Заточка фрез по дереву: работа вручную, с использованием точильных кругов и заточного станка

Углы заточки концевых фрез

Чтобы правильно выполнить заточку концевой фрезы в первую очередь необходимо изучить геометрию зубьев. Они бывают затылованными и остроконечными.

Изображение №1: остроконечный (а) и затылованный (б) зубья

У затылованных зубьев задние поверхности выполнены по архимедовым спиралям. Заточка таких фрез происходит по передним поверхностям.

У остроконечных зубьев части задних поверхностей представляют собой плоскости. Чаще всего такие фрезы затачивают по задним поверхностям. Передние обрабатывают в случае необходимости.

Расскажем о геометрии зубьев в деталях. Каждый из них имеет 4 важных параметра.

Изображение №2: геометрия зубьев

Поверхности и углы заточки концевых фрез.

1. Площадка f. Именно она подвергается основному износу и затачивается при обработке задней поверхности. Размер площадки напрямую влияет на силу трения между инструментом и заготовкой. Поэтому ширину необходимо поддерживать в определенном диапазоне.
2. Вспомогательный задний угол α1. По нему фрезы затачивают при определенных величинах износа и сильном увеличении размеров площадок f.
3. Главный задний угол α. Это угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке главной режущей кромки и касательной к окружности вращения данной точки. Задача этого угла — уменьшить трение между инструментом и заготовкой.
4. Главный передний угол γ. Расположен между осевой плоскостью и касательной к передней поверхности. У фрез, предназначенных для обработки вязких материалов, размер этого угла варьируется в пределах от 15 до 20°. У фрез для обработки сталей — от 0 до 5°.

Обратите внимание! Зубья бывают прямыми и винтовыми. Величина наклона характеризуется углом λ. Он расположен между осью и развернутыми винтовыми кромками.

Технические характеристики

При выборе станков для заточки фрез следует обратить особое внимание на технические характеристики. К основным показателям можно отнести:

1. Рабочее напряжение. Многие модели работают от стандартной сети 220 Вольт. Варианты исполнения с большим показателем мощности работают при мощности 380 Вольт.
2. Потребительская мощность также является важным показателем. Она может варьировать в диапазоне от 200 до 5 000 Ватт.
3. Скорость вращения шпинделя без нагрузки. Этот показатель может варьировать в пределе от 900 до 3 000 об/мин.
4. Точность, с которой можно провести заточку фрез. Показатель точности зачастую зависит от конструктивных особенностей модели.
5. Скорость подачи абразивного материала.
6. Тип подачи: механический и электрический. Некоторые модели имеют электрический привод, другие механический. Электрический вариант исполнения значительно делает конструкцию дороже, механический требует определенных навыков от мастера.
7. Диапазон проведения угла заточки. Угол можно назвать наиболее важным показателем. Режущая кромка образуется двумя плоскостями, расположенными под определенным углом.
8. Наличие специальных водяных ванн, которые позволяют охладить абразивный материал во время работы станка. Повышение температуры абразивного материала может привести к значительному нагреву режущей кромки, из-за чего она изменит свои эксплуатационные качества.
9. Наличие вентиляции. Во время заострения происходит снятие слоя металла с фрез, а также отлетает абразивный материал. Этот момент определяет засорение рабочего места, и система вентиляции позволит поддерживать оборудование в чистоте.
10. Показатель шума при работе. Привод и двигатель на момент работы издают шум. Высокий показатель шума значительно усложняет работу.
11. Наличие защитного кожуха. Во время заострения отлетает абразивная стружка и металл, которые могут попасть в глаза. Именно защитный кожух защищает мастера от стружки и абразивной крошки.

По компоновке станки для заточки фрез бывают настолько и напольного исполнения. Традиционный привод предусматривает использование электродвигателя и клиноременной передачи.

Ручная заточка концевых врез, предназначенных для обработки вязких материалов

Для заточки концевой фрезы, предназначенной для обработки вязких материалов (к примеру, древесины), вам понадобятся следующие инструменты, оборудование и материалы.

1. Стол или верстак.
2. Алмазный брус.
3. Мыльный раствор.
4. Растворитель.

Заточка концевой фрезы проходит по следующей схеме.

1. Смочите алмазный брус в мыльном растворе и закрепите его на краю стола.
2. Снимите с фрезы направляющий подшипник (при его наличии).
3. Очистите фрезу при помощи растворителя.
4. Заточите все резцы.

Изображение №3: схема заточки фрезы

Обратите внимание на следующие особенности.

