на обоих торцах инструмента либо только со стороны его рабочей части.

Концевые фрезы без отверстия на торце

Цилиндрические хвостовики для фрез концевого типа, позволяющие осуществлять крепление инструмента в патронах металлорежущих станков, выпускают в трех исполнениях (Госстандарт 25534): с одной либо двумя лысками, гладкой формы. Хвостовики с лысками используются для фиксации фрезы в патронах с зажимными винтами, гладкого исполнения – в обычных зажимных патронах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52965-2008 Хвостовики цилиндрические для фрез. Основные размеры

ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ 1412-85 Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки

ГОСТ 1574-91 Пазы Т-образные обработанные. Размеры

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 2848-75 Конусы инструментов. Допуски. Методы и средства контроля

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 9013-59 Металлы. Методы измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 18088-83 Инструмент металлорежущий, алмазный, дереворежущий, слесарно-монтажный и вспомогательный. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

ГОСТ 19265-73 Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия

ГОСТ 23726-79 Инструмент металлорежущий и дереворежущий. Приемка

ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования

Примечание– При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Назначение инструмента

Фрезы отрезные прорезные, выпускаемые по ГОСТ 2679-93 предназначены для обработки чугунных и стальных заготовок и деталей. Они выполняют отрезку, подрезку, фрезерование канавок и шлицевых пазов на наружных поверхностях. Дисковую фрезу по металлу используют при различных операциях:

• отрезка мерных заготовок из проката;
• обрезка литейных припусков и прибылей на малых деталях;
• прорезка канавок для фиксации деталей;
• фрезеровка шпоночных и шлицевых пазов.

Круглые гладкие оси в цепи конвейера не выпадают из своих втулок только благодаря тому, что в узкую прорезь, сделанную дисковой пилой, вставлена пластина.

Пазы по торцу корончатой гайки имеют переменное сечение. Их стороны образованы лучами от центра радиуса. Поэтому они вырезаются за 2 прохода, сначала по касательной одной стороны, затем дорезается в размер второй торец выборки короны.

Прорезка шлицов осуществляется прямоугольными зубьями с высокой точностью размера по H6 и H7. Ширина и глубина шлица нормализована, и инструмент изготавливается соответствующего размера и конфигурации.

Область применения

Распространение подобного изделия весьма обширно. Они могут применяться для получения канавок самого различного типа. В большинстве случаев фрезы шпоночного типа производятся для станков. Как ранее было отмечено, довольно большое распространение получили конические хвостовики, так как они больше всего подходят для установки инструмента в распространенном фрезерном оборудовании.

Сегодня рассматриваемый тип шпоночных фрез имеют следующую область применения:

1. В машиностроительной области. В цехах встречается довольно большое количество фрезеровального оборудования, которое также может применяться для получения шпоночных канавок при использовании соответствующей оснастки.
2. В области производства бытового оборудования. Сегодня при создании корпусов проводится фрезерование. Современное оборудование позволяет получить изделия с точными размерами.
3. В домашних мастерских. В мастерских могут применяться ручные фрезеры и модульные установки, которые также снабжаются шпоночными фрезами. Для домашних мастерских подходят недорогие изделия, так как бытовые установки характеризуются более низкими эксплуатационными характеристиками.

В целом можно сказать, что рассматриваемая оснастка является неотъемлемой частью большинства производственных цехов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52965-2008 Хвостовики цилиндрические для фрез. Основные размеры (ИСО 3338-1:1996; ИСО 3338-2:2007, ИСО 3338-3:1996, MOD )

ГОСТ 14034-74 Отверстия центровые. Размеры

ГОСТ 17024-82 Фрезы концевые. Технические условия

ГОСТ 25557-2006 Конусы инструментальные. Основные размеры (ИСО 296:1991 «Станки. Самозажимные конусы хвостовиков инструментов», MOD )

ГОСТ 25827-93 Хвостовики инструментов с конусом 7:24. Размеры (ИСО 297:1988 «Хвостовики инструментов с конусностью 7:24 для ручной смены», MOD; ИСО 7388-1:1983 «Хвостовики инструментов с конусностью 7:24 для автоматической смены инструмента. Часть 1. Хвостовики номеров 40, 45 и 50. Размеры», MOD )

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Классификация концевых фрез

Специальной расширенной классификации для концевых фрезеров не существует, поэтому они классифицируются по общим для фрезерного инструмента перечням с добавлением характерных для них признаков. Ниже приведены основные разделы классификации, применяемой для различных видов концевых фрез по металлу:

По производственному назначению

В данном разделе основным признаком является вид и форма обрабатываемой поверхности. На основании этого выделяют следующие виды этого инструмента:

• общего применения;
• с торцевой режущей частью;
• для шпоночных пазов (в т.ч. для пазов сегментных шпонок);
• для фигурных пазов;
• для фигурных плоских профилей;
• копирные.

