Фрезерование с ЧПУ — широко используемый метод в современном производстве. Он заключается в отрезании материала от заготовки для придания ей желаемой формы. Фрезерный станок с ЧПУ может выполнять ряд операций для создания как простых, так и сложных конструкций. Каждая операция удаляет материал по-разному и использует определенные инструменты и движения.
В этой статье мы объясним, как работает фрезерование с ЧПУ, и опишем основные типы фрезерных операций. Вы узнаете о преимуществах и общих применениях каждого метода. К концу вы поймете, как выбрать правильную фрезерную операцию для вашего проекта.

Как работает фрезерование с ЧПУ
Фрезерование с ЧПУ начинается с файла проекта, который содержит цифровую модель детали. Дизайнеры создают эти 3D-модели с помощью Программное обеспечение CAD. Затем программисты преобразуют файл САПР в набор инструкций, которые Станок с ЧПУ может читать. Эти инструкции, часто называемые G-кодами и M-кодами, сообщают машине, как двигаться, как быстро вращать режущий инструмент и сколько материала снимать на каждом этапе.
Следующие компоненты делают этот процесс возможным:
- Панель управления: Панель управления считывает G-код и М-код файлы. Позволяет оператору задавать скорость вращения шпинделя, скорость подачи, глубину резания и другие параметры обработки.
- Шпиндель: шпиндель удерживает режущий инструмент в патроне или цанге. Шпиндель вращает инструмент с различной скоростью. Электродвигатель и набор подшипников приводят в движение шпиндель. Станок может перемещать шпиндель по осям X, Y и Z для достижения различных областей заготовки.
- Рабочий стол: Рабочий стол представляет собой плоскую поверхность, на которой техники зажимают или фиксируют заготовку. Т-образные пазы или специальные зажимы обеспечивают устойчивость заготовки. Стол может перемещаться горизонтально или вертикально, в зависимости от конструкции станка.
- Column: Колонна представляет собой жесткую опорную конструкцию. Она удерживает шпиндельный узел и направляет его вертикальное движение. Прочная колонна предотвращает отклонение инструмента во время резки.
- Седло: Суппорт располагается между колонной и рабочим столом. Он перемещает рабочий стол в направлении Y (спереди назад). Это движение позволяет инструменту достигать различных участков заготовки без повторного зажима.
- оправка: Оправка — это вал, который удерживает несколько резцов одновременно. Он выступает из шпинделя. Использование оправки позволяет станку последовательно запускать несколько режущих инструментов без остановки для смены инструмента.
- Режущие инструменты: Фрезерные режущие инструменты удаляют материал с заготовки. Они имеют острые края, изготовленные из карбида, быстрорежущей стали или других прочных материалов. Распространенными примерами являются концевые фрезы, торцевые фрезы, шаровидные фрезы и пазовые сверла.
Процесс фрезерования с ЧПУ всегда начинается с файла проекта. После проектирования техники загружают инструменты и настраивают заготовку.
Виды фрезерных операций
Широкий спектр фрезерных операций обусловлен многообразием способов взаимодействия резцов и заготовок. Некоторые процессы направлены на сглаживание большой поверхности, в то время как другие формируют карманы или придают форму краям. Некоторые операции создают пазы, а другие нарезают резьбу или шестерни.
Ниже приведена краткая сводная таблица, показывающая 19 операций фрезерования, краткое описание каждой из них, некоторые из их основных преимуществ и общие области применения.
