Для чего нужно затачивать фрезерную оснастку

В процессе эксплуатации фрезерный инструмент изнашивается, в результате чего происходит притупление режущей кромки. Износ оснастки не должен превышать допустимой величины, чтобы фреза сохранила свои режущие характеристики.

Определить превышение допустимого износа несложно – ухудшается качество обработки металла, появляются заметные вибрации в процессе использования. Работать с затупившейся оснасткой нельзя, применение тупого резца приводит к большому количеству брака. Кроме того, в поверхностных слоях изношенного лезвия появляются внутренние напряжения, микротрещины и другие структурные дефекты. При большом износе фреза ломается и может повредить станок.

Основная цель затачивания – улучшить режущие характеристики оснастки и восстановить функционал обработки заготовок с требуемой точностью и качеством. Главная сложность затачивания режущего инструмента для фрезера состоит в том, что оснастка имеет кромки с криволинейной геометрией.

Правила и угол заточки фрез различаются в зависимости от типа режущего инструмента. Чтобы качественно заточить оснастку, необходимо сначала разобраться в разновидностях фрезерных режущих инструментов.

Основные виды фрезерной оснастки по металлу

Форма резца – одна из главных характеристик фрезерной оснастки. От этого фактора зависит, какой способ затачивания будет оптимальным для конкретной оснастки.

Существует множество разновидностей инструмента, различающихся формой и расположением режущих лезвий. Наиболее распространены фрезы следующих форм:

• цилиндрические – для обработки прямых плоскостей заготовок;
• дисковые – для обработки торцов, устройства фасок, прорезания пазов и шлицев;
• червячные эвольвентные и модульные – для нарезки зубчатых колес, шлицевых валов;
• концевые – для фрезеровки узких пазов, обработки контуров, фасонных поверхностей.

Второй важной характеристикой является назначение изделия. К основным разновидностям можно отнести отрезные, угловые, фасонные, шпоночные режущие инструменты.

Материал изготовления фрез по металлу

При выборе способа затачивания необходимо учитывать, из чего сделана режущая оснастка. Для высоких режимов резания применяют инструмент из быстрорежущих марок сталей. Для обработки сталей и сплавов с высокой твердостью используют фрезы из твердосплавных материалов.

Реже встречается фрезерная оснастка из инструментальных углеродистых и легированных сталей. Эти марки используют только для изготовления фасонных фрез, работающих на невысоких скоростях. Для скоростных режимов резания оснастка из инструментальных сталей не подходит из-за риска деформации.

Геометрия зубьев оснастки

Зубья фрезы по металлу по отношению к осевой линии инструмента могут располагаться:

• параллельно оси (прямые зубья);
• под наклоном;
• по винтовой линии;
• по спирали.

Зубья могут быть остроконечными и затылованными. У остроконечных зубьев задняя поверхность направлена по прямой линии, а у затылованных – по кривой.

По конструкции зубья фрезерной оснастки могут быть цельными (составляют единое целое с корпусом) и вставными. Цельную конструкцию имеют цилиндрические, дисковые, угловые, концевые фрезы. Вставные лезвия используют в торцевой оснастке, также встречается дисковый фрезерный инструмент со вставными зубьями.

Методы затачивания фрезерного инструмента

В производственных условиях заточка оснастки производится тремя методами:

• в ручном режиме;
• на универсально-заточных станках с ручным управлением;
• при помощи ЧПУ оборудования.

Ручное затачивание

Ручной способ не требует специализированного оборудования, он подходит для оснастки из углеродных и легированных инструментальных сталей. Для затачивания вручную потребуется алмазный брусок, который нужно закрепить на столешнице или станине. Вместо бруска можно взять наждачную бумагу.

Режущие кромки затачивают равномерными возвратно-поступательными движениями, сила и количество нажатий должны быть одинаковыми для каждого лезвия. Метод можно использовать в домашних условиях, чтобы заточить фрезерный инструмент своими руками.

Заточка на станках

Фрезы из быстрорежущих сталей и твердосплавный инструмент затачивают на заточных станках. Фрезерную оснастку закрепляют на станине станка, после чего подводят зубья к вращающемуся абразивному кругу. Важно знать, что каждый зубец затачивается отдельно.

Угол точения регулируется вручную путем наклона шпинделя или передвижения точила. Чтобы обеспечить качественный результат затачивание, необходимо перемещать оснастку плавно и равномерно.

Для улучшения качества обработки и снижения брака оборудование оснащают жидкостным охлаждением, которое снижает риск перегрева металла и формирования трещин. Для охлаждения не рекомендуется использовать воду, это может снизить качество точения и стать причиной коррозии оборудования.

