Фрезерование деталей: способы, этапы, типы брака

О чем речь? Фрезерование детали – способ металлообработки путем резания вращающейся фрезой. Применяется во многих сферах: от изготовления конструкций для авиационной промышленности до создания ювелирных изделий.

Как выполняется? Применяются разные методы и способы фрезерования. Выбор зависит от типа обрабатываемого сплава, толщины заготовки, сложности изделия. Сегодня наибольшее распространение получила фрезерная обработка деталей на станках с ЧПУ.

Сферы применения фрезерования

Самолетостроение

Фрезеровочное оборудование широко применяется в производстве самолетов. Технология фрезерования деталей позволяет с высокой точностью изготавливать элементы двигателя, шасси и прочих систем. С помощью данного метода металлообработки производят гражданские и военные летательные аппараты.

Детали автомобилей

В конструкцию современных автомобилей входит множество деталей, изготовленных фрезерованием из различных металлов, сплавов и других материалов, например, полимеров. Применение данной технологии делает возможным выпуск изделий, имеющих оптимальный набор эксплуатационных характеристик.

Медицинское оборудование

Обработка деталей фрезерованием также широко применяется в медицинской промышленности. С помощью фрезеровочного оборудования разных видов изготавливают качественные медицинские имплантаты, хирургические инструменты и элементы оборудования.

Пресс-формы и штампы

С помощью фрезеров изготавливают пресс-формы и штампы для отливки и штамповки разнообразных изделий из металла и пластмасс.

Металлические конструкции, изготавливаемые на заказ

С помощью фрезеровочных станков придают нестандартную форму различным архитектурным и декоративным элементам, которые широко используются в строительстве, а также при создании как типовых, так и уникальных интерьеров.

Турбинные лопатки

Фрезерование нашло широкое применение в производстве энергетического оборудования, газовых турбин и реактивных двигателей. С помощью данной технологии, в частности, изготавливают турбинные лопатки.

Ювелирные украшения и предметы роскоши

В ювелирном деле фрезеровочное оборудование применяют, чтобы создавать из металла и некоторых других материалов уникальные украшения. На первом этапе станки позволяют формировать сложные 3D-модели будущих изделий. Далее на их основе создаются формы для отливки или выполняется фрезерование заготовок.

Изготовление металлических деталей различного назначения

Без фрезеровочного оборудования невозможно представить себе современную металлообработку. Фрезерованием изготавливаются самые разные детали, крепежные элементы, шкивы, зубчатые колеса и многое другое.

Детали и узлы ветрогенераторов

С помощью фрезеров изготавливают различные элементы конструкции ветряных энергетических установок.

Судостроение

С применением фрезерования выполняется изготовление гребных винтов, валов, элементов конструкции корпуса и множество других деталей современных морских и речных судов различного назначения.

Железнодорожная промышленность

С помощью фрезеровочного оборудования изготавливают элементы конструкции подвижного состава и путей.

Основные способы фрезерования детали

Фрезерование уступов

Детали, имеющие перпендикулярные поверхности, изготавливаются с помощью специальных приспособлений для фрезерования. Для обработки заготовок в современной металлообработке пользуются торцевыми, дисковыми и концевыми фрезами, которые устанавливаются как на горизонтальные, так и на вертикальные фрезеры.

Торцевая фрезеровка

Данный метод фрезерования применяется для обработки металлических заготовок только при использовании горизонтальных фрезеров.

Профильное фрезерование

Если с помощью фрезера необходимо сформировать сложные вогнутые или выпуклые поверхности, пользуются профильным фрезерованием, состоящим из черновой, получистовой и чистовой обработки заготовок.

Фрезеровка глухих и сквозных канавок

Когда необходимо сформировать глухие или сквозные пазы разного сечения, обычно пользуются концевыми и дисковыми фрезами.

Встречное фрезерование деталей

Встречным принято называть фрезерование, в ходе которого подача фрезы (ее режущих кромок) и обрабатываемой заготовки выполняется во встречных направлениях.

Из основных преимуществ этого метода специалисты выделяют:

• мягкую обработку, при которой оборудование не подвергается высоким нагрузкам;
• минимальные деформации материала заготовок;
• высокую производительность.

К недостаткам относятся:

• необходимость надежной фиксации обрабатываемых деталей из-за противодействия встречного движения вращению фрезы, в результате которого заготовка стремится оторваться от стола;
• возможное ускоренное изнашивание режущих кромок фрезы (важное значение имеет корректный выбор режима обработки);
• попадание и застревание металлической стружки между фрезой и материалом заготовок.

Попутное фрезерование деталей

При попутном фрезеровании вращение фрезы совпадает по направлению с подачей заготовки.

Преимущества:

• заготовки можно не крепить к столу, так как отсутствует противоход и для фиксации вполне достаточна прижимная сила, возникающая в ходе работы фрезы;
• снижается интенсивность изнашивания режущих кромок фрезы;
• отсутствуют проблемы, связанные с попаданием металлической стружки в промежуток между режущей кромкой и материалом заготовок;
• минимальный уровень шероховатости поверхности после обработки за счет плавного съема металла заготовки.

