Что можно делать на фрезерном станке - какие изделия можно изготовить

Фрезерование – вид механической обработки, суть которой заключается в частичном удалении материала с помощью вращающейся фрезы с целью доведения заготовки до требующихся параметров – геометрии, размеров, степени гладкости. В статье расскажем, что такое фрезерный станок, что делает этот агрегат и что с его помощью можно изготавливать. Рассмотрим существующие методы такой металлообработки, её принцип и сферы применения.

Что такое фрезеровка?

Изделия на фрезерном станке можно доводить до нужных конфигураций и габаритов с высокой точностью, достигающей десятых долей миллиметра. Воздействие осуществляется фрезой. Она имеет цилиндрическое основание и одно или несколько лезвий либо зубцов – острых кромок, которые врезаются в металл, углубляются в него и частично удаляют в виде стружки или фрагментов мелкой фракции, напоминающих пыль.

Фрезы, в зависимости от исполнения и расположения заострённых граней, бывают коническими, фасонными, зубчатыми, шарообразными, концевыми, цилиндрическими, корончатыми, угловыми, дисковыми, червячными. Также существует высокотехнологичное многошпиндельное оборудование с несколькими рабочими органами, функционирующими одновременно в разных режимах.

Что делает фрезерный станок с ЧПУ (числовым программным управлением) или более простое оборудование? В зависимости от функционала, он режет, сверлит, шлифует, создаёт рельефные элементы, восстанавливает подвергшиеся сильному износу изделия, раскраивает. Суть заключается в локальном, контролируемом удалении материала механическим путём.

Технологический процесс довольно сложен, состоит из нескольких проводимых последовательно операций:

Предварительная подготовка изделия. Она заключается в очистке от возможных загрязнений, обезжиривании.

Фиксация заготовки. Она крепится на столе зажимным специальным механизмом для исключения смещения и для сохранения статичного положения.

Установка рабочих инструментов и их настройка.

Определение стартовых и финишных точек обработки. Также создаётся ось координат с установкой нулевых значений.

Выбор режима. Он зависит от типа работ, характеристик и состава заготовки, некоторых других факторов. Настраиваются подача резки, скорость, с которой будет вращаться шпиндель, глубина обработки (проникновения в деталь).

Установка параметров работы системы охлаждения. Режущие инструменты крутятся с очень большой скоростью, поэтому должны охлаждаться во избежание перегрева и нежелательного термического воздействия на фрезеруемый материал.

Непосредственно обработка. Она может выполняться в несколько этапов, со сменой фрез. Первая стадия – черновая грубая фрезеровка. Завершающая – финишная высокоточная обработка.

Промежуточный мониторинг качества. Он позволяет своевременно, ещё до завершения обработки выявить ошибки, не допустить серьёзных дефектов, устранить обнаруженные недостатки.

Подготовка к следующему технологическому процессу либо завершение работ.

Каждый отдельный вид фрезеровки требует подбора подходящих рабочих инструментов. Фрезам определённого вида свойственны характерные параметры, с учётом которых должны соблюдаться установленные условия. Например, если используется цилиндрическая фреза, то её рабочая часть должна превышать глубину обработки минимально на 10 миллиметров. А диаметр должен быть равным ширине фрезеруемого участка.

Торцевые фрезы менее шумные, чем все другие. Это обусловлено дополнительным прижатием заготовки к столу рабочим инструментом. Если необходимо изготовить деталь сложной формы, то на производстве будет использован комплект режущих элементов.

Что можно делать на фрезерном станке с ЧПУ и с многошпиндельной конструкцией? В таких агрегатах применяется одновременно несколько фрез, которые либо слаженно формируют поверхности сложных конфигураций, либо обрабатывают отдельно разные зоны. Также многошпиндельные модификации позволяют минимизировать риски брака, вызванного смещениями изделий, ускорять процесс.

Виды фрезерования

Фрезерование бывает ручным и автоматическим. В первом случае применяют портативные инструменты – фрезеры. Но спектр решаемых ими задач ограничен, а точность оставляет желать лучшего. На фрезерных станках с ЧПУ можно выполнять гораздо больше операций. Результаты более точные, соответствуют заданным параметрам благодаря многочисленным настройкам. Глубина, скорость вращения инструмента и другие характеристики вносятся в специальную программу, которая проектирует и постоянно контролирует перемещения рабочих органов.

По взаимному движению заготовки и фрезы

Выделяют два вида обработки.

Встречная, осуществляемая против подачи. При ней кромки фрезы вращаются и движутся навстречу детали. Такой подход повышает производительность, но при этом ускоряет износ. К плюсам относят:

резка осуществляется мягко, без критических нагрузок на главные узлы;

щадящее воздействие на материал, отсутствие его значительных деформаций;

высокая скорость выполнения работ, позволяющая запускать серийные производства.

