Как выбрать фрезу по металлу
Фрезы по металлу для дрели: виды, конструкция, правила выбора
Обработка изделий, изготовленных из металла, требует применения специального инструмента и соответствующего металлорежущего оборудования, приобретать которое для использования в домашних условиях и для небольших мастерских не всегда целесообразно. Между тем выполнить такую обработку, не используя для этого дорогостоящее оборудование, вполне возможно, и помочь в этом может фреза по металлу для дрели.
Используемые с дрелью фрезы по металлу бывают различной формой рабочей части
Установив такую насадку на обычную электрическую дрель, вы получите в свое распоряжение ручной фрезерный станок, при помощи которого можно проводить несложные технологические операции по обработке металлических изделий. Чтобы обеспечить эффективность использования такого ручного фрезера, для его комплектации следует использовать только качественные металлорежущие инструменты.
Обрабатываемые материалы
Фрезы, устанавливаемые на электрические дрели, предназначены для работы с изделиями из древесины или металла. Фрезы для работ по металлу, используемые в качестве насадок для дрели, отличаются более жесткой конструкцией. Их простейшими моделями, работающими в комплекте с электрическими дрелями, являются шарошка и зенковка, при помощи которых выполняют расточку отверстий и черновую обработку изделий из металла.
Используя дрель в паре с фрезой по металлу можно расточить отверстие или сформировать гнездо
Шарошка представляет собой обдирочную фрезу, при помощи которой с обрабатываемого металлического изделия снимается поверхностный слой. Используя зенковку, конструкция которой схожа с конструкцией обычной фрезы, можно не только выполнять грубую обработку отверстий, но и формировать на поверхности металлического изделия углубления требуемой формы.
Разновидности фрез по металлу для дрели
В комплекте с электрическими дрелями сегодня используются различные типы фрез по металлу:
Наиболее популярными фрезами по металлу, которые применяются для комплектации дрели, являются инструменты торцевого типа с вертикальной осью вращения. С их помощью обрабатывают плоские поверхности, снимая слой металла требуемой толщины.
Фрезы с насечкой различного типа
Дисковая фреза, режущие зубья которой могут располагаться не только на ее боковой части, но и на торце, применяется для формирования на поверхности обрабатываемого изделия различных канавок и пазов.
Режущие кромки фрезы цилиндрического типа, которая используется для обработки плоских участков изделий из металла, располагаются на ее боковой части. По форме расположения режущие кромки могут быть прямыми или винтовыми. Более плавную и аккуратную обработку обеспечивают цилиндрические фрезы с винтовыми зубьями. Ось вращения таких фрез в процессе работы располагают в горизонтальной плоскости.
Фрезы цилиндрической формы могут быть с торцевыми резцами или без них
Концевая фреза по металлу, используемая для комплектации дрели, – это инструмент, при помощи которого обрабатываются глубокие пазы, уступы, контурные выемки, взаимно перпендикулярные плоскости. При выполнении таких операций задействуются как главные режущие кромки, расположенные на боковой части фрезы, так и вспомогательные на ее торце.
Фасонные фрезы, как следует из их названия, используются для обработки фасонных поверхностей. Поскольку фасонные изделия небольшой длины производятся преимущественно методом протягивания, то инструменты данного типа применяются для изделий, отличающихся значительным соотношением длины к ширине.
Фасонные фрезы для дрели
Угловые фрезы имеют более сложную конструкцию. Они используются для обработки наклонных плоскостей и угловых пазов. По своему конструктивному исполнению фрезы данного типа могут быть одно- и двухугловыми. Режущие кромки первых располагаются на их боковой конической части и на торце, вторых – на двух смежных конических поверхностях.
Реже всего из всех перечисленных выше разновидностей фрез по металлу для дрелей используются угловые и фасонные.
Конструкция инструментов
Каждый из типов фрез по металлу для дрели, описанных выше, отличается особенностями конструктивного исполнения. Большим разнообразием с этой точки зрения обладают фрезы концевого типа, однако инструменты других категорий тоже выпускаются с режущими зубьями различной формы и конструкции.