Главные недостатки:

• данную технологию нельзя использовать, если фрезеровке подвергаются заготовки с грубой поверхностью (лучше всего метод подходит для выполнения чистовой обработки);
• попутное фрезерование нельзя использовать для обработки заготовок с твердыми включениями, металл с поверхностным упрочнением (закаленный), так как в этом случае происходит быстрое изнашивание режущих кромок;
• оборудование должно быть установлено на очень жесткую станину (в противном случае обработка заготовок сопровождается сильными вибрациями).

Конкретный метод фрезерования следует выбирать, исходя из требований к готовым изделиям и особенностей материала заготовок. Для обдирочных работ всегда используют встречную обработку (это же правило действует для металлов с твердыми включениями). Для отделки мягких сплавов оптимально использовать попутную.

Процесс фрезерования детали

Для того чтобы максимально повысить качество обработки заготовок вне зависимости от их материала, важен правильный выбор техники фрезерования. В любом случае работа включает в себя несколько основных этапов:

• на подготовительном этапе фреза устанавливается на шпиндель станка, а заготовка фиксируется на его рабочем столе;
• далее устанавливаются основные параметры обработки: выполняется настройка скорости вращения шпинделя, глубины съема материала, равномерности подачи заготовки и направления движения рабочего инструмента;
• фрезеровка начинается с включения станка на минимальных оборотах при наименьшем контакте режущих кромок с материалом заготовки, что необходимо для обеспечения безопасности процесса и подтверждения требуемой глубины обработки (при необходимости после выключения выполняют дополнительную настройку);
• далее вновь запускается вращение шпинделя и начинается подача на фрезеровку заготовки, материал и размеры которой должны обеспечивать соответствие готового изделия предъявляемым требованиям.

Процесс обработки может сопровождаться проблемами, которые бывают вызваны различными причинами и решаются разными способами.

К примеру, при отсутствии необходимых средств защиты металлическая стружка, отлетая, может нанести вред оператору, что делает обязательным использование СИЗ и защитных кожухов на оборудовании, а также правильный отвод стружки из рабочей зоны.

Также могут по тем или иным причинам снижаться качество обработки металла и срок службы фрез.

Фрезерование деталей на станке с ЧПУ

Фрезерование – сложный процесс, ход которого оператор должен постоянно держать под контролем. В противном случае можно столкнуться с низким качеством готовых изделий. Обработка должна проходить в соответствии со специальными инструкциями и таблицами, но даже их использование не всегда гарантирует хороший результат.

Проблемы такого рода снимаются, если обработка выполняется на фрезере с ЧПУ, который в автоматическом режиме регулирует глубину съема материала, скорость вращения шпинделя и прочие параметры фрезерования.

Обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, так как последние обеспечивают максимальные производительность и качество обработки заготовок при минимальном участии человека. В обязанности оператора входят: настройка программы, наблюдение за процессом фрезерования и установка новых заготовок. К основным преимуществам оборудования с ЧПУ специалисты относят:

• высокую производительность;
• возможность быстрой смены приспособлений для резания благодаря револьверным рабочим головкам, конструкция которых позволяет использовать до 12 различных фрез;
• точность обработки материалов с погрешностью не больше 0,01 мм;
• чистоту отделки за счет плавной подачи инструмента и заготовок (зачастую поверхность готовых изделий выглядит, как после полировки);
• возможность фрезерования изделий сложной формы;
• простоту в обслуживании, благодаря которой один оператор может одновременно контролировать работу от двух до четырех фрезеров.

Какое оборудование используется для фрезерования деталей

На современных производствах чаще всего используются фрезеры с числовым программным управлением, которые позволяют выполнять обработку с высоким качеством и производительностью, делая возможным выпуск изделий, имеющих сложную геометрию:

Режим обработки выбирается, исходя из характеристик фрезера. Также необходимо учитывать конфигурацию детали, материал, из которого она выполнена, и ряд других факторов.

Виды брака при фрезеровании деталей

В ходе обработки заготовок на фрезерных станках нередко возникают следующие проблемы:

• Наклеп. Нагрев в ходе обработки может приводить к локальному упрочнению металла, что делает обязательным применение эффективных методов охлаждения.
• Отклонение оси вращения фрезы от вертикальной плоскости. Чаще всего причиной является износ режущих кромок и/или некорректный выбор режима обработки.
• Неровная поверхность и обесцвечивание материала заготовок. Причиной могут стать неправильная настройка глубины съема металла, оборотов шпинделя и скорости подачи.
• Отклонение от заданных размеров из-за плохой фиксации заготовки, избыточной гибкости рабочего инструмента, высокого уровня вибрации или износа фрезы.

Понимая суть и причины возникновения подобных проблем, можно подобрать оптимальный режим обработки, что даст возможность добиться максимальной производительности и высокого качества готовых изделий. 

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.