Токарная и фрезерная обработка металла: назначение, этапы выполнения, классификация

Токарно-фрезерная обработка металлов на сегодня пользуется огромной популярностью, так как позволяет создавать детали требуемой формы, размера и текстуры поверхности.

Компания GBC предлагает выполнить фрезерные и токарные работы на высоком профессиональном уровне с учетом всех требований клиента. Мы используем высокопроизводительное оборудование, а также современные программы подготовки процесса, что гарантирует исключение каких-либо ошибок на любом этапе производства. Специалисты смогут произвести по-настоящему сложные изделия, отвечающие высоким стандартам качества.

Назначение фрезерной металлообработки

Суть такой металлообработки заключается в удалении тонкого слоя металла при помощи вращающейся фрезы, которая может иметь разную форму. При фрезеровке режущий инструмент производит вращательное движение, а металлическая деталь — поступательное. А при токарной обработке металлов инструмент, наоборот, движется поступательно. Но при двух таких способах обработки осуществляется срезание тонкого слоя металла для получения изделий заданных параметров.

С помощью фрезеровки можно осуществлять шлифовку деталей, сверление, резьбу, получение конусов, растачивание отверстий, выполнение разнообразных узоров, гравировку и т. д. В набор оборудования входит большое разнообразие режущих фрез, причем их крепление на станках производится как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, хотя фрезерование может осуществляться и под некоторым углом.

Фрезеровочные работы невозможно представить без применения специальных станков для обработки металла. Именно от уровня оборудования, используемых технологий, квалификации специалистов зависит качество и точность выполнения запланированных работ.

Сферы применения фрезерных работ достаточно разнообразные, они часто используются в машиностроительной, деревообрабатывающей отрасли, в строительстве, архитектуре, в создании дизайнерских и разнообразных ювелирных изделий.

Обработка металлов и сплавов осуществляется вне зависимости от уровня прочности, для каждого материала выбирается конкретный режущий инструмент. Большое распространение получила фрезеровка алюминия, бронзы, такие материалы широко используются в создании интерьерных элементов, рекламных конструкций, в производстве техники, сувенирных изделий. Титановые детали и изделия из разной стали широко используются в аэрокосмической отрасли и в иных промышленных сферах. Поэтому многие отрасли промышленности невозможно представить без проведения фрезеровочных задач.

Классификация фрезерных задач

В зависимости от используемой рабочей фрезы различают несколько видов фрезеровочных работ по металлу:

1. Торцевая фрезеровка. В данном случае используется торцевая фреза, которая имеет цилиндрическую форму, ряд зубьев, она предназначена для получения большого спектра изделий. При помощи такой оснастки возможно осуществлять обработку металлозаготовок с плоской или ступенчатой поверхностью. Торцевые фрезы со значительным количеством зубьев позволяют качественно обрабатывать различные детали на большой скорости.
2. Концевое фрезерование. Такой метод используется для образования выступов в различных плоскостях. Такие фрезы незаменимы при создании фигурных выемок, всевозможных пазов.
3. Цилиндрическая фрезеровка. Не всегда фреза имеет форму цилиндра, а иногда такой способ обработки подходит для работы с фигурными поверхностями, которые повторяют форму режущего инструмента.
4. Зубчатая фрезеровка.
5. Фасонная фрезеровка, используемая для производства сфер, деталей различной правильной формы.

Часто при выполнении одной детали могут использоваться сразу несколько видов режущего инструмента.