По конструктивному признаку

ГОСТ обязывает производителей выпускать концевые фрезы двух типов длин: нормальной и длинной и определяет соотношение размеров хвостовика и режущей части. Но помимо этого на рынке присутствуют фрезы концевые как удлиненные, так и очень короткого размера (народное название — «пальчиковые»). Кроме типов и соотношений длин ГОСТом определяются виды хвостовиков (различные типы конических и цилиндрических), а также размерные ряды диаметров. Чаще всего в промышленном производстве применяется фреза концевая с коническим хвостовиком.

Государственные стандарты определяют только общие требования к фрезерному инструменту. Вместе тем мировые производители предлагают различные новаторские конструкции. Их примером могут служить концевые модульные фрезы, в которых режущая часть крепится к хвостовику с помощью высокоточного винтового соединения. Другая интересная разработка — концевая шестизубая обгонная фреза с верхними и нижними подшипниками для чистовой обработки пазов по шаблону.

По форме режущих поверхностей

Для формирования специфических профилей поверхностей обрабатываемых изделий в дополнение к инструменту общего назначения была создана большая группа фасонных концевых фрез. Среди них основными являются радиусные и фигурные пазовые фрезерные инструменты, а также фрезеры для 2D и 3D обработки. Основные виды концевых фрезеров, классифицированные по форме режущих поверхностей — это:

• цилиндрическая;
• торцевая;
• шпоночная;
• фреза концевая радиусная;
• фреза радиусная вогнутая;
• Т-образная фреза;
• фреза для паза «ласточкин хвост»;
• угловая концевая фреза;
• концевые конические и цилиндрические фрезы с прямым и закругленным концом.

По количеству режущих кромок и направлению вращения

Процесс заглубления в металл режущей кромки и снятия ею одного слоя припуска называется «заходом». Чем больше режущих поверхностей у фрезера, тем больше заходов он совершает за один оборот. Концевой фрезерный инструмент с одной режущей поверхностью является однозаходным. Если поверхностей больше одной, то инструмент многозаходный (одно-, двухзаходные фрезы и т.д.).

Кроме этого существует обширная классификация концевых фрезеров, основанная на геометрии и формах режущих поверхностей, зубов и кромок.

Оборудование для работы с фрезами по дереву

Фреза – это основная деталь практически любого деревообрабатывающего инструмента. Ее можно установить:

• в обычную дрель;
• фрезерный станок (фрезер);
• промышленное оборудование.

Электроинструментом можно проводить грубую и более тонкую обработку дерева с высокой скоростью.

Дрель

Применение фрез дает возможность домашним умельцам значительно расширить функциональные возможности обычной дрели, предназначенной только для сверления. При этом дрель превращается в универсальный инструмент, при помощи которого можно будет обрабатывать детали, изготовленные из различных пород дерева.

Используя фрезы по дереву, предназначенные для работы с дрелью, можно получать отверстия большого диаметра без применения специальных насадок на дрель типа балеринка или коронка (корончатая насадка).

Для работы с дрелью используют только пальчиковые фрезы, режущие кромки которых имеют самую разнообразную форму. Кроме того галтельные, кромочные (четвертные) и конусные фрезы часто оснащают опорным подшипником, с помощью которого ограничивают глубину врезания лезвий в древесину.

Режущие лезвия могут быть заостренными или затылованными. У заостренных зубьев передняя и задняя поверхности плоские, причем затачивают по задней поверхности.

При этом во время перезаточки режущая часть может изменить свои геометрические размеры. Избежать этого можно, используя инструмент с затылованными лезвиями. У них плоской выполнена только передняя поверхность, по которой и осуществляется заточка. Перезатачивать такие фрезы можно много раз, не опасаясь, что изменится геометрия режущих кромок.

