Что такое фрезерование металла с помощью каких инструментов осуществляют фрезерование и для чего

Обновлено: 30.06.2024

К числу основных технологий обработки металла относят фрезерование. В процессе работы на заготовку металла воздействует особый режущий механизм — многозубчатая вращающаяся фреза (фрезерный станок). При движении по направлению подачи станка фреза обрезает металлический слой, который нужно удалить. Такой способ обработки называют фрезерная обработка.

Что такое фрезеровка

Рассмотрим, что такое фрезеровка. Производство металлических изделий нуждается в специальном оборудовании. Для получения заготовок используется литье. При обработке металлических деталей на заводах применяется оборудование для этой задачи. Обработка металла ведется на фрезерном станке. Он используется при изготовлении автомобильных запчастей, техники бытового назначения, для авиации, станочного оборудования и в других областях.

К достоинствам такой технологии металлообработки стоит добавить, помимо высокой функциональности, также возможность выпускать сразу по несколько изделий. Фрезеровка применяется для изготовления автомобилей и самолетов, при сборке конструкций различного масштаба.

На станках с ЧПУ или лазерных системах можно создавать окна и осуществлять шлифовку даже ювелирных изделий. Фрезеруются все возможные типы материалов: медь, сталь, бронза, чугун, алюминий, а также титан.

Многофункциональное фрезерное оснащение позволяет выполнять разноплановые работы. При работе на фрезерных станках удается организовать автоматизацию производственного процесса, и одновременно выпускать большое количество деталей.

Фрезерование — это технологический процесс обрезки металла, производимый при помощи вращающегося режущего инструмента одновременно с поступающей подачей заготовки линейным способом. Снятие материала с заготовки производится фрезой определенной толщины, которая работает как с торцевой стороны, так и с периферии.

В процессе фрезерования главным действием служит вращение. От скорости основного движения зависит скорость фрезы. Подача в ходе работы фрезы — поступательное смещение заготовки при продольной, поперечной или вертикальной резке. Фрезерование является периодическим процессом. В результате работы каждого зуба фрезы удаляется стружка разной толщины.

Назначение фрезерной обработки

Рассмотрим, что представляет собой фрезерная обработка металла. Фрезы предназначены для металлообработки различного назначения, при этом каждая осуществляет определенную степень резки. Первоначально для получения изделия требуется черновая фреза. Применение грубых фрез позволяет получить примерное представление об изделии. Благодаря этим фрезам удаляется поверхностный слой металла.

После получения черновой детали, последующая подготовка выполняется чистовыми фрезами. Удаляемая толщина слоя может достигать нескольких микрон, следовательно, очень важно контролировать точную обработку и изготовление детали во время выполнения этой работы. Здесь важно, что делает фрезеровщик.

Он обрабатывает металлоизделия при помощи фрезерного станка. Исходя из чертежей изделия и технологических схем, устанавливает порядок действий при обработке детали. Пользуясь измерительными инструментами, контролирует степень соответствия детали чертежам.

Виды фрезерной обработки металла

Точного распределения на виды фрезерования нет, так как объём функций и тонкостей немалый, а деталей — слишком много. При этом можно обозначить базовые принципы. Крепление обрабатываемой детали к станине:

горизонтально;
вертикально;
угловое расположение.

В последнем варианте реже работают, хотя он позволяет обрабатывать элементы сложных конструкций. Фрез также подразделяется на разновидности:

торцевой;
концевой;
периферийный;
фасонный.

На торцевой фрезе делают паз на деталях, сверлят колодец, подрезают, если нужно — окошко. Фреза концевая рассчитана на работу с объемными деталями. Формовка металлических профилей ведется с применением фасонных фрез. Отличительной характеристикой периферийной фрезы является наличие остаточной стружки, похожей на запятые.

Расположение и направление отрезного элемента определяет встречное и попутное фрезерование. А именно, определяется следующими градациями:

встречными (к зубьям режущего элемента);
попутными (под зубцами).

Также есть комбинация способов изготовления элементов. При обработке твердых металлов предварительно выполняется встречный метод, а конечная работа – попутный. При встречном фрезеровании покрытие остается грубым, но этот подход сокращает количество брака.

Изделия на фрезерном станке

При выборе фрез решающим фактором является тип материала, с применением которого изготавливаются детали. Определяется их вид в зависимости от свойств металла. Фрезерный станок позволяет проводить множество манипуляций:

нарезку плоских элементов заготовок;
изготовление фасонных профилей;
нарезку резьбы;
формование отверстий и другие.