Фрезерование | Описание | Наши преимущества | Типичные области применения |
---|---|---|---|
Торцевое фрезерование | Режет плоскую поверхность на верхней части заготовки. | Высокая скорость съема материала; гладкая поверхность | Плоские поверхности, формы, основания машин |
Фрезерование гладких (плитных) заготовок | Оплачивает ровную площадь целиком, часто для черновой резки. | Последовательное удаление запасов; экономически эффективно | Удаление большого количества материала; грубая резка |
Боковое фрезерование | Режет вдоль края или стороны заготовки. | Создает точные плоские боковые профили | Канавки, пазы, выступы |
Страдловое фрезерование | Фрезерует две параллельные поверхности одновременно. | Быстрое изготовление параллельных слотов | Кондукторы, приспособления, пространства для шестерен |
Банда фрезерование | Использует несколько фрез на одном валу для различных операций. | Несколько функций в одной настройке | Блоки двигателей, корпуса трансмиссии |
Угловое фрезерование | Резка под определенным углом или снятие фасок. | Точные угловые поверхности; скосы | Т-образные пазы, фаски, угловые элементы |
Формовочное фрезерование | Формирует неправильные контуры или профили. | Точные сложные формы | Турбинные лопатки, ортопедические имплантаты |
Концевое фрезерование | Подает заготовку в концевую фрезу для получения различных форм. | Отлично подходит для детальных профилей; хорошая отделка | Карманы, прорези, сложные карманы |
Пила фрезерная | Для вырезания пазов используется большой круглый резак. | Эффективен для глубоких пазов и отрезки. | Отрезание деталей; прорезка пазов |
Зубофрезерование | Нарезает зубья шестерен с помощью фасонных резцов или червячных фрез. | Очень точные формы шестерен | Все виды производства шестерен |
Резьбовое фрезерование | Нарезает внутреннюю и наружную резьбу методом интерполяции. | Гибкие размеры резьбы; отсутствие застревания стружки | Крепежные детали, внутренняя резьба в двигателях |
САМ-фрезерование | Формирует профили кулачков для механических кулачков. | Точная геометрия кулачка; гладкие поверхности | Кулачки в двигателях и машинах |
Профильное фрезерование | Следует определенному контуру на заготовке. | Точная резка кромок и контуров | Сложные контуры деталей, декоративные края |
Фрезерование уступов | Создает уступ или ступеньку на заготовке. | Прямые углы; точные шаги высоты | Плечи, ступенчатые черты лица |
Цилиндрическое фрезерование | Производит круглые или цилиндрические формы. | Точные круглые профили; постоянные размеры | Валы, ролики, цилиндрические корпусные детали |
Микро фрезерование | Для мелкой детализации используются очень маленькие фрезы. | Высокая точность мельчайших деталей | Микродетали, электронные компоненты |
Плунжерное фрезерование | Погружает резак прямо в материал. | Быстрая забивка карманов; подготовка глубоких отверстий | Глубокие карманы, начальные входные отверстия |
Винтовое фрезерование | Вырезает отверстия или элементы по спирали. | Гладкие стенки отверстий; гибкие размеры отверстий | Изготовление больших отверстий, резка винтовых пазов |
Фрезерование пазов | Использует вращающийся резец для создания прямой канавки в заготовке. | Высокая скорость съема материала для эффективной обработки пазов | Пазы, пазы |

В следующих разделах каждая операция объясняется более подробно на простых примерах.
1. Торцевое фрезерование
Команда торцевое фрезерование Операция использует фрезу с несколькими зубьями, расположенными на ее периферии и лицевой стороне. Фреза вращается перпендикулярно поверхности заготовки. Основная цель этой операции — выравнивание или сглаживание большой плоской поверхности. Режущие кромки удаляют материал в радиальном направлении. Процесс может обрабатывать большие глубины резания одновременно. Это делает торцевое фрезерование идеальным для быстрого удаления большого количества материала.
Многие производители используют торцевое фрезерование для подготовки сырых отливок или поковок к дальнейшей обработке. Наибольшим преимуществом торцевого фрезерования является то, что скорость резания может быть высокой. Оператор может добиться тонкой отделки, когда скорость подачи и скорость шпинделя оптимизированы. Типичные значения шероховатости поверхности находятся в диапазоне от 0.8 до 3.2 мкм в Ra.
2. Плоское фрезерование (сляб)
Фрезерование по плоскости, также называемое фрезерованием плит, очень похоже на торцевое фрезерование. Главное отличие в том, что при фрезеровании по плоскости используется фреза с режущими кромками только на периферии. Это означает, что поверхность фрезы не режет; только кромка обрабатывает материал. Заготовка движется мимо вращающегося фрезы по длине стола.
Это удаляет материал более однородной полосой. Процесс создает плоскую поверхность, но обычно оставляет немного более грубую отделку, чем торцевое фрезерование. Типичная шероховатость поверхности для плоского фрезерования составляет от 1.6 до 6.3 мкм по шкале Ra.
