Rodzaje frezów różnią się budową, położeniem krawędzi tnących, materiałem ostrza i przeznaczeniem. Od wyboru freza zależy jakość powierzchni, czas obróbki i żywotność narzędzia. Porządkujemy frezy do metalu dostępne w szerokiej gamie typów i podpowiadamy, jak dobrać narzędzie do zadania.
Spis treści:
- Czym jest frez i jak klasyfikuje się frezy?
- Rodzaje frezów ze względu na budowę
- Frezy typu N, H i W
- Z czego wykonane są frezy do metalu?
- Czym różnią się kolory frezów?
- Jak wybrać frez?
- Rodzaje frezów – FAQ
Czym jest frez i jak klasyfikuje się frezy?
Frez to wieloostrzowe narzędzie obrotowe do obróbki skrawaniem. Frezy do metalu znajdują zastosowanie w każdej odmianie frezowania – od obróbki zgrubnej po wykańczanie. Ostrza rozmieszczone na obwodzie lub czole usuwają materiał podczas obrotu i posuwu. Do obróbki metalu frezy dzieli się według kilku kryteriów:
- budowy i sposobu mocowania (frezy trzpieniowe, frezy nasadzane),
- położenia ostrzy (na powierzchni bocznej, na czole lub na obu),
- kształtu ostrzy (z ostrzami prostymi lub spiralnymi),
- materiału, z którego zostały wykonane,
- obrabianego materiału i rodzaju obróbki (zgrubnej lub wykańczającej).
Rodzaje frezów ze względu na budowę
Frezy trzpieniowe i frezy palcowe
Frezy trzpieniowe mają chwyt, którym mocuje się je w oprawce. Najpopularniejsze w obróbce metalu frezy to frezy palcowe z chwytem walcowym. Frezy palcowe mają krawędzie tnące na bokach i czole, więc frezują kieszenie, kontury, wąskie nacięcia i żłobienia. Frezy wyposażone w ostrza centralne wchodzą w materiał osiowo. Ostrza centralne pozwalają zagłębiać się w pełny materiał podczas tworzenia otworów i kieszeni. Trzpieniowe frezy tego typu mają uniwersalne zastosowanie w obróbce metalu na centrach CNC.
Frezy walcowe
Frezy walcowe mają ostrza zlokalizowane na powierzchni bocznej. Służą do obróbki płaskich powierzchni dużą szerokością skrawania. Stosuje się je także do obróbki metali ciężkich, np. żeliwa i stali.
Frezy walcowo-czołowe
Frezy walcowo czołowe mają krawędzie tnące na obwodzie i na czole. Frezy walcowo-czołowe frezują jednocześnie płaszczyznę i ścianę boczną, np. stopnie i odsadzenia.
Frezy czołowe i nasadzane
Frezy czołowe skrawają głównie czołem i służą do planowania dużych płaszczyzn. Frezy nasadzane mocuje się na trzpieniu frezarskim, a nie chwytem. Duże frezy nasadzane są zwykle składane.
Frezy tarczowe i piłkowe
Frezy tarczowe mają krawędzie tnące na obwodzie okrągłej tarczy. Są stosowane do wykonywania głębokich rowków i wpustów. Frezy piłkowe to cienkie frezy tarczowe do przecinania i wykonywania rowków o małej szerokości, np. do cięcia aluminium i profili.
Frezy kątowe i fazujące
Frezy kątowe mają stożkową krawędź tnącą i wykonują nacięcia oraz rowki pod kątem. Frezy kątowe występują w wariantach jednokątnych i dwukątnych. Frezy fazujące ścinają krawędzie, najczęściej pod kątem 45°.
Frezy kształtowe i do rowków teowych
Zarys frezów kształtowych odwzorowuje kształt rowka lub profilu, np. promienia czy jaskółczego ogona. Do tej grupy należą frezy do rowków teowych, którymi wykonuje się rowki pod śruby w stołach i przyrządach, oraz frezy modułowe do kół zębatych. Zastosowanie frezów kształtowych skraca obróbkę, bo profil powstaje w jednym przejściu.
Frezy składane z płytkami
Frezy składane mają korpus, w którym mocuje się płytki przestawne wieloostrzowe. Frezy składane umożliwiają wymianę zużytych płytek skrawających zamiast całego narzędzia. W obróbce metalu frezy składane sprawdzają się podczas obróbki zgrubnej i w produkcji seryjnej.
Frezy typu N, H i W
Do obróbki metalu frezy ze stali szybkotnącej oznacza się literą zależną od obrabianego materiału:
- frezy typu N – do frezowania stali konstrukcyjnej, żeliwa i większości materiałów,
- typ H – do twardych i krótkowiórowych materiałów, w tym metali szlachetnych krótkowiórowych,
- typ W – do obróbki metali miękkich i obróbki metali lekkich, stopów aluminiowych i tworzyw sztucznych (do tworzyw sztucznych potrzebna jest ostra krawędź).
