Концевые фрезы – тема в основном новая и неизведанная для наших деревообработчиков. Мы постараемся разрядить тот информационный вакуум, вокруг этой очень важной группы инструмента.

Для развивающихся рынков, сегодня актуально вытеснение устаревших деревообрабатывающих станков новыми видами оборудования, к которым в первую очередь относятся станки с числовым программным управлением (станки с ЧПУ). Это означает переход в деревообработке на принципиально новый технологический уровень, на котором требуется полное соответствие инструмента возможностям станка. В настоящей статье мы заострим внимание на инструменте.
рис. 1

Без преувеличения можно сказать, что на сегодняшний день концевые инструменты* являются наиболее наукоёмкими в области деревообрабатывающего инструмента. К ним предъявляются особенно высокие требования. Концевые фрезы (РИСУНОК 1) классифицируются следующим образом:
* пазовые фрезы;
* фрезы для форматной обработки (черновые и чистовые);
* строгальные (обработка фальца в том числе);
* фрезы для обработки кромок;
* профильные фрезы;
* фрезы для объёмной обработки изделий;
* фрезы для обработки глубоких пазов;
* специальные фрезы.


Концевая пазовая фреза предназначена для обработки различных пазов. Особенность таких фрез – смещённый центр (РИСУНОК 2).
рис. 2

Смещение центра необходимо для того, чтобы в обрабатываемом пазу было свободное пространство для стружки. В сечении такая фреза похожа на каплю – это необходимо для того, чтобы сбалансировать неуравновешенную массу. Кроме того, что такая геометрия обеспечивает свободное пространство для стружки, она ещё обеспечивает отсутствие трения задней поверхности инструмента об обрабатываемую поверхность заготовки. Для пазовых фрез, которые работают в условиях затруднённого отвода стружки, это обстоятельство крайне важно.

Назначение фрез для форматной обработки - раскрой заготовок. Если эти фрезы выполнены целиком из быстрорежущей стали или твёрдого сплава, то есть если они монолитные, то делятся на черновые и чистовые.

Эти фрезы могут быть также со сменными многогранными твёрдосплавными ножами. Фрезы для форматной обработки бывают правыми и левыми, причём правые фрезы бывают правого и левого исполнения, аналогично левые фрезы бывают также правого и левого исполнения. Правой считается фреза, которая вращается по часовой стрелке, если на неё смотреть со стороны двигателя, соответственно левой считается фреза, которая вращается против часовой стрелки, если на неё смотреть со стороны двигателя. Правое исполнение правой фрезы – это такое расположение стружечных канавок, при котором стружка направляется вверх. Левое исполнение правой фрезы – это такое расположение стружечных канавок, при котором стружка направляется вниз.

У левых фрез, наоборот, при левом исполнении стружка направляется вверх, при правом – вниз (РИСУНОК 3).

рис.3

При поперечной обработке массивной древесины при выходе фрезы за пределы заготовки происходит подрыв волокон, волокна скалываются на краях заготовки. Таким образом, при поперечной обработке массивной древесины лезвие фрезы всегда должно врезаться в заготовку (РИСУНОК 4). В этом случае обеспечивается не отрывание /отщепление/ волокна от заготовки, а перерезание волокон.
рис.4

При обработке облицованных плит актуально исполнение фрез. Если плита облицована с обеих сторон, то в этом случае стружка должна направляться вниз. Это обстоятельство положительно сказывается на обрабатываемой детали, но удалять стружку в этом случае неудобно. Фрезы для обработки кромок, как ясно из названия, предназначены для обработки различных видов кромок. Профильные фрезы обрабатывают различные профили, например: филёнку, дверную обвязку и т.д.. Фрезы для объёмной обработки предназначены для обработки объёмных фигур. Специальными являются, как правило, фрезы обрабатывающие различные профили по чертежам заказчика.

Для форматной обработки, обработки пазов различной формы лучше всего использовать фрезы, выполненные из массивного материала: быстрорез-массив, твёрдый сплав-массив (РИСУНОК 5).

рис. 5

Разделение этих фрез на черновые и чистовые обусловлено тем, что именно массивная фреза способна обеспечить высокую производительность и высокое качество обрабатываемой поверхности. Под производительностью при черновой обработке понимается быстрое удаление большого объёма материала при сравнительно низкой шероховатости. Этот этап обработки выполняют черновые фрезы. Черновой является фреза с так называемой распределённой режущей кромкой. Задняя поверхность такой фрезы – волнистая, причём «волны» на режущих лезвиях смещены относительно друг друга, то есть режущая кромка состоит как бы из отдельных зубчиков, расположенных в шахматном порядке. Понятно, что в этом случае значительно уменьшается трение задней поверхности инструмента об обрабатываемый материал и соответственно в зоне резания обеспечивается стабильный температурный режим. Высокое качество – это шероховатость поверхности 0,003 - 0,006 мм. С этой операцией справляется чистовая фреза. Причём производительность этой фрезы также высокая, только в этом случае под производительностью понимается время, за которое будет обработана черновая поверхность. Эти фрезы снимают очень незначительные припуски с заготовки, и задняя поверхность таких фрез прямолинейная. В сегодняшней промышленности такие фрезы применяются достаточно редко, несмотря даже на то, что именно массивные фрезы являются наиболее экономичными с точки зрения материальных расходов на режущий инструмент, обеспечивают максимальную производительность оборудования и высокое качество обработки. Ограниченное применение этого инструмента обусловлено сложностью его заточки. Одно - перетачивать прямую поверхность, и совсем другое – перетачивать спиральную поверхность. А если это ещё к тому же твёрдый сплав?! А если алмаз… К слову сказать, алмазные фрезы перетачивают электроэрозионным** способом. Понятно: частник электроэрозионный станок покупать не будет никогда. Тем деревообрабатывающим производствам, которые используют в своей технологии алмазные инструменты, винтовые инструменты из массивного твёрдого сплава или быстрореза, необходим сервис режущего инструмента. По этой причине сегодня в нашей стране в основном используют фрезы со сменными твёрдосплавными ножами. Такая фреза освобождает доревообработчика от решения проблемы заточки. Концевые фрезы для форматной обработки и для обработки пазов со сменными ножами, как правило, оснащаются стандартными многогранными твёрдосплавными резцами. Что же касается концевых фрез для обработки кромок, фасок, радиусных округлений, различных профильных поверхностей, то тут используются специальные профильные сменные твёрдосплавные резцы. И в этом случае имеет огромное значение система крепления резца в корпусе фрезы. Но об этом и других вопросах мы поговорим в очередной нашей статье в следующем номере журнала.

Примечания: * Все фрезы можно разделить на две большие группы: концевые фрезы и насадные фрезы. Концевые фрезы крепятся в шпинделе станка с помощью цанги и зажимного патрона. Насадные фрезы крепятся непосредственно на шпиндель станка.

** Электроэрозионная обработка – это обработка металлов и алмазов с помощью электрического тока. Обработка алмазных поликристаллов путём алмазного шлифования вследствие незначительной разницы твёрдостей обрабатываемого и инструментального материала связана со значительными трудностями: высокие силовые и температурные нагрузки, малая производительность обработки, быстрый износ алмазных кругов. Кроме того, при шлифовании безвозвратно теряется значительная часть дорогостоящего алмазного поликристалла. Применение электроэрозионных методов обработки позволяет значительно повысить эффективность изготовления и заточки алмазных лезвийных инструментов.