Процесът на фрезоване е широко разпространен в производството на детайлиза редица различни индустрии. Инструментите за фрезови машини са неизменна част от фрезоването и всеки един от тях има специфично предназначение.
В зависимост от крайния ефект, който желаем да постигнем, може да използваме свредла, фрезери, зенкери, райбери и други. Те могат да бъдат металорежещи, да се използват само за дърво, пластмаса или друг вид материал.
Пазарът в България предлага многобройни обяви с огромно разнообразие от видове, размери, форми и приложения на този тип оборудване. В тази статия ще се запознаем с различните видове конструкции на тези елементи, от какво са съставени и каква е разликата между тях.
Елементи на режима на рязане
Фрезовите машини използват въртеливо движение на техните режещи инструменти, което от своя страна се разделя на постъпателно, въртеливо или винтово. Винтовото въртеливо движение е комбинирано подавателно движение.
За да вникнем в различните видове конструкции и инструменти за фрезови машини, е редно първо да се запознаем с елементите на режима на рязане. Технологичните елементи на режима на рязане са няколко и се свеждат до кинематиката на самия процес.
Те са:
- Дълбочина на рязане
- Широчина на фрезоване
- Скорост на рязане
- Подаване.
Дълбочина на рязане
Дълбочината на рязане се измерва в милиметрии представлява размера на разрязания елемент, измерен успоредно на оста на фрезата. Избраната дълбочина на рязане (t, mm) зависи от вида и мощността на фрезата, закрепването на заготовката (обработвания детайл) и вида на режещата част.
Широчина на фрезоване
Широчина на фрезоване (B, mm) е по-малка или равна на ширината на фрезовия инструмент. Измерват се колко милиметра е разрязаната повърхност, перпендикулярно на оста на фрезата.
Скорост на рязане
Скоростта на рязане (V, m/min) е бързината на отнемане от повърхността и е равна на периферната скорост на фрезата.
Подаване
Определянето на подаване също е важна част от настройването на режима на рязане. Тъй като отнемането от повърхността се извършва благодарение на инструмент с повече от един зъб, се разграничават 3 вида подавания.
Подаване на зъб (Sz, mm/зъб)
Разстоянието, на което обработваният детайл се движи в посоката на подаване за един оборот на фрезата, се нарича подаване на зъб.
Подаване на оборот (S, mm/об)
Подаването на оборот е подаването на режещия инструмент за всеки направен оборот.
Минутно подаване (Sm, mm/min)
Минутното подаване е термин, който се използва, за да определи разстоянието, през което детайлът се движи за една минута в посока на подаване.
Източник: pixabay.com
Конструкция на фрезите в зависимост от вида на режещата част
Според конструкцията на фрезите, същите могат да се разделят на:
- Монолитни
- Със споени пластини
- Сглобяеми със сменяеми многостенни пластини.
Освен това, фрезите могат да бъдат квалифицирани по няколко типа, в зависимост от вида на режещата им част. Сега ще разграничим някои от тях.
Според формата на режещите зъби
Фрезите могат да бъдат острозаточени и затиловани според формата на режещите зъби, които са разположени по края на инструмента.
Според размера и броя на режещите зъби
Друг вид разделение на фрезовите инструменти е бройката и размера на зъбите им. Според тези два фактора, инструментите могат да бъдат с едри зъби или ситни зъби.
Според стружковия канал
Направлението на стружковия канал може да се различава при различните видове инструменти. Поради тази причина фрезите се разделят на прави, наклонени и винтови.
Според разположението на режещите зъби
Според разположението на режещите зъби, фрезовите инструменти могат да бъдат разделени на следните няколко.
Цилиндрични
Това е инструмент с цилиндрична форма, по чиято дължина са поставени режещи зъби. За работа с него, е необходимо неговата ос да е разположена успоредно на обработвания елемент. Цилиндричните фрези могат да бъдат с винтови или прави зъбци. Те се използват обикновено с хоризонтални машини фрезоване и обработват материала в хоризонталната равнина.
Цилиндричните инструменти с винтови зъби се използват, когато е необходимо премахване на голяма част от детайла. Позволяват няколко зъба да режат едновременно, което води до по-гладко изрязване. Цилиндричните фрези с прави канали се използват често при обработка на по-тесни плоскости. Обикновено се изработват от бързорежеща стомана.
Челни
При челните фрези зъбите са разположени върху челната страна на инструмента. Благодарение на това разположение, те могат да обработват равнинни повърхности. За целта е необходимо техните оси да са разположени перпендикулярно на обработвания елемент. Челните фрези се използват при всички видове фрезови машини. Те позволяват по-плавен и производителен процес на рязане.
Източник: Unsplash.com
Челноцилиндрични
Челноцилиндричните са съчетание от горните две (1 и 2). Това са фрези, които разполагат с режещи зъби по челната си страна и по обиколката си. Те са най-често използвани при вертикално фрезоване и се използват за малки детайли, издълбаване на прорези и прецизни дупки, тесни равни повърхности и при фрезоване на профили.
Дискови
Дисковите фрези се използват за оформяне на канали и стъпала. От своя страна могат да бъдат подразделени на канални, двустранни и тристранни. Произвеждат се в различна големина и диаметър според приложението им. Използвани са повече в предходни години, а в момента биват заменени от популярността на челноцилиндричните фрези.
Конусни
Режещите зъби при конусните фрези са разположени върху конусната повърхнина. Ако фрезата е двуъглова, то тогава зъбите са разположени върху две съседни конусни повърхнини. Използват се за работа с наклонени равнини и изработка на ъглови канали.
Профилни
Профилните фрези могат да бъдат с остро заточени или затиловани зъби и намират приложение при обработването на профили.