Работа на фрезерном станке подразумевает осуществление гравировки по металлу. Нанесение надписей выполняют в качестве украшения. Например, таблички с надписью и названиями.

Для современного фрезерного оборудования характерна высокоточная обработка с возможностью получения самых сложных деталей. Работа на фрезерном станке по металлу выделяется высокими эксплуатационными свойствами в сочетании с универсальностью.

Для любого производства, где используются металлические детали, фрезерные станки незаменимы. Вот для чего нужен фрезерный станок. Выбор подходящего оборудования определяется в зависимости от назначения.

Рассчитайте свой заказ

Отправьте нам чертеж или описание на [email protected] или заполните форму и мы рассчитаем стоимость и сроки выполнения заказа

Анатомика

Оставьте свой номер телефона и наш специалист свяжется с вами в ближайшее время

Фрезерование – это вид обработки деталей с помощью фрез вручную или на станке.

В наше время фрезеровка имеет такое же распространение, как токарная обработка детали либо сверление.

Процесс фрезерования заготовки, выполненной из различного материала, заключается в обработке заготовки с помощью фрезы.

Фреза – это режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса, имеющего множество лезвий, который зажимается во фрезерном станке и, вращаясь с большой скоростью, снимает слои поверхности заготовки в нужном вам месте.

Обработка заготовки на станке

Раньше сам фрезерный станок работал лишь вручную, поэтому велик был процент брака.

С применением новых технологий и программирования появились новые фрезерные станки – с программным числовым управлением, использование которых облегчило и упростило работу фрезеровщиков.

Сейчас стал доступен и применен новый вид обработки – с помощью лазера, так на новых станках рабочий орган (фреза) полностью заменили на лазер. Лазер дает более точную обработку заготовки и соответственно меньший процент брака.

Классификация фрезерных работ

Четкого разделения этого вида обработки нет из-за того, что выполняемые вами работы очень разнообразны.

Существует разделение по типу станка:

Лазерная обработка.
Фрезерная механическая обработка.

Из основных видов можно указать следующие:

по расположению на станине обрабатываемой заготовки – вертикальная, горизонтальная фрезеровка и фрезерование под определенным углом;
по виду применяемой фрезы – концевая, торцевая, фасонная, периферийная;
по направлению вращения режущего инструмента относительно движения заготовки – встречная или попутная.

Последний тип классификации используется для обработки больших заготовок, когда первичное фрезерование детали выполняется встречным видом обработки, а для окончательной доводки применяется попутный вид.

Технология процесса фрезеровки

В зависимости от типа станка, сложности обрабатываемой заготовки, материала применяемой детали различается и сама технология, по которой происходит фрезерная обработка.

Технология процесса фрезеровки на обычном станке

Вначале фрезеровщик производит подбор фрезы, которая надежно крепится на шпинделе фрезерного станка.

Обработка заготовки начинается с подготовки:

включается небольшое вращение шпинделя, при этом деталь подводится к самой фрезе до наименьшего соприкосновения с ней;
станина стола с закрепленной заготовкой отводится и вращающийся шпиндель останавливается;
устанавливается необходимая глубина резки детали;
включается вращение фрезы;
станину стола с обрабатываемой деталью вручную перемещают до соприкосновения с вращающейся фрезой.

Фрезеровщику для работы над одной заготовкой необходим набор фрез, это позволяет увеличить производительность выполняемой им операции.

Размеры рабочего инструмента (фрез) выбираются, исходя из необходимого стандарта точности, так, для чернового вида фрезеровки необходимо достичь одиннадцатого или двенадцатого квалитета точности, а при заключительном этапе фрезеровки – 8 или 9.

В особых случаях согласно заданию точность размера может соответствовать 7 или 8 квалитетам.

Фрезерная обработка на станке с числовым программным управлением (ЧПУ)

Фрезерование с применением ЧПУ начало внедряться в производство не так давно, ее родоначальником можно считать систему рычагов, которая использовалась на обычных фрезерных станках.

С развитием электроники и вычислительной техники управление фрезерным станком было отдано компьютеру. Так фрезеровщик стал оператором ЧПУ, а для его взаимодействия со станком были написаны программы.

Обработка материала на станке ЧПУ позволяет увеличить точность, увеличить производительность, снизить процент брака, а также наладить выпуск серийных деталей со сложной геометрической поверхностью в большом количестве.

Компьютер задает станку и количество оборотов шпинделя, и параметры его движения (линейные координаты и глубина фрезеровки).

Современные ЧПУ станки могут выполнять 3D фрезеровку – это обработка детали несколькими рабочими органами одновременно, при этом находясь в разных плоскостях.

