Ця стаття приділить увагу розбору відповіді на питання: «Що таке фреза?» Тут ми вивчимо визначення цього предмета, його призначення та видове різноманіття. Коротко ознайомимося з технологією виготовлення і створення покриття поверхні робочої частини інструменту.
Введення
У побутової і промислової діяльності можна нерідко зустріти питання: «Що таке фреза?» Відповідаючи на нього, можна сказати, що це – спеціалізований інструмент, що володіє одним або деяким числом ріжучих лез (ще їх називають зуби) для здійснення фрезерування.
По приналежності до геометричному виконанню виділяють кінцеву, черв’ячну, торцеву, циліндричну та ін типи форм.
В залежності від оброблюваного матеріалу розрізняють фрезу для деревини, звичайної і неіржавіючої сталі, сплавів міді, алюмінію і т. д.
Фрези для фрезера можуть також класифікуватися за матеріалом, що послужив основою для ріжучої частини. Наприклад, може для цього використовуватися швидкорізальна сталь, тверді сплави, мінералокераміка, металокераміка, алмази і масиви кардной дроту.
Тип пристрою конструкції і зубів на фрезі викликає поділ даних інструментів на кілька видів:
- цілісний (утворений одним матеріалом);
- напайный (наділений ріжучими напайними компонентами);
- зварної (хвостова і ріжуча частини створюються з різних матеріалів і з’єднуються за допомогою зварювання);
- збірний (деталі з’єднані кріпильними елементами).
Окремо виділяється фрезерна головка – інструмент, що володіє змінним поруч пластин з певного міцного сплаву, зазвичай з швидкорізальної сталі. Така фреза називається механічною, а головка без ножової частини – це корпус.
Поняття фрези
Відповідаючи на питання про те, що таке фреза, важливо буде згадати про поняття фрези кінцевого типу. Це ріжучий інструмент, що експлуатується в фрезерних верстатах на промислових підприємствах. Кінцева фреза (КФ) має ряд характерних відмінностей від свердла, який можна відслідковувати в застосуванні, геометрії і процесі виробництва. Одним з яскравих відмінностей служить здатність КФ працювати, рухаючись в будь-якому напрямку, в той час як свердло, призначене лише для осьового руху. Цей ряд інструментів, наприклад, ще може відрізнятися формою кріплення в механізмі шпинделя верстата: кріплення фрез виробляють, як правило, за допомогою використання хвоста циліндричної або конічної геометричної форми.
КФ поділяються на такі види:
- стандартна, з зубчастим кроком нерівномірного і окружного характеру, а також з хвостиком, мають форму циліндра або конуса;
- призначена для механізму з Т-подібним пазом;
- використовується для сегментного ряду шпонок;
- оснащена набором коронок і гвинтових пластинок з твердих сплавів;
- шпонкова з твердого сплаву;
- шпонкова з хвостовиком циліндричної або конічної форми.
Наявність плоского торця
Фрези для ручного фрезера можуть мати плоску форму, яку використовують для розкрою, вибірки й обробки чорнового типу. Кінцева частина фрези наділена п-подібною формою, а діаметр хвостовика та робочої частин найчастіше не менше 0.2 мм Часто їм можуть надавати кутову та округлену форму з величиною радіуса до половини міліметра. Кількість зубів найчастіше не виходить за межу шести. Фреза має витки, напрямні відведення стружки. Залежно від їх спрямування інструменти можуть бути право – або левонаправленными, відводять стружку відповідно вгору і вниз. А також прямими (стружка знімається в відповідності з вектором руху) або гібридними.
Одним з пунктів відповіді на питання про те, що таке фреза, є визначення сфери її застосування:
- Фреза з торцевою частиною плоского типу і з одним зубцем експлуатується для розкрою і чорнових робіт при обробці матеріалу.
- Фреза з торцевою частиною плоского типу і з двома зубчиками використовується для чорнових робіт, напівчистовій обробки і розкрою.
- Фреза з торцевою частиною плоского типу і з кількістю зубів від трьох і вище використовується найчастіше для проведення вибірки, чистової обробки і напівчистовій при роботі з металами м’якого типу, а також для двох видів стали: легованої та вуглецевої.
Кутового типу фрези
На виробництві одного з окремих гілок виготовлення фрез виділяють кутові. Найчастіше їх застосовують для проведення фрезерувальних робіт з канавками. Вони розрізняються за наявності однієї або двох головок.
Інструмент з одним кутом знаходить своє застосування в вирізання канавок прямого типу на фрезі чи іншому інструменті. Двухугловые з відсутньою симетрією фрези експлуатуються для проведення фрезерування не тільки прямих але і гвинтових прорізів. Володіють симетрією застосовують для механічної обробки фасонної ряду канавок.