1. Перед заточкой в обязательном порядке удостоверьтесь в том, что алмазный брусок имеет правильную форму.
2. Чтобы добиться равномерной заточки резцов, делайте одинаковое количество движений с примерно одинаковой силой нажатия.
3. Если у вас нет алмазного круга, для заточки можете взять наждачную бумагу. Приклейте ее к твердому деревянному бруску или полоске стали.

Станки для заточки концевых фрез по металлу

Для заточки концевых фрез по металлу применяют специальные станки, обеспечивающие поступательное и вращательное движение обрабатываемого инструмента.

Изображение №4: прецизионный станок для заточки концевых фрез

Расскажем об особенностях заточки торцевых и боковых зубьев.

Заточка торцевых зубьев

Для заточки торцевых зубьев фрезы устанавливают горизонтально. Если станок не имеет специально предназначенного для этого градуированного кольца, горизонтальность выверяется при помощи угольника.

В процессе заточки оператор перемещает кромку абразивного круга вдоль кромки зуба. Угол заточки регулируется либо наклоном шпинделя с фрезой, либо смещением круга по вертикали.

Фотография №1: заточка торцевых зубьев концевой фрезы

Заточка боковых зубьев

Заточку боковых зубьев выполняют по следующей схеме.

1. Фреза закрепляется в цанге.
2. Игла-копир устанавливается в самое высокое положение, при котором кончик касается наружного края канавки.
3. Абразивный круг передвигается в положение, при котором наружная кромка совпадает с иглой.
4. Станок запускается.
5. При помощи ручки прямой подачи круг подводится к фрезе (до начала искрения).
6. Устанавливается толщина снимаемого слоя металла (25–50 мкм).
7. Производится заточка зуба на всю длину. Для этого шпиндель с фрезой втягивается до тех пор, пока инструмент не сойдет с иглы.
8. Проход повторяется.

Фотография №2: заточка боковых зубьев концевой фрезы

Далее по этой же схеме затачивают остальные зубья.

Применение станков

Заточной станок – прибор, при помощи которого можно провести заточку режущего инструмента: фрезы по дереву, по металлу. Спектр заточных станков варьирует от крупных промышленных моделей до вариантов исполнения, которые могут использоваться в домашних мастерских. Станок может использоваться для заточки фрез по дереву или по металлу.

Используют станок зачастую при налаженном промышленном производстве, когда в наличии много фрез они часто используются. Если на режущей кромке образовались только заусеницы из-за неправильных режимов обработки, то исправить проблему можно при помощи оселка или напильника.

Выбор приспособлений (абразивных кругов) для заточки концевых фрез на станках

Для заточки концевых фрез на станки чаще всего устанавливают приспособления, изготовленные из следующих материалов.

1. Алмаз и зеленый карбид кремния. Выполненные из этих материалов круги подходят для заточки твердосплавных инструментов.
2. Эльбор. Это сверхтвердый материал на основе кубической сфалеритной модификации нитрита бора. Эльборовые круги применяют для заточки фрез из быстрорежущих сталей повышенной производительности.
3. Электрокорунд. Это химически стойкий твердый материал на основе оксида алюминия. Электрокорундовые круги используют для заточки фрез, изготовленных из инструментальных и быстрорежущих сталей нормальной производительности.
4. Перечислим характеристики приспособлений, которые нужно обязательно учесть при выборе.
5. Термостойкость. С повышением температуры микротвердость абразивных материалов снижается. Поэтому заточка концевых фрез на станках в обязательном порядке требует использования СОЖ. Обычная вода не подойдет. Ее использование приведет к коррозии элементов станка. В воду добавляют мыло и различные дополнительные добавки (кальцинированная сода, силикат натрия, нитрит калия и пр.). Термостойкость материалов, применяемых для изготовления абразивных кругов, смотрите в таблице ниже.

Изображение №5: термостойкость материалов, применяемых для изготовления абразивных кругов

1. Зернистость. Ее выбирают в зависимости от требуемого класса чистоты затачиваемой поверхности. Чем выше зернистость, тем лучше производительность кругов. При этом увеличивается срок службы приспособлений.
2. Форма. Для заточки передних углов концевых фрез используют тарельчатые или плоские приспособления. Задние углы обрабатывают чашечными и тарельчатыми моделями.

Изображение №6: формы шлифовальных кругов, применяемых для заточки концевых фрез

Еще один важный параметр заточки концевых фрез — скорость вращения кругов. Твердосплавные инструменты обрабатывают на высоких скоростях, а фрезы, изготовленные из быстрорежущих и инструментальных сталей — на более низких.