Перед началом работы, оператор предварительно на компьютере строит 3D-модель детали, станок затем воспроизводит ее с максимальной точностью.

На станке с ЧПУ к квалификации фрезеровщика предъявляются совсем иные требования.

Лазерная обработка детали на станке с ЧПУ

В современной обработке детали лазером он применяется лишь на станке с ЧПУ.

Это оборудование самое дорогостоящее, цена за работу выше, чем на фрезерном обычном станке, но лазерная обработка детали позволяет получить максимальную точность, значительно снижая при этом время на изготовление единицы детали.

Лазерным ЧПУ станкам под силу как точное фрезерование обычного материала, так и изготовление сложных объемных геометрических деталей, исключение лишь только составляют сферообразные округлые конструкции.

Лазерное фрезерование заготовки может выполняться двумя вариантами:

В нужном месте станок с помощью теплового лазера выжигает заготовку, по окончании процесса выжигания шлифуется кромка.
Шлифовочный лазер, снимает понемногу слои материала детали, многократно проходя по одному и тому же месту.

Лазерная обработка заготовки оставляет верхний слой гладким, без заусениц, это позволяет не производить дополнительную операцию – шлифование уже готовой вашей детали.

Фрезерование деталей выполненных из титана

Титан, как материал для деталей, все чаще используют в аэрокосмической отрасли. Титан один из самых трудных материалов для металлообработки режущей фрезой, так как он обладает низкой теплопроводностью.

То есть вовремя процесса фрезерования титана лишь небольшая часть тепла уходит со снимаемой стружкой, а это вызывает хороший нагрев как деталей фрезерного станка, так и самой заготовки.

Несмотря на все трудности с фрезерованием титана, для качественной обработки материала фрезеровщики дают немного дельных советов:

Цена на фрезеровочные работы во многом зависит от геометрии детали, вида фрезерного станка и материала вашей заготовки.

Фрезеровка материала должна производиться на исправном фрезерном оборудовании, специально прошедшем обучение персоналом.

Обращаясь за услугами фрезеровки, поинтересуйтесь, какие фрезерные станки использует фирма, уточните у знакомых или друзей репутацию исполнителя, тогда качество выполненной работы вас не разочарует, не покажется завышенной цена.

Фрезеровка — это процесс обработки деталей специальной установкой. Этот вид работ очень широко распространён наравне с токарной обработкой или сверлением. Заготовка, которой придают форму на таком аппарате, может быть выполнена из различных материалов. Фреза представляет собой острый инструмент с зубчатыми колёсами. При запуске, изделие начинает вращаться с большой скоростью и стачивать в нужном месте поверхность заготовки.

Краткая история развития

Ранее за аппаратом постоянно стоял человек и управлял процессом обработки, по этой причине процент брака был большим. С развитием технологий и микропроцессорной техники создавались аппараты, которые уменьшили до минимума вероятность человеческого фактора. Сначала внедрялось программно-числовое управление, а в последнее время на станках фрезу (рабочий инструмент) заменили лазером. Такой способ снижает количество брака и позволяет точнее изготавливать деталь или выполнять фрезеровку отверстий.

Виды фрезерования

В зависимости от применяемого устройства, возможно разделить фрезеровку на два вида:

Дополнительно существует классификация по следующим признакам:

Движение фрезы относительно перемещения детали. Если направление подачи заготовки и вращения режущего инструмента совпадают, то такая фрезеровка называется попутной. При движении заготовки относительно вращения фрезы в противоположном направлении -встречной.
Местоположение основания обрабатываемой детали. Заготовка закрепляется горизонтально, вертикально или наклонно.

Механизмы для обработки металла

Фрезерная обработка металла происходит определённым способом. Способ выбирается в зависимости от типа аппарата, сложности необходимой геометрии детали, материала заготовки.

Производство на токарном станке

Фрезерование на токарном станке начинается с подбора рабочего инструмента, а затем выбранная фреза надёжно закрепляется. Производство детали происходит в несколько этапов:

зафиксированная деталь на основании отводится в сторону, и останавливается крутящийся шпиндельный элемент;
устанавливается нужная глубина фрезеровки;
включается вращение шпиндельного элемента;
перемещается вручную основание, на котором зафиксирована заготовка, до прикосновения с фрезой.

Чтобы фрезеровать заготовку, необходим набор из нескольких инструментов. Это нужно, чтобы улучшить качество получаемой стальной детали. В зависимости от необходимой точности резки выбирается размер фрезы.