3. Боковое фрезерование
Боковое фрезерование использует боковые зубья фрезы для обработки вертикальной поверхности, уступа или паза. Фреза вращается параллельно рабочей поверхности, а заготовка движется вплотную к боковой стороне фрезы. Это создает точную вертикальную или почти вертикальную стенку.
Фрезерование боковых поверхностей имеет ценность, когда оператору необходимо формировать плоские боковые профили, пазы для ключей или пазы для уплотнительных колец. Режущие кромки на боковой стороне инструмента помогают поддерживать жесткие допуски. Типичный диапазон шероховатости для фрезерования боковых поверхностей составляет от 1.6 до 3.2 мкм по шкале Ra.
4. Параллельное фрезерование
При фрезеровании с разносом используются две одинаковые фрезы, установленные на одном шпинделе или оправке. Фрезы обращены друг к другу и имеют зазор между собой. Заготовка проходит между ними, и каждая фреза снимает материал с противоположных сторон.
Это означает, что машина производит две параллельные поверхности одновременно. Расстояние между фрезами контролирует ширину паза или расстояние между поверхностями. Фрезерование поперек очень эффективно для создания параллельных поверхностей без необходимости делать два отдельных прохода.
5. Групповое фрезерование
При фрезеровании Gang на одной оправке устанавливается несколько разных фрез. Каждая фреза выполняет отдельную операцию за один прямой проход. Например, первая фреза может выполнять черновую обработку поверхности, вторая может формировать паз, а третья может снимать фаску с кромки. Поскольку заготовка перемещается только один раз, этот метод экономит время.
Оператор может очень быстро формировать сложные элементы, такие как карманы и пазы. Расположение резцов требует тщательного планирования, чтобы избежать помех. Типичные инструменты включают торцевые фрезы, сверла для прорезей и фрезы для снятия фасок в одной установке.

6. Угловое фрезерование
Угловое фрезерование использует фрезу, установленную под точным углом относительно поверхности заготовки. Зубья фрезы направлены вдоль спирального или углового профиля. Эта операция позволяет получить фаски, скосы или угловые кромки. Настройка станка обеспечивает наклон оси фрезы в соответствии с требуемым углом.
Фрезерование под углом требует тщательного контроля положения заготовки. Операция не может допускать дополнительного люфта, иначе угол будет неправильным. Типичные применения включают изготовление V-образных канавок для сварных соединений или создание угловых кромок для эстетических или функциональных целей.
7. Формовое фрезерование
Фрезерование формы использует специальные фрезы, профиль которых соответствует сегменту формы заготовки. Профиль фрезы может быть выпуклым, вогнутым или иметь индивидуальный контур. Станок перемещает фрезу по траектории, которая позволяет форме фрезы вдавливаться в заготовку. В результате обработанная поверхность точно соответствует профилю фрезы.
Этот метод идеально подходит для производства сложных или изогнутых форм с минимальным количеством проходов. Производители часто используют фасонное фрезерование для формирования турбинных лопаток, шестерен с нестандартными профилями или индивидуальных ортопедических имплантатов.
8. Концевое фрезерование
Концевое фрезерование подает заготовку на торец или боковую часть вращающейся концевой фрезы. Ось фрезы перпендикулярна рабочей поверхности, и инструмент может перемещаться в направлениях x, y и z. Концевые фрезы бывают разных форм, например, с плоским концом, сферическим концом или с радиусом угла. Оператор выбирает форму в зависимости от желаемой характеристики.
Эта операция может создавать карманы, пазы и контурные формы. Процесс обеспечивает значительную гибкость и может производить детальные элементы за одну установку. Например, сферическая концевая фреза идеально подходит для гладкой отделки на изогнутых поверхностях.
9. Фрезерование пилой
При фрезеровании пилой используется большой дисковый резак, часто называемый продольной пилой или отрезной пилой. Резак вращается с высокой скоростью и вырезает узкий паз или части из заготовки. Оператор регулирует глубину и подачу, чтобы задать ширину паза или расстояние. Этот метод отлично подходит для резки готовых деталей или разделения больших заготовок на более мелкие секции. Он также создает прямые пазы, которые действуют как шпоночные пазы или направляющие.