Особенности конструкции

Несмотря на то, что существует довольно много моделей станков, их конструкция несколько схожа. К особенностям типовой конструкции можно отнести:

1. Основная часть корпуса представлена электродвигателем.
2. При необходимости изменения частоты вращения может быть включена в конструкцию клиноременная передача.
3. На валу закрепляется абразивный круг.
4. Подставка необходима для закрепления обрабатываемого инструмента.
5. Имеется блок с кнопкой включения или выключения оборудования, а также с элементами регулировки режимов работы.

Могут присутствовать и иные элементы.

Достоинства применения

Многие решают, стоит ли тратиться и приобретать специальные станки для заточки. Их использование можно определить следующим образом:

1. Значительно ускоряется процесс: большая скорость вращения круга обуславливает ускорение процесса снятия необходимого слоя металла.
2. Можно достигнуть более точного результата. Углы заточки имеют четкие приделы, без использования станков выдержать их практически невозможно.
3. Качество проводимой работы значительно выше.
4. Выполнить работу может даже неподготовленный мастер, так как работа практически полностью автоматизирована.

Станки используются в мастерских при среднем и крупносерийном производстве. Только в этом случае их покупка оправдана.

Недостатки применения

Также можно выделить и некоторые недостатки применения:

1. Электрический привод потребляет довольно много энергии. При постоянном использовании затраты на оплату электроэнергии будут весьма большими.
2. Стоимость станков весьма велика. При этом отметим, что цена зависит как от основных эксплуатационных показателей, так и от того, какая фирма является производителем.
3. Нужно проводить постоянное обслуживание оборудования для поддержания его в надлежащем состоянии.
4. Нужно найти место для установки оборудования и правильно оснастить его. Некоторые модели требуют жесткого крепления.

Подобные недостатки можно выделить при рассмотрении заточных станков.

В заключение отметим, что существует довольно много видов фрез, каждый обладает определенными качествами, которые стоит учитывать. Именно поэтому следует приобретать не специализированный, а именно универсальный вариант исполнения заточного станка.

Контроль качества заточки

После заточки необходимо убедиться в ее качестве. Для этого существуют различные технологии и приспособления.

1. Убедиться в отсутствии рисок, трещин и сколов можно при помощи лупы. При контроле качества заточки твердосплавных фрез дополнительно используют керосин. При наличии трещин он выступает. Это упрощает обнаружение дефектов.
2. Для измерения передних и задних углов предназначены маятниковые и специальные угломеры.

Изображение №7: технология измерения маятниковым угломером

Обратите внимание! Оставлять зазубрины на поверхностях зубьев не рекомендуется. Фрезы с дефектами быстро выходят из строя. При заточке стремитесь, чтобы поверхности получились идеально гладкими.

Использование дополнительных приспособлений

Для фиксации деталей имеющих цилиндрическую форму используют трехкулачковый патрон и специальные центры, которые с помощью хомутиков и люнетов осуществляют фиксацию, а также использования делительных головок. Данные приспособления применяются для обработки деталей под заданным углом при вращении. Делительная головка состоит из элементов:

• корпуса;
• колодки поворотной;
• шпинделя.

На шпиндель крепится трехкулачковый патрон, предназначенный для фиксации заготовки другой конец, которой упирается в бабку. Колодка может вращаться с фиксацией под требуемым углом. При обработке длинной заготовки для фиксации используются люнеты.

Как добиться высокого качества заточки концевых фрез

Перечисленные ниже правила направлены на соблюдение установленных норм допускаемых биений и получение инструментов без дефектов.

1. Суммарное биение шпинделя станка, оправки и приспособления должно быть меньше допустимого биения затачиваемой фрезы.
2. Необходимо обеспечить точную посадку заточного круга. В противном случае вибрации не только приведут к дефектам заточки, но и ускорят износ абразивного приспособления.
3. Механизмы подач не должны заедать.
4. Закрепленную фрезу необходимо перемещать максимально плавно.
5. Шпиндели станков должны обладать достаточной виброустойчивостью.
6. Их нужно хорошо смазывать для обеспечения максимально легкого вращения.
7. Осевое и радиальное биение не должно превышать 0,01 мм.

Доводка концевых фрез

Если после заточки на поверхностях концевой фрезы обнаруживаются микротрещины, применяют доводку. Главная ее цель — снятие дефектного слоя. Вторая задача — повышение чистоты поверхностей. Кроме этого при доводке устраняются завалы поверхностей зубьев.

Проводят такие операции на заточных и доводочных станках с чугунными дисками. При их скоростях вращения от 1 до 1,5 м/сек достигаются наилучшие результаты. Для доводки чаще всего применяют пасту из карбида бора. Зернистость — от 170 до 230.

Фотография №3: заточной станок

Для доводки могут также применяться и алмазные круги. При их использовании производительность повышается в 1,5–2 раза.