Фрезер

Ручной фрезер – это инструмент, который предназначен для обработки различных пиломатериалов и изделий из них. Он отличается от дрели наличием регулируемой опорной платформы и способностью работать на высоких оборотах (до 30 тыс. об/мин). С помощью фрезера можно с высоким качеством:

• сращивать разные заготовки, соединяя их способом «шип/паз» (кромочные работы), снимать фаску с бруса;
• врезать фурнитуру, замки, петли;
• формировать объемные формы на плоских поверхностях (декорирование);
• вырезать деревянные заготовки, имеющие сложную конфигурацию.

Читать также: Соединение коннектора с кабелем интернета

Для выполнения этих работ используют кромочные, пазовые, копировальные и концевые фрезы по дереву.

Пазовые фрезы используют, когда нужно получить углубления определенной формы, например, в форме буквы Т (Т-образные), полукруглые или типа «ласточкин хвост».

Кромочные фрезы используются при изготовлении кромок на деталях из дерева. Как правило, их оснащают упорным подшипником, который предотвращает излишнее погружение инструмента в тело детали. Кроме того, он позволяет регулировать глубину вылета. Если подшипник не предусмотрен, то надо применять параллельный упор или шаблон.

Для декоративной обработки филеночных деталей используются фигирейные фрезы горизонтального типа. Они достаточно тяжелые и имеют большой диаметр. Учитывая большие усилия, которые необходимы при работе с такими фрезами, их оснащают хвостовиком, диаметр которого составляет 12 мм. Их применяют на стационарном оборудовании.

У концевых фрез по дереву для ручного фрезера режущие кромки расположены на торце рабочей поверхности. Кроме того в работе принимает участие и боковая кромка, что позволяет перемещать вращающую фрезу в плоскости опорной площадки. Качество обработки поверхностей определяется количеством режущих лезвий. Как правило, концевые фрезы имеют монолитную конструкцию, но встречаются и составные.

Отдельную группу концевых изделий составляют фрезы Шейпера – шарошки (борфрезы).

Используют их на промежуточных этапах обработки, а также в случаях, когда необходимо осуществить финальную доводку конфигурации детали. Их режущая кромка представляет собой крупные насечки (зубья)

Работая с шарошкой, важно правильно выбрать режим. Это позволит избежать поджога дерева, который возможен при повышенном числе оборотов

А оригинальная борфреза «кукуруза» (шарошка с винтовым расположением зубцов) обеспечит снижение нагрузки на вал электромотора фрезера.

Копировальные фрезы – это редко встречающийся вид инструмента для ручного фрезера. Они отличаются не только количеством режущих кромок, но и размещением опорных подшипников, которые могут располагаться с любой стороны. В некоторых моделях предусмотрено два подшипника (сверху и снизу). Во время работы подшипник двигается по шаблону, благодаря чему обрабатываемая заготовка приобретает заданную форму.

Концевые фрезы: какие бывают и для чего применяют

Прямые концевые фрезы, которые наиболее часто устанавливают на станки с ЧПУ

Концевая фреза наиболее часто используется при обработке материалов и представляет собой тело вращения с острозаточенными элементами на нем. Хвостовая часть инструмента зажимается в цанговом патроне шпинделя, а другая, оснащенная режущими кромками, воздействует на поверхность заготовки. Большой выбор форм и сырья, из которого изготавливают концевые фрезы, позволяет подобрать подходящий инструмент практически для всех типов работ по любым материалам: от картона до металла

Основными критериями, на которые следует обращать внимание при приобретении концевой фрезы являются следующие:

материал для работы

Концевые фрезы делятся на две большие группы:

– для металлов – выполнены из сверхтвердых сплавов и имеют малый угол заточки. Это необходимо для того, чтобы фреза максимально долго не тупилась при любых скоростных режимах, так как в ходе обработки металла инструмент испытывает повышенные нагрузки;

– для древесины – угол заточки в таких фрезах больше и составляет 45-55°C, а материалом изготовления может выступать даже спрессованный металлический порошок (хотя, несмотря на относительную мягкость сырья, для древесины все же предпочтительна инструментальная сталь). При такой заточке не повреждается структура материала заготовки, а после чистовой фрезеровки остаются ровные и гладкие стенки.

