Фрезерование металла – одна из незаменимых и популярных процедур по обработке стали и других материалов. Как проводится обработка? Каковы основные правила? Какие существуют способы? Будем разбираться.
Что такое фрезерная обработка металла на фрезерном станке?
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/2_f2997a8ebe.jpg)
Это обработка, в результате которой удается создать фасонные и плоские металлические изделия. Мастерам доступны как механизированные способы с разным уровнем автоматизации, так и ручные методы.
Впервые о методике заговорили в Китае – вторая половина XVII столетия. Механизированных приводов не было: в движение оборудование приводила мускульная сила мулов. Каменная плита заменяла металлическую станину.
В конце следующего столетия Европа предложила усовершенствованный вариант: Эли Уитни – изобретатель – создал станок. Он был грубым, деревянным, массивным, но долговечным и по меркам того времени эффективным.
Но понадобилось еще несколько десятилетий, чтобы в Америке нашлись ученые, создавшие приближенный к современным аналогам аппарат. Обрабатывать пока можно было лишь плоские элементы.
К способу стали прибегать и при создании оружия. Эффективность методики подтвердилась, и вскоре виды фрезеровки стали частью и гражданской промышленности. Американская модель позволяла делать гайки, грани, отверстия.
Через два десятка лет деревянный прототип потеснило деревянное оборудование, созданное фирмой Линкольн. Это был прорыв: увеличилась долговечность механизма, и расширились возможности – удалось делать и миниатюрные элементы. Частью конструкции стал ходовой винт и маховик, появилась возможность работать с прочными сплавами и габаритными деталями.
Так и появилось ручное фрезерование: механик сам выбирает сверло, осуществляет наладку, крепление. Но человеческий фактор всегда сохраняется, а это чревато браком, дефектами, повреждениями, простоями, сбоями, регулярными ошибками. Тяжелее всего мастерам давалось взаимодействие с криволинейными поверхностями: требовалось тщательное вытачивание.
Автоматизация процесса совпала с появлением пультов числового, цифрового управления. ЧПУ – это высокая точность резки: перемещение, скорость сверла задает программное обеспечение.
Назначение обработки
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/3_165c858978.jpg)
Большой плюс методики – универсальность. ЧПУ предназначены не только для металла, но и для стекла, пластмассы, дерева. Во время фрезеровки с помощью лезвий или сверла снимают верхний слой.
Технология позволяет:
- нанести на деталь узоры и гравировку;
- просверлить отверстия и нанести резьбу;
- распилить изделие на несколько частей;
- насадкой с мелким абразивом провести шлифовку.
Среди преимуществ методики – высокая скорость, многообразие процедур и схем, минимальная себестоимость.
Особенности технологии
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/4_098d31e560.jpg)
Фрезеровка позволяет придать элементу любые геометрические параметры. Цель – воздействие на него инструмента (сверла). При вращении сверло с зубцами с острыми кромками медленно передвигается вдоль поверхности и снимает верхний слой.
У технологии есть несколько важных преимуществ:
- В отличие от заточки и сверловки нет сильного нагрева из-за трения, не меняется итоговая форма заготовки.
- Требуются сверла с зубьями, которые только иногда вступают в контакт с деталью, на которые не оказывается непрерывная нагрузка. Поэтому фрезерный инструмент по металлу надолго сохраняет работоспособность.
- При фрезеровке можно работать с любыми поверхностями – вертикальными, горизонтальными, наклонными, фасонными.
У метода есть только один недостаток: за счет многозубчатой конструкции нагрузка «скачет», из-за чего повышается уровень вибраций.
Виды фрезерования металла
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/5_49856506b2.jpg)
ЧПУ и ручное фрезерование – это не единственные манипуляции, проводимые с материалами. Есть еще два важных вида – попутная и встречная отделка. У каждой методики – свои преимущества и недостатки.
Попутная
Это метод отделки, при котором вреза вращаются в одну сторону с ходом заготовки. Среди достоинств:
- естественное прикрепление стали к станине – не нужно слишком сильно крепить к столу заготовку;
- незначительный износ зубьев режущей кромки – вдоль движения они почти не затупляются;
- легкое отведение стружки – не попадает под нож;
- плавное снятие припуска и поддержание оптимальной степени шероховатости.
К недостаткам относят:
- минимальное число зазоров;
- чтобы избежать сильных вибраций, требуется модель высокой жесткости;
- не подойдет для обдирочных работ – неподготовленные и грубые поверхности;
- возможна затупка лезвия твердыми включениями.
Встречная
Способ, при котором устройство направлено навстречу движению детали. Из-за повышения производительности устройства увеличивается и вероятность его износа. Среди преимуществ:
- мягкий процесс резки и минимальная нагрузка на механизм;
- небольшая деформация сырья и упрочнение материала.
