Концевая фреза — один из самых универсальных режущих инструментов в металлообработке и машиностроении. Это круглый инструмент с режущими кромками по торцу и/или по боковой поверхности, который устанавливают в шпиндель фрезерного или универсального ЧПУ-станка и используют для снятия металла, получения пазов, контурной обработки, финишной обработки и многого другого. По сути фреза концевая — «рабочая лошадка» любого участка фрезерной обработки: от прототипной мастерской до крупного серийного производства.
Конструктивная суть и ключевые параметры
Главные элементы концевой фрезы — хвостовик (для зажима в патроне или цанги), рабочая часть с зубьями и режущими канавками, а также возможное покрытие. При выборе важно учитывать диаметр, длину рабочей части, количество зубьев, угол спирали и материал исполнения. Эти параметры напрямую влияют на чистоту поверхности, скорость съёма металла и ресурс инструмента.
Виды по форме и назначению
Существует несколько базовых типов концевых фрез, каждый — для своей задачи. Спиральные (право- и левозакрученные) универсальны: применяются для общего фрезерования. Сферические (ball-nose) идеальны для 3D-финиша и обработки сложных поверхностей в штамповке и литье. Торцевые или фрезы с торцевой режущей кромкой применяются при обработке плоскостей и пазов. Черновые («roughing») имеют зубья с большим шагом и позволяю быстро снимать металл с минимальной вибрацией; чистовые (finishing) — для получения гладкой поверхности. Есть также фасонные, угловые, конусные, удлинённые (long-reach) и т.д. — выбор зависит от геометрии детали и технологической задачи.
По материалу и покрытию
Материал фрезы определяет её ресурс и сферу применения. HSS (быстрорежущая сталь) — дешёвая и ударопрочная, но уступает по износу твердосплавным инструментам (carbide). Твердосплавные фрезы из вольфрамового сплава выдерживают высокие обороты и агрессивные режимы резания. Для повышения ресурса и термостойкости применяют покрытия PVD/CVD — TiN, TiAlN, AlTiN и др.; они уменьшают трение, защищают от термического износа и расширяют диапазон применяемых материалов.
Геометрия зуба и режимы резания
Количество зубьев влияет на подачу и чистоту поверхности: меньше зубьев — больше съём на зуб и лучше для мягких материалов; больше зубьев — лучше для финиша и жёстких материалов. Угол спирали (helix) влияет на направление стружкоудаления и уровень вибраций: высокий угол даёт плавный ход и хорошую поверхность, низкий — большую жёсткость при грубом съёме. Подбор оборотов, подачи и глубины резания должен учитывать твёрдость заготовки, тип фрезы и состояние станка.
Области применения
Концевые фрезы используются повсеместно: в машиностроении для обработки корпусов и валов, в авиастроении для сложных 3D-поверхностей, в автомобилестроении для пазов и пазовых сопряжений, в производстве штампов и пресс-форм — для контурной и финишной обработки, в изготовлении медицинских имплантов, ювелирных изделий и прототипировании. В деревообработке и пластиках применяют специфические фрезы с иной геометрией, оптимизированной под мягкие материалы.
Практические советы
Правильный выбор фрезы экономит время и деньги. Для алюминия лучше использовать твердосплавные фрезы с отрицательным углом и больше зубьев; для нержавейки — фрезы с высоким содержанием кобальта и покрытием, выдерживающим температуру. Всегда контролируйте люфты и баланс станка при работе на высоких оборотах, используйте охлаждение и чистку канавок для вывода стружки, особенно при глубокой и продолжительной нарезке. Храните фрезы в защитных кассетах, чтобы не повредить режущие кромки.
Концевая фреза — ключевой инструмент современной обработки, обладающий массой вариаций и настроек. Правильный выбор типа, материала, покрытия и режимов резания превращает его в мощный инструмент повышения точности, производительности и экономичности производства. Независимо от масштаба задачи — от единичного прототипа до поточного производства — грамотная фрезеровка начинается с понимания, какая концевая фреза нужна именно вам.