Затачивание на полуавтоматах с ЧПУ

Заточка на оборудовании с ЧПУ обеспечивает наиболее качественный результат. Оператор настраивает все необходимые параметры и фиксирует инструмент в шпинделе, после чего затачивание осуществляется автоматически.

Технология затачивания

При проведении заточных работ важно правильно выбрать угол обработки. Использование неправильно заточенной фрезы вызовет биение и быстрое разрушение режущих кромок в процессе эксплуатации.

Угол обработки фрезы выбирают в зависимости от конструкции зубьев (затылованные или острозаточенные), материала и типа фрезерной оснастки. Нормативные значения можно найти в ГОСТах и технических справочниках.

Этапы затачивания

Затачивание фрезерной оснастки делится на предварительную (черновую), чистовую, комбинированную и доводку. Каждая из этих операций предназначена для решения конкретной задачи. Твердосплавные фрезы точат в высокоскоростном режиме, оснастку из быстрорежущих и инструментальных сталей затачивают на средних и низких скоростях.

Основная цель предварительной заточки заключается в том, чтобы получить ровную плоскость стачивания – фаску. Металл стачивают с одной или двух сторон в зависимости от формы режущего лезвия. Для этого вначале используют крупнозернистые абразивные материалы с постепенным уменьшением зернистости. При черновом затачивании важно не допустить заваливания кромки и избежать пережога стали.

Чистовая заточка или правка необходима для выравнивания профиля путем устранения неровностей, зазубрин и заусенцев на лезвии. В процессе операции требуется не допустить заваливания угла затачивания.

Доводка фрезы – это финишная операция, которая предназначена для получения идеальной гладкости и чистоты поверхности металла, высокой точности размеров и правильности геометрической формы. Она представляет собой обработку мелкозернистыми шлифовальными кругами практически без съема материала инструмента.

Заточные операции для фрез разного типа

Оснастку с криволинейной задней поверхностью затачивают по передней поверхности. Инструмент с прямолинейной задней поверхностью можно подвергать затачиванию как по передней, так и задней поверхности.

Затачивание дисковой фрезерной оснастки проводится в два шага:

• обработка внутренней кромки при помощи тонкого точильного круга, который перемещается перпендикулярно плоскости оснастки;
• шлифовка тыльной стороны с поворотом диска на два-пять зубьев после каждого прохода.

Фрезы-червяки затачиваются похожим методом. На первом этапе обрабатывают рабочую плоскость, а на втором шаге выполняют шлифовку тыльной части.

Затачивание концевых фрез подразумевает круговую шлифовку с последующей обработкой остроконечных боковых зубьев по задней поверхности. Чтобы обеспечить один и тот же угол по всему зубцу концевой оснастки, применяют специальное иглообразное приспособление.

Контроль затачивания

Для проверки качества затачивания фрезы проводят проверку поверхности режущих кромок с использованием увеличительного стекла. На инструменте не должно быть сколов, поверхностных трещин, завалов и других дефектов, их наличие свидетельствует о некачественном выполнении операций.

Помимо оценки качества поверхности проводят проверку соответствие углов заточки установленным нормативам, замеры проводят при помощи специального прибора – угломера. Также оценивают биение режущих кромок, оно не должно превышать 0,05 мм.

Абразивы для заточки фрез

Заточка фрезы представляет собой процедуру обработки поверхности зубьев при помощи абразивной оснастки. Тип абразива подбирают в зависимости от материала режущей части инструмента и вида затачивания.

Для предварительного, комбинированного и чистового затачивания оснастки из быстрорежущих и инструментальных сталей применяют абразивные круги из электрокорунда белого (корракса). Существует несколько марок электрокорундовых корраксовых кругов с различным процентным содержанием оксида алюминия.

Для заточки оснастки из быстрорежущих марок сталей используют круги из эльбора – сверхтвердое вещество на основе кубического нитрида бора. Зерна эльбора отличаются высокой твердостью, температурной устойчивостью и химической инертностью.

Предварительное затачивание фрезы из твердосплавных материалов проводят с использованием карбида кремния черного (карборунда черного). Комбинированное и чистовое затачивание производят с помощью карборунда зеленого. Также для заточки твердосплавного инструмента могут использоваться алмазные абразивы.

Правила безопасности

Затачивание фрезерной оснастки по металлу должно выполняться на исправном налаженном оборудовании с качественным заземлением, абразивный круг должен быть огражден защитным кожухом. Также нужно позаботиться о мерах противопожарной безопасности, поскольку операции заточки сопровождаются искрением.

Все операции по заточке фрезерного инструмента необходимо выполнять в защитных очках. Кроме того, необходимо применять СИЗ для защиты органов дыхания и спецодежду, чтобы не допустить попадания искр и мелких частиц на кожу.