3D-фреза для верстата ЧПУ - інструмент, за допомогою якого нарізають складні об'ємні форми: барельєфи, меблеві фасади, скульптури, панно. Вони виготовлені з швидкорізальної сталі з додаванням молібдену або вольфраму, рідше з твердосплавних металів.

Види фрез по дереву для 3D-обробки

Конічна форма наконечника різального інструменту оптимально підходить для художнього фрезерування, гравірування, свердління пазів. Для чорнової обробки дерев'яних заготовок кращі сферичні фрези для ЧПУ діаметром 3-6 мм, для чистової - 1-3 мм. Твердосплавні двозахідні справляються в один захід, але коштують дорожче за комплект з чистової та чорнової сталевих фрез.

Конусні фрези для ЧПУ бувають наступних типів:

• прямі. Добре показують себе в роботі на малій глибині занурення в заготівлю. Тривала глибока фрезерування за рахунок відсутності нормального відведення стружки чревата швидким зносом деталі;
• спіральні. Найменше гріються, ефективні, особливо якщо планується безперервне високе робоче навантаження протягом тривалого часу.

Обидва типи 3Д-фрез зі сталі та твердосплавних металів зі зміцнюючим напиленням завжди в наявності на складі магазину.

Фрези - це лезовий металорізальний інструмент, робочий хід якого представляє обертальний рух різання з одночасним рухом подачі за напрямком, що не співпадає з віссю обертання. Відмінною ознакою даного інструменту є неможливість змінити радіус траєкторії головного руху різання (ГОСТ 25751-83).

Фреза є спеціальний інструментдля обробки металу різанням із декількома робочими лезами. Знімання металу забезпечує обертальне ріжучий рухз одночасною подачею в необхідному напрямку, але відмінному від напрямку осі обертання. Особливістю фрези є неможливість зменшення або збільшення траєкторії основного руху під час знімання металу.

Особливості обробки металів фрезою

Фрезерування входить до найпопулярніших методів металообробки, широко застосовується в машинобудуванні та інших сферах діяльності. Даний спосіб дозволяє обробляти вироби з гладкою циліндричною поверхнею, і навіть деталей з різними фасонними елементами (пазами, борознами тощо. буд.).

За допомогою фрез можна проводити чорнову, напівчистову та чистову обробку деталей з:

• сталей різних марок;
• алюмінію;
• міді;
• сплавів кольорових металів та інших матеріалів.

У кожного з матеріалів є свої показники міцності, пружності та інші фізико-хімічні характеристики. Щоб забезпечити ефективну роботуобладнання випускаються різні типифрез з індивідуальним конструктивним виконанням, розмірами, матеріалом робочої частини, конфігурацією зубів, особливістю установки та іншими параметрами.

Інструмент, що використовується для обробки сталей, має максимально міцні леза і точну траєкторію руху. Ріжуча частина може бути частиною корпусу інструменту, бути знімною або напаяною пластиною. Застосування змінних лез є найбільш вигідним та практичним рішенням, що дозволяє значно продовжити термін експлуатації інструменту та знизити експлуатаційні витрати.

Експлуатація та вартість

Вартість фрез є важливим фактором, від якого залежить собівартість виробництва. Значно зменшити витрати на придбання можна за рахунок своєчасного переточування інструменту, використання змінних пластин та точного дотримання режиму різання. Доступні ціни на фрези та інший інструмент пропонує Інтернет-магазин, особливо при купівлі великих партій товару.

Тривалість роботи інструменту залежить від характеристик матеріалу, що обробляється. Тому важливо при виборі фрез врахувати, для яких робіт вона буде використана, які метали потрібно обробляти. Важливу роль відіграє правильне настроювання фрезерного верстата, дотримання допустимого режиму обробки. Не варто намагатися збільшити продуктивність, підвищуючи швидкість або товщину знімання металу, це може призвести до передчасного зношування або поломки інструменту.

