Что такое фреза и и где ее применяют?

Эта статья уделит внимание разбору ответа на вопрос: «Что такое фреза?» Здесь мы изучим определение этого предмета, его предназначение и видовое разнообразие. Кратко ознакомимся с технологией изготовления и создания покрытия поверхности рабочей части инструмента.

Введение

В бытовой и промышленной деятельности можно нередко встретить вопрос: «Что такое фреза?» Отвечая на него, можно сказать, что это – специализированный инструмент, обладающий одним или некоторым числом режущих лезвий (еще их называют зубья) для осуществления фрезеровки.

По принадлежности к геометрическому исполнению выделяют концевую, червячную, торцевую, цилиндрическую и др. типы форм.

В зависимости от обрабатываемого материала различают фрезу для древесины, обычной и нержавеющей стали, сплавов меди, алюминия и т. д.

Фрезы для фрезера могут также классифицироваться по материалу, что послужил основой для режущей части. Например, может для этого использоваться быстрорежущая сталь, твердые сплавы, минералокерамика, металлокерамика, алмазы и массивы кардной проволоки.

Тип устройства конструкции и зубьев на фрезе вызывает разделение данных инструментов на несколько видов:

• цельный (образован одним материалом);
• напайный (наделен режущими напайными компонентами);
• сварной (хвостовая и режущая части создаются из различных материалов и соединяются посредством сварки);
• сборный (детали соединены крепежными элементами).

Отдельно выделяется фрезерная головка – инструмент, обладающий сменным рядом пластин из определенного крепкого сплава, обычно из быстрорежущей стали. Такая фреза называется механической, а головка без ножевой части – это корпус.

Понятие фрезы

Отвечая на вопрос о том, что такое фреза, важно будет упомянуть о понятии фрезы концевого типа. Это режущий инструмент, эксплуатируемый в фрезерных станках на промышленных предприятиях. Концевая фреза (КФ) имеет ряд характерных отличий от сверла, который можно отслеживать в применении, геометрии и процессе производства. Одним из ярких отличий служит способность КФ работать, двигаясь в любом направлении, в то время как сверло предназначено лишь для осевого движения. Этот ряд инструментов, например, еще может отличаться формой крепления в механизме шпинделя станка: крепление фрез производят, как правило, посредством использования хвоста цилиндрической или конической геометрической формы.

КФ разделяются на такие виды:

• стандартная, с зубчатым шагом неравномерного и окружного характера, а также с хвостиком, обладающим формой цилиндра или конуса;
• предназначенная для механизма с Т-образным пазом;
• используемая для сегментного ряда шпонок;
• оснащенная набором коронок и винтовых пластинок из твердых сплавов;
• шпоночная из твердого сплава;
• шпоночная с хвостовиком цилиндрической или конической формы.

Наличие плоского торца

Фрезы для ручного фрезера могут иметь плоскую форму, которую используют для раскройки, выборки и обработки чернового типа. Концевая часть фрезы наделена п-образной формой, а диаметр хвостовика и рабочей частей чаще всего не меньше 0.2 мм. Часто им могут придавать угловую и округленную форму с величиной радиуса до половины миллиметра. Количество зубьев чаще всего не выходит за предел шести. Фреза имеет витки, направляющие отвод стружки. В зависимости от их направления инструменты могут быть право- или левонаправленными, отводящими стружку соответственно вверх и вниз. А также прямыми (стружка снимается в соответствии с вектором движения) или гибридными.

Одним из пунктов ответа на вопрос о том, что такое фреза, является определение сферы ее применения:

• Фреза с торцевой частью плоского типа и с одним зубцом эксплуатируется для раскройки и черновых работ при обработке материала.
• Фреза с торцевой частью плоского типа и с двумя зубчиками используется для черновых работ, получистовой обработки и раскройки.
• Фреза с торцевой частью плоского типа и с количеством зубьев от трех и выше используется чаще всего для проведения выборки, обработки чистовой и получистовой при работе с металлами мягкого типа, а также для двух видов стали: легированной и углеродистой.

Фрезы углового типа

На производстве одной из отдельных ветвей изготовления фрез выделяют угловые. Чаще всего их применяют для проведения фрезеровочных работ с канавками. Они различаются по наличию одной или двух головок.

Инструмент с одним углом находит свое применение в вырезании канавок прямого типа на фрезе или ином инструменте. Двухугловые с отсутствующей симметрией фрезы эксплуатируются для проведения фрезерования не только прямых но и винтовых прорезей. Обладающие симметрией применяют для механической обработки фасонного ряда канавок.

