Что такое фрезерование металла


Фрезерная обработка металла: назначение, классификация, этапы

Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.

Назначение фрезерной обработки

При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.

Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.

Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.

Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.

 

Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.

Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

  • Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
  • Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
  • Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
  • Зубчатое.
  • Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Технологические этапы процесса

Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:

  • Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
  • Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
  • После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
  • Запускают шпиндель.
  • Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.

Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на токарно-фрезерных станках, оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.

Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.

Что такое фрезерование металла? (с иллюстрациями)

Фрезерование металла - это подкатегория процесса обработки металла, включающая в себя формовку и резку. и штамповка металлических деталей на фрезерном станке. Раньше оборудование фрезерных станков по металлу управлялось вручную, но новейшие технологии фрезерования металлов часто полагаются на процессы компьютерного числового управления (ЧПУ) для более точной обработки сложных деталей и компонентов. Наиболее распространенным типом фрезерного станка по металлу является вертикальный шпиндель, который работает так же, как и промышленная дрель, для сверления отверстий и пазов в металле или вырезания сложных форм, таких как шестерни.

Сложные металлические детали и компоненты можно фрезеровать с использованием процессов числового программного управления.

Назначение станков для фрезерования металлов в современной промышленности невозможно недооценить, поскольку они обширны и трудно поддаются количественной оценке. Большинство движущихся металлических деталей невозможно отлить под давлением с такой степенью детализации, чтобы им можно было придать форму и вырезать их с помощью различных типов фрезерного оборудования.По оценкам, по состоянию на 1996 год не менее 49% добавленной стоимости продукции обрабатывающей промышленности в целом обеспечивала металлургическая промышленность. В том же году на долю отрасли приходилось 11% общего валового внутреннего продукта (ВВП) во всем мире.

На производственных предприятиях часто используются крупносерийные высокоскоростные фрезерные станки с ЧПУ.

Хотя фрезерование металла - это лишь часть всей металлургической промышленности, это важнейший компонент производства металлических изделий. По оценкам, занятость в металлургической промышленности во всем мире по состоянию на 1996 год составляла около 70 миллионов человек. Стоимость глобального экспорта металлопродукции только в 1997 году оценивалась в 2,2 триллиона долларов США (USD), при этом ведущими странами-экспортерами были США, Япония и Германия.

Типы фрезерных станков варьируются от стандартных вертикальных фрез до горизонтальных фрез, предназначенных для вырезания ключевых отверстий, концевых фрез для прорезания пазов и карманов в металле, двух концевых фрез с канавками для врезных работ и концевых фрез со сферическим концом для угловой резки.Хотя большая часть работы на фрезерных станках по металлу связана с плоскими поверхностями, фрезу также можно настроить для получения определенной неровной поверхности или даже сложных трехмерных форм. Типичная конструкция включает многозубую режущую коронку различной формы, которая подается в заготовку, закрепленную на подвижном столе с компьютерным управлением.

Фрезерование обычно является дорогостоящим производственным процессом, потому что долота и фрезы работают при высоких температурах и сжигают охлаждающую жидкость, которая распыляется на них в процессе, чтобы предохранить их от перегрева.Сами режущие коронки также очень дороги, поскольку они должны быть закалены до такой степени, чтобы они могли многократно резать металлы, такие как алюминий и нержавеющую сталь, в течение нескольких часов. Фрезерование твердого металла, также известное как высокоскоростная обработка (HSM), представляет собой фрезерование закаленной стали, титана и кобальтовых сплавов и считается наиболее прибыльным и сложным сектором промышленности для фрезерования компонентов аэрокосмической отрасли и др.

.

Что такое металлообработка (формовка, резка, соединение)

Металлообработка - это, как следует из названия, работа с металлами для создания отдельных деталей. В металлообработке используется широкий спектр технологий для создания всех типов изделий, от небольших ювелирных изделий до строительных компонентов и крупногабаритных конструкций. Большинство процессов металлообработки можно разделить на три категории: формовка, резка или соединение. Однако важно также отметить, что литье является одним из самых распространенных методов обработки металла и включает заливку металла в форму, после чего его охлаждают и затвердевают.В этом руководстве сделана попытка дать обзор наиболее распространенных сегодня процессов металлообработки в обрабатывающей промышленности.

Формовка металла

Формовка - это процесс формования металлических предметов путем деформации без добавления или удаления какого-либо материала. Процесс деформации осуществляется с помощью тепловых и механических нагрузок. Формовка также включает различные производственные технологии, такие как гибка и ковка.

Гибка металла

Гибка металла - это производственный процесс, в котором используются пластичные материалы, чаще всего листовой металл, который обычно используется для такого оборудования, как специализированные машинные прессы.Гибка металла считается достаточно рентабельной для партий небольшого и среднего количества. В основном, на листогибочном прессе существует три типа гибки: гибка на воздухе (наиболее распространенная), дно и чеканка.