Это основные элементы конструкции фрезы по металлу, за счет характеристик которых и обеспечивается ее способность выполнять обработку металлических изделий. По конфигурации режущих зубьев фрезы могут быть остроконечными и затылованными. Фрезы, зубья которых сформированы плоскими передней и задней поверхностями (остроконечные), имеют один большой недостаток: их переточка выполняется по задней поверхности, что приводит к изменению геометрических параметров зуба. По этой причине фрезы с остроконечными зубьями не могут часто подвергаться такой процедуре.
Слева фрезы с крупными зубьями для грубой обработки мягких металлов. Справа фрезы с мелкой насечкой для тонкого снятия заусенцев с твердых металлических поверхностей
У фрез затылованного типа плоской является только передняя поверхность режущих зубьев, по которой и выполняется переточка. Благодаря такой конструктивной особенности фрезы данного типа можно перетачивать неоднократно, не переживая за то, что их геометрические параметры изменятся в процессе выполнения такой процедуры.
Цельные и сборные инструменты
Фрезы по металлу, используемые для комплектации электрической дрели, могут производиться в цельном или сборном варианте. В первом случае их делают из одной металлической заготовки. Соответственно, их тело и режущая часть выполнены из стали одной марки. Такой подход к изготовлению фрез позволяет снизить их себестоимость, но отражается на их эксплуатационных характеристиках.
На стержни этих фрез можно закрепить шаровидные или сферические головки
Тело сборной фрезы выполняется из недорогих марок стали, а в качестве режущих элементов используются твердосплавные пластины, которые фиксируются на корпусе при помощи пайки. Несмотря на то, что стоимость сборных фрез выше, чем цельных, их приобретение является оправданным шагом во многих ситуациях, так как они отличаются более длительным эксплуатационным сроком и позволяют выполнять обработку с более высокой производительностью и точностью.
Какой инструмент предпочесть
Сегодня приобрести фрезы по металлу, используемые для комплектации электрической дрели, не представляет особых проблем. Большой выбор предлагают специализированные офлайн- и интернет-магазины. Цена инструмента зависит как от его типа и конструктивного исполнения, так и от торговой марки.
Фрезы в наборах обходятся дешевле в пересчете за каждую единицу, но профессиональный инструмент чаще продается поштучно и стоит намного дороже
Выбирая фрезу по металлу для ее использования в комплекте с дрелью, лучше отдавать предпочтение продукции проверенных производителей, которая прослужит вам дольше и обеспечит высокую эффективность выполняемой обработки. Стоит отдавать предпочтение инструментам от следующих производителей:
Как правильно выбрать фрезу по металлу
Чтобы выбрать фрезу по металлу для комплектации электрической дрели, следует обращать внимание на такие параметры, как:
Следует иметь в виду, что электрическая дрель, на которую будет устанавливаться такая фреза, относится к оборудованию ручного типа, поэтому не следует выбирать инструмент для полуавтоматических и автоматических станков.
Формы твердосплавных фрез по металлу для дрели
В том случае, если вам надо приобрести для дрели фрезу сборного типа, следует обращать внимание еще и на то, насколько качественно выполнено крепление режущей части. Режущие пластинки, которые крепятся преимущественно методом пайки, должны плотно прилегать к телу инструмента, в противном случае они могут вылететь в процессе выполнения обработки.
Каждая фреза предназначается для обработки поверхностей определенной конфигурации
От материала, из которого выполнена фреза, зависит как ее долговечность, так и качество и производительность обработки. Для выполнения с помощью дрели разовых фрезерных работ, к качеству которых не предъявляется высоких требований, можно выбирать цельный инструмент, выполненный из стали одной марки. Если же фрезой придется пользоваться часто, при этом надо получать изделия высокого качества, лучше отдать предпочтение более дорогостоящим инструментам, режущая часть которых изготовлена из твердосплавных пластин.
