Фрезерование пазов – различные техники и фрезы

Нарезка пазов необходима во многих различных приложениях. Пазы могут служить, например, частью соединения двух элементов данной конструкции, а также быть частью механизма, направляющего подвижные части этой конструкции. Для создания пазов могут использоваться различные методы, хотя в настоящее время наиболее часто используется фрезерование.

Фрезерование, помимо токарной обработки и сверления, является одной из основных технологий металлообработки, оно позволяет обрабатывать различные материалы. Данным методом можно обрабатывать плоскости, отверстия, резьбу, фасонные поверхности различной формы, каналы и пазы.

Также, в случае пазового фрезерования, которое является одним из основных видов фрезерной обработки, выделяют разные его виды, используя различные пазовые фрезы, можно получить пазы всевозможных форм и параметров.

Разные пазы требуют разного фрезерования

Пазы, используемые в разных конструкциях, могут во многом различаться. К основным параметрам, характеризующим их, относятся ширина, глубина и длина. Дополнительно различают пазы с открытой (сквозной) и закрытой (несквозной) геометрией.

Различия могут касаться и формы паза. В большинстве случаев мы будем иметь дело с прямыми пазами (прямоугольного сечения), но встречаются и пазы другой формы (треугольное, трапециевидное поперечное сечение).

Обычно в зависимости от геометрических особенностей паза и вышеперечисленных параметров (ширины и глубины) выбирается конкретная технология фрезерования, а также тип используемых долбежных фрез. Само фрезерование пазов можно выполнить как на обычном фрезерном станке, так и на фрезерном станке с числовым программным управлением.

Пазовые фрезы - различные типы

Дисковые фрезы для нарезки канавок – имеют форму круглого диска и используют острые кромки по окружности для создания сквозных пазов. Для того чтобы сделать канавку большей глубины, подбирают фрезы большего диаметра. В свою очередь, ширина фрезеруемой канавки и допуск зависят от ширины фрезы.

В промышленности также используются дисковые фрезы с боковой поверхностью для обработки плоских поверхностей, а также угловые дисковые фрезы, у которых полученный пропил имеет треугольное сечение.

Фрезы с пазовым хвостовиком (острые, уступовые фрезы) – данный тип фрез применяется в основном для изготовления довольно коротких глухих или односторонних пазов на вертикально-фрезерных станках. В зависимости от необходимой ширины и глубины паза подбирается фреза с соответствующими техническими параметрами.

Процесс фрезерования выполняется с меньшими усилиями резания, поскольку высокие нагрузки могут вызвать нежелательные вибрации и потерю точности.

Пильные фрезы (дисковые пилы) – разновидность дисковых фрез, которые характеризуются небольшой шириной, поэтому используются для фрезерования относительно узких пазов, но с большей точностью.

Угловые дисковые пазовые фрезы – разновидность дисковых фрез, которые, однако, не имеют типичной цилиндрической конструкции, поэтому получаемая форма канавок отличается от прямоугольной (например, так получают Т-образное или трапециевидное сечение).

Фрезерование пазов концевыми фрезами

Один из двух основных способов фрезерования пазов выполняется с использованием стандартных концевых фрез. В металлообработке используется этот метод в первую очередь, когда необходимо сделать глухие пазы (закрытые с одной или обеих сторон), и при наличии вертикального фрезерного станка. Пазы, полученные этим методом, шире диаметра фрезы.

Вертикальное фрезерование, наряду со сверлением, является одним из наиболее распространенных методов обработки. Оно используется для создания плоскостей, канавок, фасонных поверхностей и обработки краев.

Используемые инструменты – фрезы – представляют собой многолезвийные инструменты, выполненные монолитными или с использованием сменных режущих пластин.

Процесс фрезерования пазов концевыми фрезами можно разделить на два этапа. Сначала выполняется черновая обработка, при этом в заготовке сверлят отверстия в противоположных концах паза (или по одному в случае закрытого с одной стороны паза), а затем удаляют материал между ними одним или чаще несколькими (из-за малой жесткости резцов) проходами фрезы.

В зависимости от типа обрабатываемого материала (например, в случае титана, закаленных покрытий или других труднообрабатываемых материалов), а также для повышения эффективности процесса фрезерования, применяется наклонное врезание фрезы, технология трохоидального фрезерования или используются фрезы с удлиненной режущей кромкой. Регулируя скорость подачи инструмента, можно влиять на толщину получаемой стружки.

Вторым этапом процесса фрезерования пазов является чистовая обработка. Это позволяет не только получить необходимую геометрию паза, но и его высокую точность и качество.

Фрезерование пазов дисковыми фрезами

В отличие от концевых фрез дисковые фрезы позволяют проделывать сквозные канавки прямоугольного сечения — хотя их применяют и для углубления сторон пазов. Этот метод позволяет делать относительно длинные пропилы, а изменяя ширину и диаметр фрезы, можно получать пазы разной ширины и глубины.

По мере увеличения глубины прореза скорость подачи следует уменьшать. В свою очередь, если используется длинный хвостовик, на котором установлена ​​дисковая фреза, может потребоваться использование дополнительной опоры ближе к фрезе для получения соответствующей жесткости крепления.

Возможно объединение нескольких фрез в набор. Благодаря такому решению можно одновременно обрабатывать несколько пазов в одной плоскости, что повышает производительность процесса. Изменение углового положения хвостовика дисковых фрез помогает снизить вибрацию во время обработки, повысив его точность и снизив время, затрачиваемое на чистовую обработку полученного паза.