Фрезерный станок с ЧПУ по металлу и дереву, другим материалам

Фрезы для станков с ЧПУ относятся к концевому режущему инструменту — проще говоря, имеют хвостовик. Ещё бывает насадной (с отверстием посередине), но такой инструмент применяется значительно реже и в этой статье не рассматриваются.

Концевые фрезы изготавливают по одной из двух технологий.

  • Из цельного твёрдого сплава (или быстрорежущей стали). Достоинства: высочайшая точность исполнения, гарантируемая жёсткость, максимальные режимы. Почти весь серийный (не фасонный) инструмент делается по этой технологии.
  • Стальное тело + напайки (или сменные пластины). Воспроизводит самые сложные геометрии режущей кромки. Применяется при производстве фасонного, крупноразмерного или алмазного инструмента. (Также это традиционный способ изготовления деревообрабатывающих фрез для ручных фрезеров.)

По количеству режущих кромок инструмент может быть одно-, двух-, трёх- и т. д. -заходным. Например, двухзаходная фреза имеет две режущие кромки (ножа, лезвия — как угодно). Соответственно, она за один оборот режет дважды, а однозаходная — только 1 раз. Поэтому — теоретически — двухзаходная фреза должна оставлять более чистую поверхность при той же подаче или может иметь в два раза более высокую подачу при той же чистоте поверхности.

Есть, правда, одно «но». Стружка должна успевать удаляться из зоны резания, а с увеличением количества ножей уменьшаются канавки. Если стружка не успеет покинуть зону резания, то фреза сломается. Поэтому на малых диаметрах и лезвий обычно не много.

Однозаходные с удалением стружки вверх

Этот тип фрез для станков с ЧПУ — лидер в области обработки пластиков и других вязких материалов (например, алюминия, на маломощных станках). Вязкая стружка имеет неприятную способность плавиться и налипать, а единственная режущая кромка снижает температуру в зоне резания. Именно благодаря ей акрил, ПВХ и похожие материалы режутся без проблем.

Компания «Onsrud» (США) рекомендует выбирать одну режущую кромку при обработке пластиков, если инструмент имеет диаметр до 3/8» включительно (около 9,5 мм). Если же диаметр фрезы больше 9,5 мм — лучше выбрать 2 кромки.

В зависимости от угла заострения лезвия, однозаходный инструмент может применяться для обработки дерева, пенопласта, алюминия и других цветных металлов. Если Вы хотите выбрать фрезу с одной режущей кромкой, удобнее всего это сделать на специальной странице (здесь и далее ссылки открываются в новой вкладке).

Двухзаходные с удалением стружки вверх

Фрезы для станков с ЧПУ, имеющие два лезвия, — классика деревообработки. В первую очередь, они находят себе применение при фрезеровании древесины и ей подобных материалов — легких и неплавких. Варьируются от минимальных диаметров (меньше 1 мм) до 20 мм и больше. Несмотря на то, что они обычно предназначены для дерева, многие производители выпускают инструмент с двумя кромками и по пластикам (особенно это актуально для диаметров больше 8-и мм).

Если говорить об обработке металлов, то и здесь двухзаходный инструмент находит себе широкое применение. Во всём мире популярны т. н. универсальные фрезы — с двумя кромками и защитным покрытием. Название прозрачно намекает: инструмент способен обрабатывать практически любой металл.

Но лучшей эффективностью при работе с алюминием обладают двухзаходные фрезы с осевым углом 45-55 градусов. Их канавки более пологие, а лезвия врезаются под значительным углом, что снижает сопротивление материала и температуру в зоне резания, благодаря чему стружка не налипает.

Трёхзаходные и четырёхзаходные с удалением стружки вверх

Фрезы для станков с ЧПУ, имеющие три и более режущих кромки, выбирают реже, но…

Они необходимы, во-первых, когда надо резать много, а материал сложный и быстро садит кромку. Особенно хороши в этом плане фрезы со стружколомом. Они могут снимать очень приличный объём за проход и медленно тупятся. При скоростном раскрое фанеры, ламината, черновом фрезеровании МДФ — это вещь незаменимая. Чистота поверхности при работе такими «черновыми» фрезами всё ещё очень приличная, и нередко её бывает достаточно. Зато период стойкости фрез со стружколомом несоизмеримо выше, чем у тех, что имеют «чистовую» геометрию.