Самодельные фрезы-шарошки, изготовленные из высоких каленых гаек и приваренных к ним шаров от подшипников
Многие домашние мастера, желающие сэкономить на фрезах по металлу для дрели, изготавливают их из подручных средств. Конечно, качественного результата с помощью такого самодельного инструмента добиться трудно, но справиться с элементарными задачами он вполне способен. Для его изготовления подходят следующие подручные средства:
Классификация, виды и критерии выбора фрез по металлу для фрезерного станка
Фрезы по металлу применяют для высокопроизводительной грубой обдирки заготовок и финишной доводки с высокой точностью и чистотой поверхности. Многолезвийный инструмент классифицируется по нескольким параметрам. Его форма зависит от технологической операции, которую он выполняет.
Основные принципы классификации инструмента
Фрезы – многолезвийный режущий инструмент, обрабатывающий детали при вращении вокруг своей оси. На фрезерных станках выполняется большой объем различных операций. Под каждый вид свой инструмент.
Фрезы классифицируют по нескольким признакам:
Независимо от конструкции, инструмент имеет рабочую часть, хвостовик, закрепляющийся в шпинделе или цанге и шейку – зауженный участок между ними.
Материал изготовления
Режущие кромки фрез изготавливают из инструментальных сталей:
Обработка заготовок из отожженных и нормализованных сталей – мягких и средней твердости, используют инструмент с рабочей частью из металла марки У12А, 9ХС, ХГ, ХВГ и ХВ5. Режим работы на малых подачах. Для обработки на ускоренной подаче, используют фрезы из Ст Р18 или заменяют их менее износостойкими из Ст Р9.
Высоколегированные, жаропрочные и нержавеющие стали обрабатывают фрезами из быстрорежущих сталей Р9К10 – основной легирующий элемент кобальт и Р18Ф2 с добавлением ванадия.
После закалки финишная обработка поверхности производится сборными фрезами с пластинами:
Пластины маркируются вольфрамовые ВК6, ВК8, титановольфрамовые ТК10, Т30К6.
Направление обработки
Направление вращения фрезы при обработке устанавливается:
Вид заточки
По передней поверхности затачиваются зубья с перпендикулярным расположением кромки относительно контура – впадины, у которых угол ɣ равен 0. Наклонный зуб с углом ɣ ˃ 0, затачивается по затыловочной поверхности.
Фасонные, торцевые и другие инструменты для обработки одновременно в 2 и более плоскостях, имеют несколько линий режущих кромок. Они затачиваются по контуру. Точность контура гарантирует применение шаблона или использование заточного оборудования с ЧПУ или специальной программой.
Конструкция
Конструкция инструмента зависит от его размеров и типа:
Цельные изготавливаются из одного куска инструментальной стали. К ним относится инструмент небольших размеров для обработки металла средней твердости. Сборные фрезы имеют корпус с легированной стали и приваренный к нему хвостовик с конусом. Зуб крепится механически. У составных фрез режущие пластины вставляются в пазы, и привариваются или припаиваются к корпусу.
Местонахождение режущих кромок
Расположение режущих кромок зависит от назначения и конфигурации инструмента:
Для фрезеровки по плоскости, отрезки и вырезки канавок достаточно иметь одну кромку. Вырезка прямых и фигурных пазов, зубьев и других сложных элементов производится одновременно по нескольким поверхностям.
Какие бывают?
Фрезерный станок по металлу – универсальное оборудование, на котором производится большое количество разнообразных операций.
Дисковые
У дисковых пил диаметр превышает толщину в несколько раз. Они изготавливаются цельными из инструментальной стали, предварительно прошедшей упрочнение ковкой и нормализацию. По назначению делятся:
Отрезные дисковые фрезы диаметром от 1200 мм используются для резки горячего металла на прокатных станах, квадрат сечением 200×200 и больше. Малыми дисковыми пилами 200–400 мм раскраивают холодные заготовки на фрезерных и отрезных станках. Прорезные фрезы имеют прямой зуб, с контуром, обратным по форме прорезаемой канавки.
Торцевые
Инструмент предназначен для предварительной обработки заготовки. Высокую производительность обеспечивает наличие 2 режущих кромок:
Большая часть фрез сборные. Пластины крепятся болтами. Во время снятия большой толщины металла, стружка снимается одновременно по 2 плоскостями.
