Фрезерование: обзор популярной технологии обработки металла

Среди профессионалов, занимающихся созданием деталей из металла, широкое распространение получила технология фрезерной обработки

Среди мастеров, профессионально занимающихся созданием деталей из металла, широкое распространение получила технология фрезерной обработки. Ее суть состоит в срезании тонкого слоя материала вращающейся фрезой с зубцами. На современном функциональном станке такая кропотливая операция выполняется предельно аккуратно и точно, а технические характеристики готового образца до мельчайших подробностей соответствуют требованиям эскизов и проектной документации.
 
Правильно подобрав конфигурацию фрезы, и настроив оборудование с учетом специфики выполняемой задачи, оператор качественно обработает металл. Фрезеровать можно и другие твердые материалы – древесину, пластик, акрил, композиты. Поэтому методика востребована в ювелирном деле, архитектуре и дизайне, на мебельных фабриках и предприятиях деревообрабатывающей промышленности.

Назначение технологии

Станки с ЧПУ снижают количество брака в выпускаемых партиях продукции, способствуют оптимизации рабочего времени персонала. Они пригодны для широкого спектра операций. В их числе:

  •  прямая и фигурная резка заготовок
  •  нанесение орнаментов и узоров
  •  шлифовка и полировка
  •  гравировка

Для каждой задачи разработана уникальная фреза – наибольший интерес представляют торцевые, фасонные, зубчатые, цилиндрические модификации. Сменная оснастка позволяет создавать детали без изъянов и дефектов. На поверхности не остаются шероховатости, заусенцы, сохраняется правильная геометрия и форма, не нарушаются размеры, края остаются идеально ровными и гладкими.

Разновидности фрезерных работ

Классифицируют виды фрезерования на несколько групп:

  1.     Торцевое
    Суть метода состоит в придании детали заданной формы с применением торцевой фрезы. Сменная оснастка данного типа лучшим образом подходит для вырезания в материале канавок, окошек, подсечек, сквозных «колодцев», карманов. Можно также произвести обратное фрезерование торцов из внутренней части разнообразных заготовок. Грамотно срезанные торцы упрощают дальнейший монтаж детали, служат для обеспечения передачи сжимающих усилий.
  2.     Концевое
    Фрезы такого плана используются мастерами для формирования уступа в плоскости горизонтальной или вертикальной формы.
  3.     Фасонное
    Детали нестандартной формы создают по технологии фасонного фрезерования.

Также есть и другие методики – зубчатое, цилиндрическое фрезерование и пр. Они характеризуются функциональностью, точностью, практичностью.

Используемое в цехах оборудование

Для горизонтального и вертикального фрезерования, а также для обработки деталей под углом, разработаны специальные станки. Они могут быть лазерными или механическими. Если режущий элемент перемещается совместно с изделием, то речь идет о попутном типе обработки. Когда изделие движется навстречу резцу – идет встречная обработка.

Все модели оборудования с ЧПУ, установленные в современных цехах, обладают рядом общих качеств:

  1. Автоматизация
    Большинство процессов удается полностью автоматизировать. Это снижает вероятность человеческой ошибки, позволяет собственникам бизнеса оптимизировать рабочий процесс в цехах. Руководствуясь прописанным в управляющем программном обеспечении алгоритмом, станок самостоятельно меняет число оборотов и направление движения шпинделя, перемещает рабочие органы, подбирает фрезы. Оператору лишь остается снимать и ставить заготовки, периодически проверять их геометрические размеры, устанавливать контроль над качеством. Такая работа требует высокой квалификации от специалиста, поэтому требования к сотрудникам с внедрением автоматизации производства не становятся сниженными. Напротив, к работе допускаются исключительно сертифицированные кадры, прошедшие обучение.
  2.  Точность
    Сотни и тысячи единиц продукции выпускаются с 100% идентичностью и сохранением заданных параметров. Отклонение от размеров и образование дефектов исключается за счет своевременной замены поврежденных и изношенных фрез на станках. В управляющей программе для каждой сменной оснастки задается так называемый «ноль инструмента». Агрегат без участия человека позиционирует его относительно заготовки, поэтому оператору не обязательно постоянно находиться в предельно высокой концентрации внимания, и обладать хорошим зрением.
  3.  Гибкость производственных процессов
    Один и тот же станок задействуют в различных производственных процессах. Чтобы сменить его функционал, достаточно просто установить новую управляющую программу. Вручную перенастраивать оборудование не придется, что в значительное мере сэкономит силы и время сотрудников.
  4.  Производительность
    Скорость обработки металлических изделий достигает рекордных отметок. Производительные станки с ЧПУ исключают риск простоя на протяжении рабочего дня, дают возможность просчитать достоверное время обработки, и при необходимости увеличить загрузку оборудования.
  5.  Оптимизация ресурса режущей оснастки
    Как правило, фрезерная обработка деталей сопровождается случайным или намеренным увеличением скорости подачи. В результате происходит разрушение режущего инструмента. Наблюдается отслоение режущей кромки, иногда отлетают напайки, а сама фреза врезается в стол или закрепленную заготовку. Когда задействован станок с ЧПУ, такие риски отсутствуют.

Как видно, приобретение станков полностью оправдано. Несмотря на необходимость вложения инвестиций, приобретение оборудования экономически обосновано.

Основные технологические этапы: обзор

Технологический процесс фрезеровки включает в себя несколько последовательных этапов. Мастера строго придерживаются требований и предписаний методики, поэтому действуют по такому алгоритму:

  •  со стороны поверхности, которая подвергается обработке, изделие аккуратно подводят к вращающемуся фрезеру
  •  стол отводят, и отключают шпиндель для того, чтобы рабочая оснастка перестала вращаться
  •  выполняют настройку режимов работы (выставляют основные параметры, регулируют глубину прорезания материала)
  •  выполняют запуск шпинделя
  •  размещенное на столе изделие вместе с ним подходят к движущейся фрезе и осуществляют стыковку

При использовании каждого типа фрезы учитываются определенные нюансы:

  •  оптимальный диаметр цилиндрической фрезы подбирается с учетом ширины и толщины резания детали, а ее длина должна на 10-15 миллиметров превышать длину изделия
  •  торцевая фреза генерирует незначительное количество шума, поскольку предполагает надежную и жесткую фиксацию обрабатываемой детали
  •  совместное применение нескольких фрез делает возможным одновременное выполнение сразу нескольких резов, а также исключает появление ударов при работе

Инновационные методики, получившие распространение во многих отраслях промышленности и народного хозяйства, позволяют мастерам проводить обработку деталей на токарно-фрезерных станках с минимально возможным процентом отбраковок. Готовые детали проходят строгий контроль качества, не предполагают возникновения сложностей при организации сбыта на рынке.

Оборудование отлично справляется с нестандартными задачами – шлифует материалы повышенной твердости, способствует сохранению заданной геометрической формы каждого элемента. Управление, осуществляемое на цифровом компьютере, позволяет задать все текущие параметры для точного выполнения операций. Есть опция расчета и создания трехмерных моделей прямо на станке.

Развитие современных технологий дало толчок для повсеместного распространения фрезерной обработки. Методика пригодна для воздействия на заготовки из различных металлов. Это может быть алюминиевый сплав, сортовая сталь, титан. Вне зависимости от характеристики материала, методом фрезерования делают ювелирные изделия, эксклюзивные товары и продукты специального назначения. Станки с ЧПУ выполняют точнейшую лазерную фрезеровку самых сложных заготовок.