Во-вторых, трёхзаходный инструмент выбирают в погоне за максимальной скоростью. Ведь чем больше ножей имеет фреза, тем быстрее она может работать. И это тем более справедливо, чем меньше глубина фрезерования относительно диаметра инструмента. Здесь всё просто: больше кромок — выше подачи.

С удалением стружки вниз

Применяются, если материал очень тонкий, или несколько листов материала режутся за один проход, или просто при отсутствии хорошего прижима. Фрезы с нижним выбросом создают дополнительное давление на материал сверху, предохраняя его от сдвигов. Удобно и просто, не так ли? 🙂

С прямыми ножами

Фрезы для станков с ЧПУ с прямыми лезвиями — это хороший выбор для многослойных материалов (например, фанеры). Прекрасно работают в пазах, поэтому фрезы этого типа часто называют пазовыми. В зависимости от заточки, могут быть предназначены для резки алюминия, дерева, пластиков и т. п. Зайдите на страницу выбора: там большое разнообразие материалов, которые режут прямыми фрезами.

Компрессионные

Идеальная геометрия для материалов, склонных к образованию сколов или ворса: ламината, фанеры, мягкой древесины. Верхний нож направлен вниз, а нижний — вверх. Благодаря этому ни снизу, ни сверху сколы или ворс просто не возникают. И даже притупляясь, инструмент всё ещё режет с приемлемым качеством.

Можно работать в один проход или в несколько. Надо только помнить, что снимаемый материал должен иметь толщину большую, чем длина нижнего ножа! Иначе нижний нож будет цеплять верхнюю кромку материала, а фреза — работать как обычная, с верхним выбросом.

Подобрать компрессионный инструмент можно здесь.

«Кукуруза» (рашпильные, бор-фрезы)

Фрезы для станков с ЧПУ этого типа незаменимы в работе по стеклотекстолиту и другим абразивным и твёрдым материалам: ХДФ, фанере, твёрдым породам древесины, углепластикам. После фрезеровки остаётся идеально гладкий край, который совсем не требует постобработки. «Кукурузы» работают почти с той же скоростью, что и однозаходные, несмотря на отсутствие крупной канавки.

Для рельефов и 3D-обработки

Эта группа имеет общую особенность — сферическое окончание, которое позволяет формировать рельефные поверхности.

Фрезы со сферическим окончанием делятся на

  • цилиндрические (режущая часть имеет форму цилиндра);
  • конические (режущая часть в виде конуса).

Принцип работы у них одинаковый, а преимущество конических проявляется в том, что они позволяют совместить сферу малого диаметра (точность мелкого рисунка) с большим хвостовиком (прочность).

В силу этих особенностей, цилиндрические чаще используют для черновой обработки, а конические — для чистовой (или обработки за один проход, без черновой). В остальном, они выполняют одну задачу — рельеф.

Для финишной обработки вместо конических фрез допустимо использовать гравёры с радиусным окончанием. Их преимущество — низкая цена. Для неглубоких рельефов гравёра может быть достаточно, но надо помнить, что его легче сломать, чем фрезу.

Фасонные

В широком смысле так называют фрезы для станков с ЧПУ, профиль которых отличается от прямоугольного. Почти все фасонные фрезы имеют конструкцию «стальное тело + напайки», потому что она позволяет воспроизводить самые причудливые формы режущей части.

К фасонным относятся фрезы для гибки композита и V-образные, галтельные, калёвочные и самый разный профильный инструмент. Их задача — получение фасонной поверхности.

Гравёры

Как понятно из названия, требуются для гравировальных работ. Берите гравёр с плоским торцом, потому что у гравёров со сферическим окончанием другие задачи (см. раздел «Для рельефов и 3D-обработки»). Угол и площадка — дело вкуса и задач. Кстати, можно использовать и прямой инструмент (например, для АБС-пластика это то что надо).

Как видите, ничего особенно сложного в мире фрез для станков с ЧПУ нет. Немного нюансов, своя специфика, но главное — практика. Если эта статья Вам помогла или у Вас есть предложения, как её можно улучшить, — пишите в комментариях. Всегда приятно видеть обратную связь. Успехов в делах!