Цилиндрические
Угловые
Режущие кромки угловых фрез представляют собой усеченный конус с широким основание и вершиной в сторону хвостовика. Применяются для снятия фасок и обработки краев. Режущая кромка располагается по боковой поверхности. Могут быть цельными и сборными.
Концевые
Концевые фрезы имеют цилиндрическую форму с основной режущей плоскостью по торцу и вспомогательными боковыми. Используются для зачистки поверхности в выборках и пазах.
Фасонные
Червячные
Червячные фрезы составные по конструкции, предназначены для нарезки зубчатых колес, шестерен. На цилиндрическом корпусе рядами по спирали расположены фигурные пластины. Форма пластины повторяет выемку между зубьями детали. Исполнение левое и правое, в зависимости от наклона зуба детали.
Кольцевые
Трехсторонние
Пазовые
Для вырезки пазов применяют фрезы с обратной формой выборки. Модели цельные или с приваренным хвостовиком.
Отрезные
Тонкие дисковые пилы с острозаточенным зубом. Производят раскрой и подрезку торцов с минимальным расходом металла в стружку.
Концевые и угловые
Концевые и угловые модели имеют режущую кромку под углом 45⁰ и заточены по торцу. Предназначены для обработки торцов, снятия фасок, создания фигурных поверхностей.
Монолитные
Монолитные фрезы изготавливаются из цельного куска инструментальной стали. Предназначены для обработки заготовок средней твердости. Режущие кромки по радиусу и торцу.
С напаянными коронками
Обработка твердосплавных и закаленных деталей затруднена, деталь тверже инструментальной стали. Для мелких изделий из высоколегированных сталей применяется особо твердый алмазный инструмент. На составные фрезы напаиваются режущие пластины – коронки ВК и ТК, чтобы обработать детали размером более 200 мм.
Под Т-образные выемки
Фрезеровка сквозных Т-образных пазов и выемок производится сборной фрезой с 2 цилиндрическими поверхностями. Режущие кромки располагаются по бокам и по торцам нижней широкой части инструмента. Радиус фрезы соответствует ширине паза.
Шпоночные
Паз под шпонку выполняется цельной фрезой, у которой заточены боковые режущие кромки точно в размер ширины выборки и торец. В начале работы фреза используется как сверло, углубляется на нужную глубину. Затем поступательным движением вращающегося инструмента выбирается паз нужной ширины и формы. Срезается металл с боков и одновременно зачищается дно.
Конические
Конические фрезы могут быть цельными и наборными. Угол наклона режущей кромки положительный с вершиной конуса в сторону хвостовика, отрицательный, при обратной направленности.
Сферические
Как правильно подобрать нужный тип?
Фрезы подбираются в зависимости от технологической операции, которую надо выполнить:
Основной характеристикой инструмента является его размер и допуск.
Особенности выбора для станков с ЧПУ
На станках с ЧПУ производится предварительная и чистовая обработка деталей. Инструмент используется с коническим хвостовиком, типа:
Фрезы должны быстро меняться и выставляться в шпинделе с большой точностью. Фрезы по металлу отличаются размерами, от инструмента сечением в 2–3 мм, до огромных специальных конструкций, имеющих 600–800 мм в диаметре.
Они представлены большим количеством видов, позволяют изготавливать детали сложной формы. Необходимо правильно подобрать соответствующий инструмент, для создания элемента нужной конфигурации и размера.
Фреза по металлу: принцип работы, виды и выбор инструмента
Фреза является разновидностью режущих инструментов. Она изготавливается в форме блина, а на её торцевой части располагаются зубцы. Применяется она для создания канавок определённой толщины и глубины, а также для отпиливания заготовок из стальных сплавов и чёрных металлов.
Устройство и принцип работы инструмента
Металл обрабатывается благодаря множеству лезвий, которые располагаются на зубчатом теле фрезы. При вращении инструмента происходит фрезерование, во время которого одновременно несколько зубцов контактируют с материалом, срезая слои различной толщины.
Изготавливаются рабочие зубцы из твёрдых металлов, быстрорежущей стали, кардной проволоки или минеральной керамики. В некоторых случаях фрезу делают с алмазным напылением.