Существует большое разнообразие фрезерных работ, рассмотрим основные из них:

1. Фрезеровка плоской поверхности. Работа может осуществляться на различных требуемых поверхностях, а также уступах. Такие поверхности в основном обрабатываются путем применения фрез как цилиндрического, так и торцевого типа. Металлозаготовки могут быть самые разнообразные в зависимости от требований по чертежам, поэтому могут крепиться либо на рабочем столе, либо при помощи специализированных тисков. Схема работы с изделиями на вертикальной поверхности заключается в использовании того же оборудования, но с применением фрез иного вида. При металлообработке наклонной поверхности нужно устанавливать угловые фрезы и станки, на которых допустимо устанавливать рабочий инструмент под заданным необходимым углом.
2. Создание пазов, канавок, а также шлицев. Работа осуществляется с применением специализированных концевых фрез. Такая технология позволяет производить обработку прямоугольных пазов дисковыми специализированными фрезами. Обработка шлицев осуществляется с применением прорезных фрез.
3. Фрезеровка фасонной рабочей поверхности. Данная технология позволяет обрабатывать небольшие фасонные поверхности с применением соответствующего режущего инструмента, при этом его профиль должен отвечать профилю изготавливаемой детали. Если же изделие имеет довольно сложную геометрическую форму, то для его обработки используют целый набор различных фрез.
4. Производство зубчатых колес, всевозможных канавок. Для этого используются специальные дисковые модульные или пальцевые фрезы. В данной ситуации также важно правильно выбрать профиль режущего инструмента, он должен полностью соответствовать по габаритам впадины обрабатываемого зуба.

Конечно же, для проведения качественных фрезеровочных задач важна квалификация специалистов, чтобы была возможность правильно подобрать режущий инструмент, исключить появление брака.

Технологические этапы работы

Можно выделить несколько основных этапов фрезеровальной технологии:

1. Подбор подходящей рабочей фрезы. К примеру, фрезеровка мягких металлов должна осуществляться фрезой из быстрорежущей качественной стали. Для более прочных материалов уже нужно подбирать иной инструмент. И только специалист сможет правильно выбрать необходимый вариант фрезы, за счет чего можно будет получить деталь по точно заданным параметрам, не испортить инструмент.
2. Установить необходимую частоту вращения режущего инструмента.
3. Монтаж фрезы, который основан на ее фиксации, проверке надежности установки на станке.
4. Установление глубины фрезеровки, для этого нужно правильно отрегулировать размещение ступора.
5. Выбор конкретного режима скорости вращения фрезы. Стоит понимать, что чем выше будет скорость режущего инструмента, тем на повышенное качество обрабатываемой поверхности можно рассчитывать. Однако при вращении инструмента на внушительной скорости может произойти оплавка срезов, поэтому важно правильно выбрать оптимальный уровень скорости.
6. Определение направления вращения режущего инструмента, оно может быть встречным, попутным согласно выбранной конкретной технологии работы.
7. Фрезерование, при котором нужно обязательно соблюдать технику безопасности.

Специалисты согласно требуемым параметрам, произведут необходимый расчет всех рабочих параметров, подберут конкретную технологию обработки.

Фрезеровка на стандартном станке

Для начала нужно ответственно подойти к выбору подходящей фрезы, после чего зафиксировать ее на шпинделе станка.

При работе на классическом станке нужно произвести целый комплекс задач:

• завести шпиндель на незначительной скорости вращения, подводя деталь к фрезе;
• после чего отвести станину рабочего стола, на которой крепится металлозаготовка, вследствие этого шпиндель остановится;
• затем важно установить необходимую глубину резания детали, запустить вращение инструмента.

Специалист вручную будет перемещать станину, контролировать проведение всей работы. Для проведения качественных и разноплановых фрезерных работ на стандартном станке важно, чтобы был предусмотрен целый набор инструментов. Это поможет повысить уровень производительности процесса. При этом нужно внимательно выбирать режущий инструмент, ориентируясь на требования процесса. Для чернового обрабатывания чаще всего используется фреза с квалитетом точности 11 и 12. А для чистовых работ уже можно установить инструмент с квалитетом точности 8 или 9.

При работе на механическом обычном станке очень важен уровень квалификации специалиста, а также во многом существенную роль играет человеческий фактор, условия организации труда. Если опыт специалиста будет недостаточен, то невозможно будет изготовить большое количество одинаковых деталей с идентичными характеристиками. Поэтому на смену ручному труду пришел технический процесс, инновационное оборудование, регулируемое специально загруженными настройками.

