Концевая фреза — инструмент со сложной многоэлементной геометрией, и её заточка принципиально отличается от заточки свёрл. Здесь недостаточно выдержать угол при вершине: нужно восстановить задние углы по ленточке, торцевые кромки, переходные радиусы — и всё это с точностью до долей градуса и сотых миллиметра. Ошибка в заточке концевых фрез ведёт к вибрациям, ускоренному износу, браку деталей и поломке инструмента. Разберём, как выбрать станок для заточки фрез и какие параметры критичны для производства.
Особенности геометрии концевых фрез
Концевая фреза имеет режущие элементы на торце и периферии — это определяет сложность её заточки.
Элементы геометрии
| Элемент | Функция | Влияние на обработку |
|---|---|---|
| Главная режущая кромка (периферия) | Съём материала боковой поверхностью | Чистота стенок паза/контура |
| Торцевая режущая кромка | Врезание, обработка дна | Качество плоских поверхностей |
| Ленточка (фаска по задней поверхности) | Направление и стабилизация | Устойчивость к вибрациям |
| Канавка (стружечная) | Отвод стружки | Теплоотвод, предотвращение пакетирования |
| Угол спирали (подъёма винтовой линии) | Плавность резания | Снижение ударных нагрузок |
| Угол наклона торцевых кромок | Самоцентрирование при врезании | Точность позиционирования |
Критичные углы заточки
| Угол | Типичное значение | Допуск | Последствия отклонения |
|---|---|---|---|
| Задний угол (периферия) α | 8–12° | ±0,5° | Трение → перегрев → ускоренный износ |
| Задний угол (торец) α₁ | 4–8° | ±0,5° | Затирание при врезании |
| Угол заточки по ленточке | 0–2° | ±0,3° | Вибрации, сколы кромки |
| Угол спирали β | 30–45° | Не затачивается | Определяется при изготовлении |
| Осевой передний угол γ | 5–15° | ±1° | Сила резания, качество поверхности |
Сложности геометрии фрез
Главная сложность: все режущие элементы связаны между собой. Изменение заднего угла на периферии влияет на положение ленточки, которая определяет диаметр фрезы. Неравномерная заточка зубьев даёт биение — фреза «бьёт», создаёт вибрации, один зуб перегружается и изнашивается быстрее.
- Для чистовых операций: не более 0,01–0,02 мм
- Для получистовых: не более 0,03–0,05 мм
- Для черновых: не более 0,05–0,08 мм
Почему ручная заточка убивает фрезу
Ручная заточка концевых фрез на точиле — способ гарантированно испортить инструмент.
Типичные дефекты ручной заточки
| Дефект | Причина | Последствия |
|---|---|---|
| Неравномерные задние углы по зубьям | Невозможность контроля «на глаз» | Один зуб режет, остальные трут |
| Разновысотность зубьев | Отсутствие делительного устройства | Биение 0,1–0,3 мм, вибрации |
| Пережог режущих кромок | Отсутствие охлаждения | Потеря твёрдости, выкрашивание |
| Изменение диаметра | Избыточный съём по ленточке | Занижение размера обработки |
| Сколы на твердосплаве | Грубый абразив, удары | Разрушение кромки в работе |
| Нарушение симметрии | Ручной контроль | Увод фрезы, неперпендикулярность |
Экономика ручной заточки
Стоимость концевой фрезы Ø10 мм:
HSS
300–600 руб.
Твердосплав
1500–4000 руб.
Результат ручной заточки:
Параметры после ручной заточки
- Ресурс после заточки: 20–40% от заводского
- Вероятность брака детали: 15–30%
- Вероятность поломки фрезы: 10–20%
Эффект от станка
- Ресурс 90–100% от заводского
- Риск брака детали: 1–3%
- Риск поломки фрезы: 1–2%
Для концевых фрез ручная заточка экономически бессмысленна. Станок для заточки фрез окупается на первом десятке переточек. Рассмотрите варианты заточных станков в нашем каталоге.