Минусы:

необходимость надёжной фиксации деталей и её контроля: движение встречной подачи противостоит усилию резания, из-за чего изделие практически отрывается от стола, может смещаться при слабом креплении;

ускоренный износ из-за высокоскоростной работы: стремительно вращающиеся фрезы изнашиваются быстро;

вероятность попадания отделяющейся стружки в зону обработки, застревание её фрагментов в точках контактов удаляемых слоёв металла и острых кромок.

Попутное перемещение, то есть по ходу подачи. Фреза в этом случае крутится в направлении движения детали. Преимущества:

так как противохода нет, сильно фиксировать заготовку не нужно, её дополнительно крепит прижимное усилие, а жёсткость сопряжения обеспечивается силой резания;

острые кромки, которые двигаются по траектории изделия, затупляются медленнее, менее интенсивно;

стружка успешно отводится, не забивает рабочую зону;

снятие слоёв плавное, что позволяет достигать необходимой степени шероховатости или гладкости.

Недостатки:

технология применяется только для чистовой отделки, она не подходит для грубой обработки, обдирки;

для исключения сильных вибраций станина оборудования должна иметь повышенную жёсткость;

режущие кромки могут быстро изнашиваться, затупляться из-за неровностей металла, твёрдых включений в его составе, фрезеровки заготовок, прошедших термообработку для поверхностного упрочнения.

Что можно делать на фрезерном станке со встречной подачей? Обдирочные работы, черновое грубое фрезерование, обработку металлов с твёрдыми вкраплениями. А попутный способ больше подходит для воздействия на мягкие, пластичные сплавы. Этот вариант хорош для чистовой, финишной фрезеровки.

По зоне фрезы, задействованной в процессе

Выделяют два вида фрезеровки:

Цилиндрическая. Задействованы периферийные лезвия инструмента. Обрабатываемая поверхность плоская, размещается параллельно оси, вокруг которой вращается фреза.

Торцевая. Механически воздействуют периферийная зона инструмента и торцевая. Рез увеличивается по глубине в центре, одновременно уменьшаясь в точках выхода из контакта с деталью. По такой технологии формируются пазы и канавки, удаляются торцы, корректируются габариты.

По области и особенностям воздействия

Выделяют другие виды фрезерования:

Концевое. Для него применяются одноимённые фрезы, которые по вертикали или горизонтали формируют выступы, сглаживают, зачищают или расширяют канавки и пазы.

Зубчатое. На колёсах, шестернях и других подобных изделиях формируются зубцы.

Фасонное. С его помощью создаются радиусные галтели (переходы) и углубления, сферические и эллиптические поверхности.

Фрезеровка может быть черновой, выполняемой на этапе предварительной грубой обработки, получистовой с формированием желаемых форм и габаритов, а также чистовой, при которой параметры доводятся до заданных с минимальными погрешностями.

Принцип работы фрезерного станка

Для чего предназначены фрезерные станки? Они обрабатывают металлы за счёт двух видов движений. Первое считается основным, главным. Оно вращательное, и крутится рабочий инструмент. Второе движение относится к подаче. Оно поступательное, производится деталью. Иными словами, заготовка движется вниз и вверх, в то время как фреза активно крутится и проникает, углубляется в материал и локально удаляет его до тех пор, пока не будут достигнуты заданные характеристики.

В конструкцию станка входят цельнолитое тяжёлое основание для устойчивой установки, рабочий стол для расположения деталей, несущая станина с основными узлами, прижимное устройство, ползун для закрепления оснастки, устанавливаемая на вертикальных станинных направляющих консоль, шпиндель для подключения инструмента и передачи ему усилия, цанговый патрон для установки фрезы, для задающие движение электрический двигатель, привод и коробка передач, а также салазки, связывающие между собой оси координат Y и X.

Фреза в патроне фиксируется хвостовиком. Вращается она за счёт работы электромотора, усилие которого передаётся через коробку передач на шпиндель, а потом на рабочий орган. Шпиндель располагается на подвижном портале, движения которого задают контроллеры (в станках с ЧПУ). Также в системе предусмотрены соединительные и вспомогательные элементы. В оборудовании с ЧПУ компьютерная программа считывает внесённую цифровую информацию или чертёж, создаёт электронные команды, которые направляются в рабочие механизмы.

Фрезерные станки бывают вертикальными, продольными, горизонтальными, а также универсальными, в которых возможно любое размещение, в том числе под углом. Функционирование ходового блока в таких модификациях контролируется автоматически или в ручном режиме.

