Фрезы по дереву какая для чего предназначена
Назначение фрез
Фрезерованием называется процесс механической обработки различных поверхностей, с целью получения изделия необходимого размера, типа и класса шероховатости. Данный процесс возможен с помощью специальных высокопрочных многолезвийных режущих устройств – фрезеров или фрезеровальных машин.
Фреза представляет собой динамическое тело, на поверхности которого находятся острые зубья. Внешний вид фрезы зависит от формы обрабатываемой поверхности. Металлические зубья могут быть расположены как на цилиндрической части, так и на боковине. Рабочую поверхность фрез изготавливают из следующих материалов: углеродистых сталей, быстрорежущих сталей, твердых и минералокерамических сплавов.
При выборе типа фрезы следует учитывать материал, из которого изготовлены его резцы. Прочность композита должна быть прямо пропорциональна площади обрабатываемого материала. Чтобы избежать приобретения низкокачественных фрез, необходимо выбирать проверенные марки с подлинным сертификатом качества.
Краткие сведения (виды фрез и их применение):
Отрасли применения: производство оборудования для нефтегазовой отрасли, производство трубопроводной арматуры, аэрокосмическая промышленность, производство инструментов и форм (POS-материалов, наружной рекламы, плоских и объёмных букв, табличек, логотипов, указателей, мебели и предметов интерьера, рельефных изображений, барельефов, скульптур, 3D объектов и т.д.), автомобильная промышленность, общее машиностроение, строительство, энергетика, производство железнодорожного транспорта, судостроение, медицинская промышленность и т.д.
Цилиндрические фрезы
Область применения – для обработки открытых поверхностей на горизонтально-фрезерных машинах. Бывают с прямыми и винтовыми лезвиями. В основном изготовляются из углеродистой, быстрорежущей и легированной стали.
Цилиндрические фрезы в основном употребляются для обработки сложной многослойчатой поверхности, а также при работе с нержавеющей жаропрочной сталью, конструкционной сталью, серого чугуна, легкообрабатываемых материалов (медь, алюминий), органического стекла, слоистых пластмасс и стеклопластиков. Наиболее часто применяются с винтовыми зубьями, т.к. они более функциональны, и обработка выполняется более качественно. При разработке фрез с винтовыми зубьями мастеру необходимо учитывать нагрузку на конструкцию – это обеспечивает более точную и качественную работу инструмента.
Широко применяются в строительстве для изготовления погонажных изделий. Профили ножей используются различной формы, в зависимости от конечного результата.
Виды погонажных изделий:
Торцевые фрезы
При помощи торцевых фрез обрабатывают плоские поверхности на вертикальных и горизонтальных фрезерных станках. Подходят для обработки стали и прерывистых плоскостей. Корпус изготавливается из углеродистой, быстрорежущей и легированной стали.
Режущие элементы находятся на цилиндрической и боковой поверхностях фрезы, что позволяет работать с двумя перпендикулярными плоскостями одновременно.
Лезвие фрезы имеет три элемента: главное, переходное и вспомогательное.
В контактной поверхности работает большое число зубьев, что позволяет сдерживать излишние вибрации – соответственно, повышается качество обработки детали. Основное назначение – это 3D обработка различных поверхностей типа штампов и пресс-форм.
Данный вид фрез массово применяется в автомобилестроении для изготовления картера коробки передач. Картеры для высокоэффективных КПП изготавливаются, как правило, из доэвтектических алюминиевых или магниевых сплавов. Основными требованиями при изготовлении этих деталей являются строгое соблюдение заданных размеров и минимальное машинное время. Для высокоточной и экономически эффективной обработки этих сложных деталей применяют торцевые фрезы с большим количеством зубьев. За счет регулировки резцовых вставок с точностью до микрон и оптимальной геометрии режущих кромок достигается высокое качество обработки и исключительная стойкость.
Концевые фрезы
Концевыми фрезами высекают канавки, сквозные пазы, окна, карманы, шпоночные канавки и многое другое. Материал изготовления преимущественно быстрорежущая и легированная сталь. Остроконечные лезвия в таких фрезах располагаются на цилиндрической поверхности – ими осуществляется основная фрезеровка. На боковине в основном зачищается дно канавки. Лезвия в данных фрезах бывают винтовыми или наклонными.
При изготовлении электроэнергетического оборудования, а также в процессе сооружения и эксплуатации электростанций, применяется большое количество изделий со стандартными и специальными резьбами. Для производства турбин большой мощности, помимо прочего инструмента, масштабно используются концевые фрезы с пластинами типа U. Это позволяет обеспечить безопасность и надежность работы готового изделия, при этом увеличивая КПД на более чем 50%, при уменьшении времени на обработку готового продукта.
Дисковые фрезы
Дисковые фрезы применяются для обработки пазов, канавок и разрезки металлических и других элементов. Основное их назначение – это распил деревянных заготовок. В основном изготовляются из быстрорежущей и легированной стали. Этот вид фрез имеет высокую эффективность, несмотря на то, что у них часто иссечены зубья.
Основное применение дисковых фрез – фасонное фрезерование, отрезка деталей, прорезка шпоночных пазов и т.д. Преимущества конструкции очень ярко выражаются при обработке крупногабаритных изделий и пакетной обработке. Поэтому для изготовления зубчатых колес в машиностроении стали применять специальные твердосплавные дисковые призматические фрезы с углами 60 и 90 градусов, радиус на вершине зуба 0,03 мм, охватываемые диаметры фрез – от 15 до 80 мм. Данные фрезы дают возможность обрабатывать зубчатые колеса внешнего зацепления, зубчатые рейки, наружные шлицы, звездочки цепных передач и другие детали с зубчатыми элементами. Применяя дисковые фрезы можно добиться высочайшей производительности, позволяя сократить продолжительность цикла обработки не менее чем на 50% по сравнению с любыми другими методами нарезания зубчатых колес.
Угловые фрезы
Угловые фрезы используют для обработки канавок с угловым профилем. Основное назначение – это инструментальная промышленность, где фрезы применяют для прорезки стружечных углублений, разверток, зенкеров и прочее. Изготавливаются угловые фрезы цельными конструкциями из быстрорежущей стали.
Исходя из конструкции угловых фрез, их массово применяют для фрезерования стружечных пазов самых различных металлорежущих инструментов, в том числе и самих фрез (пазы типа «ласточкин хвост») и конструкций двух сопряженных плоскостей. Использование данного вида фрез позволяет увеличить скорость фрезерования и сэкономить время на обработку изделия.
Шпоночные фрезы
Главная и отличительная особенность – это фрезерование, как в одну, так и в другую сторону. Материал изготовления – легированная сталь. Применяются на вертикально фрезерных станках или на станках с маятниковой подачей.
Используются в основном для выполнения проемов в металлических изделиях. В работе участвуют только боковые кромки.
Соединения шпоночного типа можно встретить в самых разных приспособлениях. Чаще всего они применяются в машиностроительной отрасли. Шпонки для таких устройств бывают клиновыми, сегментными и призматическими. Основным инструментом для обработки шпоночных пазов на фрезере являются шпоночные фрезы, выпускаемые по Госстандарту 9140. Они располагают двумя резцами с режущими торцовыми основаниями, имеют хвостовик конической либо цилиндрической формы. Для обработки шпоночного паза они идеальны, так как боковые кромки данных фрез направлены непосредственно в корпус инструмента, а не в наружную часть. Шпоночные фрезы работают и с продольной, и с осевой подачей. Они гарантируют необходимый квалитет шероховатости уступов и пазов после обработки.
Фасонные фрезы
Фасонные фрезы применяются для обработки плоскостей и канавок усложненного фасонного профиля. Изготавливают из быстрорежущей и легированной стали. В отличие от стандартных, фасонные фрезы являются специальными, и проектируются с учетом габаритных размеров и профиля рабочей поверхности.
Фасонные фрезы широко применяются в металлообработке, т.к. обеспечивают высокую рабочую эффективность и позволяют низкоквалифицированному персоналу предприятий обрабатывать поверхности сложного профиля. С помощью фасонных фрез делается фасонное фрезерование профильных плоскостей — червяков, шестерен, оконных рам, багетов.
Так как фасонные фрезы являются специальными и предварительно проектируются под требования заказчика, они массово используются при производстве оборудования для нефтегазовой отрасли. Тем самым они идеально подходят для решения специфичных технологических задач. Например, для серийного выпуска муфт необходим большой ресурс работы инструмента. Данный вид фрез выполняет эту задачу на 100%, при этом сокращая время на обработку изделия.
Фрезы в мировых масштабах являются самым популярным приспособлением, которые используют для обработки различных поверхностей материалов. В составной части могут одновременно использоваться несколько вариантов лезвий, зубьев и режущих кромок. Отличительной чертой этого инструмента считается широкое разнообразие размеров, профилей, типов, форм и сфер применения для практически любой технологической задачи. Тем самым на сегодняшний день, фрезы являются незаменимыми, и широко используются в различных отраслях промышленности. Но наиболее важно знать для правильной эксплуатации – это как точно подобрать нужный вид инструмента и правильно его использовать, чтобы получить заготовку нужной формы и размера, и не повредить при этом фрезы.
4 самых популярных вида фрез по дереву для ручного фрезера, а также что это за оснастка и в чем ее назначение
Ручной электрический фрезер даёт мастеру большие возможности в деревообработке. С его помощью можно делать сотни разновидностей выборки, от простых пазов до сложных профилей и даже резьбы по дереву. Разумеется, решение разных задач невозможно без подходящей фрезы.
Фреза по дереву для ручного фрезера — что это такое и в чем ее назначение
Фреза для ручного электрического фрезера – это небольшой по размеру режущий инструмент. Состоит из трех простых частей:
От качества фрезы зависит очень много. Как говорят опытные мастера – не так важно, какой фрезер используется, важно какого качества фреза.
Тем не менее, лучше работать качественным, удобным фрезером. При работе фреза вращается на огромных оборотах, за счет чего достигается чистота, скорость и качество обработки. Электродвигатель фрезера через повышающий редуктор придает фрезе скорость вращения от 10 000 до 30 000 об/мин. Чем больше оборотов способен выдать фрезер, тем лучше.
Разновидность хвостовика по диаметру
Хвостовик фрезы – это круглый металлический стержень, такой же, как у сверла. Но в отличие от сверлильного станка, дрели или шуруповерта хвостовик фрезы зажимается не в 3-кулачковом патроне, а в цанговом зажиме (цанге).
Такой зажим намного компактнее патрона, затягивать одну гайку проще, чем кулачки на патроне специальным ключом. Это важно, учитывая конструкцию этого инструмента. Минус такого зажима – можно использовать только подходящие по размеру хвостовики. В этом отличие от патрона, в котором можно зажать хвостовик сверла размером, например, от 1 до 10 мм.
На современных фрезерах используются цанги для зажима трех основных стандартов хвостовиков: 6 мм, 8 мм, 10 мм и 12 мм. Многие модели поставляются со сменными цангами. Например, под 6 и 8 миллиметровые хвостовики.
Фреза вращается на огромных оборотах, поэтому при работе всегда должна быть надежно затянута. При выходе цангового зажима из строя пользоваться инструментом нельзя, это опасно.
Цангу затягивают специальным ключом, входящим в комплект или аналогичным по размеру другим накидным (рожковым) ключом. Для затяжки и откручивания, вал стопорят либо нажимом предусмотренного в конструкции фиксатором, либо другим ключом, если на валу есть грани под второй ключ для фиксации.
Фиксация вторым ключом надежнее, так как внутренние фиксаторы иногда срываются. Поэтому на качественных брендовых моделях часто используются именно ключевые фиксаторы. Это преимущество, а не недостаток.
Гайку цанги затягивают с усилием до упора, но без лишнего усердия, чтобы не сорвать резьбу, или грани гайки и ключа.
Основные типы конструкций
На современном рынке предлагаются без преувеличения сотни фрез разного назначения, профилей и конструкции. По конструкции отличают три основные группы этого режущего инструмента.
Сборные
Самый простой и распространенный тип. Состоит из хвостовика, несущего корпуса и закрепленных на нем режущих ножей. Все три детали выполнены их разных сплавов. Ножи – из специальной режущей стали, все остальное из более дешевых металлов. Сборными называются потому, что сборка из разных деталей производится при производстве. Далее ни разобрать, ни собрать элементы такой оснастки нельзя, все закреплено наглухо.
Некоторые профили оснащены подшипниками, которые можно снять.
Монолитные
Это практически та же оснастка, что и вышеописанные сборные из трех частей. Ничего не меняется и не переставляется. Отличие от сборного варианта в том, что вся фреза выполнена из одного и того же сплава. По-другому такие фрезы называют затылованными.
Со сменными режущими кромками
Такие конструкции позволяют снимать или переставлять отдельные режущие элементы, получая нужный режущий профиль. Как пример, на изображении ниже фреза паз/шип.
При использовании двух режущих кромок получается выборка в виде шипа. Если открутить гайку, снять один режущий элемент и отрегулировать высоты фрезы до нужного размера, можно получить паз под этот шип.
К этому же типу относятся фрезы с двусторонними ножами. Они не закреплены в корпусе наглухо, а прикручены на винтах. Когда тупится одна сторона, ножи переворачивают и используют другую сторону.
Пример такой оснастки:
Насадные фрезы со сменными ножами также используются на стационарных фрезерных станках. Это барабан для крепления ножей по типу тех, которые стоят на обычных электрических рубанках. Но вместо обычных плоских в него могут вставляться фигурные ножи с разным профилем.
Разновидности лезвий фрез
От формы профиля режущей кромки (лезвий) фрезы зависит, какая выборка получится в итоге. Различают несколько основных типов.
Пазовые
Назначение соответствует названию – оснастка для выборки пазов. В свою очередь, есть разновидности пазовых фрез.
Концевая пазовая
«Концевая» означает, что выборка производится не только боковой, но и конечной частью (нижним торцом) или только конечной частью. Пример на изображении ниже:
Такие фрезы могут быть разного диаметра. Есть варианты с расположенным вверху подшипником для выборки паза (фальца или четверти) сбоку заготовки.
Пазовая конструкционная с боковой режущей кромкой
Такую фрезу можно использовать по-разному. Так, как изображено выше, по полному профилю, или для выборки простого прямого паза сбоку заготовки на нужную глубину, выставленную с помощью параллельного упора.
Галтельные пазовые фрезы делают паз с полукруглой выборкой
Это основная фреза для нанесения декоративных орнаментов, поверхностной резьбы по дереву. С её помощью можно наносить рисунки и узоры как по намеченным линиям, так и с помощью циркуля или лекал.
Также рекомендуем почитать интересную статью про художественную резьбу лобзиком.
Кромочные
Предназначены для обработки боковых кромок. Главное их отличие – наличие шарикоподшипника внизу хвостовика. Это делает работу простой и удобной. Подшипник не дает фрезе заглубиться внутрь и испортить заготовку, крутится по поверхности заготовки, отчего инструмент передвигается легко и плавно.
Кромки обрабатывают самыми разными профилями. Поэтому к фрезам этого типа могут относиться пазовые, фигирейные (профильные), шиповые, фальцевые для отбора четвертей и другие фрезы с подшипниками.
При необходимости подшипник можно снять и использовать фрезу другим способом. Например, для выборки профиля посередине заготовки после галтельной или простой прямой выборки, выставив нужную глубину. Предварительная выборка в этом случае нужна, так как кромочные фрезы с подшипником не концевые, у них нет ножей на самом конце, в нижнем торце.
Комбинированные
Комбинированными называются фрезы для соединения «сложный паз/шип». Особенность такого соединения в том, что на соединяемых кромках одна и та же выборка, а не паз и шип, как на вагонке. Посмотреть, как выглядят такие фрезы и соединения, можно на следующем видео:
Также хорошо иллюстрирует возможности такой оснастки это изображение:
Если для соединения паз/шип (по типу вагонки или шпунтованной половой рейки) требуется проход двумя разными профилями (паз и шип), то комбинированная фреза делает совместимое соединение с двух сторон.
Фигирейные
Это крупные фрезы с разным сложным профилем, сочетанием широких полукругов, скругленных пазов и т.д. Результат их работы можно увидеть на филенчатых дверях (ими отбирают филенку) и фигурных плинтусах.
Конечно, погонаж большой протяженности (те же плинтуса), делаются не ручными фрезерами, а мощными фрезеровальными станками. Но небольшие объемы работ – несколько дверей, 10-30 п.м. плинтуса можно сделать и с помощью ручного фрезера мощностью не менее 1,5 кВт. Для прогонки погонажа ручной фрезер иногда закрепляют в столе в перевернутом состоянии (фрезой вверх).
Пример классической фигирейной фрезы именно для ручного фрезера на изображении:
На следующем изображении – более сложная двойная (двустворчатая) фигирейная фреза.
За один проход она делает не только дверную или мебельную филенку, но сразу и шип для ее крепления в паз смежной детали.
Другие виды
Особая разновидность фрез – сверла Форстнера. По конструкции это фрезы. Но поскольку они выполняют функцию сверла, то есть делают круглые отверстия, их называют как фрезами, так и сверлами. Их функциональное отличие от классических спиральных сверел с конусным наконечником в следующем – они образуют ровное, а не конусное дно не сквозного отверстия. Часто это важно. Например, при посадке круглых элементов мебельного крепления, петель и т.д.
На изображении – сверло Форстнера:
Сверла Форстнера выпускаются в большом диапазоне диаметров, от 10 мм до 56 мм, иногда и более, как по отдельности, так и в наборах. Режущий элемент состоит из трех основных частей:
Твердосплавные резцы с карбидом вольфрама или других металлов позволяют применять такую оснастку и для сверления ДСП, МДФ и прочих материалов с твердыми клеящими смолами, что важно при изготовлении корпусной мебели из таких материалов.
