Что такое фрезерование?

Фрезерование — это тип процесса резки, при котором инструмент вращается для резки объекта.

Цилиндрический фрезерный инструмент с несколькими режущими кромками вращается с высокой скоростью для резки заготовки (металла, пластика, резины и т. д.), закрепленной на столе, также известном как фрезерный станок. Слово «фрезерование» происходит от немецкого, французского и голландского языков, а в английском языке также называется milling cutter.

Инструмент и заготовка для фрезерования помещаются на фрезерный станок, а инструмент и стол перемещаются вверх, вниз, влево, вправо, назад и вперед для выполнения процесса.

Существуют различные типы фрезерных станков и фрезерных инструментов, и использование различных типов зависит от формы, которую необходимо обработать. Могут выполняться различные типы обработки, такие как обработка плоских поверхностей, сторон и канавок объектов, а также сверление.

Применение фрезерования

Поскольку возможно вырезать формы с высокой точностью по чертежам, фрезерование используется для зубчатых передач, пресс-форм и прецизионных деталей машин, требующих высокой точности размеров.

Типы процессов фрезерования

Следующие пять типов фрезерования являются основными типами фрезерования.

1. Плоскостное фрезерование

Это процесс обработки для резки плоской поверхности закрепленной заготовки. В основном используются торцевые фрезерные станки, плоскофрезерные станки и концевые фрезы. Торцевой фрезерный станок используется для обработки больших площадей с высокой точностью, плоскофрезерный станок используется для черновой обработки и получистовой обработки, где точность не требуется, а торцевой фрезерный станок используется для обработки небольших площадей и сложной обработки.

2. Боковая фрезеровка

Это процесс обработки для резки боковой поверхности заготовки, закрепленной на столе. В основном используются торцевые фрезерные станки, боковые фрезерные станки и концевые фрезы. Горизонтальные фрезерные станки используют фронтальные и боковые фрезерные станки, в то время как вертикальные фрезерные станки используют концевые фрезы.

3. Пошаговая обработка

Это процесс обработки, при котором с плоской поверхности фиксированной заготовки срезается одна ступенька. В основном используются фронтальные фрезерные станки, боковые фрезерные станки и концевые фрезы. Когда площадь ступеньки большая или ступенька низкая, в основном используется фронтальное фрезерование. Когда площадь узкая или ступенька высокая, в основном используется боковое фрезерование или концевое фрезерование.

4. Обработка пазов

Проточка канавок — это процесс вырезания канавки на плоской поверхности заготовки. Канавка вырезается на заданную глубину, а затем стол перемещается вперед и назад, влево и вправо. Существуют не только канавки, но и следующие типы форм канавок.

Т-образный паз: паз, который выглядит как перевернутая буква Т алфавита.
Паз типа «ласточкин хвост»: трапециевидный паз, который расширяется к низу
Карман: углубление на плоской поверхности.
Щель: узкая, глубокая канавка.
Шпоночный паз: паз для установки деталей машины

Фрезерные инструменты включают концевые фрезы, фрезерные станки для Т-образных пазов, фрезерные станки для ласточкина хвоста, пилы по металлу и фрезерные станки для разрезания. Фрезерные станки для Т-образных пазов используются в сочетании с концевыми фрезами для резки Т-образных пазов, фрезерные станки для ласточкина хвоста используются для резки пазов типа ласточкин хвост, а пилы по металлу и фрезерные станки для разрезания используются для прорезей.

5. Фрезерование отверстий

Сверление отверстий включает сверление отверстий с помощью сверлильного инструмента и расточку для расширения отверстий, созданных сверлением. Используются фрезерные станки и концевые фрезы.

Сверла и концевые фрезы обычно используются для сверления, в то время как концевые фрезы используются для расточки и сверления, требующих точности.

Типы инструментов, используемых для фрезерования

Фрезерные инструменты, используемые при фрезеровании, в основном изготавливаются из быстрорежущей стали или твердого сплава и в целом подразделяются на следующие два типа в зависимости от того, как они устанавливаются на фрезерном станке.