Материалы для фрезеровки

Назначение станка – фрезеровка различных материалов. При корректном подборе оборудования и его оснастки можно обрабатывать древесину, полимеры (пластики, такие как полистирол, полиуретан, поливинилхлорид, акрил), поликарбонат, композиты, ДВП, МДФ, ДСП, камень, стекло, а также всевозможные металлы и сплавы, например, латунь, медь, бронзу, алюминий, нержавеющие, конструкционные и углеродистые стали.

Самое важное – использовать подходящие инструменты. Так, при обработке углеродистых сталей фреза должна быть выполнена из более прочного материала, чтобы выдерживать критические нагрузки без деформаций и поломок.

Области применения фрезеровки

Для чего нужен фрезерный станок, что можно изготавливать на нём? Сфера применения широкая, охватывает следующие направления:

машиностроение, станкостроение;

лёгкая промышленность;

автомобилестроение;

рекламная деятельность;

дизайн интерьеров;

гражданское, жилое и промышленное строительство;

архитектура зданий;

остекление;

упаковка;

мебельное производство;

электроника;

изготовление бытовой и специализированной техники, в том числе сложного оборудования;

упаковка;

аэрокосмический комплекс;

металло- и деревообработка;

ювелирное производство.

Что делает фрезерный станок по металлу

Он способен шлифовать, разрезать, раскраивать, гравировать и наносить изображения или надписи, просверливать отверстия или доводить их до нужных формы и диаметра, нарезать резьбы, растачивать, делать внутренние и наружные шлицы, прорезать канавки и пазы, укорачивать торцы деталей или менять их профили, получать сложные криволинейные контуры, создавать зубцы, скосы, уступы.

Чем отличается фрезерный станок от токарного?

Чем отличается токарный станок от фрезерного, в чём их разница?

Отличие заключается в том, что в токарном агрегате вращательное движение совершает деталь, а рабочим инструментом является резец, который перемещается поступательно и послойно снимает материал. Во фрезерном оборудовании заготовка жёстко зафиксирована на столе, который двигается возвратно-поступательно. Одновременно вращается фреза с острыми кромками на периферии. Она убирает слой металла.

В токарных станках главное движение – вращательное, выполняемое изделием и передаваемое через центр или патрон от шпинделя. А вспомогательное – перемещение зафиксированного на суппорте резца. Во фрезеровочном агрегате всё иначе. Главное движение – кручение фрезы, а вспомогательное – перемещения заготовки.

Какие изделия можно сделать на фрезерном станке

С помощью фрезеровки производят:

стандартную и дизайнерскую мебель;

детали автомобилей, станков: шестерни, втулки, цилиндры, корпусы;

рекламные, информационные конструкции: логотипы, ценники, номерки, световые коробы, вывески, таблички, выставочные стенды, указатели, дорожные знаки;

сувениры: статуэтки, шкатулки, рамки для фотографий, выгравированные картины и иконы;

ювелирные украшения, бижутерию;

архитектурные макеты;

двери, окна;

лестницы, опоры, барки, каркасы, перила, другие элементы зданий;

инженерные коммуникации, например, трубопроводы, фитинги для них;

предметы повседневного быта: доски для разделки, подставки, хлебницы, посуду;

бытовую технику;

электронику, печатные платы;

лопасти, корпусы и другие элементы водных судов – кораблей, катамаранов, яхт;

украшения для сада, аксессуары для дома (плинтуса, карнизы);

игрушки для детей;

сложное оборудование, например, диагностическое, медицинское.

Компания Profbau изготавливает путём фрезерования:

и многое другое.

Что влияет на качество обработки

Качество зависит от:

Нагревания. Оно чревато наклёпами, увеличением твёрдости и снижением прочности режущих кромок фрез. Нагрев возможен из-за некорректной работы системы охлаждения.

Попадания в зону обработки стружки. Она может спровоцировать брак, возникновение шероховатостей, повреждения оснастки.

Вибраций. Они нарушают ход процесса, вызывают погрешности в геометрии и габаритах, несоответствия требованиям, дефекты в виде шероховатостей.

Чтобы добиться желаемого качества, следует грамотно подобрать и соблюдать режим резания, а также минимизировать риски влияния негативных факторов – подавать смазочно-охлаждающую жидкость, устойчиво крепить заготовки, отводить стружку.

Заключение

Фрезерование – универсальный способ обработки, позволяющий производить множество изделий. Такие работы выполняет компания Profbau. Мы используем современное оборудование, строго соблюдаем технологии и фрезеруем различные металлы и сплавы. Наши мастера работают профессионально и оперативно, достигая максимальной точности геометрии и габаритов всех изделий.

Узнать детали сотрудничества можно по e-mail zakaz@profbau.ru, по телефону +7 (495) 138-25-25, а также в мессенджере или на сайте – в онлайн-чате или, оставив заявку.