К недостаткам относят:
- невозможность использования скоростных режимов – это чревато быстрым износом;
- требуется надежная фиксация, поскольку частично сила резки идет на отрыв шаблона;
- есть вероятность попадания стружки в зону резки.
Способ выбирают, ориентируясь на степень подготовки и материал. Для первичных работ подойдет встречный метод, при последующем взаимодействии с заготовкой – попутная технология. Попутный вариант будет лучше и при работе с мягкими металлами, тогда как твердые включения требуют встречного способа.
Оборудование
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/6_f866961146.jpg)
Работа проводится на станках. Принцип работы схож, но функциональные возможности и конструкция разнятся. Станки бывают:
- Вертикальные. С их помощью обрабатывают рамочные элементы, зубчатые колеса, проводят выборку углов и пазов. Оборудование совместимо с концевыми, фасонными, цилиндрическими фрезами.
- Горизонтальные. Подходят для обработки небольших заготовок. Совместимы почти со всеми видами инструментов.
- Универсальные. Обрабатываемая поверхность выставляется под любым углом, рабочий стол и консоль передвигаются. Оборудование подходит для изготовления деталей разной конфигурации, совместимо с любыми фрезами.
- С ЧПУ. Производительные станки, работающие по заранее составленной программе. Среди преимуществ – максимальная точность изготовления заготовок и универсальность. Модель недешевая, но затраты быстро окупаются: быстрое производство больших партий, не нужны мастера.
Виды станков по металлу
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/7_1a2c43b905.jpg)
В зависимости от производительности и типа завода выбирают оборудование. Обычно это один универсальный станок, который можно перенастроить, или несколько устройств с узкой специализацией, способных решить конкретную задачу.
В первом случае подойдет станок с ЧПУ. Он поддерживает переустановку оснастки, крепление заготовки, скорость резания, режим и программу автоматически настраивает аппарат в зависимости от схемы металлообработки и исходного сырья. Во второй ситуации потребуется конвейерная лента.
Виды работ, выполняемых на станках
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/9_59348a8d5e.jpg)
Специалисты различают фрезерование:
- зубчатое – на колесах и других заготовках можно создавать зубцы;
- концевое – позволяет вырезать уступы по горизонтали и вертикали;
- торцовое – во время работы срезаются торцы, есть возможность создать подсечки, канавки и боковые элементы;
- фасонное – инструмент делает фаски: эллипсы и сферы;
- цилиндрическое – обработка фигурных и прямых поверхностей.
Основные типы фрез
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/8_de1c3d628b.jpg)
В основе классификации фрез могут быть следующие критерии:
- по материалу, который они способны обработать;
- по назначению – отрезные, пазовые, прорезные, торцевые;
- по форме – обширная классификация.
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/10_5629238f2e.jpg)
Конструктивно фрезы делятся на несколько видов:
- Дисковые. Фреза похожа на режущий элемент дисковой пилы. Предназначена для создания продольных канавок и отрезки листа из стали.
- Червячные. Стали касается сразу несколько режущих краев.
- Корончатые или кольцевые. Такие сверла работают в 4 раза быстрее аналогов и позволяют создавать отверстия с максимальной точностью.
- Концевые. Позволяют делать уступы в обеих плоскостях.
- Торцевые. Фрезы могут быть монолитными и со сменными пластинами. Это недлинное сверло с увеличенным диаметром и расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга резцами. С их помощью производят обратную фрезеровку, формируют окошки и колодца.
- Угловые. Инструмент состоит из двух усеченных конусов. Обычно оснастка изготовлена из быстрорежущей стали, но могут быть вставки из победитового сплава.
- Фасонные. Это инструмент с затылованными или остроконечными зубьями. Фреза предназначена для изготовления изделий нестандартной формы.
- Цилиндрические. Универсальная модель имеет винтовые зубья, а сверло с прямыми зубьями предназначено для соответствующих покрытий. Фреза позволяет корректировать высоту граней.
На оборудовании ЧПУ можно проводить и лазерное фрезерование материала, для которого в качестве режущего инструмента используют лазер.
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/11_a716121cc1.jpg)
Этапы обработки
Для получения изделия следует учитывать не только состояние заготовки, но и технологию обработки. Обычно она состоит из нескольких этапов:
- Стадия подготовки. На этом этапе инструмент устанавливают на шпиндель, на столе станка фиксируют деталь.
- Следующий шаг – настройка параметров. Мастера устанавливают глубину срезки стали за один проход, направление движения изделия, плавность ее подачи, скорость, с которой вращается оснастка.
- Далее следует установить небольшую скорость и запустить вращение. Соприкосновение обрабатываемой стали и фрезы должно быть минимальным. Такой подход позволяет проверить глубину реза и сделает рабочий процесс безопаснее. После того как шпиндель вернется в исходное положение, можно откорректировать параметры.