Тип отверстия: тип с отверстием в центре инструмента
Тип хвостовика: тип стержня

Фрезерные инструменты классифицируются на следующие 7 типов в зависимости от «формы для резки» и «применения».

1. Торцевая фреза

Торцевая фреза — это фрезерный инструмент расточного типа с круглой режущей кромкой. Торцевые фрезы характеризуются своей способностью обрабатывать большие площади с высокой точностью и эффективностью. С другой стороны, они не подходят для обработки небольших площадей.

Торцевые фрезерные инструменты часто используются в основном для резки плоских поверхностей на вертикальных фрезерных станках. Еще одной особенностью торцевых фрезерных инструментов является то, что их можно использовать многократно, меняя наконечник режущего инструмента.

2. Плоскофрезерный станок

Плоское фрезерование представляет собой фрезерный инструмент с отверстием, в котором режущий инструмент прикреплен к периферии цилиндра на конце инструмента. Плоское фрезерование в основном используется на горизонтальных фрезерных станках.

Он характеризуется высокой эффективностью при фронтальной резке и более высокой рабочей скоростью, чем фронтальное фрезерование. С другой стороны, они менее точны, чем фронтальные фрезерные станки, поэтому их часто используют для черновой обработки и получистовой обработки, где точность не требуется.

3. Концевая фреза

Концевая фреза — это удлиненный, похожий на сверло, хвостовик фрезерного инструмента. Концевая фреза — единственный фрезерный инструмент, который достаточно универсален для выполнения всех фрезерных операций. Он часто используется, когда область резки мала или при выполнении сложных операций обработки из-за его низкой эффективности резания.

Существуют различные типы в зависимости от количества режущих кромок и формы режущего инструмента, как показано ниже.

2-канавочная концевая фреза
3-канавочная концевая фреза
Многоканавочная концевая фреза
Конусные концевые фрезы
Сферические концевые фрезы
Квадратная концевая фреза

4. Боковая фреза

Боковая фреза — это фрезерный инструмент насадного типа с режущими кромками на периферии и сторонах диска на кончике инструмента. Существуют различные типы режущих кромок, такие как «нормальная режущая кромка», «грубая режущая кромка» и «ступенчатая режущая кромка», и они используются в соответствии с предполагаемым использованием. Часто используется в основном для прорезания канавок и боковой резки.

5. Квадратная фреза

Угловая фреза — это фрезерный инструмент насадного типа с наклонной режущей кромкой по окружности диска на кончике инструмента. Часто используется для прорезания V-образных канавок на горизонтальных фрезерных станках и фрезерования «ласточкин хвост» на вертикальных фрезерных станках.

6. Сверло

Сверло — это фрезерный инструмент хвостовика с режущим инструментом, прикрепленным к концу инструмента. По форме оно похоже на концевую фрезу, но в отличие от концевой фрезы не имеет режущей кромки на боковой стороне сверла и не может обрабатываться сбоку. Оно характеризуется своей специализацией на сверлении отверстий.

7. Фреза для обработки канавок

Фреза для обработки канавок — это фрезерный инструмент расточного типа с режущей кромкой на периферии кончика инструмента. Она специализируется на фрезеровании канавок. В зависимости от формы канавки используются различные типы инструментов, как показано ниже.

Канавка, карман: концевая фреза, боковой фрезерный инструмент
Обработка Т-образных пазов: фрезерование Т-образных пазов
Фрезерование ласточкина хвоста: фрезерование ласточкина хвоста
Винтовое фрезерование: концевые фрезы
Фрезерование шпоночных пазов: концевые фрезы, фрезерование пазов
Фрезерование полукруглых шпоночных пазов
Продольная резка: пилы по металлу, фрезерование пазов и шипов

Типы фрезерных станков, используемых для фрезерования

Существует шесть типов фрезерных станков, используемых для фрезерных операций. Различия заключаются в направлении установки инструмента, направлении движения и способе управления.