Ковка

Ковка - один из старейших процессов металлообработки. Он использует местные силы сжатия для придания металлу формы. В настоящее время промышленная ковка выполняется на специализированном прессовом оборудовании (молотках), которое может весить более тысячи фунтов! Одним из значительных преимуществ ковки является то, что она может производить более прочную деталь, чем если бы она была сделана с помощью литья или механической обработки.Металлу придают форму в процессе ковки, и его внутренняя зернистая текстура медленно деформируется в соответствии с общей формой детали. После завершения процесса готовый продукт имеет значительно превосходные свойства.

Резка металла

Резка - это процесс, во время которого материалу придается форма путем удаления некоторых частей с помощью инструментов. Этот процесс включает такие технологии, как фрезерование с ЧПУ, фрезерование и токарная обработка.

Обработка

Обработка - это собирательное название для различных процессов, в которых кусок сырья обрабатывается до желаемой формы и размера с помощью инструментов, управляемых компьютером.Такие методы часто называют субтрактивным производством, в отличие от аддитивного производства (3D-печать), при котором продукт создается с нуля. Механическая обработка обычно связана с производством металлических деталей, но она используется с широким спектром материалов, включая пластик, дерево, композиты и другие. Три основных процесса обработки: фрезерование, фрезерование и токарная обработка.

Фрезерование

Операции, при которых режущий инструмент вращается, прижимая режущие кромки к заготовке, называются фрезерованием.Фрезерные станки - это основной инструмент, используемый при фрезеровании.

Фрезерование

Фрезерование с ЧПУ похоже на фрезерование, при этом некоторые фрезерные станки с ЧПУ способны выполнять почти те же задачи, что и фрезерные станки. Основные функции - вырезать, гравировать и вырезать предметы из заготовки - по сути, это замена обычного ручного маршрутизатора, но с помощью процессов, управляемых компьютером, для устранения человеческой ошибки.

Токарная обработка

Операции, при которых вращается заготовка, являются основным методом перемещения металла относительно режущего инструмента.Токарные станки используются в токарной обработке как ведущий основной станок.

Соединение металла

Соединение означает соединение нескольких частей металлического изделия с помощью таких процессов, как сварка. Некоторые процессы 3D-печати металлом, такие как DMLS и EBM, также можно назвать формами сварки.

Сварка

Сварка металла - это процесс изготовления, основанный на соединении материалов плавлением, которое представляет собой сочетание давления и тепла. Как правило, для формирования сварного шва добавляется присадочный материал, так что в некоторых случаях он может стать даже прочнее исходного материала.В то же время процесс сварки должен предохранять присадочные / расплавленные металлы от загрязнения и / или окисления. Сварочные операции можно разделить на категории в соответствии с различными используемыми источниками энергии, среди которых газовое пламя, электрическая дуга, лазер и ультразвук. Среди наиболее популярных методов сварки:

Газокислородная сварка (кислородная сварка), при которой для сварки и резки металлов используются топливные газы и кислород.

Дуговая сварка защищенным металлом (электросварка), в которой используется электрод, покрытый флюсом для защиты сварочной ванны.Электрододержатель удерживает проволоку, пока она медленно тает.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка (инертный газ), при которой для сварки используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Однако область сварного шва должна быть защищена от атмосферного загрязнения инертным защитным газом, таким как аргон или гелий.

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (инертный газ) с использованием пистолета для подачи проволоки, который подает проволоку с регулируемой скоростью и пропускает защитный газ на основе аргона или смесь аргона и диоксида углерода (CO2) над сварочной лужей для защиты это от атмосферного загрязнения.

Литье металла

Литье металла - это процесс обработки металла, который, как известно, начался в древние времена и до сих пор широко используется для изготовления скульптур, инструментов и ювелирных изделий. Наиболее популярные методы включают литье по выплавляемым моделям и литье в песчаные формы. Они подразделяются на материал формы (например, песок или металл) и метод разливки (например, под действием силы тяжести или вакуума).

Какой вид металлообработки использовать?

У каждого процесса металлообработки есть свои плюсы и минусы, поэтому к выбору метода изготовления следует подходить внимательно.Мы рекомендуем более подробно ознакомиться с каждым производственным процессом в других руководствах по производству и при необходимости связаться с нами.

Услуги ЧПУ в США

.

Что такое фрезерный станок? (с иллюстрациями)

Фрезерный станок - это инструмент, который используется в основном в металлообрабатывающей промышленности. Как правило, эти машины используются для формования твердых изделий путем удаления излишков материала с целью формирования готового изделия. Фрезерные станки могут использоваться для множества сложных операций резания - от нарезания пазов, нарезания резьбы и нарезания канавок до фрезерования, строгания и сверления. Они также используются при штамповке, которая включает в себя формование стального блока, чтобы его можно было использовать для различных функций, таких как формование пластмасс или чеканка.

Фрезерные станки с ЧПУ не требуют оператора, что снижает количество несчастных случаев и затраты на рабочую силу.