- При повторном включении электрического двигателя подается элемент, можно начинать фрезеровать фрезами. Весь процесс контролирует мастер.
Влияние режимов резания на результат
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/12_bd68d2f1df.jpg)
Станки старого типа перед каждой процедурой настраивает мастер. От правильности его движений зависят:
- направление и плавность подачи детали;
- скорость – обороты шпинделя;
- толщина слоя, который можно снять за один проход.
Все параметры мастера заносят в таблицы. Но если в качестве примера использовалась некачественная сталь, могут возникнуть погрешности. Неточные значения будут и в тех случаях, если используют старое оборудование, элемент был плохо прикреплен, возникли сильные вибрации. Избежать всех недочетов поможет ЧПУ.
Возможные проблемы и пути их решения
Хотя для фрезеровки используется современное оборудование, иногда мастера все равно сталкиваются с разными трудностями. Среди самых распространенных возможных проблем:
- Травмирование оператора металлической стружкой. Грамотно организованная система отвода поможет справиться с этой проблемой.
- Быстрый износ оснастки. Среди возможных причин – использование некачественной оснастки, неверная подача металла во время обработки, неправильно настроенная скорость.
- Чрезмерное выкрашивание кромки. Это может произойти из-за неверного угла, под которым установили шпиндель, неграмотно подобранной оснастки, слишком высокой скорости вращения.
- Налипание стружки и наросты на кромке. Существует две причины для такой проблемы – использование модели с неверно подобранным углом и взаимодействие с мягкими материалами (например, алюминий). Смена оснастки поможет избежать проблемы.
- Полная поломка инструмента. Может произойти из-за термического удара или непрочного оборудования. Избежать проблемы поможет использование воздушного или жидкостного охлаждения (удобная регулировка температуры), смазывание рабочей зоны, верно подобранная оснастка. Иногда инструмент ломается из-за недостаточного отвода стружки: из-за повторного срезания нагрузка на инструмент становится больше.
- Появление наклепа. В области резания повышается температура, из-за чего увеличивается прочность и снижается пластичность стали. Современные методы охлаждения элемента помогут решить эту проблему.
- Выкрашивание и неровности. Среди возможных причин – неверный выбор глубины реза, неравномерная подача детали, неправильная скорость съема стали.
- Несоблюдение габаритов. Проблема возникает из-за недостаточно жесткого инструмента, плохой фиксации элемента, увеличенной вибрации, слишком большого интервала замены. В зависимости от причины следует использовать виброгаситель, жестче закреплять деталь, вовремя менять сверло.
- Отклонение от вертикали. Среди причин – неверно выбранный режим резки и чрезмерный износ режущей оснастки.
Зная возможные проблемы в процессе фрезерования, способы их решения и причины возникновения, можно точно подобрать оснастку и настроить режим. Как результат – еще более качественное изделие и производительный рабочий процесс.
Сферы применения технологии фрезерования
![](https://www.profbau.ru/api/uploads/14_872a83de1c.jpeg)
Фрезеровка доступна для разных материалов, но чаще всего способ используют для обработки металла. Современные ЧПУ минимизируют риск возникновения брака, а числовые программы упрощают управление оборудованием.
Фрезерование дает возможность делать гравировку, шлифование, отрезку, проводить токарные работы, наносить узоры. Метод обработки и вид сверла зависит от типа продукции и плотности материала.
Фрезерование используется в архитектуре, дерево- и металлообработке, дизайне, машиностроении, ювелирном производстве. Один из популярных металлов для фрезеровки – алюминий. Он прочен, легок, имеет низкую температуру плавления, из него можно сделать любой элемент. Алюминиевые детали используют в изготовлении рекламных баннеров, интерьере, операторской технике, эксклюзивном дизайне.
Фрезеровка позволяет наносить надписи, рельефность, узоры на маркетинговые и кухонные товары, сувенирные изделия. Из преимуществ – правильные размеры и формы, отсутствие заусенцев и идеальные края.
Компания «ПрофБау» занимается фрезерованием металла. Почему следует обратиться к нам? Мы рады предложить:
- эффективное применение инновационных технологий;
- современное профессиональное оборудование;
- быстрое выполнение заказов;
- строгое соблюдение оговоренных сроков;
- гарантию на все выполненные услуги;
- опытных и квалифицированных работников;
- возможность приобрести материал в любом объеме.
Компания «ПрофБау» ответственно подходит к заказам любой сложности и объема. Вы можете поручить нам разные фрезерные работы по металлу – выполним в срок и качественно.
На https://www.profbau.ru/services/frezernaya-obrabotka-metalla вы можете ознакомиться с актуальными расценками и всеми видами услуг. Оставляйте заявку на сайте и звоните в удобное время: +7 (495) 138-25-25.