Поняття про дискових фрез
Ручна фреза по дереву, як і механічна, використовує частіше кутові або плоскі насадки. Робота, пов’язана з різкою, розрізом та іншими операціями, пов’язаними з грубою обробкою металів і деяких неметалів, можлива із застосуванням дискових фрез.
Серед подібних інструментів виділяють три типи: двосторонній і тристоронній, а також шпонковий (або шлицевой).
Фрези шліцьового і дискового типу виготовляються з зубами, розташованими лише на циліндричній площині. З метою зменшення тертя по торцю товщину інструменту збільшують в області периферії, а от центральна частина робиться вже і тонше. Однією з важливих характеристик у механізмі пазової фрези дискової форми є створення ширини з чітко певним і дуже точним виконанням. Однією з головних областей, де дискові фрези знаходять своє застосування, є проведення розпилювальних робіт по дереву і металів.
Дискові фрези двостороннього типу, крім зубчиків, що розташовані на поверхні циліндричної форми, мають зубці і на торцевій частині.
Тристоронні виготовляються так, щоб зуби були розташовані на поверхні циліндричної геометрії і при цьому на обох торцевих елементах. Недоліком такої конструкції є зменшення сприятливого масштабу діяльності торцевих зубців, ніж у зубчиків, що розташовують на циліндричній поверхні. Це пов’язано з збільшенням вимог до точності проведення роботи. Також це і носить функціональний характер, наприклад, маленька глибина канави біля торця не дасть можливості домогтися потрібної форми у задніх і передніх кутів. Це справедливо як для ручної фрези, так і для механічної.
Застосування дискових фрез
Дані інструменти, зроблені з твердосплавних пластин, можуть піддаватися регулюванню. Іншими словами, в залежності від позиції картриджа, до якого прикріплюють пластинки, фреза може надавати пазу різну ширину.
Фрези поділяють за типом кріплення пластин на два типи: напайнимі і змінні. Найчастіше обидва види знаходять своє застосування в проведенні профілювання деталей з дерева, для створення євровікон та штапиків для фасаду меблів з деревини. Також можна виготовляти фільончасті двері, двері під скло, дверні короби і фільонки, плінтуси (звичайні, євро, рейкові). Список запчастин або деталей, які можна виготовити за допомогою використання дискової фрези, є досить великим, і його можна ще довго продовжувати.
Наявність сферичного торця
У механізмі металообробки за допомогою фрези, має торець сферичної форми, виготовляють безліч деталей вкрай складної геометричної форми. Прикладом таких запчастин може служити штамп, прес-форма, лопатка для турбіни і т. д. В переважній кількості випадків фрези з головкою сферичної форми виготовляються цельнотвердосплавными. Іншими словами, вони монолітні. Також іноді можна зустріти варіанти з пластинками, які можна змінити.
Фреза по дереву з торцем сферичного типу найчастіше застосовується для виготовлення 3D-деталей, різної меблів, складових частин декору і т. п.
Виготовлення
Інструмент, який ми розглядаємо в статті, найчастіше виготовляється з металів та їх сплавів, що володіють великою міцністю. Заготівля робиться з прутка, зробленого спочатку з певним діаметром. Далі починається процес механічної обробки на двох верстатах – фрезерному і токарному. Отриману заготовку піддають термообробці. Цей процес протікає в сольовий бані з температурним показником від 650 до 1200 градусів за Цельсієм. Фінальну форму фреза набуває допомогою чистової обробки на шліфувальній машині.
Покриття
Після того як фрези були винайдені, через якийсь час люди задумалися про те, як зменшити зношування і тертя даного інструменту. Ще пізніше нас зацікавило зміцнення іншими способами і застосування покриття, що володіє стійкістю до зносу. Сьогодні такими покриттями є:
- Покриття з нітриду алюмінію-титану.
- Напилення з нітридів титану золотисто-жовтого кольору.
- Напилення з використанням ціаніду титану. Воно має темно-фіолетовий колір.
- Напилення вакуумного типу.
- Напилення з’єднання нітрид алюмінію-титана-хрому. Його також називають PVD-покриттям.
Короткий аналіз одного з методів
Розглянемо для прикладу коротку характеристику вакуумно-дугового нанесення покриття. Воно є фізичним методом нанесення тонкої плівки в просторі вакууму за допомогою використання конденсації на підкладці матеріалу, утвореного плазмовим потоком. Протягом генерується на мішені-катоді в плямі катода дуги вакууму, що володіє потужнострумових і низьковольтним розрядом. Ця форма покриття розвивається тільки в парі матеріалу, з якого зроблений електрод. Величина фрези, мм може сильно варіюватися в залежності від області її застосування і матеріалу, з якого буде проводитися робота. Сам по собі процес є досить складним у виконанні та проводиться на спеціалізованих апаратах працівниками з високою кваліфікацією.
