Концевые фрезы для ЧПУ станков

Концевые фрезы - это режущие инструменты с наиболее востребованной и в то же время, наиболее универсальной конструкцией. Их режущие элементы расположены на боковых сторонах рабочей части, а иногда и на торце, для обеспечения возможности вертикального входа в материал и последующей боковой обработки заготовок.

Как и у многих других инструментов, хвостовик концевой фрезы предназначен для ее фиксации в патроне оборудования (станка или ручного электроинструмента). Собственно наличие хвостовика и отличает концевые фрезы от другой группы – насадных фрез, в которых режущие элементы расположены на дисках или цилиндрах, устанавливаемых непосредственно на ось рабочего привода.

Форма хвостовика согласуется с оборудованием, на котором работает фреза. Наиболее популярные виды хвостовиков: цилиндрический (бывает гладкий, с лысками или с резьбой), конус Морзе и конус HSK (Hohl Shaft Kegel - полый конический хвостовик). Последние используются для систем автоматической смены инструмента.

Прочность, а точнее - твердость режущих элементов концевых фрез определяет возможность их работы с различными материалами. Например, для обработки чугуна или нержавеющей стали требуется  наиболее высокая твердость, нежели для обработки дерева или пластика.

Современным и наиболее технологичным материалом для изготовления монолитных (цельных) режущих инструментов является твердый сплав. Технология высокотемпературного спекания порошковой смеси металлов под сверхвысоким давлением позволяет получать недорогие и в то же время уникальные по механической прочности и термостойкости инструментальные материалы. В последующем из них изготавливаются высокотехнологичные режущие инструменты, в том числе и твердосплавные концевые фрезы для ЧПУ станков.

Такие инструменты работают в широком диапазоне твердости обрабатываемых материалов - от мягких пород дерева до чугуна. Здесь важным требованием является плавность рабочего хода фрезы с исключением ударных нагрузок. Твердый сплав, в отличие от быстрорежущей стали отличается "хрупкостью". Он придает режущим инструментам высокую механическую прочность, но меньшую стойкость при изгибающих нагрузках. Тем не менее, это широко распространенный, износостойкий инструментальный материал.

Сегодня при изготовлении концевых фрез широко применяются еще две технологии:

- вакуумная напайка отдельных режущих сегментов на режущие зубья. Так можно получить фрезы со сложной геометрией и значительными геометрическими размерами.

- сменные ножи – экономичное восстановление режущих свойств инструментов благодаря замене режущих элементов на корпусе.

По геометрии рабочей поверхности концевые фрезы можно разделить на такие группы:

- торцевые;

- шпоночные;

- радиусные;

- Т-образные;

- профильные.

Это достаточно условное деление, поскольку почти все фрезы с хвостовиком это концевые фрезы и их классификация может иметь разную степень детализации.

Классифицируются они и по конструкции – стандартные и удлиненные, и по наличию подшипников (верхний, нижний или оба), и по количеству режущих кромок: однозаходные и многозаходные. Например, наиболее распространенные спиральные фрезы имеют до 4-х спиральных ножей. Но и для прямых и для спиральных конструкций режущей части, при необходимости это значение может быть существенно большим, например, для сгибочных фрез по стали – 16 и более ножей.

Монолитные концевые фрезы по металлу дополнительно могут иметь защитное покрытие. Широко распространено, так называемое "Алтинное" (AlTiN) покрытие, обладающее высокой твердостью. Слой этого материала микронной толщины способен значительно – до 25% увеличить рабочий ресурс фрезы.

Необходимо упомянуть и о системе государственных стандартов для концевых фрез. Основные требования изложены в ГОСТ 17024-82 "Фрезы концевые. Технические условия".

Кроме того, на специализированные виды концевых фрез действует своя группа ГОСТов, определяющая требования к их конструкциям, материалам и характеристикам. Отдельно выпущены Технические условия, например для концевых фрез, используемых на фрезерных станках с ЧПУ.