Ключевые параметры станков для заточки фрез
Диапазон диаметров
| Класс станка | Диапазон диаметров | Применение |
|---|---|---|
| Лёгкий | 4–16 мм | Мелкий инструмент, мастерские |
| Средний | 4–25 мм | Универсальное машиностроение |
| Тяжёлый | 10–50 мм | Крупные фрезы, тяжёлое машиностроение |
Диапазон должен перекрывать 95% вашей номенклатуры фрез с запасом 20% по максимальному диаметру.
Количество затачиваемых зубьев (перьев)
| Количество зубьев | Требования к станку |
|---|---|
| 2 (двухперьевые) | Делительное устройство на 2 позиции |
| 3 (трёхперьевые) | Делительное устройство на 3 позиции |
| 4 (четырёхперьевые) | Делительное устройство на 4 позиции |
| 5–8 и более | Универсальное делительное устройство |
Делительное устройство должно обеспечивать точность позиционирования ±0,5° и жёсткую фиксацию без люфтов.
Регулировка углов
Обязательные регулировки для заточного станка для фрез:
| Регулировка | Диапазон | Точность отсчёта |
|---|---|---|
| Задний угол (периферия) | 0–20° | 0,5° |
| Задний угол (торец) | 0–15° | 0,5° |
| Угол наклона торцевых кромок | 0–10° | 0,5° |
| Угол спирали (компенсация) | 0–45° | 1° |
Тип привода и мощность
| Тип станка | Мощность | Режим работы | Назначение |
|---|---|---|---|
| Настольный | 150–300 Вт | S2 (повторно-кратковременный) | Малые объёмы |
| Полупрофессиональный | 300–550 Вт | S1 (непрерывный) | Средние объёмы |
| Промышленный | 550–1500 Вт | S1 | Интенсивная эксплуатация |
Заточка HSS vs твердосплавных фрез
Материал фрезы определяет тип абразива, режимы и требования к оборудованию.
Сравнение требований
| Параметр | HSS (Р6М5, Р18) | Твердосплав (VHM) |
|---|---|---|
| Твёрдость | 62–65 HRC | 89–92 HRA |
| Абразивный круг | CBN (КНБ) | Алмаз (SDC) |
| Скорость резания | 20–30 м/с | 15–25 м/с |
| Охлаждение | Желательно | Обязательно |
| Чувствительность к перегреву | Средняя | Высокая (сколы) |
| Усилие прижима | Стандартное | Минимальное |
| Точность позиционирования | ±0,03 мм | ±0,01 мм |
Особенности заточки твердосплавных фрез
Твердосплав хрупок — любой удар или вибрация приводит к сколам.
- Алмазный круг (зернистость 100–200 меш для чистовой заточки)
- Система подачи СОЖ с фильтрацией
- Минимальное биение шпинделя (не более 0,005 мм)
- Плавная подача без рывков
- Жёсткая фиксация инструмента
- Использование круга для HSS → круг не режет, нагрев, сколы
- Сухая заточка → термоудар, микротрещины
- Избыточный прижим → выкрашивание кромки
Стоимость кругов
| Тип круга | Назначение | Ресурс | Стоимость (ориентир) |
|---|---|---|---|
| CBN (КНБ) Ø100 мм | HSS, HSS-Co | 3000–6000 фрез | 5000–12000 руб. |
| SDC (алмаз) Ø100 мм | Твердосплав | 4000–8000 фрез | 8000–20000 руб. |
| Электрокорунд | HSS (грубая заточка) | 200–500 фрез | 500–1500 руб. |
Специфика заточки 2, 3 и 4-перьевых фрез
Двухперьевые фрезы (2 зуба)
- Большой объём канавки — эффективный отвод стружки
- Применение: пазы, обработка алюминия, пластиков
- Чувствительны к биению — при разновысотности один зуб перегружен на 100%
Требования к заточке:
- Точность деления: ±0,3°
- Равенство высоты зубьев: ±0,01 мм
- Симметрия заточки критична
Трёхперьевые фрезы (3 зуба)
- Компромисс между объёмом канавки и количеством режущих кромок
- Применение: универсальная обработка сталей
- Неравномерное деление сложнее выдержать (120°)
Требования к заточке:
- Делительное устройство с шагом 120° или универсальное
- Контроль биения после каждого зуба
- Равенство задних углов по всем зубьям
Четырёхперьевые фрезы (4 зуба)
- Максимальная производительность и чистота поверхности
- Применение: чистовая обработка, высокие подачи
- Меньший объём канавки — хуже отвод стружки
Требования к заточке:
- Деление 90° — наиболее простое для реализации
- Критична равномерность заточки — 4 зуба усиливают вибрации при биении
- Минимальное снятие материала для сохранения диаметра
Сравнительная сложность заточки
| Параметр | 2 зуба | 3 зуба | 4 зуба |
|---|---|---|---|
| Сложность деления | Низкая | Средняя | Низкая |
| Влияние биения | Высокое | Среднее | Высокое |
| Время заточки | Базовое | +20% | +30% |
| Риск ошибки | Средний | Высокий | Средний |
Виды заточных операций
Заточка по ленточке (периферийная)
Что делается: восстановление заднего угла на периферийных режущих кромках с сохранением ленточки (фаски).