Числовое программное управление

В специальных аппаратах рабочий выполняет роль оператора, который взаимодействует с устройством при помощи программного обеспечения. Таким образом, происходит повышение точности, производительности, уменьшение брака. Современные станки с ЧПУ позволяют осуществлять операцию фрезерования в трёх плоскостях.

Перед началом на таком станке работником создаётся трёхмерная компьютерная модель изделия. При запуске программы, устройством выполняется обрабатывание заготовки для получения требуемого результата. Для выполнения работ по фрезерованию металла на таком станке необходимо иметь больше специальных знаний, чем на обычном.

Лазерный рабочий инструмент

Лазерная обработка деталей используется только в устройствах с ЧПУ. Такие аппараты дорогие, но позволяют с максимальной точностью моделировать и изготавливать изделия. Это может быть необходимо для некоторых мелких деталей. В том числе значительно снижается время производства. Такие аппараты позволяют получать как обычные изделия со сложной геометрией, так и при художественной фрезеровке металла. Возможны сложности только с производством у детали круглой формы.

Фрезеровальные работы станком осуществляются двумя методами:

Заготовка выжигается с помощью теплового лазера. Следующим шагом шлифуется кромка.
Лазер во время шлифования несколько раз проходит над одним и тем же участком и стачивает плавно слои металла.

После обработки деталь имеет гладкую поверхность и поэтому нет необходимости её дополнительно шлифовать.

Фрезеровка изделий из титана

Титан сложнее обрабатывать, чем заготовки, например, из стали. Происходит это по той причине, что теплопроводимость у этого металла меньше, и поэтому во время обработки заготовка сильнее нагревается.

Специалисты, которые занимаются фрезеровочными работами, применяют следующие способы для качественной обработки титановой детали:

Механическая обработка металла — технологически сложный процесс. Эта необходимая часть работы с деталями, которые впоследствии будут использованы в различных сферах. Наиболее распространенной является фрезеровка металла. Заготовка подвергается обработке специальным инструментом — фрезой. Она представляет собой сверло, заточенное под определенным углом, или дисковую пилу нестандартной формы. Многозубчатый прибор, двигаясь на большой скорости за счет работы станка, удаляет слой металла необходимой толщины на заготовке. Фрезеровка — востребованный способ обработки деталей.

Развитие технологии фрезеровки металла

На протяжении длительного периода времени фрезерная обработка осуществлялась в ручном режиме. Человеческий фактор влиял на большое количество брака, неточных срезов. Даже опытные токари не справлялись с криволинейными поверхностями, что затрудняло изготовление многих металлических деталей.

Впоследствии все автоматизировалось. Появление станков с возможностью программирования дало новый толчок к развитию сложной обработки металла. Это упростило работу фрезеровщиков, за все отвечал станок ЧПУ, в который загружали определенную программу.

На современном этапе во фрезеровочных станках используется луч лазера. Высокоточное оборудование позволяет работать быстро. Но и станки стоят гораздо дороже. Такие станки являются прототипом 3D-принтера. Возможность одновременной работы в трех плоскостях сокращает затраченное время. Работа на этом оборудовании, кроме непосредственной обработки заготовки, подразумевает и верное написание программы.

Классификация фрезеровочных работ

Однозначной классификации этого типа работ по металлу не существует, слишком много особенностей и нюансов, разнообразия деталей. Но основные критерии можно выделить. По методу фиксации заготовки на станине:

горизонтальная;
вертикальная;
угловая.

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

торцевая;
концевая;
периферийная;
фасонная.

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

встречное (на зубья фрезы);
попутное (под зубья).

Для этого пункта характерно совмещение способов обработки. К примеру, для массивных деталей предварительная обработка выполняется встречным методом, а окончательные работы — попутным. Поверхность детали при встречной фрезеровке получается более шершавой, но такой метод позволяет существенно снизить процент брака.

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей. Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями. Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Фрезерная обработка металла

Технологические этапы процесса

Работа фрезеровщика начинается с анализа детали и вида работ. В соответствии с полученными данными подбирается тип фрезы. Режущий элемент надежно фиксируется на шпинделе станка. После этого происходят следующие технологические этапы:

на станину закрепляется металлическая заготовка;
шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
станина отодвигается, шпиндель останавливают;
выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Финансовые и временные затраты на фрезерование металлических заготовок зависит от сложности геометрии будущей детали. Необходимо также всегда учитывать опыт мастера и наличие необходимого оборудования. Только прошедшие специальное обучение работники имеют доступ к данным станкам.

Читайте также: