Конические фрезы широко используются в металлообработке, деревообработке и других отраслях промышленности. Этот универсальный инструмент позволяет эффективно обрабатывать сложные поверхности и глубокие карманы. Давайте разберемся в особенностях конструкции, применения и выбора конических фрез.
Общие сведения о конических фрезах
Коническая фреза представляет собой металлорежущий инструмент, имеющий форму усеченного конуса. Режущие кромки расположены по всей боковой поверхности фрезы. Конические фрезы отличаются от цилиндрических тем, что имеют угол конусности - обычно 4-8 градусов.
Конические фрезы классифицируют:
- По материалу изготовления: из быстрорежущей стали; из твердого сплава; алмазные; с напайными твердосплавными пластинами.
- По форме: цельные; со сменными ножами; дисковые.
- По числу зубьев: с 2, 3, 4, 6, 8 зубьями.
- По способу крепления: с цилиндрическим хвостовиком; с коническим хвостовиком; по ГОСТу.
Основными элементами конической фрезы являются: режущая часть, хвостовик, стержневой канал, конус Морзе.
Материалы для изготовления конических фрез
Для производства конических фрез применяются следующие материалы:
- Твердые сплавы.
Наиболее распространенный материал для изготовления конических фрез. Обеспечивает высокую износостойкость и длительный срок службы инструмента. Наиболее популярные марки твердых сплавов для фрез: ВК8, Т15К6, ТК14.
- Быстрорежущие стали.
Применяются для изготовления недорогих фрез. Менее износостойкие по сравнению с твердосплавными. Рекомендуются для черновой обработки и обработки мягких материалов.
- Сверхтвердые материалы.
Фрезы из сверхтвердых материалов (алмаза, кубического нитрида бора) обеспечивают максимальную производительность и стойкость. Применяются для высокоскоростной обработки твердых и хрупких материалов.
Для повышения стойкости применяются специальные износостойкие покрытия на основе титана, тантала, оксида алюминия. Могут увеличить стойкость фрез в 2-10 раз.
Преимущества и недостатки конических фрез
К достоинствам конических фрез можно отнести:
- Высокую жесткость и прочность за счет конструкции.
- Хорошее качество обработанной поверхности.
- Эффективное удаление стружки в процессе резания.
- Возможность обработки узких пазов и канавок.
- Универсальность, возможность обработки различных материалов.
К недостаткам конических фрез относятся:
- Более высокая стоимость по сравнению с цилиндрическими фрезами.
- Сложность изготовления.
По сравнению с цилиндрическими фрезами, конические имеют большую жесткость и меньшую вероятность вибраций. Они эффективнее обрабатывают узкие поверхности и пазы. Но для широких поверхностей удобнее применять цилиндрические фрезы.
В сравнении со сферическими фрезами, конические также обладают большей жесткостью и подходят для чистовой обработки без предварительного фрезерования. Но сферические фрезы проще обрабатывают сложные трехмерные поверхности.
Области применения конических фрез
Конические фрезы нашли применение в следующих областях:
- Обработка легких металлов и сплавов.
Конические фрезы эффективны при фрезеровании алюминия, магния, титана, бериллия. Позволяют получить высокое качество поверхности.
- Фрезерование чугунов и сталей.
Применяются для черновой и чистовой обработки заготовок из конструкционных и инструментальных сталей. Обеспечивают требуемую чистоту и точность.
- Обработка цветных металлов и сплавов.
Используются для обработки меди, латуни, бронзы. Позволяют получить качественную поверхность.
- Фрезерование пластмасс и композитов.
Конические фрезы подходят для обработки пластмасс, карбона, стеклопластиков. Обеспечивают чистоту реза без сколов.
- Применение в деревообработке.
Используются для чистовой и получистовой обработки заготовок из древесины и древесных материалов. Позволяют быстро и качественно обрабатывать сложные профили.
Выбор конических фрез
При выборе конической фрезы необходимо учитывать:
- Материал обрабатываемой заготовки.
- Тип операции - черновая, получистовая, чистовая обработка.
- Мощность и жесткость станка.
- Требуемое качество обработки поверхности.
- Глубину фрезерования.