Фрезерование на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ)

Такой станок отличается тем, что работает за счет компьютера, что позволяет увеличить точность производительности всех работ, минимизировать процент бракованных изделий и создавать партии деталей со сложной геометрической формой по единой технологии с одинаковыми эксплуатационными характеристиками.

Станки с ЧПУ — это эффективное и надежное оборудование, которое незаменимо до крупных промышленных предприятий. И это далеко не маленький станок, а самый настоящий производственный центр, который впечатляет огромными возможностями, позволяет производить изделия различной степени сложности.

Числовое программное управление делает работу автоматизированной, позволяет рассчитывать на массу преимуществ:

1. Повышенная точность, что особенно важно при производстве мелких и точных деталей. Оборудование сможет выполнить множество вычислительных процессов, обрабатывая листовой прокат строго по заданной программе, гарантирует производство деталей с точностью до микрон.
2. Возможность использовать современные информационные технологии, получать нестандартные изделия повышенной сложности, что особенно важно для ответственных отраслей.
3. Сокращение срока перехода на прочую оснастку. Современные станки с ЧПУ не требуют ручной перенастройки оборудования, что существенно сокращает сроки выполнения заказа.
4. Минимальный процесс подготовки к рабочему процессу, так как достаточно загрузить готовую программу.
5. Простота в использовании. Для работы оборудования достаточно одного оператора.
6. Экономичность. Повышенная точность выполняемых операций сводит к минимуму холостую работу станка, позволяет сократить расходы на электрическую энергию. К тому же для создания большого количества деталей не нужен целый штат работников, а достаточно всего лишь нескольких специалистов.
7. Возможность создать эффективное конвейерное производство. Станки с ЧПУ можно объединить в единую систему, тем самым получив автоматизированное производство. Это отличное решение для крупных производственных комплексов.

Фрезеровка позволяет изготовить обширный спектр деталей, которые не нуждаются в дополнительной механической обработке.

Лазерная металлообработка (на станках с ЧПУ)

Применение лазерной обработки позволяет выйти на новый уровень производства деталей. Но это достаточно дорогостоящий процесс, поэтому использование подобной технологии оправдано в том случае, когда необходимо получить максимальную точность изделий быстро и качественно.

Существует несколько распространенных технологий фрезерных задач, проводимых при помощи лазерного луча:

• выжигание металлической заготовки лазерным лучом по заданным конкретным параметрам, после чего шлифуется полученная кромка;
• лазер срезает слой металла, проходя множество раз по одному участку, пока не будет получена деталь требуемых параметров.

При проведении лазерных работ заготовка получается с максимально гладкой и качественной поверхностью без каких-либо заусенцев и дефектов, поэтому не нуждается в дальнейшей шлифовке.

Кроме того, лазерная обработка имеет массу неоспоримых достоинств:

1. Рабочий процесс осуществляется с помощью сфокусированного пучка лазерной энергии, что исключает деформацию материала, поскольку воздействие осуществляется точечным образом.
2. Высокая продуктивность работы. За один рабочий цикл можно обрабатывать большое количество материала, рассчитывать на эффективность работы.
3. Возможность обрабатывать хрупкие и эластичные листовые материалы, что весьма сложно сделать с помощью стандартной механической обработки. Это открывает большие возможности для гравировки и выполнения разноплановых изделий.
4. Минимальная вероятность погрешности, благодаря программированному движению лазерного луча, обеспечивается высокая точность процесса.
5. Безотходность обработки, что позволяет сэкономить на материале.
6. Возможность производства продукции с зеркальной и сложной поверхностью.
7. Исключение затрат на производство матрицы, шаблонов.

Таким образом, существуют определенные различия между фрезерной и лазерной металлической обработкой. В 2 вариантах производственных циклов используются различные инструменты. Но фрезер позволяет произвести детали с положительным и с отрицательным углом, а также трехмерную продукцию, чего невозможно сделать лазером. Но технология применения лазера позволяет продуктивно работать при различной толщине режущего инструмента, в то время как фрезеровка сильно снижается при применении тонкой фрезы. Но в любом случае две эти технологии позволяют получать геометрически сложные изделия, причем не только по шаблонным, но и индивидуальным чертежам.

Но возможности лазера весьма обширные, и в последнее время большой популярностью пользуется аддитивная обработка, которая позволяет создавать изделия из расходного материала в соответствии с заданными конкретными параметрами. Для моделирования используется специальное программное обеспечение, позволяющее создавать продукцию самых разнообразных параметров без какого-либо брака.

Аддитивные технологии используются при производстве различной бытовой продукции, медицинских инструментов, оборудования, запчастей для автомобильной и прочих сфер промышленной отрасли. Трехмерная визуализация проекта обеспечивает максимальную точность изготовления деталей. Для производства продукции используются специализированные принтеры.

Существует несколько методик получения изделий, путем применения лазера можно осуществлять выборочное лазерное плавление металлических порошков, создавать качественные изделия.

Одним из главных достоинств технологии аддитивного изготовления является возможность снизить расход материала, а также рассчитывать на высокую точность производства. Материал плавится под действием лазера, после чего затвердевает, не оставляя каких-либо швов. По окончании процесса готовые изделия сразу же готовы к эксплуатации, не требуют проведения какой-либо дополнительной обработки, при этом полностью отсутствуют отходы.

Это инновационный процесс обработки позволяет создавать геометрически сложные модели буквально за один день, тем самым снизив производственные затраты. Кроме того, можно рассчитывать на быстрое прототипирование и запуск образцов в изготовление в минимальные сроки.

Способы фрезерной обработки

Существуют разнообразные варианты фрезерной обработки по металлу. Для первичного среза твердосплавных металлических изделий используется встречная фрезеровка. А для проведения предчистовых и чистовых работ и для обработки мягких металлов в основном применяется попутное фрезерование. Каждый вариант имеет свои определенные особенности и, соответственно, сферу использования. Рассмотрим более подробно каждую технологию, ее плюсы и нюансы проведения.

Попутная технология

Инструмент вращается в едином направлении с поступающей металлозаготовкой, благодаря чему обеспечивается масса преимуществ:

• медленный износ рабочего инструмента, поскольку при таком движении фреза не затупляется, может использоваться на протяжении длительного времени без получения каких-либо дефектов;
• аккуратный съем припуска, благодаря чему можно рассчитывать на минимальную степень шероховатости полученной поверхности;
• инерционные силы стабильно держат металлозаготовку, поэтому не нужно дополнительно переживать за ее надежную фиксацию, а значит, исключены какие-либо деформации материала;
• оперативный и легкий отвод стружки без применения дополнительного оборудования.

Но стоит понимать, что грубые поверхности необходимо предварительно подготовить. А для работы с металлическими заготовками, которые имеют много твердых включений, этот способ совершенно не подходит. Кроме того, при попутной фрезеровке возникают большие вибрационные нагрузки, поэтому нужно обязательно использовать оборудование с высокой конструкционной жесткостью.

Встречная технология

При проведении подобной технологии режущий инструмент перемещается в направлении, противоположном движению металлической заготовки.

Этот способ позволяет рассчитывать на следующие достоинства:

• повышение производительности труда;
• более равномерное и деликатное механическое влияние на заготовку, поэтому можно аккуратно углублять рез, не отклоняясь от заданных параметров;
• минимальный уровень нагрузки, за счет чего увеличивается срок эксплуатации оборудования;
• отсутствие вибрационной нагрузки даже при работе с твердыми материалами.

Единственный недостаток подобной технологии заключается в том, что необходимо весьма жестко устанавливать заготовку, поскольку сила реза способна частично приподнять ее. При этом получаемая стружка довольно плохо отводится, иногда может попадать в рабочую зону.

