Фрезы для ЧПУ: разновидности и классификация, области применения
Фрезы – одна из разновидностей режущего инструмента. В зависимости от особенностей крепления различают насадные и концевые инструменты. Фрезы концевого типа удерживаются в шпинделе за хвостовик, насадные – имеют отверстие посередине для фиксации на оси. Насадные фрезы для станков с ЧПУ практически не используются. В этой статье остановимся на разновидностях концевых фрез для ЧПУ оборудования.
I. Краткие сведения из теории.
Фрезерование осуществляется при помощи многолезвийного (многозубого) режущего инструмента, называемого фрезой. Режущие зубья могут быть расположены как на боковой поверхности, так и на торце. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент-резец.
Процесс фрезерования по сравнению с процессом точения имеет следующие особенности:
а) в работе одновременно участвуют несколько лезвий, а поэтому фрезерование является более производительным способом обработки;
б) лезвия фрезы работают с перерывами, а корпус её большей частью обладает значительной массой. Это способствует лучшему отводу тепла от лезвий;
в) площадь среза может колебаться в широких пределах, вследствие чего силы резания имеют переменные значения.
1.Устройства фрез.
Основные части фрезы: Рабочая часть – часть фрезы, снабженная зубьями. Хвостовик служит для крепления фрез (концевых, пальцевых, шпоночных и т.д.) в шпинделе станка. Шейка соединяет рабочую часть с хвостовиком. Зуб представляет собой клин, снабженный кромками. Зуб, изготовленный отдельно, носит название вставного.
Технология производства концевых фрез
На сегодня существует два способа изготовления концевых фрез: технология производства фрез из цельного сплава быстрорежущей стали и технология стальных фрез с напаянными пластинами.
Серийный инструмент производится из цельных твердых сплавов, в частности, из быстрорежущей стали. Цельнометаллические фрезы характеризуются максимальной жесткостью, высочайшей точностью линейных размеров, надежны при эксплуатации в разных режимах, включая максимальный.
Алмазные, крупноразмерные и фасонные фрезы со сложной геометрией режущих кромок изготавливаются по другой технологии. На стальном теле напаяны кромки из другого более твёрдого материала. Есть варианты фрез со сменными пластинами. Такой инструмент более уязвим при работе на максимальных режимах. Этим способом изготавливаются и фрезы для ручных фрезеров.
Фрезы по количеству заходов режущей кромки
По количеству режущих плоскостей различают одно-, двух-, трехзаходные. В отличие от однозаходного, многозаходный инструмент выполняет несколько режущих движений за один оборот. Теоретически, при одной и той же подаче, многозаходные фрезы обрабатывают поверхность чище, либо обеспечивают необходимую чистоту обработки при более высоких подачах.
При работе многозаходными фрезами важно, чтобы стружка не задерживалась в рабочей зоне, иначе инструмент сломается. Увеличение количества режущих кромок неизбежно связано с уменьшением ширины канавки. Поэтому чем меньше диаметр фрезы, тем меньше количество режущих кромок.
Удаление стружки из рабочей зоны производится вверх или вниз.
Однозаходные фрезы с выбросом стружки вверх
Фрезы такого типа идеально подходят для обработки вязких легкоплавких материалов, например, сплавов алюминия и полимерных материалов. Образующаяся стружка налипает на инструмент, а при работе однозаходным инструментом материал не разогревается до температуры плавления.
При необходимости обработки пластика фрезой диаметром менее 9,5 мм рекомендуется использовать однолезвийные инструменты. В случае применения инструмента большего диаметра более целесообразно выбрать двухзаходную фрезу. Однозаходные фрезы с разным углом заточки используются при обработке ПВХ, пенопласта, акрила, древесины, цветных металлов и их сплавов. 
Двухзаходные фрезы с выбросом стружки вверхФрезы с двумя лезвиями предназначены для обработки неплавких легких материалов, прежде всего – древесины. В типоразмерном ряду двухзаходных фрез для станков с ЧПУ представлены инструменты разного диаметра, начиная от минимального. Двухзаходные фрезы диаметром свыше 8 мм можно использовать для работы с полимерными материалами. Двухзаходные фрезы по металлу часто имеют защитное покрытие, благодаря которому их можно использовать для обработки практически всех металлов. Для обработки алюминия рекомендованы двухлезвийные фрезы с осевым углом 45°-55°. За счет довольно большого угла, лезвия преодолевают сопротивление материала с минимально возможным усилием, металл не разогревается до температуры плавления. Пологие канавки обеспечивают наиболее эффективный выброс стружки из зоны резания.