- Ширина ленточки: 0,05–0,2 мм (в зависимости от диаметра)
- Задний угол: 8–12°
- Второй задний угол (за ленточкой): 15–25°
Сохранение диаметра фрезы. Избыточное снятие материала уменьшает диаметр — фреза становится непригодной для точных работ.
Торцевая заточка
Что делается: восстановление режущих кромок на торце фрезы.
- Задний угол торца: 4–8°
- Угол наклона кромок к оси: 2–5° (для самоцентрирования)
- Выточка в центре (для фрез с врезанием): требует специального профиля
Равенство всех торцевых кромок по высоте. Разновысотность приводит к неплоскостности обрабатываемой поверхности.
Заточка радиуса (для радиусных фрез)
Что делается: восстановление скруглённого перехода между периферией и торцом.
- Требуется специальная оснастка или ЧПУ-станок
- Точность профиля ±0,02–0,05 мм
- На универсальных станках — ограниченные возможности
Выхаживание (финишная операция)
Что делается: минимальный съём (0,005–0,01 мм) для удаления заусенцев и улучшения шероховатости кромки.
- Снижение Ra с 1,6 до 0,4–0,8 мкм
- Увеличение стойкости на 15–30%
- Уменьшение склонности к наростообразованию
Оснастка для заточки фрез
Делительные устройства
| Тип | Позиции | Точность | Применение |
|---|---|---|---|
| Фиксированное 2-позиционное | 2 | ±0,3° | Только двухперьевые |
| Фиксированное 4-позиционное | 4 | ±0,3° | 2 и 4-перьевые |
| Универсальное | 2–12 | ±0,5° | Любые фрезы |
| Оптическое | Любое | ±0,1° | Прецизионные работы |
Цанговые патроны
- Биение не более 0,01 мм
- Диапазон зажима: обычно 4–20 мм или 3–25 мм
- Материал: закалённая сталь
Типы:
- ER-цанги (стандарт): ER16, ER20, ER25
- 5C-цанги (американский стандарт)
- Собственные системы производителей
Упоры и направляющие
| Элемент | Функция | Регулировки |
|---|---|---|
| Осевой упор | Позиционирование по длине | ±0,1–50 мм |
| Угловой упор | Компенсация спирали | 0–45° |
| Радиальный упор | Сохранение диаметра | ±0,5 мм |
| Качающийся столик | Заточка торца | ±10° |
Требования к точности и повторяемости
Параметры точности заточки
| Параметр | Норма для чистовых фрез | Норма для черновых |
|---|---|---|
| Биение периферии | ≤0,02 мм | ≤0,05 мм |
| Разновысотность зубьев | ≤0,01 мм | ≤0,03 мм |
| Отклонение заднего угла | ±0,5° | ±1° |
| Шероховатость кромки Ra | ≤0,8 мкм | ≤1,6 мкм |
| Отклонение диаметра | –0,01...0 мм | –0,03...0 мм |
Повторяемость при серийной заточке
Критерий: разброс параметров при заточке партии фрез.