Понятие о дисковых фрезах

Ручная фреза по дереву, как и механическая, использует чаще угловые или плоские насадки. Работа, связанная с резкой, разрезом и другими операциями, связанными с грубой обработкой металлов и некоторых неметаллов, возможна с применением дисковых фрез.

Среди подобных инструментов выделяют три типа: двусторонний и трехсторонний, а также шпоночный (или шлицевой).

Фрезы шлицевого и дискового типа изготавливаются с зубьями, расположенными лишь на цилиндрической плоскости. С целью уменьшения трения по торцу толщину инструмента увеличивают в области периферии, а вот центральная часть делается уже и тоньше. Одной из важных характеристик в механизме пазовой фрезы дисковой формы является создание ширины с четко определенным и очень точным исполнением. Одной из главных областей, где дисковые фрезы находят свое применение, является проведение распилочных работ по дереву и металлам.

Дисковые фрезы двустороннего типа, помимо зубчиков, что расположены на поверхности цилиндрической формы, имеют зубцы и на торцевой части.

Трехсторонние изготавливаются так, чтобы зубья расположены были на поверхности с цилиндрической геометрией и при этом на обоих торцевых элементах. Недостатком такой конструкции является уменьшение благоприятного масштаба деятельности торцевых зубцов, чем у зубчиков, что располагают на цилиндрической поверхности. Это связанно с увеличением требований к точности проведения работы. Также это носит и функциональный характер, например, маленькая глубина канавы у торца не даст возможности добиться нужной формы у задних и передних углов. Это справедливо как для ручной фрезы, так и для механической.

Применение дисковых фрез

Данные инструменты, сделанные из твердосплавных пластин, могут подвергаться регулированию. Другими словами, в зависимости от позиции картриджа, к которому прикрепляют пластинки, фреза может придавать пазу различную ширину.

Фрезы разделяют по типу крепления пластин на два типа: напайные и сменные. Чаще всего оба вида находят свое применение в проведении профилирования деталей из дерева, для создания евроокон и штапиков для фасада мебели из древесины. Также можно изготавливать филенчатые двери, двери под стекло, дверные короба и филенки, плинтусы (обычные, евро, реечные). Список запчастей или деталей, которые можно изготовить посредством использования дисковой фрезы, является довольно большим, и его можно еще долго продолжать.

Наличие сферического торца

В механизме металлообработки посредством фрезы, имеющей торец сферической формы, изготавливают множество деталей крайне сложной геометрической формы. Примером таких запчастей может служить штамп, пресс-форма, лопатка для турбины и т. д. В преобладающем количестве случаев фрезы с головкой сферической формы изготавливаются цельнотвердосплавными. Другими словами, они монолитные. Также иногда можно встретить варианты с пластинками, которые можно сменить.

Фреза по дереву с торцом сферического типа чаще всего применяется для изготовления 3D-деталей, различной мебели, составных частей декора и т. п.

Изготовление

Инструмент, который мы рассматриваем в статье, чаще всего изготавливается из металлов и их сплавов, обладающих большой прочностью. Заготовка делается из прутка, сделанного изначально с определенным диаметром. Далее начинается процесс механической обработки на двух станках – фрезерном и токарном. Полученную заготовку подвергают термообработке. Этот процесс протекает в солевой бане с температурным показателем от 650 до 1200 градусов по Цельсию. Финальную форму фреза приобретает посредством чистовой обработки на шлифовальной машине.

Покрытие

После того как фрезы были изобретены, спустя какое-то время люди задумались о том, как уменьшить износ и трение данного инструмента. Еще позже нас заинтересовало упрочение другими способами и применение покрытия, обладающего стойкостью к износу. Сегодня такими покрытиями являются:

• Покрытие из нитрида алюминия-титана.
• Напыление из нитридов титана золотисто-желтого цвета.
• Напыление с использованием цианида титана. Оно имеет темно-фиолетовый цвет.
• Напыление вакуумного типа.
• Напыление соединения нитрид алюминия-титан-хрома. Его также называют PVD-покрытием.

Краткий анализ одного из методов

Рассмотрим для примера краткую характеристику вакуумно-дугового нанесения покрытия. Оно является физическим методом нанесения тонкой пленки в пространстве вакуума посредством использования конденсации на подложке материала, образованного плазменным потоком. Течение генерируется на мишени-катоде в пятне катода дуги вакуума, обладающего сильноточным и низковольтным разрядом. Эта форма покрытия развивается только в паре материала, из которого сделан электрод. Величина фрезы в мм может сильно варьироваться в зависимости от области ее применения и материала, с которым будет проводиться работа. Сам по себе процесс является довольно сложным в исполнении и проводится на специализированных аппаратах работниками с высокой квалификацией.