материал фрезы

Основными требованиями к материалам, которые используются при производстве концевых фрез, являются термостойкость и устойчивость к износу. При изготовлении фрезерного инструмента наиболее часто применяют инструментальные, твердосплавные и быстрорежущие стали. Это материалы повышенной твердости и прочности, которые в состоянии длительное время выдерживать механическую и высокотемпературную нагрузки. Кроме того, исходным сырьем могут выступать искусственные и натуральные алмазы, минерало-керамика и порошковые смеси. Однако большая часть фрез производится из быстрорежущей инструментальной стали, которая отличается максимальной износостойкостью и по твердости в 3-5 раз превосходит углеродистую;

цель обработки

Фрезерная обработка подразделяется на черновую и чистовую. В первом случае работа заключается в снятии поверхностного слоя материала без высокой детализации. Для этого используются фрезы с небольшими зубцами на режущих кромках, которые хорошо измельчают стружку. Для чистовой обработки применяют острозаточенный инструмент нужной формы и диаметра, который доводит рельеф заготовки до конечного результата;

Концевая фреза для черновой обработки с характерными бороздками на кромках

количество режущих поверхностей

Основным функциональном элементом любой концевой фрезы является острая кромка, которая вырезает из материала все излишки. Каждая поверхность совершает один рез за один оборот, соответственно, чем больше кромок, тем выше и точнее скорость обработки. Таких поверхностей может быть более пяти, но чаще всего используют двух-, трех- и четырехкромочные фрезы. В большинстве фрез режущие элементы размещены спирально, а расстояние между ними и угол заточки каждой кромки зависит от размера инструмента и его назначения;

геометрия

Классическая концевая фреза имеет сверлоподобную форму с центрорежущими зубьями, что позволяет заглублять инструмент в материал без предварительной подготовки. Это самый распространенный тип инструмента, всего же существует множество вариантов фрез, например, сферические, для 3D гравировки, угловые, с коническим телом, канавочные, профильные и прочие;

Центрорежущая и нецентрорежущая фрезы

стружкоотведение

Очень важный параметр, облегчающий работу с материалами, склонными к повышенному стружкообразованию (алюминий, пластики, дерево и т.д.). Наличие специальных канавок между выемками фрезы, отводящих стружки вверх, снижает вероятность перегрева инструмента, предотвращает затупление режущей кромки и облегчает контроль за исполнением процесса обработки. Существуют также фрезы с отводом стружки вниз, но они менее удобные, так как в этом случае отходы забивают готовые отверстия, пазы и прочие выемки.

Сфера применения

Пальчиковые фрезы широко применяются при обработке металлических деталей для нарезки пазов, уступов и плоскостей. Он удобен для вырезания выемок и контурных уступов, съёма металла и зачистки поверхностей, находящихся под углом 90° по отношению друг к другу. В зависимости от размера зуба они могут быть использованы для получистовой и чистовой обработки. В частности это:

• нарезка пазов для замков;
• зачистка пазов в деталях машин под канавки для закладки уплотнителя;
• подготовка дренажных отверстий;
• изготовление деталей в автомобильной промышленности, а также во многих других случаях.

Классификация

Основной характеристикой является форма режущей части инструмента, которая определяет и назначение фрезы. В зависимости от данного параметра они подразделяются на:

• цилиндрические применяемые для нарезания шпоночных пазов и других работ;
• сферические, используются для подготовки круглых выемок;
• радиусные для нарезания пазов сложной конфигурации.

Инструмент имеет неравномерный шаг зубьев, который зависит от количества режущих кромок. Это т. н. окружной шаг и его размер определен требованиями ГОСТ.

В зависимости от направления реза пальчиковые фрезы делятся на право- и леворежущие. Также они подразделяются по типу хвостовика на конические и цилиндрические. По исполнению данный инструмент может быть цельным, со съёмными твердосплавными пластинками или коронками. Цельными являются фрезы малого диаметра, применение инструмента большого диаметра целесообразно с заменой режущих частей по мере износа.

Пальчиковые фрезы имеют маркировку на хвостовой части, в которой указан материал, диаметр и логотип производителя. Исключением является инструмент диаметром до 5 мм. когда указывается только данный размер. Фрезы повышенной точности маркируются литерой «Т» перед маркой сплава.