Фрезеровка деталей на лазерном или токарном станке

[Фрезеровкой] называют один из видов обработки металлических деталей.

В современном производстве фрезеровка металла распространена ничуть не меньше токарной обработки или сверления.

Первоначально фрезеровка на токарном станке означала обработку путем действия вращающегося элемента (фрезы) на обрабатываемую заготовку.

Сама фреза – это инструмент в виде зубчатого колеса со множеством лезвий, который при помощи фрезерного станка вращается с большой скоростью, что позволяет снимать слои металла в нужных местах.

Долгие годы фрезерные станки работали только в ручном режиме, поэтому процент брака при фрезеровке был довольно высок.

С развитием программирования и технологии появилось новое поколение фрезерных станков – с числовым программным управлением, применение которых намного облегчило работу фрезеровщиков и упростило ее.

Следующим этапом развития фрезеровки стало использование лазера в металлообработке, на современных станках фрезу полностью заменил луч лазера, и теперь, говоря о фрезеровке, мы понимаем не только непосредственный процесс металлообработки, но и написание программ для фрезеровальных станков.

Лазерная обработка металла позволила объединить токарный и фрезерный станки в один механизм, и теперь все чаще можно услышать термин «токарно-фрезерная обработка».

Классификация фрезеровки

Однозначно четкой классификации этого вида металлообработки нет, так как выполняемые работы очень разнообразны.

Кроме разделения по виду станка (лазерная обработка, токарно-фрезерная обработка на механическом станке), из основных видов градаций можно выделить следующие:

  • по расположению обрабатываемой детали – горизонтальная, вертикальная фрезеровки и фрезерование под углом;
  • по виду используемой фрезы – торцевая, концевая, периферийная, фасонная;
  • по направлению вращения фрезы относительно движения заготовки – попутная или встречная.

Последний вид классификации применим для фрезерной обработки массивных деталей, когда первоначальная фрезеровка металла выполняется встречным способом, а для заключительной доводки детали используется попутный способ.

Видео:

Технология фрезеровки

В зависимости от вида станка, сложности изготавливаемой детали, материала заготовки различается и технология выполнения фрезерной обработки металла.

Рассмотрим это чуть подробнее.

Технология фрезеровки на обычном станке

Работа начинается с подбора фрезы, которая надежно закрепляется на шпинделе станка.

Обработка деталей начинается с небольшой подготовки:

  • включается вращение шпинделя, заготовка подводится к фрезе до небольшого соприкосновения с ней;
  • стол с заготовкой отводится и шпиндель останавливается;
  • устанавливается нужная глубина реза;
  • включается вращение шпинделя;
  • стол станка с обрабатываемой заготовкой вручную перемещают до соприкосновения с движущейся фрезой.

Обычно для фрезеровки одной детали используется набор фрез, что позволяет повысить производительность выполняемой работы.

Видео:

Размеры фрез подбираются исходя из заданного стандарта точности, обычно для черновой фрезеровки достаточно достичь 11-ый или 12-ый квалитет точности, а для заключительного этапа фрезеровки – 8-го или 9-го.

В исключительных случаях точность размеров может соответствовать 7-му или 8-му квалитетам. Данным способом часто выполняется фрезеровка стали.

Технология фрезеровки на станке с ЧПУ

Фрезеровка ЧПУ начала применяться не так давно, ее прообразом можно считать используемую на обычных механических станках систему рычагов, которые соединяли шпиндель станка с шаблонной деталью.

И только несколько лет спустя, управление фрезерным станком было поручено компьютеру, а для взаимодействия фрезеровщика-оператора со станком стали писать специальные программы.

Обработка листового материала этим способом позволяет получить предметы большей точности, снизить количество брака, увеличить производительность, а также выпускать серийные детали со сложной геометрией поверхности в большом количестве.

С помощью компьютера станку задается и скорость вращения шпинделя, и параметры его движения (глубина фрезеровки и линейные координаты).

Современные станки позволяют выполнять 3D фрезеровку – это обработка заготовки несколькими фрезами одновременно в разных плоскостях.

При этом предварительно на компьютере строится 3D-модель заготовки, «глядя» на которую станок воспроизводит ее с максимальной точностью.

К квалификации фрезеровщика на станке с ЧПУ предъявляются уже совсем другие требования.

Лазерная металлообработка используется только на станках с ЧПУ.

Такое оборудование сейчас самое дорогое, цена на такую работу выше, чем на механическом станке, но оно позволяет добиться максимальной точности при изготовлении деталей, значительно снижает время на изготовление единицы предмета.

Видео:

Лазерным станкам с ЧПУ «по плечу» как фрезерование листового металла, так и изготовление сложных по геометрии объемных деталей, исключение составляют только округлые сферообразные конструкции.

Лазерная обработка выполняется в двух вариантах:

  • тепловым лазером выжигают металл в нужных местах, по окончании обрабатывая шлифовкой кромку;
  • шлифовальный лазер, многократно проходя по одному и тому же месту, снимает минимально возможный слой материала заготовки.

