Человечество начало осваивать металл на заре становления цивилизации. Этот материал всегда ценился за прочность, долговечность и универсальность в применении, но его обработка была сопряжена с определенными трудностями. По этой причине металлический инструмент, орудия и предметы быта высоко ценились.

Однако с течением времени технологии металлообработки совершенствовалась, а настоящим прорывом стало появление станков для фрезерования.

Назначение фрезерной обработки металла

Фрезерование решает ряд технологических задач, с которыми приходится сталкиваться в процессе изготовления механизмов и отдельных деталей. Заготовка обрабатывается с высокой точностью – допустимая погрешность не превышает десятые доли миллиметра. Минимизируется количество бракованных изделий, автоматизированный процесс практически исключает человеческий фактор.

Фрезерный станок имеет высокую производительность, он способен выполнять следующие операции:

• Нанесение гравировки и узоров
• Профилирование торцевых поверхностей
• Нарезание пазов и шлицев
• Сверление отверстий под резьбу
• Протачивание желобов
• Выполнение шпоночных канавок, «ласточкиного хвоста»
• Изготовление т-образных и прямоугольных пазов

Как и токарный станок, оборудование для фрезерования подходит для деталей из твердых материалов – прежде всего, металла. При этом используется режущий инструмент для выполнения технологических процедур, процесс автоматизирован за счет числового программного управления (ЧПУ).

Специфика технологии фрезеровки

Работы по металлообработке можно классифицировать по нескольким критериям. При выборе технического оснащения большое значение имеют планово-экономические показатели. Покупать производительные и высокоточные станки целесообразно только в том случае, если планируется большая загрузка участка. Для средне- и мелкосерийного производства подойдут консольные, настольные и универсальные модели.

По цикличности обработки возможна фрезеровка в прерывистом либо непрерывном цикле. Прерывистая технология предполагает применение вспомогательного обратного хода. Потребуется периодическое отключение станка, чтобы снять или закрепить деталь. Работа в непрерывном цикле синхронизирована с процессом снятия/установки.

По типу обрабатываемых поверхностей возможно вертикальное, горизонтальное или наклонное фрезерование. Применяется оснастка, имеющая заточку под определенным углом. Существуют комбинированные фрезы. Также мастер может задать вектор взаимного движения шпинделя станка и заготовки.

Особенности оборудования: основные типы фрез

Фреза – это сменный инструмент, рабочим органом которого выступают зубья. Широко применяется твердосплавная оснастка с пластинами, которые не подлежат переточке. По конструкции фрезы подразделяются на следующие типы:

• Цилиндрические – винтовые или прямозубные
• Корончатые сверла – для точного сверления на высокой скорости
• Концевые, посредством которых выполняют уступы и пазы
• Червячные, незаменимые при изготовлении зубчатых колес
• Фасонные – позволяющие обработать фасонную поверхность
• Торцевые, предназначенные для финишной обработки
• Дисковые – для прорезки канавок в заготовках

Зубчатый инструмент может располагать затылованными или остроконечными зубьями. От этого зависит сфера применения оснастки. Фрезы с остроконечными зубьями являются универсальными, в то время как затылованные аналоги по большей части подходят для фасонной обработки.

Этапы обработки

Технология фрезерования оказывает большое влияние на конечный результат. Оператор должен правильно подобрать сверло или фрезу, выбрать режим резания, скорость вращения шпинделя. Процесс фрезеровки состоит из следующих основных этапов:

1. Подготовка – установка инструмента, закрепление детали
2. Настройка параметров – глубины резки, направления, скорости подачи и вращения инструмента
3. Проверка и корректировка – запуск с низкой скоростью для проверки глубины реза, при необходимости внесение изменений в параметры
4. Фрезерование – запуск процесса резки с контролируемой подачей детали

Готовые детали могут подвергаться дальнейшей обработке, если этого требует проект. Например, возможна покраска или сварка фрезерованных металлоизделий, сборка сложного агрегата или механизма из отдельных деталей. Не исключено нанесение декоративных изображений способом лазерной гравировки.

Возможные проблемы и способы их решения

• Формирование наклепа. Это происходит из-за резкого повышения температуры в области реза, что влияет на пластичность материала. Необходимо использовать современные методы охлаждения.
• Выкрашивание кромки. Эта проблема связана с неправильно подобранной оснасткой или некорректной установкой угла шпинделя. Решением станет повышение квалификации персонала.
• Получение травм при контакте с металлической стружкой. Нужно следовать предписанной технике безопасности, организовать грамотную систему отвода.
• Преждевременный износ оснастки. Причиной может стать неправильно подобранный вид инструмента, некорректно настроенная скорость, применение некачественной фрезы.
• Расхождение по габаритам. Спровоцировать ситуацию может несколько факторов – от резкой подачи инструмента до недостаточной фиксации. Необходимо своевременно менять оборудование (сверло, резец), надежнее закреплять заготовку.

Сфера применения технологии фрезерования

Обрабатывать на фрезерных станках можно различные материалы, будь то алюминий, латунь, медь, бронза, сталь или композиты. Возможно изготовление изделий, различных по форме, размерам и функциональному назначению. Благодаря этому, фрезеровка стала широко востребованной технологией, применяемой в различных отраслях промышленности:

1. Машиностроение. Фрезеровочные станки предназначаются для производства компонентов механизмов, таких как корпуса, валы и шестерни. Высокая точность обработки позволяет создавать детали, которые идеально подходят для сборки, что увеличивает надежность машин.
2. Авиационная и автомобильная промышленность. Фрезеровка играет ключевую роль в изготовлении сложных аэрокосмических компонентов, требующих высокой прочности и легкости. Также она позволяет производить детали для двигателей, трансмиссий и кузовов автомобилей.
3. Электроника. В этой сфере фрезерование применяется для изготовления корпусов и защитных кожухов. Высокая точность и аккуратность обработки обеспечивают надежную защиту внутренних компонентов и обеспечение их работоспособности.
4. Обработка алюминия. Фрезеровка позволяет изготавливать разнообразные детали простых или сложных форм. Алюминиевые комплектующие широко применяются при изготовлении рекламных конструкций, а также в дизайнерской отделке помещений.
5. Строительство. Технология используется для создания конструкционных элементов (арок, несущих балок, труб). Фрезерование применяют для обработки материалов, предназначенных для оформления интерьеров.