Frezy z rozdzielaczem wióra
Frez z rozdzielaczem wióra dzieli wiór na krótkie odcinki i zmniejsza siły skrawania. Frezy typu NR mają rozdzielacz o profilu zgrubnym i służą do obróbki zgrubnej, także do zgrubnej obróbki tworzyw. Frezy typu NRF mają płaskie rozdzielacze wiórów, a cienkie rozdzielacze wiórów dają gładszą powierzchnię, więc łączą obróbkę zgrubną z półwykańczającą.
Z czego wykonane są frezy do metalu?
Frezy do metalu wykonuje się z HSS, węglika, ceramiki, CBN lub diamentu.
Stal szybkotnąca (HSS)
Stal szybkotnąca (HSS) ma dobrą odporność na obciążenia dynamiczne i jest tańsza od węglika. Frez HSS sprawdza się przy drganiach i przerywanym skrawaniu. Odmiany ze stali proszkowej (HSS-PM) są twardsze i dają dłuższą żywotność narzędzia. Frezy ze stali proszkowej sprawdzają się do obróbki stali nierdzewnej.
Węglik spiekany
Węglik spiekany (spiek twardy) pozwala na wyższe prędkości skrawania i pracę w wysokich temperaturach. Frezy węglikowe z powłoką obrabiają stal o twardości do ok. 60 HRC, dlatego używa się ich do obróbki stali hartowanej i wydajnej obróbki stali. Wysoka wytrzymałość i twardość węglika idą w parze z większą kruchością niż u HSS.
Spiek ceramiczny, CBN i diament
Spiek ceramiczny i CBN stosuje się do bardzo twardych materiałów i żeliwa przy wysokich prędkościach. Frezy diamentowe (PCD) są najtrwalsze, ale nie nadają się do stali – służą do aluminium, miedzi i kompozytów.
Czym różnią się kolory frezów?
Kolor freza wynika najczęściej z powłoki. Złoty kolor daje azotek tytanu (TiN), szaro-niebieski – TiCN, a fioletowy lub grafitowy – powłoki TiAlN i AlTiN do pracy w wysokich temperaturach. Frezy bez powłoki mają kolor metalu. Kolorowe pierścienie na chwycie oznaczają u niektórych producentów grupy materiałów. Więcej w artykule Powłoki PVD.
Jak wybrać frez?
Wybór odpowiedniego narzędzia zależy od kilku pytań:
- materiał obrabiany – stal, aluminium, stal hartowana czy tworzywo,
- rodzaj operacji – obróbka zgrubna czy wykańczająca, planowanie, kieszenie, wykonywanie rowków,
- geometria detalu – głębokie rowki, części o złożonych kształtach, potrzeba wykonywania otworów frezem,
- sztywność maszyny i mocowania – od niej zależy dopuszczalna średnica i wysięg.
W przypadku frezów do części o skomplikowanych kształtach stosuje się frezy kulowe i obróbkę 5-osiową. Parametry obróbki skrawaniem opisujemy w artykule Jak dobrać prędkość skrawania przy frezowaniu stali?, a obróbkę twardych materiałów w tekście Frezowanie stali hartowanej.
W Sacher CNC frezy do metalu dobieramy do materiału i serii – dobrze dobrany frez skraca czas cyklu i obniża koszt detalu. Szczegóły na stronie Frezowanie CNC.
Rodzaje frezów – FAQ
Jakie są typy frezów?
Główne frezy do metalu to frezy palcowe, walcowe, walcowo-czołowe, czołowe, tarczowe, piłkowe, kątowe i frezy kształtowe. Ze względu na mocowanie dzieli się je na frezy trzpieniowe i frezy nasadzane.
Jakie frezy do metalu są najlepsze?
Nie ma jednego najlepszego freza. Do większości prac CNC wybiera się frezy do metalu z węglika z powłoką, a stal szybkotnąca – tam, gdzie występują drgania i obciążenia dynamiczne.
Który frez jest do czego?
Dobór typów frezów: frezy palcowe – kieszenie i kontury, walcowe i czołowe – płaszczyzny, tarczowe – głębokie rowki, frezy piłkowe – przecinanie, kątowe – fazy i rowki pod kątem, a inne frezy, np. kształtowe – profile.
Który frez jest najmocniejszy?
Najbardziej odporne na zużycie są frezy diamentowe i CBN, ale każdy w swojej grupie materiałów. Najbardziej odporne na uderzenia są frezy HSS.