Фрезерный станок обычно способен резать широкий спектр металлов, от алюминия до нержавеющей стали. В зависимости от обрабатываемого материала машину можно настроить на более быстрый или медленный темп.Более мягкие материалы обычно фрезеруются на более высоких скоростях, в то время как более твердые материалы обычно требуют более низких скоростей. Кроме того, более твердые материалы часто требуют обработки меньшего количества материала за один раз.

Фрезерные станки с ЧПУ должны программироваться и проверяться обученными операторами.

Обычно оператор фрезерного станка управляет машиной, подавая материал через устройство, называемое фрезой. Когда материал проходит мимо резака, зубья резца прорезают материал, чтобы сформировать желаемую форму. Используя такие приспособления, как прецизионные шлифовальные направляющие и ходовые винты, перемещение материала, а также режущего инструмента может быть меньше нуля.001 дюйм (около 0,025 миллиметра), чтобы резка была точной.

Помимо фрезы, типичный фрезерный станок содержит ось шпинделя, которая представляет собой устройство, удерживающее фрезу на месте. Фреза вращается вокруг оси шпинделя, и эту ось обычно можно отрегулировать на различные скорости.Большинство машин также имеют рабочий стол, который можно использовать для поддержки и подачи материала. Рабочий стол обычно движется в двух направлениях, и большинство современных рабочих столов работают от источника энергии. Кроме того, современный фрезерный станок обычно оснащается автономным электродвигателем и системой охлаждения.

От микро-, мини- и настольных до напольных, больших и гигантских - фрезерные станки можно найти во множестве размеров.Фрезерные станки могут иметь плоские, угловые, изогнутые или неправильные поверхности. Кроме того, они могут иметь вертикальную или горизонтальную ориентацию. Вертикальный фрезерный станок имеет ось шпинделя, обращенную вертикально, в то время как шпиндель горизонтального станка обращен горизонтально.

Фрезерное оборудование может управляться вручную или в цифровом виде с помощью устройства, называемого числовым программным управлением или фрезерного станка с ЧПУ.В дополнение к традиционным осям X, Y и Z, используемым в ручном станке, фрезерный станок с ЧПУ часто содержит одну или две дополнительные оси. Эти дополнительные оси могут обеспечить большую гибкость и точность. Станки с ЧПУ устраняют необходимость в операторе станка, что может предотвратить возможные несчастные случаи, а также сэкономить на трудозатратах.

Станки с ЧПУ управляются программами автоматизированного проектирования (САПР), которые управляют большинством, если не всеми функциями, требуют минимального вмешательства оператора..

Что такое ручной фрезерный станок?

Ручной фрезерный станок - это устройство для резки материала, которое не управляется автоматикой или компьютером. Фрезерные станки используются для разделения материала на более мелкие части. Они содержат шпиндель, который может работать как горизонтально, так и вертикально. Небольшие работы, не требующие очень точной настройки, могут извлечь наибольшую пользу из использования ручного фрезерного станка.

Worker

Фрезерные станки имеют рабочий стол, на котором закрепляется кусок материала, который необходимо разрезать.Эти машины могут удалять материал с более крупных деталей для создания желаемых канавок, кромок, пазов или выступов. Такие машины идеально подходят для таких материалов, как металл, который трудно разрезать и придать форму. До внедрения компьютерных и автоматизированных технологий все фрезерные станки управлялись вручную.

Первые ручные фрезерные станки были представлены в 1800-х годах.В 1860-х годах они эволюционировали, чтобы включить «универсальные возможности», что означало, что одна машина могла обрабатывать несколько различных типов резки. Автоматические фрезерные станки впервые начали заменять ручные версии в 1940-х годах.

В отличие от фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) или автоматизированного фрезерного станка, ручной станок требует настройки и управления опытным оператором.Ручной фрезерный станок обычно режет и ломает материал медленнее, чем станок с ЧПУ. Автоматизированные станки или станки с ЧПУ обычно используются, когда необходимо формовать большое количество материала в соответствии с одними и теми же характеристиками.

Поскольку ручной фрезерный станок требует образованного, обученного и опытного оператора, он, как правило, используется небольшими предприятиями или независимыми лицами.Большинство крупных компаний или корпораций используют некоторые формы автоматизированных технологий для управления своими машинами. Те рабочие, которые все еще используют ручной фрезерный станок, должны знать точное расположение обрабатываемой детали станка и размеры разреза, которые необходимо сделать.

Ручные фрезерные станки могут резать материал горизонтально или вертикально.Горизонтальные станки имеют фрезы, которые проходят через стол с заготовкой линейно. Вертикальные станки используют фрезы, которые вращаются вокруг оси шпинделя.

Некоторые ручные фрезерные станки используют цифровой дисплей для индикации положения заготовки и шпинделя. Цифровой дисплей дает оператору больший контроль и точность.Он может указывать на несколько функций машины, например наклоны. Дисплей также может позволить оператору определять, как перемещать шпиндель и заготовку, чтобы соответствовать предварительно установленным размерам резания.

.

Смотрите также