В зависимости от вида зубцов и устройства оборудования различают такие типы фрез:
Цельное приспособление состоит из единого металла. Основными их частями являются рабочий участок (у концевых) или тело дисковой формы (у насадочных) и корпус-хвостовик.
К типу насадочному относят отрезные и дисковые инструменты. Они, в свою очередь, могут быть сварными или цельными. У сварных инструментов хвостовик и рабочая часть изготавливаются из различных металлов и друг к другу крепятся при помощи сварки.
Сборное оборудование тоже изготавливается из нескольких металлов (чаще всего двух), но они не намертво прикреплены друг к другу. Их части фиксируются при помощи болтов, винтов или клиньев. Основной частью сборных фрез является корпус, а вот резцы можно точить или заменять. Резцы чаще всего выполнены с твердосплавными напайками или из быстрорежущей стали.
Разновидности
Определённый вид фрезы предусмотрен для отдельной работы. Они подразделяются на следующие виды:
К самой применяемой и широко распространённой группе относят отрезные и дисковые фрезы, на рассмотрении которых мы и остановимся.
Дисковая фреза
Этот тип оборудования является одним из самых производительных, он используется для выполнения уступов, отрезания заготовки, выделки разных выемок, канавок и пазов. У их зубцов на концах имеются дополнительные рабочие кромки, диаметр которых сильно превышает длину самого инструмента.
Этот тип фрезы был создан для работы с металлом в более сложных условиях, с зажатием и вибрацией. Вибрация может быть связана с маленькой жёсткостью тела оборудования или плохого отхода стружки из рабочей зоны.
Фреза по металлу дисковая делится на следующие разновидности:
В пазовых дисковых фрезах имеются режущие зубцы только по внешней цилиндрической поверхности. Для фрезерования мелких канавок они очень удобны. У двухсторонних имеются и поверхностные, и торцовые зубья. У трёхстороннего оборудования зубцы покрывают поверхности и два торца, с их помощью можно одновременно обрабатывать несколько перпендикулярных плоскостей в уступах или пазах.
Чтобы на заготовках выполнять шпицы и узкие канавки, используют топкие дисковые инструменты, их ещё называют «пила». Фаски у них на торцах затачивают поочерёдно. В основном фаской снимается 50% рабочей кромки. Именно по этой причине слой металла, который срезается зубцами, меньше ширины будущей канавки. Подобная конструкция оборудования предусматривает промежутки между зубцами для стружки, которая за счёт этого легче выводится. Если ширина реза будет такой же, как у канавки, то стружка зацепится за стенки и застрянет, что может вызвать поломку режущей поверхности.
Отрезные фрезы
Фреза отрезная является разновидностью дисковой. Созданы они для деления целой заготовки на части и отрезания фрагментов болванок. Рабочих острых кромок на торцах нет, так как они размещены по периферии. По размерам зубьев различают такие типы отрезных фрез:
Многие отрезные фрезы относятся к классу «В» по точности и имеют толщину больше 1 мм. Инструменты со средними и малыми зубцами применяются для фрезерования чугуна и стали, а с большими — для лёгких и мягких металлов.
Нюансы подбора оборудования
Выбрать для себя подходящий инструмент несложно, необходимо лишь знать характеристики и параметры оборудования. К таким параметрам относят число зубьев и материал, из которого выполнено изделие. Ключевым моментом для выбора материал изделия является прочность металла, который вы собираетесь резать.
Требуемое число зубьев
От того, какое количество зубьев у инструмента, зависит скорость обработки и чистота среза. Чем больше их количество, тем место спила будет чище. Но при этом сильно возрастает нагрузка на электромотор, процесс отвода из места распила стружки ухудшается. А из-за этих причин падает скорость вхождения в толщину металла и вращения инструмента. Если количество зубцов небольшое, то между ними увеличивается размер пазух. Эти факторы ускоряют распилку и облегчают вывод стружки. Но на торцах останутся бороздки, которые дополнительно следует зачищать.
Больше зубцов делают отрезным фрезам с отрицательным значением угла и габаритным поперечником. Меньшее число зубьев будет у устройства с положительным значением угла и небольшим поперечником.