| Класс станка | Повторяемость по углу | Повторяемость по биению |
|---|---|---|
| Бюджетный | ±1–2° | ±0,03–0,05 мм |
| Средний | ±0,5–1° | ±0,015–0,03 мм |
| Профессиональный | ±0,3–0,5° | ±0,01–0,015 мм |
| Прецизионный (ЧПУ) | ±0,1–0,2° | ±0,005–0,01 мм |
Контроль качества заточки
Угломер с нониусом
Задние углы, точность ±0,5°
Индикатор часового типа
Биение, точность ±0,01 мм
Микрометр
Диаметр, точность ±0,01 мм
Оптический проектор
Профиль кромки (для ответственных работ)
Обзор моделей для разных задач
MRCM MR-F4
Позиционирование: специализированный станок для заточки концевых фрез начального уровня.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон диаметров | 4–14 мм |
| Количество зубьев | 2, 3, 4 |
| Задний угол | 3–13° |
| Мощность | 200 Вт |
| Круг | CBN Ø75 мм |
Преимущества
- Специализация на концевых фрезах
- Простая настройка
- Компактные габариты
Ограничения
- Диапазон до 14 мм
- Только HSS
MRCM MR-X1
Позиционирование: универсальный станок для фрез и свёрл.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон диаметров (фрезы) | 4–20 мм |
| Диапазон диаметров (свёрла) | 3–13 мм |
| Количество зубьев | 2, 3, 4, 5, 6 |
| Мощность | 280 Вт |
- Универсальность (фрезы + свёрла)
- Расширенный диапазон зубьев
- Оптимальное соотношение функционал/стоимость
MRCM MR-F6
Позиционирование: промышленный станок для заточки фрез.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон диаметров | 4–25 мм |
| Количество зубьев | 2–8 |
| Задний угол | 2–18° |
| Угол спирали | 0–45° |
| Мощность | 450 Вт |
| Охлаждение | Опция |
- Полный диапазон настроек
- Промышленный ресурс
- Поддержка многозубых фрез
Оптимально для: инструментальных участков машиностроительных предприятий.
Stalex MF-32
Позиционирование: универсальный станок для торцевых и концевых фрез.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон диаметров (концевые) | 6–32 мм |
| Диапазон диаметров (торцевые) | 50–200 мм |
| Мощность | 750 Вт |
| Делительное устройство | Универсальное |
- Широкий диапазон
- Работа с торцевыми фрезами
- Промышленная конструкция
- Сервис Stalex в РФ
Darex XT-3000
Позиционирование: профессиональный станок для заточки фрез по металлу.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон диаметров | 3–20 мм |
| Заточка | Периферия + торец |
| Круг | CBN / алмаз (сменные) |
| Особенность | Программируемые углы |
Преимущества
- Высокая точность
- Работа с HSS и твердосплавом
- Программирование параметров
Ограничения
- Высокая стоимость
Сравнительная таблица станков
| Модель | Диаметры, мм | Зубья | Углы, ° | HSS | VHM | Торец | Класс |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MRCM MR-F4 | 4–14 | 2–4 | 3–13 | ✓ | — | — | Начальный |
| MRCM MR-X1 | 4–20 | 2–6 | 2–15 | ✓ | Опция | ✓ | Средний |
| MRCM MR-F6 | 4–25 | 2–8 | 2–18 | ✓ | Опция | ✓ | Промышленный |
| Stalex MF-32 | 6–32 | 2–12 | 0–20 | ✓ | ✓ | ✓ | Промышленный |
| Darex XT-3000 | 3–20 | 2–6 | Программ. | ✓ | ✓ | ✓ | Профессиональный |
Критерии выбора: чек-лист
Анализ номенклатуры
Диапазон диаметров
Определить диапазон диаметров фрез в производстве
Соотношение зубьев
Подсчитать соотношение 2, 3, 4-перьевых фрез
Материал инструмента
Оценить долю HSS и твердосплава
Объём работ
Определить объём заточки (шт./смену, шт./месяц)
Требования к геометрии
- Стандартные углы достаточны или нужны специальные
- Требуется ли заточка торца
- Есть ли радиусные фрезы в номенклатуре
- Какая точность биения требуется
Условия эксплуатации
Централизованная заточка
Промышленный станок, высокая производительность
Участковая заточка
Компактный станок, простота настройки
- Квалификация операторов
- Режим работы (смены)
- Наличие СОЖ-системы
Бюджет и сервис
- Бюджет на оборудование
- Требования к скорости поставки запчастей
- Наличие сервиса в регионе
Помощь в подборе
При выборе станка для заточки концевых фрез критична номенклатура инструмента. Пришлите данные:
Перечень типоразмеров
Диаметры, количество зубьев
Материалы
HSS / твердосплав
Объём заточки
Штук в месяц
Требования к точности
Допуски, биение
Подберём оптимальную модель
Дешевле при тех же возможностях или производительнее в рамках бюджета
Бронирование дефицитных позиций — зарезервируем станок при поставке, если нужной модели нет на складе.