Властивості інструментальних матеріалів Ріжучі інструменти працюють в умовах значних силових навантажень, високих температур, тертя та зношування. Тому інструментальні матеріали повинні мати певні експлуатаційні та фізико-механічні властивості. Матеріал різальної частини інструменту має велику твердість і високі значення допустимих напруг на вигин, розтяг, стиснення і кручення. Твердість різальної частини інструменту повинна значно перевищувати твердість матеріалу заготовки, що обробляється. Вуглецеві інструментальні сталі містять 1.0 ... 1,3% С. Для виготовлення інструментів застосовують якісні сталі У10А, У11А, У13А. Після термічної обробки сталі мають червоностійкість 200...240 оС. За цієї температури твердість сталі різко зменшується, і інструменти що неспроможні виконувати роботу різання. Допустимі швидкості різання не перевищують 0.2...0.3 м/с. З цих сталей виготовляють мітчики, плашки, ножовочні полотна, свердла та зенкери малих діаметрів. Леговані інструментальні сталі - це вуглецеві інструментальні сталі, леговані хромом, вольфрамом, ванадієм, кремнієм та іншими елементами. Після термообробки леговані сталі мають червоностійкість 220...260 °С. Порівняно з вуглецевими легованими стали мають підвищену в'язкість у загартованому стані і більш високу прожарюваність, меншу схильність до деформацій та появі тріщин при загартуванні. Допустима швидкість різання 0.25…0.5 м/с. Для виготовлення протяжок, свердлів, мітчиків, плашок, розгорток використовують сталі 9Х ВГ, ХВГ, ХГ, 6ХС, 9ХС. Швидкорізальні сталі містять 5,5 ... 19% W, 0.7 ... 1.2% С; 2...10 % С і V. Для виготовлення інструментів застосовують сталі Р9, Р12, Р18, Р6М3, Р6М5, Р9Ф5, Р14Ф2, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф2. У всіх швидкорізальних сталях масова часткахрому – 4%, тому в позначенні марки літеру Х не вказують. Ріжучий інструмент з швидкорізальної сталі, після термічної обробки має червоностійкість 600 ... 640 оС і має підвищену зносостійкість, тому може працювати зі швидкостями різання до 2 м/с. Для економії швидкорізальних сталей різальний інструмент виготовляють збірним або звареним. Ріжучу частину інструменту роблять із швидкорізальної сталі, яку зварюють або механічно з'єднують з приєднувальною частиною з конструкційних сталей 45, 50, 40Х. До твердих сплавів відносяться інструментальні матеріали, що складаються з високотвердих і тугоплавких карбідів вольфраму, титану, тантал, що з'єднуються металевою зв'язкою. Ці матеріали виготовляють методами порошкової металургії. Порошки карбідів змішують з порошком кобальту, пресують і спікають при 1400...1550 оС. При спіканні кобальт розчиняє частину карбідів та плавиться. В результаті виходить щільний матеріал, структура якого на 80 ... 85% складається з карбідних частинок, що з'єднуються зв'язуванням. Тверді сплави застосовують у вигляді пластинок певної форми та розмірів, які ділять на три групи: - вольфрамові – ВК2, ВК3, ВК3М, ВК8 та ін; - титановольфрамові - Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; - титанотанталовольфрамові – ТТ7К12, Т10К8Б. Пластинки твердого сплаву мають високу зносостійкість і червоностійкість (800....1250 оС), що дозволяє вести обробку зі швидкостями різання до 15 м/с. Платівки припаюють до державок або корпусів інструментів мідними, латунними припоями або кріплять механічними способами. Найбільш широке застосування серед понад твердих матеріалів (СТМ) отримали матеріали на основі кубічного натріду бору (Ельбор, Гексаніт – Р, Кіборіт та ін.). Їх випускають у вигляді пластин різної геометричної форми, якими оснащують ріжучі інструменти. СТМ застосовують для тонкого, чистового точення та фрезерування загартованих сталей та чавунів. Інструментальні керамічні матеріалиможна розділити на групи, що відрізняються хімічним складом, методом виробництва та областями раціонального використання. Оксидну "білу" кераміку, що складається з Al2О3 з легуючими добавками MgO, ZrO2 та ін. застосовують для чистової та напівчистової обробки незагартованих сталей та сірих чавунів зі швидкостями різання до 15 м/с. Оксидно-карбідну "чорну" кераміку, що складається з Al2О3, ТiC, ZrO2 та інших карбідів тугоплавких металів, застосовують для обробки ковких, високоміцних та вибілених модифікованих чавунів та загартованих сталей. Кераміку на основі нітриду кремнію застосовують для напівчистової обробки чавунів. Високі властивості міцності необхідні для того, щоб інструмент володів опірністю відповідним деформаціям в процесі різання, а достатня в'язкість матеріалу дозволяла сприймати ударне динамічне навантаження. Інструментальні матеріалиповинні мати високу червоностійкість (теплостійкість), тобто. здатністю зберігати твердість при нагріванні. Червоностійкість оцінюють температурою, за якої відбувається різке зниження твердості матеріалу. Найважливішою характеристикою матеріалу ріжучої частини інструменту є зносостійкість. Чим вище зносостійкість, тим повільніше зношується інструмент і тим вища його розмірна стійкість. Це означає, що заготовки, послідовно оброблені одним і тим самим інструментом, матимуть мінімальне розсіювання розмірів оброблених поверхонь. Матеріали для виготовлення інструментів повинні мати найменший процентний вміст дефіцитних елементів. Всім переліченим вимогам тією чи іншою мірою відповідають наступні матеріали: інструментальні сталі, тверді метали, синтетичні надтверді та керамічні матеріали, абразивні та алмазні матеріали.