Лазерная обработка оставляет поверхность заготовки гладкой, без заусениц, что позволяет не выполнять шлифование готовой детали.

Технология фрезеровки гбц

Помимо промышленного производства с необходимостью фрезеровки очень часто сталкиваются автолюбители, чьи автомобили используют бензин.

Речь идет о фрезеровке головки блоков цилиндра (иначе называется фрезеровка ГБЦ) – устранении недостатков, проявляющихся в снашивании отдельных деталей мотора автомобиля при его эксплуатации.

Последствиями такого износа может быть прогорание головки блока, что повлечет за собой попадание охлаждающей жидкости в систему смазки, а выхлопных газов – в систему охлаждения.

В результате постоянных температурных изменений металлические части двигателя изнашиваются и искривляются, особенно страдают от этого длинные головки четырех-шести цилиндров и головки из алюминиевого сплава.

Даже если вы разобрали двигатель для смены только лишь прокладки, обязательно осмотрите головки, уделяя особое внимание тем местам, возле которых прокладка прогорела.

Именно в этих местах вы и обнаружите отклонение головок от линейных размеров.

Поводом для фрезерной обработки различных деталей мотора будет перевод машины на другой вид бензина, тюнинг двигателя вашего «железного коня», то есть работы, связанные с увеличением объема камеры сгорания двигателя.

Фрезеровка гбц выполняется только в строго установленных случаях:

  1. отказ работы двигателя;
  2. отклонение головки от плоскости более 0,05 мм.

Для самостоятельного определения степени искривления головки используются набор щупов и большая лекальная линейка.

Допустимая степень уменьшения головок регламентируется инструкцией завода-изготовителя, обычно фрезой снимают слой металла толщиной менее 0,3 мм.

Видео:

Самостоятельное увеличение снимаемой толщины (сверх установленной регламентом завода-изготовителя) может потребовать полную замену головки блока цилиндра.

Самостоятельно выполнить эту работу, конечно, не по силам, а вот золотые руки мастера вернут к жизни двигатель вашего автомобиля.

Для устранения вышеперечисленных недостатков допускается обработка на фрезерных станках как механических, так и с ЧПУ.

Фрезерование титановых деталей

Изделия из титана сейчас все чаще применяются в аэрокосмической промышленности. Титан является одним из самых сложных материалов для обработки фрезой вследствие его низкой теплопроводности.

Говоря простым языком, при фрезеровании титана только небольшая часть тепла отводится со снимаемой стружкой, что вызывает существенный нагрев, как самой заготовки, так и деталей станка.

Несмотря на трудности с фрезерованием титана, для его качественного фрезерования специалисты дают несколько советов:

  • максимально уменьшите площадь контакта фрезы и заготовки из титана;

  • тщательно следите за остротой режущей кромки фрезы;

  • используйте фрезы с увеличенным количеством зубов;

  • придерживайтесь принципа «от толстой стружки к тонкой»;

  • начало фрезерования титана выполняйте по дуге;

  • в конце прохода снимайте фаску под углом 45°;

  • используйте фрезы с большим вспомогательным задним углом;

  • тщательно следите за осевой глубиной;

  • уменьшите осевую глубину фрезерования тонких деталей из титана;

  • выбирайте фрезу диаметром не более 70% от диаметра паза;

  • для фрезеровки титана используйте высокоскоростные фрезы.

Цена на фрезеровочные работы зависит от вида станка, геометрии детали и материала заготовки (цена для нержавейки, алюминия, титана будет разной).

Фрезеровка металла (титана, нержавейки, алюминия и пр.) должна выполняться на исправном оборудовании, специально обученным персоналом.

Видео:

Обращаясь за услугами фрезеровки любого листового металла (титана, нержавейки и др.), уточните, какие станки использует фирма, поинтересуйтесь у знакомых репутацией исполнителя, тогда качество выполненной работы вас не разочарует, не покажется завышенной цена.

В настоящее время популярно два варианта резки материалов – либо на фрезерных станках, либо на лазерных. Какие преимущества и недостатки есть у этих станков? Для каких целей выбирать фрезер, а для каких лазер?

Лазерные станки имеют немало преимуществ и с каждым годом набирают все большую популярность. Однако полностью вытеснить фрезерные устройства они не смогут.

Почему? Давайте разбираться! Сравним фрезерные и лазерные виды резки, подскажем, для каких целей подходит то или иное оборудование, и поможем сделать верный выбор!
 

Принцип действия лазерного и фрезерного станка, назначение:

Фрезерный станок – с помощью режущего инструмента (фрезы), вращающейся с высокой скоростью, срезает слои материала, образуя тем самым рельеф и оставляя стружку. Фрезы бывают разными по форме и количеству зубцов. Задача специалиста — выбрать подходящий для того или иного материала и типа резки инструмент.