10. Зубофрезерование
Зубофрезерование осуществляется с помощью специальных зубчатых фрез или червячных фрез, имеющих обратную форму зубьев шестерни. Фреза и заготовка вращаются синхронно. Каждое вращение заготовки и фрезы удаляет небольшое количество материала из каждой впадины зуба шестерни. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не появится окончательная форма шестерни.
11. Фрезерование резьбы
Фрезерование резьбы нарезает резьбу в отверстии или на стержне, перемещая спиральный резец по винтовой траектории. Резец либо движется вокруг оси отверстия для нарезания внутренней резьбы, либо движется по винтовой траектории на стержне для нарезания внешней резьбы. Оператор может регулировать глубину и шаг, программируя траекторию инструмента.
Фрезерование резьбы обеспечивает лучшее качество резьбы в отверстиях большого диаметра, поскольку фреза может более эффективно удалять стружку. Фреза также остается в контакте только с частью формы резьбы, что снижает нагрузку на инструмент.
12. CAM-фрезерование
Фрезерование CAM относится к формированию профиля кулачка, который представляет собой изогнутую или сложную форму, преобразующую вращательное движение в линейное. В этом процессе используется специализированный резец, который соответствует части профиля кулачка, или он может полагаться на сферическую или контурную концевую фрезу. Станок следует запрограммированной траектории, которая отслеживает контур кулачка.
Эта операция требует высокой точности, поскольку форма кулачка управляет движением в механических системах. Хорошо выполненные профили кулачка помогают обеспечить плавное движение, минимальный шум и длительный срок службы компонента.
13. Профильное фрезерование
Профильное фрезерование следует контуру или очертанию на поверхности заготовки. Форма фрезы может быть разной, например, простая плоская концевая фреза или сферическая. Станок перемещает фрезу по запрограммированной траектории, которая отслеживает профиль детали.
Эту операцию можно выполнять на плоской поверхности или трехмерной форме. Профильное фрезерование имеет решающее значение при создании сложных контуров на таких деталях, как кронштейны, корпуса или декоративная отделка. Оператор тщательно выбирает глубину и шаг, чтобы сбалансировать качество отделки и время цикла.

14. Фрезерование уступов
Фрезерование уступов использует фрезу, имеющую зубья на периферии и лицевой стороне, для создания вертикальной ступеньки или «уступа» на заготовке. Диаметр фрезы примерно соответствует ширине уступа. Станок перемещает фрезу вертикально и горизонтально для резки уступа как боковыми, так и лицевыми зубьями.
Операция дает острый угол в 90 градусов между горизонтальной и вертикальной поверхностями. Оператор должен поддерживать умеренные подачи и скорости, чтобы предотвратить сколы на углу. Точность контроля глубины также важна для поддержания высоты плеча.
15. Цилиндрическое фрезерование
Цилиндрические фрезы обрабатывают внешние или внутренние цилиндрические поверхности детали. Вращающийся резец следует по криволинейной поверхности, в то время как заготовка вращается или индексируется на приспособлении. Резец может использовать выпуклый или вогнутый профиль, чтобы соответствовать геометрии заготовки.
16. Микрофрезерование
Микрофрезерование — это процесс использования очень маленьких фрез — часто менее 1 мм в диаметре — для создания элементов на крошечных деталях. Фреза вращается с чрезвычайно высокой скоростью, иногда до 100,000 XNUMX об/мин и более. Скорость подачи очень низкая, чтобы предотвратить поломку инструмента.
Операция идеально подходит для обработки точных деталей на медицинских приборах, электронике и микроформах. Оператор должен учитывать хрупкость фрезы и обеспечивать хорошее удаление стружки. Даже небольшая стружка может повредить крошечную фрезу или испортить поверхность небольшой детали.
17. Врезное фрезерование
Врезное фрезерование, также называемое фрезерованием по оси Z, вводит фрезу прямо в заготовку вертикальным движением. Фреза захватывает материал, погружаясь вниз, удаляя круговой рисунок металла. После погружения на глубину фреза может перемещаться вбок, чтобы расширить полость. Затем она отводится и повторяет вертикальное врезание в новом месте.