Червячни
Червячните фрези разполагат с надлъжни стружкови канали. Работят по метода на центроидното обхождане. Характерно за тях е неравномерното натоварване на всички зъби едновременно.
Конструкция в зависимост от начина на монтиране върху инструментодържача
Според начина на монтиране върху инструментодържача, инструментите за фрезови машини се разделят на дорникови и опашкови.
Дорникови (канални) инструменти
Дорникът е вал, който помага за закрепването на инструментакъм главното вретено на машината. Дорниковите инструменти разполагат с отвор в центъра, който се нанизва върху дорника.
Опашкови инструменти
Опашковите инструменти разполагат със съединителен елемент във формата на опашка. Този тип инструменти могат да имат конусни или цилиндрични опашки.
Източник: pixabay.com
Инструментален материал и покрития
Фрезовите инструменти могат да бъдат изработени от различни материали и покрития. В тази секция ще опишем най-често срещаните видове.
Видове инструментални материали и техните свойства
Бързорежеща стомана
Един от най-разпространените материали за изработка на фрезови инструменти е бързорежещата стомана. В каталозите се отбелязва чрез съкращението HSS или HS.
Инструментите, направени от HSS, имат сравнително добра устойчивост на износване. Те са на по-достъпни цени, но за сметка на това не предлагат толкова висока устойчивост, дълъг живот и развиване на високи скорости като други материали. Подходящи са за обработка на черни и цветни метали.
Кобалт
Кобалтът е по-скъп от HSS, но за сметка на това предоставя по-добра издръжливост. С него могат да се постигнат високи скорости на отстраняване на метал - около 10% по-бързи от бързорежещата стомана.
Твърдосплавни (Carbide)
Твърдосплавните инструменти са значително по-твърди, бързи и устойчиви от другите видове. Те са най-скъпи и се използват предимно за довършителни детайли.
Други
Други материали, които се използват, са:
- Режеща керамика
- Керметни материали
Видове покрития
Покритията увеличават повърхностната твърдост на инструмента и допринасят за по-дълъг експлоатационен живот и по-висока скорост на рязане.
Покритие от титанов нитрид (TiN)
Това е универсално покритие, което подобрява твърдостта на инструмента и повишава температурата на окисляване. Добро е за обработка на легирана стомана, алуминий и пластмаса. Има златист цвят.
Покритие с титанов карбонитрид (TiCN)
Покритията с титанов карбонитрид предлагат по-добра устойчивост от TiN. Използват се при обработката на чугун, неръждаема стомана, алуминий и пластмаса. Цветът е синьо-сив.
Алуминиево титанов нитрид (AlTiN)
Това е най-доброто покритие за много високи скорости и подаване, които генерират високи температури. Използва се за обработка на чугун, неръждаема стомана, никелови и титанови сплави. Цветът е лилаво-сив.
Други
Други видове покрития включват диамантеното (CVD) и азотно алуминиев титан (TiAlN).
Използват се различни фрези за чугун, алуминий, цветни метали, дърво и т.н. Например, поликристалният диамант (PCD) е подходящ за отнемане на цветни метали и неметали, докато поликристалният кубичен борен нитрид (PCBN) лесно се справя с всякакви видове стомана (включително закалена), чугун и високотемпературни сплави.
Източник: pixabay.com
Видове фрези и обработвани повърхнини
След като вече сме се запознали с различните видове конструкции на инструментите и от какво се произвеждат, можем да преминем към тяхното практическо приложение.
Обработване на равнини
За обработване на равнини най-подходящи са цилиндричните и челните фрези. Ако равнината е тясна, е по-добре да се използва фреза с прави зъби. Разликата между тях е, че цилиндричните инструменти се движат успоредно на равнината, а челните - перпендикулярно.
Обработване на стъпала и канали
За този тип обработка в миналото най-често са се използвали дисковите фрези. С времето те биват заменени от челноцилиндричните фрези, които позволяват прецизно издълбаване на прорези и дупки, както и обработка на тесни повърхности. За ъглови канали се използват конусни фрези.
Обработване на профили
При обработка на профили може да използвате челноцилиндрични и профилни фрези.
Колко могат да бъдат броя на зъбите zn ?
Както вече споменахме, фрезовите инструменти разполагат с различен брой зъби. Колкото повече са зъбите, толкова повече материал може да се обработва в даден момент от времето. Това пряко влияе и на производителността, като я увеличава значително.
Инструментите с по-голям брой зъби обикновено се използват при фрезови машини с голяма мощност. От друга страна, инструментите с по-малък брой зъби са по-подходящи за по-слаби машини.
Експлоатация на фрезовия инструмент
Идва ред на това да уточним как точно да работим с фрезовия инструмент. Чрез правилна грижа и употреба, имате възможност значително да удължите експлоатационния живот на инструментите си.
Първо настройте скоростта на фрезовата машина, за да е подходяща за използвания накрайник. Ако скоростта е по-голяма от тази, която може да понесе инструментът, това ще доведе до високо температурно нагряване и по-бързо износване. Поставете накрайника по надежден начин върху инструментодържача. Той трябва да бъде добре закрепен и подсигурен.
Подсигурете надеждно мазане и охлаждане. Винаги спазвайте инструкциите на производителя за оптималните начини и характеристики на охлаждане. Друг важен момент е повишеното внимание по време на употреба. Избягвайте да докосвате режещия инструмент до менгемето или движещата маса, до болтове и гайки.
При съхранението на различните режещи елементи, обърнете внимание да са разположени по такъв начин, че зъбите им да не се търкат един в друг. По този начин ще предотвратите износване.