Лазерный станок – действует иначе. Луч лазера, воздействуя высокой температурой, будто бы расплавляет материал, создавая тем самым рисунок. При этом стружка не образуется. Однако возможности обработки значительно сокращаются.

И лазерный и фрезерный станок предназначены для резки различных материалов (дерева, фанеры, МДФ, ДСП, пластика, оргстекла, композита и т.д.). Также способны выполнять раскрой деталей и гравировку.

Система управления и в лазерных и во фрезерных станках с числовым программным управлением примерно одинакова. Траекторию движения инструменту задает ЧПУ, согласно заданной программе.

Однако из-за различных принципов действия существует немало различий между лазерными и фрезерными станками, обуславливающих те или иные преимущества оборудования. Какие именно? Смотрите ниже!
 

Материал резки:

Оба станка подходят для резки дерева, древесностружечных материалов, оргстекла, композита.

Однако лазеры запрещено применять для резки ПВХ. Дело в том, что при нагревании поливинилхлорид выделяет канцерогены, кроме того образуется серная кислота, негативно сказывающаяся на оборудовании (вызывает коррозийные процессы). А вот фрезерный станок прекрасно справляется со всеми видами пластика.

Ограничения касаются и обработки металлов. Фрезерный станок с помощью твердосплавных фрез легко режет практически любые металлы. А вот лазерный для резки металла представляет собой специальную, дорогостоящую и чрезвычайно мощную машину. Обычные станки с металлическими заготовками не справляются.

При этом фрезерные станки не способны выполнять резку по резине, тогда как лазерные – отлично ее режут. Зато фреза, в отличие от лазера, лучше подходит для обработки смолистых пород дерева (сосна, ель), с которыми лазерным станкам справится достаточно сложно.
 

Создание объемных 3D изделий:

Важное преимущество фрезерных станков – это 3d обработка материалов, то есть создание объемных трехмерных деталей, удивляющих своей оригинальностью. Фреза плавно меняет направление движения (в трех плоскостях) и глубину резки, в результате получается резьба, во многом превосходящая работу искусных мастеров.

Лазерный же луч распространяется строго прямолинейно. Поэтому трехмерные фигуры получаются ступенчатыми, что выглядит не так привлекательно и грубовато.


Толщина материала и его прочность:

Лазерному станку резка толстых материалов дается с трудом, рез получается трапецивидным, что не всегда подходит для целей заказчика. К тому же глубина реза у лазера ограничена.

Фрезерные станки способны выполнять резку, а также криволинейный раскрой и распил материалов любой толщины.

Однако лазерные станки больше подходят для миниатюрных изделий и для хрупких материалов. Они режут бесконтактно и не требуют фиксации материала. В чем несомненно выигрывают перед фрезерными устройствами.
 

Разнообразие инструментов:

Фрезерный станок обладает целым рядом разнообразных режущих инструментов, предназначенных для различных типов резки и обработки тех или иных материалов. Это позволяет выбрать наиболее подходящий вариант фрезы, в зависимости от поставленных задач.

А лазерный луч способен менять лишь мощность и незначительно – угол наклона относительно заготовки.
 

Риск воспламенения и обуглившиеся края:

Ко всему вышесказанному добавим, что срез на станках с чпу остается равномерно светлым, а при резке на лазерных станках края обугливаются. В результате срез приобретает черный цвет. Что также не всегда подходит для целей заказчика.

Для предотвращения окислительных процессов во время лазерной резки используют подачу в зону резки инертных газов, например, аргона. Также подходит азот, который позволяет исключить доступ кислорода к зоне резки, что и не дает кромке обугливаться

Кроме того при лазерной резке дерева возможно воспламенение материала. Что абсолютно исключено при обработке фрезой.
 

В каких случаях стоит выбрать фрезерную резку, а в каких лазерную?

Таким образом, и лазерные, и фрезерные устройства имеют свои преимущества и недостатки и подходят для разных задач. Подведем итоги всего вышесказанного, и подскажем, в каких случаях следует выбирать обработку на фрезерных станках, а в каких — на лазерных:

1.    Если требуется 2d или 3d фрезеровка, любые виды сложной резки, то выбирайте только фрезерный станок. Для гравировки мелких деталей, надписей подойдет лазер.

2.    При раскрое, распиле или обработке деталей из толстых, плотных, прочных материалов – лучше обращаться к фрезерной резке. При обработке мелких, хрупких изделий – поможет лазерный станок.

3.    Если цвет среза должен быть равномерно светлым, то выбирайте фрезерную резку, а если, изделие будет перекрашиваться, либо от темного цвета пазов и срезов заготовка только выиграет, то смело обращайтесь за помощью к лазерному станку.

Наша компания выполнит резку дерева, фанеры, МДФ, ДСП и ЛДСП на фрезерных станках с чпу. Выгодная цена и достойное качество — гарантированы! Доставка изделий по всей России. Выполнение работ на заказ. Звоните!