1. Вертикальный фрезерный станок

Это тип фрезерного станка, в котором инструмент крепится перпендикулярно земле. Он часто используется для обработки плоских поверхностей и обработки R-граней. В зависимости от того, как движутся инструмент и стол, они классифицируются на следующие три типа.

Тип станины: движутся и стол, и инструмент
Тип коленчатого вала: движется только стол
Ram Type: Фрезерный станок с рамой и возвратно-поступательным движением инструмента

Тип колена характеризуется хорошей видимостью, что позволяет производить обработку на уровне глаз, и подходит для обработки легких материалов или когда обработка и измерение выполняются многократно. С другой стороны, станина менее подвержена изменениям размеров, вызванным повторным использованием, и подходит для производства вещей в больших количествах.

2. Горизонтальный фрезерный станок

Это тип фрезерного станка, в котором инструмент крепится горизонтально к земле. Стружка от процесса фрезерования имеет тенденцию падать прямо на дно станка, что приводит к высокой эффективности резки. Он часто используется для прорезания канавок, глубокого сверления, бокового фрезерования пластинчатых материалов и резки.

3. Универсальный фрезерный станок

Этот тип фрезерного станка имеет стол, который может вращаться горизонтально, и оснащен как вертикальными, так и горизонтальными функциями. Помимо того, что он может выполнять как вертикальную, так и горизонтальную обработку с помощью одного станка, он также способен выполнять сложную обработку, такую как нарезание зубьев и сверление.

4. Настольный фрезерный станок

Это небольшой настольный фрезерный станок. Их часто используют дома для DIY и т. д. Большинство моделей вертикального типа.

5. Фрезерный станок с ЧПУ/Фрезерный станок с ЧПУ

Это фрезерный станок, который может выполнять обработку автоматически с помощью числового программного управления.

Также существует фрезерный станок с ЧПУ, который представляет собой фрезерный станок с компьютерным управлением, который использует компьютер и программу для управления процессом обработки. Преимущество заключается в том, что оператору не нужно постоянно следить за станком, поскольку обработка может выполняться автоматически, но недостатком является то, что требуется время, чтобы научиться управлять станком и разработать программу.

Фрезерные станки с ЧПУ и фрезерные станки с ЧПУ доступны в следующих типах:

Вертикальный фрезерный станок с ЧПУ
Горизонтальный фрезерный станок с ЧПУ
Настольный фрезерный станок с ЧПУ

6. Обрабатывающий центр

Обрабатывающие центры — это фрезерные станки с ЧПУ/ЧПУ с дополнительной функцией автоматической смены инструмента. Некоторые обрабатывающие центры способны контролировать положение не только по вертикали, горизонтали и вертикали, но и по пяти осям, включая вращение, что позволяет вырезать более сложные формы.

Хотя обрабатывающие центры можно запрограммировать на автоматическую обработку без вмешательства оператора, их недостатком является высокая стоимость и время, необходимое для обучения работе с ними и разработки программ.

Доступны следующие типы обрабатывающих центров.

Вертикальные обрабатывающие центры
Горизонтальные обрабатывающие центры
Двухстоечный обрабатывающий центр
5-осевой обрабатывающий центр

Разница между фрезерованием и токарным станком

В операциях резания токарную обработку часто путают с фрезерованием. Оба процесса резки используют вращение для резки заготовки, но разница заключается в том, что именно вращается, и в прерывистости процесса.

При токарном станке заготовка вращается и обрабатывается путем удара ею о неподвижный инструмент, тогда как при фрезеровании инструмент вращается и обрабатывается путем удара им о неподвижную заготовку. При токарной обработке заготовка постоянно находится в контакте с неподвижным инструментом (непрерывное резание), тогда как при фрезеровании неподвижная заготовка и инструмент находятся в повторяющемся контакте и не соприкасаются (прерывистое резание).