Таблица характеристик концевых фрез: выбор по материалам обработки

[kirilljsx]

Концевые фрезы — ключевой инструмент в металлообработке. Они режают, формируют и доводят детали с высокой точностью. Правильный выбор фрезы по материалу заготовки экономит время, снижает износ и повышает качество.

Эта таблица поможет разобраться в характеристиках и подобрать фрезу под конкретный металл или сплав. Вы узнаете про материалы фрез, покрытия и режимы резания. Такие знания решают проблемы с поломками инструмента и низкой производительностью.

Материалы концевых фрез и их применение

Концевые фрезы делают из быстрорежущей стали (HSS) или твердых сплавов на основе карбида вольфрама. HSS фрезы прочны и вязки, подходят для мягких сталей и умеренных скоростей. Они дешевле, но быстрее изнашиваются при жестких режимах. Твердосплавные варианты с кобальтовой связкой выдерживают высокие нагрузки, твердые материалы вроде закаленных сталей и жаропрочных сплавов. Выбор зависит от твердости заготовки и операции: черновая или чистовая.

Например, для конструкционных сталей до 30 HRC берут твердосплавные фрезы. Они позволяют увеличить скорость резания в разы. Аргумент в пользу твердых сплавов — стойкость: инструмент работает дольше без перегрева. Это подводит к таблице материалов.

• Быстрорежущая сталь HSS: Для алюминия, мягких сталей, пластиков. Недостаток — низкая термостойкость при скоростях выше 50 м/мин.
• Твердый сплав ВК6, ВК8: Универсал для сталей, чугуна, титана. Высокая твердость до 90 HRA.
• Ультрамелкозернистый сплав: Для закаленных сталей HRC 50+. Препятствует выкрашиванию кромок.

Материал фрезы	Твердость	Подходит для материалов	Пример применения
HSS	62-65 HRC	Алюминий, медь, мягкие стали	Черновая обработка деталей
ВК6-ВК8	88-92 HRA	Стали до 45 HRC, чугун	Фрезеровка пазов
Ультрамелкозернистый	93+ HRA	Закаленные стали HRC 54+	Высокоскоростная обработка

Покрытия для концевых фрез: свойства и выбор

Покрытия продлевают жизнь фрезы в 3-5 раз, снижая трение и износ. TiN — золотистое, универсальное для HSS, повышает стойкость при обработке сталей. TiAlN или AlTiN лучше для высоких температур: алюминиевый слой отражает тепло. Многослойные наноструктуры 2025 года сочетают эти свойства для твердых сплавов.

Возьмем обработку нержавейки: без покрытия фреза перегреется за минуты. С TiAlN выдержит часы. Аргумент — тесты показывают рост стойкости на 200-300%. Логично перейти к рекомендациям по покрытиям.

• TiN: Для сталей до 30 HRC, мягких металлов. Увеличивает скорость на 20-30%.
• TiAlN/AlTiN: Закаленные стали, титан. Термостойкость до 1000°C.
• Алмазное: Графит, композиты, абразивы. Максимальная износостойкость.

Покрытие	Цвет	Температура стойкости	Рекомендуемые материалы
TiN	Золотой	До 600°C	Стали, алюминий
TiAlN	Фиолетовый	До 1000°C	Нержавейка, титан
Алмазное	Прозрачное	2000+°C	Графит, кера��ика

Выбор концевых фрез по материалам заготовки

Выбор фрезы зависит от твердости и типа материала: для конструкционных сталей — 2-3 зуба на черновую, 4 на чистовую. Нержавейка требует переменного шага, чтобы избежать вибрации. Титан и жаропрочные сплавы — фрезы с высокой прочностью кромок. Число зубьев Z рассчитывают по формуле: для мягких — 1.5 x D (диаметр), для твердых — 0.5 x D.

Пример: сталь HRC 54-59 — фреза HP с Vc 170 м/мин. Для алюминия HSM-заточка. Это решает вибрацию и точность. Подводит к таблице выбора.

• Стали до 30 HRC: 2-4 зуба, TiN. Глубина резания до 1D.
• Закаленные стали HRC 50+: HP-тип, AlTiN, Z=0.1D.
• Алюминий, медь: 3 зуба, HSM, переменный шаг.

Материал заготовки	Рекомендуемая фреза	Покрытие	Число зубьев	Vc, м/мин
Конструкционные стали	Твердосплавная, 2-4Z	TiN/TiAlN	2-4	100-200
Нержавейка	Переменный шаг	TiAlN	3-4	80-150
Закаленная сталь HRC54+	HP, радиусная	AlTiN	2-3	170+
Алюминий	HSM, 3Z	TiN	3	300+

Геометрия и маркировка концевых фрез

Геометрия определяет тип: плоский торец для черновой, сферический для контуров. По ГОСТ 32405-2013 — тип 1 с короткой частью, марки ВК6-М. Маркировка включает диаметр, зубья, сплав: пример — фреза d3, Z2, ВК8. Углы спирали: 38-45° для сталей.

Это влияет на точность: радиусные вершины минимизируют выкрашивание. Аргумент — допуски по ГОСТ: Rz 1.6 мкм на кромках. Переходим к списку типов.

• Плоский торец: Прямой фрезеровка, черновая.
• С радиусом: Угловые переходы, снижает нагрузку.
• Сферический: 3D-контуры,.

Тип фрезы	Геометрия	Операция	Материал сплава
Тип 1	Короткая режущая	Труднообрабатываемые	ВК6
С радиусом	Угловой	Чистовая	ВК8
Сферическая	Конусная вершина	Контуры	ВК10

Режимы резания и нюансы под материалы

Режимы: скорость Vc, подача Sz зависят от материала. Для мягких сталей Vc 150 м/мин, для твердых — 80. Глубина ap до 1D, ширина ae 0.3D. Тесты на стали Х12МФ: Sz 800 мм/мин без поломок.

Это оптимизирует ЧПУ: переменный шаг снижает шум. Пример — график для HRC70. Логично к таблице режимов.

• Мягкие стали: Vc 150-250, ap 1-2D.
• Твердые HRC50+: Vc 100-170, высокие подачи.
• Алюминий: Vc 300+, Z=1.5D.

Материал	Vc, м/мин	Sz, мм/зуб	ap max
Сталь <30 HRC	150-200	0.1-0.2	1D
Нержавейка	100-150	0.05-0.1	0.5D
Закаленная	170	0.03	0.3D

Подбор фрезы: что учесть помимо таблицы

Таблицы дают базу, но смотрите на ЧПУ-программу и станок. Переменный шаг для нержавейки, алмаз для композитов. Осталось углубиться в сплавы вроде титана или суперточные допуски Ra 0.63. Стоит протестировать комбинации покрытий с геометрией под вашу задачу.