Этот метод уменьшает силы резания и подходит для черновой обработки карманов в прочных материалах. Этот процесс также обеспечивает более эффективное удаление стружки, поскольку стружка разбивается на более мелкие сегменты при каждом погружении.
18. Спиральное фрезерование
Спиральное фрезерование является разновидностью врезного фрезерования, при котором фреза движется по спиральной или винтовой траектории. Операция начинается с позиционирования фрезы в центре отверстия. Затем фреза движется вниз по оси z, одновременно вращаясь вокруг центра отверстия с постоянным радиусом. Такое сочетание вертикальных и круговых движений создает винтовое движение, которое разрезает материал слоями. Винтовое фрезерование создает круглые отверстия без необходимости использования сверла.

19. Фрезерование пазов
Фрезерование пазов создает канавки или траншеи в заготовке с помощью пазовой фрезы — почти круглого, похожего на пилу лезвия, которое врезается в боковую часть материала. Фреза подается вдоль заготовки, чтобы вырезать канал необходимой ширины и глубины. В некоторых случаях машинисты используют вместо этого концевую фрезу: ее боковые канавки удаляют материал вбок, а ее передняя часть режет вниз. Пазовая фреза обычно используется для формирования шпоночных пазов (пазов, в которые помещается шпонка в валу) и других подобных пазов, необходимых для механических узлов или подгоночных компонентов.
Хотите воплотить в жизнь свои сложные проекты? BOYI TECHNOLOGY использует самые современные 3-, 4- и 5-осевые Обрабатывающие центры с ЧПУ поставлять высокоточные металлические и пластиковые детали, соответствующие самым жестким допускам.

Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Как выбрать правильную операцию фрезерования
Выбор наилучшей фрезерной операции для проекта требует рассмотрения нескольких факторов. Каждый фактор напрямую влияет на размеры конечной детали, качество поверхности и функцию. Ниже приведены основные соображения, которые помогают в процессе выбора.
Тип материала
Свойства материала заготовки, такие как твердость, прочность и теплопроводность, влияют на выбор инструмента и тип операции. Твердые материалы, такие как нержавеющая сталь, могут потребовать более низких скоростей резания и подъемное фрезерование для уменьшения износа инструмента. Более мягкие материалы, такие как алюминий, часто можно обрабатывать быстрее с помощью обычных процессов.
Требования к отделке поверхности
Различные операции оставляют различные значения шероховатости поверхности (Ra). Инженеры должны сопоставить операцию с требуемой отделкой:
- Торцевое фрезерование: Ra 0.8 – 3.2 мкм
- Концевое фрезерование: Ra 0.8 – 6.3 мкм
- Фрезерование пазов: Ra 1.6 – 6.3 мкм
- Резьбовое фрезерование: Ra 1.6 – 3.2 мкм
- Зубофрезерование: Ra 1.6 – 3.2 мкм
Если деталь требует очень гладкой поверхности, операторы могут выбрать торцевое фрезерование для широких плоскостей или фрезу с тонким концом для более мелких деталей.
Геометрическая сложность
Простые формы, такие как плоские поверхности и прямые пазы, могут использовать базовые операции, такие как плоское или торцевое фрезерование. Сложные контуры, карманы или профили кулачков требуют фрезерования формы, концевого фрезерования или фрезерования CAM. Анализ 3D-модели и рассмотрение стратегий траектории инструмента помогают определить, может ли одна операция достичь геометрии или необходимо объединить несколько операций.
Возможности и настройки машины
Параметры станка с ЧПУ — скорость вращения шпинделя (об/мин), скорость подачи (мм/мин или дюйм/мин) и глубина резания (мм или дюйм на проход) — напрямую влияют на скорость производства и качество деталей. Операторы должны подтвердить, что ход оси станка, его удерживающая способность и жесткость соответствуют выбранной операции. Например, для глубоких пазов часто требуется станок с достаточным ходом оси Z и жесткой настройкой, чтобы избежать прогиба.
Виды фрезерных работ на основе режущих механизмов
Фрезерные станки также можно классифицировать по способу взаимодействия фрезы с заготовкой. Два основных метода подачи — это обычное фрезерование и попутное фрезерование. Также существует различие между ручными и ЧПУ-операциями.