К отдельному виду относятся фрезы по мягким металлам, пластику и прочим не деревянным материалам. Как правило, для таких фрез используются ножи из более твердых сплавов.
Популярные производители
Производителей фрез сегодня можно разделить на две группы:
Первые выпускают продукцию достаточно хорошего качества, так как заинтересованы в том, чтобы их инструмент успешно работал. Но не заинтересованы в том, чтобы их оснастка работала вечно для того, чтобы продажи не были разовыми. Время от времени такие фрезы меняют на новые.
Самые массовые и популярные производители – Энкор, Бош, Фит, Корвет и другие.
Вторые стараются поддерживать репутацию качества своих изделий, выпускают профессиональные изделия с долгим сроком службы. Однако среди них могут быть «безымянные» изделия плохого качества неизвестного происхождения.
Как выбрать
Определить качество и долговечность фрезы можно только при реальной работе. Сделать это до покупки осмотром либо другими способами невозможно. Если требуется покупать большой комплект разных профилей за значительную сумму, можно проверить качество без продолжительных работ следующим способом:
Покупать большое количество фрез такого качества не стоит. Твердосплавные кромки затачиваются только абразивными кругами точильных станков либо алмазными надфилями, обычный напильник их не берёт.
Признаки некачественной или затупившейся фрезы – профиль не выбирается полностью. Инструмент передвигается с усилием, древесина чернеет и горит вплоть до появления дыма.
Представление о качестве может дать репутация бренда. Большинство брендов выпускают для бытового применения «массовый ширпотреб», однако достаточно хорошего качества, чтобы выполнять нужные работы.
Средним и достаточным для работы качеством обладают фрезы вышеперечисленных брендов – Бош, Энкор, Фит и т.д.
Цена не всегда показатель качества. Дело в том, что цена зависит не только от применяемых дорогих или дешевых сплавов, стоимости оборудования, но и от профиля фрезы. Сложный профиль большего размера стоит дороже, чем простой.
Хорошие фрезы выпускают немецкие производители. Гарантия качества, если изделие произведено не, например, «в КНР под контролем и т.д.», а именно на территории Германии. Поэтому при поиске в сетевых магазинах следует кликнуть страну-производитель «Германия». В выдаче будет только продукция, произведенная в этой стране.
Немецкие фрезы идеально сбалансированы, не создают вибраций и биений на больших оборотах, обрабатывают древесину максимально чисто и очень долго сохраняют рабочие качества без заточки.
Можно ли сделать своими руками
Несмотря на внешнюю простоту, производство этих изделий требует совершенного высокоточного и высокотехнологичного оборудования. Фреза должна быть:
По этим причинам сделать фрезу самому без оборудования практически невозможно. Исключение составляют простые прямые ножи на оснастке со сменными лезвиями. В теории, можно вырезать нужный размер из, например, ножей от рубанка. Но и тут есть проблемы с балансировкой по весу и сверлением отверстий под крепления в твердом металле.
В условиях домашней мастерской можно затачивать некоторые виды профилей. Это делается с обратной стороны режущей кромки, так как со стороны острия, заточенного под углом сделать это на криволинейном профиле невозможно.
Заточку проводят плоским алмазным надфилем. Но эффективнее — на точильном станке, тонком или чашеобразном круге, который входит по размеру в нишу фрезы и достает до затачиваемой поверхности.
Сильный перегрев при заточке недопустим, так как это изменит заводские характеристик закалки (термообработки) металла. Заточку проводят до появления небольшой фаски с обратной стороны. Затем фаску аккуратно снимают наждачной бумагой «нулевкой», легкими движениями, чтобы не затупить острие.
Как хранить
Фрезы не требуют каких-то особых условий хранения. Исключается попадание воды, желательно сухое помещение, чтобы избежать ржавчины. В остальном каждый мастер хранит их так, как удобнее.
Комплектные фрезы продаются и хранятся в коробках. Купленные поштучно можно разместить на доске с просверленными под хвостовики отверстиями. Когда фрезы требуются часто, их держат под рукой. В других случаях убирают подальше, чтобы не мешали.
Ручной фрезер – это многопрофильный инструмент с самыми широкими возможностями. Сначала ставятся задачи, которые нужно решить. Зачем для их выполнения подбирается фреза с подходящим профилем. Новичкам следует знать, что фрезер – это не волшебная палочка, которая все сделает сама. Этим инструментом нужно работать. И тогда откроются все возможности, которые дает фрезер с подходящей фрезой каждому мастеру.