Малое число зубов колеблется в пределах 10−40 штук, среднее — 40−80, а большое — 80−90. Именно образцы со средним числом зубьев подходят для различных видов распила. Именно такие образцы наиболее эффективны для работы по материалам разной твёрдости.
Для чистового фрезерования применяют режущие дисковые инструменты с мелкими зубцами, а для первичного — с крупными. Диски, предназначенные для черновой работы, отличаются беспрепятственным и быстрым отводом излишков стружки из глубоких зон распила.
Как подобрать материал
Для резки металлов с прочностью от 500 до 800 МПа применяются фрезы из быстрорежущей стали с добавлением молибдена, количество которого составляет примерно 5%. Для работы с металлами, прочность которых превышает 800 МПа, выбирают инструмент с содержанием кобальта до 5%. Для работы с драгоценными металлами изготавливают высокоточные фрезы из быстрорежущей стали наилучшего качества.
Для обработки нержавеющей стали применяются дисковые инструменты с напайками из карбида вольфрама. Такие зубцы не перетачивают, они покрыты слоем PVD.
Правила хранения и испытания
Проверка дисковых отрезных фрез на работоспособность и стойкость происходит на образцах, которые изготовлены из стали 45, со скоростью резания 20−100 метров за минуту. Проводятся испытания на фрезерных станках с применением спецоправки и правочных колец. Общая длина фрезерования каждого инструмента, который подвергается проверке по металлу, составляет 25−50 см.
Проверочную обработку производят с обязательной подачей охлаждающей жидкости, водного раствора эмульсола. После того как испытание будет завершено, явления окрашивания на режущих частях отрезных дисковых фрез должны отсутствовать. Если после тестирования фреза готова к дальнейшей эксплуатации, считается, что испытание на работоспособность она прошла.
Внешний вид оборудования анализируется, согласно ГОСТу, визуально. Осуществляется осмотр с помощью лупы с четырёхкратным увеличением. Твёрдость проверяется по стандарту 9013, а шероховатость — 9378.
Особенности стали для изготовления фрез
Оборудование выполняют из быстрорежущих сплавов, к которым относятся высоколегированные марки стали с повышенной теплостойкостью. Подобная отличительная черта достигается введением в сплав молибдена, хрома и ванадия в сочетании с вольфрамом. Для производства отрезных фрез в основном берут сталь таких марок: Р6М5, Р12, Р18.
На заводы для изготовления режущего инструмента сплавы поступают в виде стальных заготовок (в поковках).
Когда фрезы подвергают нагреву под закалку, в сплаве начинает формироваться аустенит. Он содержит относительно небольшое количество углерода и активно легируется. Режущий инструмент получает особую структуру после закалки и состоит из мартенсита с меленькими иглами, различных карбидов и остаточного аустенита.
Основными легирующими добавками для быстрорежущих сталей служат ванадий, вольфрам, молибден и кобальт. Именно эти элементы способны обеспечить нужную красностойкость материала. В подобные сплавы обязательно добавляют хром. Особое внимание уделяется количеству в стали углерода: его число должно быть таким, чтобы в сплаве могли сформироваться карбиды вводимых добавок. Если количество углерода будет меньше 0,7%, то готовая фреза не будет иметь нужную твёрдость.
Как на свойства сплавов влияют легирующие элементы:
Чаще всего инструмент изготавливают из стали марки Р6М5. Её стоимость ниже, но и фреза получается менее износостойкой, чем из материалов марок Р18 и р12.
Максимальная износостойкость у сплава Р18: в нём наибольшее количество вольфрама, отсюда и высокая стоимость. А по показателям теплостойкости лучшим считается инструмент, изготовленный из стали Р12.
Методы повышения износостойкости
Высокие эксплуатационные характеристики гарантирует качественная термическая обработка оборудования. Фрезу могут подвергать различным вариантам закалки, которые увеличивают их износостойкость. Выполняется закалка следующими методиками:
При термообработке нагрев производят:
Фрезы необходимы для обработки металлических изделий и прорезывания в них канавок и прочих отверстий, именно поэтому правильно подойдите к её выбору. Учтите все нюансы последующего процесса обработки и тип металла, с которым вы собираетесь работать.