Вертикальная технология

Для проведения таких фрезеровочных задач используются вертикально-фрезерные станки. Они позволяют работать в различных плоскостях, а также осуществлять сверление, выточку отверстий, зенкерование. С помощью подобного оборудования можно обрабатывать не только металлические изделия, но и прочие материалы, причем и как в единственном экземпляре, так и крупными серийными партиями.

Вертикальная фрезеровка больше предназначена для обрабатывания стальных и чугунных изделий, часто используется для производства зубчатых колес, спиралей и прочих изделий, которые широко применяются в разнообразных промышленных отраслях.

Шпиндель в подобном станке находится вертикально, отсюда, соответственно, и название оборудования. Работа происходит за счет вращения режущего инструмента, а движение заготовки может осуществляться прямо- и криволинейным способом.

Фрезеровочные вертикальные станки делятся на два основных типа:

1. Консольное оборудование. Это станки оснащены большой консолью, благодаря чему можно обрабатывать детали посредством применения самых разнообразных фрез. Но расположение такого оборудования в пространстве ограничено, поэтому на нем в основном обрабатываются заготовки небольших габаритов.
2. Бесконсольные станки. В этом случае станина укреплена на основании, а рабочий стол перемещается по направляющим. Таким способом гарантирована максимальная жесткость конструкции, предоставляется возможность работать с деталями внушительных габаритов.

В каждом отдельном случае выбирается конкретный тип технологии и оборудование.

Горизонтальная технология

В данной ситуации также используются горизонтально-фрезерные станки, шпиндель размещен соответствующим способом. В качестве инструмента могут использоваться цилиндровые и прочего вида фрезы, а также всевозможные комбинации.

Но также существует и универсальное оборудование, на котором можно установить оснастку всевозможного типа, таким образом, осуществлять не только линейную металлообработку поверхностей, но и создавать усложненные пазы.

Почему стоит заказать токарно-фрезерную обработку в компании GBC?

Производственное предприятие GBC специализируется на выполнении токарно-фрезерных работ, использует инновационное оборудование высокой мощности, поэтому может выполнять заказы любой степени сложности.

Обратившись в компанию, можно рассчитывать на следующие преимущества от сотрудничества:

1. Отработанные до совершенства все технологические процессы. Опытные сотрудники используют только профессиональное оборудование, которое отвечает инновационным техническим стандартам, имеют сертификаты, позволяет оперативно производить даже крупные заказы. Рабочий процесс налажен до идеала — от обработки заявки до поступления технического задания в работу и сдачи готовой продукции клиентам.
2. Комплексный подход. Заказать можно не только токарно-фрезерные работы, но и гибку, резку, зубообработку, аддитивную, лазерную обработку. Специалисты работают с разнообразными материалами, используя всевозможные технологии, поэтому могут производить обширный спектр изделий как по чертежам клиента, так и путем собственной разработки всей необходимой рабочей документации.
3. Собственное производство. Изготовление деталей осуществляется собственными усилиями без поиска каких-либо сторонних исполнителей, что позволяет контролировать весь процесс производства, при этом обеспечивать оперативность исполнения всех заказов.
4. Высокое качество работы. Специалисты строго придерживаются всех требований клиента при исполнении заказа, а также высоких стандартов качества, гарантируют высокую точность производства изделий.
5. Честное и прозрачное сотрудничество. Перед началом работы клиенту будет предоставлена подробная смета, в которой будет указана точная стоимость заказа. Кроме того, работа выполняется в точно установленные сроки без лишних задержек.

Чтобы проконсультироваться по любому вопросу, узнать стоимость обработки металлов, отправляйте заявку на сайте или сразу звоните специалистам по указанным телефонам.

Итог

С помощью разнообразных станков и фрез можно осуществлять обработку различных металлов и сплавов, получать детали любой сложности. Но чтобы работа была выполнена на достойном уровне, важно обращаться за помощью к специалистам, которые придерживаются высоких стандартов качества, правильно выберут подходящую технологию и режущий инструмент, исключат появление брака.