Для черновой обработки сталей оптимально использовать фрезы из быстрорежущей стали. Для алюминия лучше выбрать фрезу с твердосплавными напайными пластинами.
Чистовые операции на титане эффективнее выполнять фрезами из твердого сплава с износостойким покрытием.
Для глубокого фрезерования необходима более жесткая и надежная конструкция фрезы.
Таким образом, для каждой конкретной задачи подбирается оптимальный вариант конической фрезы.
Режимы резания при работе коническими фрезами
При работе коническими фрезами важно правильно подобрать режимы резания - скорость, подачу, глубину.
- Скорость резания.
Скорость резания выбирается в зависимости от материала заготовки. Для стали рекомендуемая скорость составляет 40-60 м/мин. Для чугуна - 80-100 м/мин. Для алюминия и его сплавов можно увеличить скорость до 100-120 м/мин.
- Подача.
Подача на зуб рассчитывается исходя из мощности станка, обрабатываемого материала, требуемой чистоты поверхности. Для черновых операций она составляет 0,3-0,6 мм/зуб. Для чистовых - 0,08-0,2 мм/зуб.
- Глубина резания.
Глубина резания зависит от общего припуска, жесткости станка и сил резания. Для черновых операций глубина резания составляет 3-5 мм. Для чистовых - 0,5-2 мм.
- Охлаждение.
При обработке металлов необходимо использовать СОЖ - эмульсию или масло. При фрезеровании древесины подходит подача воздуха. Сухое фрезерование допустимо только для алюминия и пластмасс.
Правильный подбор режимов резания обеспечит высокое качество обработки и производительность процесса фрезерования.
Правила эксплуатации конических фрез
Для обеспечения долговечности конических фрез и безопасности процесса резания необходимо соблюдать следующие правила эксплуатации:
- Подготовка фрезы к работе.
Перед установкой фрезу нужно очистить от консервирующей смазки. Проверить целостность и отсутствие сколов, трещин. При необходимости подправить задние углы абразивным кругом.
- Правильная установка и закрепление фрезы.
Фрезу нужно надежно закрепить в патроне или на оправке, исключив биение. Вылет инструмента должен быть минимальным.
- Контроль износа фрезы.
Необходимо периодически проверять состояние режущей части, замерять радиальный и осевой износ. При достижении предельных значений фрезу следует заменить.
- Техника безопасности.
Следует работать в защитных очках, не прикасаться к вращающемуся инструменту. Убирать стружку только после полной остановки фрезы.
- Хранение и транспортировка.
Хранить фрезы нужно в сухом отапливаемом помещении, в упаковке. Фрезу можно переносить только в специальном контейнере.
Соблюдение этих правил позволит продлить срок службы конических фрез.
Заточка и восстановление конических фрез
Своевременная заточка позволяет значительно увеличить ресурс конических фрез. Определить необходимость заточки можно по появлению следующих признаков:
- Увеличение шероховатости обработанной поверхности.
- Появление сколов, выкрашивания режущей кромки.
- Увеличение усилия резания и вибраций.
- Уменьшение точности размеров детали.
Для заточки конических фрез применяют алмазные или эльборовые круги. Процесс заточки многогранных фрез достаточно сложный и требует специального оборудования.
Фрезы с сильными сколами или трещинами рекомендуется восстанавливать методом наплавки с последующей механической обработкой.
При заточке и восстановлении фрез необходимо соблюдать технику безопасности, использовать средства защиты.
Производители конических фрез
Конические фрезы выпускают такие известные производители, как Sandvik Coromant, Walter, Kennametal, Iscar, SECO, Kyocera, Guhring. Рассмотрим особенности продукции некоторых брендов.
- Sandvik Coromant.
Шведская компания, мировой лидер в производстве твердосплавного инструмента. Выпускает высокоточные конические фрезы из инновационных материалов с износостойкими покрытиями.
- Walter.
Немецкая фирма Walter предлагает твердосплавные конические фрезы с механическим креплением и CNC-базированием. Обеспечивают высокую точность и надежность.
- Kennametal.
Американский бренд Kennametal производит конические фрезы из современных твердых сплавов. Отличаются повышенной износостойкостью и долгим сроком службы.
При выборе производителя важно учитывать цену, качество, наличие необходимых технических характеристик и сервиса.
