Фреза — режущий инструмент для обработки¶

Фреза — многолезвийный вращающийся режущий инструмент, применяемый при фрезеровании для снятия слоя материала с обрабатываемой заготовки. В отличие от резца, работающего с возвратно-поступательным движением, фреза совершает вращательное движение, а заготовка перемещается относительно неё. Инструмент широко используется в металлообработке, деревообработке, строительстве и бытовых задачах.

¶Принцип работы

При фрезеровании фреза вращается вокруг собственной оси, и каждый её зуб периодически входит в материал, срезая стружку. Совокупность множества зубьев обеспечивает непрерывность процесса и высокую производительность по сравнению с однолезвийным резцом. Глубина резания, подача и скорость вращения подбираются в зависимости от материала заготовки и требуемого качества поверхности.

¶Классификация

Фрезы разделяют по нескольким признакам.

По назначению:

• Цилиндрические — для обработки плоскостей, имеют зубья на боковой поверхности цилиндра.
• Торцевые — зубья расположены на торце, применяются для обработки плоскостей и пазов.
• Дисковые (пазовые) — тонкий диск с зубьями по окружности, для нарезания пазов и канавок.
• Угловые — зубья наклонены к оси, для обработки наклонных плоскостей и пазов.
• Концевые — зубья на торце и боковой поверхности, для обработки контуров и пазов.
• Фасонные — для получения фасонных (профильных) поверхностей.
• Червячные — для нарезания резьбы червячным способом.
• Круглые пилы — для распиловки материалов.

По конструкции:

• Сборные (сменные) — состоят из корпуса и напаянных или привинченных пластин из быстрорежущей стали или твёрдого сплава.
• Цельные — изготовлены из единого куска материала, чаще быстрорежущей стали.
• Из твёрдого сплава — с напаянными пластинами из твёрдого сплава (ВК, ТК, ТТМ и др.), для высокопроизводительной обработки.

По форме рабочей части:

• Прямые — зубья параллельны оси.
• Спиральные (винтовые) — зубья закручены по винтовой линии, что обеспечивает плавность резания.
• Трапецеидальные — для обработки шлицев и пазов.

¶Материалы изготовления

Фрезы изготавливают из инструментальных сталей:

• Быстрорежущие стали (Р6М5, Р18 и др.) — универсальный материал, допускает невысокие скорости резания, но сохраняет режущие свойства при нагреве до 600 °C.
• Углеродистые и легированные стали — для деревообрабатывающих фрез и инструмента, работающего с малыми скоростями.
• Твёрдые сплавы (вольфрамокобальтовые ВК, титановольфрамокобальтовые ТК) — позволяют работать на высоких скоростях и обрабатывать труднообрабатываемые материалы.
• Сверхтвёрдые материалы — поликристаллический алмаз (ПКА) и кубический нитрид бора (КНБ) для обработки алюминия, композитов, закалённых сталей и чугунов.

¶Основные размеры и маркировка

Геометрия фрезы определяется диаметром, числом зубьев, углом наклона зуба, передним и задним углами. Маркировка фрезы включает тип, диаметр, материал и класс точности. Например, обозначение «Ф2-50-4-27-ВК6» указывает на фрезу цилиндрическую (Ф2) диаметром 50 мм с четырьмя зубьями, с диаметром хвостовика 27 мм, с пластинами из сплава ВК6.

¶Применение

¶Металлообработка

В металлообработке фрезы применяются на фрезерных станках (горизонтально-фрезерных, вертикально-фрезерных, карусельных, бесцентровых) и в станках с ЧПУ. С их помощью обрабатывают плоскости, пазы, шлицы, зубчатые колёса, корпусные детали. Фрезерование — один из основных способов черновой и чистовой обработки.

¶Деревообработка

В деревообработке фрезы используются на фрезерных станках, ручных фрезерах и станках ЧПУ. Различают фрезы для продольного и поперечного фрезерования, кромочные, пазовые, профильные, комбинированные. Для работы с мягкими материалами применяются фрезы из быстрорежущей стали или с твёрдосплавными напайками.

¶Строительство и ремонт

В быту и строительстве фрезы применяются с электроинструментом — ручным фрезером, дрелью, болгаркой. С их помощью вырезают пазы для петель и замков, обрабатывают кромки мебельных деталей, снимают фаски, формируют декоративные профили.

¶Уход и заточка

Срок службы фрезы зависит от правильной заточки и условий эксплуатации. Заточка выполняется на заточных станках по специальным картам, с выдержкой передних и задних углов. Затупившуюся фрезу с твёрдосплавными пластинами можно переточить или заменить пластины. При работе необходимо использовать СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) для отвода тепла и увеличения срока службы инструмента.

¶Интересные факты

Самые крупные фрезы применяются в тяжёлом машиностроении — диаметр может достигать нескольких метров при обработке корпусных деталей турбин и гидроагрегатов. В то же время микроскопические фрезы диаметром менее 0,1 мм используются в медицинском оборудовании и электронике для обработки миниатюрных деталей.

¶Источники

• ГОСТ 28570-90. Фрезы. Классификация, основные размеры и технические требования.
• Каширин И. П. Инструменты для обработки резанием. — М.: Машиностроение.
• Справочник технолога-машиностроителя / под ред. Б. А. Ашихмина.
• Родин Ю. А., Родин А. Ю. Справочник по резанию металлов.