Ручное фрезерование
При ручном фрезеровании оператор вручную устанавливает заготовку и инструмент. Оператор использует маховики для перемещения стола и режущего инструмента. Оператор регулирует такие параметры, как глубина резания, скорость вращения шпинделя и скорость подачи, основываясь на опыте и визуальных подсказках.
Хотя ручное фрезерование обеспечивает гибкость и низкую стоимость, оно в значительной степени зависит от навыков оператора. Время настройки, как правило, больше, а уровень точности обычно ниже, чем тот, которого могут достичь современные станки с ЧПУ.

Фрезерные
Фрезерование с ЧПУ использует компьютерную систему управления для автоматического перемещения фрезы и заготовки. Программа CAM производит G-код что считывает контроллер ЧПУ. Машина следует точным скоростям подачи, скорости вращения шпинделя и траектории движения инструмента без вмешательства человека. 3-осевые машины могут перемещаться по осям X, Y и Z, в то время как 4-осевые или 5-осевые машины добавляют вращение или наклон.
Обычное фрезерование против попутного фрезерования
Как при ручном фрезеровании, так и при фрезеровании с ЧПУ специалисты могут использовать два разных подхода к подаче — обычное фрезерование и попутное фрезерование. Выбор влияет на качество обработки поверхности, срок службы инструмента и силы резания.
Ниже приведена сравнительная таблица, обобщающая эти два метода фрезерования:
Особенность | Обычное фрезерование | Подъемное фрезерование |
---|---|---|
Направление резки | Фреза вращается против подачи | Фреза вращается с подачей |
Профиль толщины стружки | Начинается с малого, заканчивается большим | Начинается большим, заканчивается малым |
Чистота поверхности | Грубее | Гладкая |
Износ инструмента | Выше (из-за трения) | Ниже (из-за сдвига) |
Стабильность заготовки | Может слегка приподнять материал | Имеет тенденцию тянуть заготовку вниз |
Подходящие материалы | Мягче (например, алюминий, латунь) | Тверже (например, сталь, нержавеющая сталь) |
Требования к машине | Менее жесткая машина в порядке | Необходима жесткая машина, чтобы избежать люфта |
Вертикальное фрезерование против горизонтального фрезерования
Вертикальное фрезерование: Шпиндель фрезы ориентирован вертикально (вверх-вниз). Рабочий стол перемещается по осям X и Y. Вертикально-фрезерные станки включают в себя коленчатые мельницы, стационарные мельницы и колонные мельницы.
Горизонтальное фрезерование: Шпиндель фрезы ориентирован горизонтально (слева направо). Рабочий стол перемещается по вертикальной (ось Z) и одной горизонтальной оси. Горизонтальные фрезы часто имеют большую опору для удержания тяжелых фрез.
Услуги фрезерной обработки с ЧПУ в BOYI TECHNOLOGY
BOYI TECHNOLOGY использует передовые 3-, 4- и 5-осевые станки с ЧПУ для быстрого производства высокоточных металлических и пластиковых деталей. От быстрых прототипов до мелкосерийного производства мы гарантируем жесткие допуски, гладкую отделку и постоянное качество для автомобильной, аэрокосмической и медицинской промышленности. Связаться с нами для быстрого и надежного Фрезерные решения с ЧПУ.

Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Вывод
Фрезерование с ЧПУ предлагает универсальный набор операций, которые могут обрабатывать широкий спектр геометрий, от плоских поверхностей до сложных кулачков и шестерен. Инженеры должны тщательно подбирать свойства материала, требования к отделке поверхности и геометрическую сложность для правильного процесса фрезерования. Делая осознанный выбор операций фрезерования и инструментов, производители могут добиться высокой точности и длительного срока службы инструмента, минимизируя время цикла и затраты.
FAQ
Зубофрезерование, как правило, имеет самую высокую стоимость из-за специализированных фрез, длительного времени цикла и точной настройки, необходимой для изготовления точных зубьев шестерен.
Обычно наиболее экономичным является простое фрезерование или фрезерование плит. Оно использует простые цилиндрические фрезы, быстро удаляет большие объемы материала и требует минимальной настройки.

Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.