FAQ — частые вопросы по заточке концевых фрез
Технически — можно попробовать, практически — результат будет неприемлемым. Ручная заточка концевых фрез не обеспечивает равенства зубьев, точности углов и сохранения диаметра. Ресурс фрезы после ручной заточки — 20–40% от заводского, риск поломки — 10–20%.
Станок с алмазным кругом (SDC), системой охлаждения, минимальным биением шпинделя (≤0,005 мм) и плавной подачей. Из обзора: Stalex MF-32, Darex XT-3000, MRCM MR-F6 с опцией алмазного круга.
Зависит от материала обработки и режимов. Ориентиры для стали 45: HSS — каждые 30–60 минут резания, твердосплав — каждые 60–120 минут. Признаки затупления: повышенный шум, вибрации, ухудшение шероховатости, рост температуры.
HSS Ø10 мм: 8–15 переточек до критического уменьшения диаметра. Твердосплав: 5–10 переточек (меньше из-за хрупкости и минимального съёма). При каждой заточке диаметр уменьшается на 0,05–0,1 мм.
Принцип одинаков, но 2-перьевая более чувствительна к разновысотности зубьев — при ошибке один зуб работает за двоих. 4-перьевая требует больше времени на заточке и точного деления на 90°. Сложнее всего — 3-перьевые (деление 120°).
Для чистовых операций — не более 0,02 мм. Для получистовых — до 0,05 мм. Для черновых — до 0,08 мм. Биение более 0,1 мм означает брак заточки — фреза будет вибрировать и быстро изнашиваться.
Если фреза используется с врезанием (погружное фрезерование, обработка карманов) — обязательно. Для контурного фрезерования без врезания — торец можно не затачивать, достаточно периферийной заточки.
Оптимально — CBN (кубический нитрид бора). Ресурс 3000–6000 фрез, не требует правки, обеспечивает шероховатость кромки Ra 0,4–0,8 мкм. Электрокорунд — бюджетный вариант с ресурсом 200–500 фрез и необходимостью частой правки.
Да, если станок оснащён универсальным делительным устройством (2–12 позиций) или набором сменных делителей. Большинство промышленных станков (MRCM MR-F6, Stalex MF-32) поддерживают 2–8 зубьев.
Если объём заточки фрез более 30–40 шт./смену — специализированный станок эффективнее (быстрее настройка, выше точность). Если фрезы — 20–30% от общего потока инструмента — универсальный станок (фрезы + свёрла) экономичнее.
При использовании промышленного станка: время 3–5 минут, себестоимость (амортизация + круг + работа) — 30–60 руб. за HSS-фрезу, 50–100 руб. за твердосплавную. Для сравнения: услуги заточки на стороне — 150–500 руб./фреза.
Пять типичных ошибок: неравномерный съём по зубьям (биение), пережог режущей кромки (потеря твёрдости), избыточное снятие по ленточке (уменьшение диаметра), неправильный задний угол (трение или хрупкость), использование изношенного круга (низкое качество кромки).
