Фрезы дисковые отрезные и прорезные: виды, конструкция и режимы резания

Дисковая отрезная фреза — один из самых массовых видов металлорежущего инструмента в любом цехе. Ею разрезают пруток, лист, трубу, прорезают узкие пазы, шлицы и канавки, делят заготовку на мерные части. В отличие от ленточной пилы или абразивного отрезного круга, дисковая фреза оставляет чистую поверхность реза с минимальным припуском на последующую обработку, не перегревает кромку и не даёт наклёпа. А в отличие от фрезерования концевой фрезой, отрезной диск снимает металл по всей ширине за один проход — быстро и предсказуемо.

В этой статье разберём, чем отличаются отрезные, прорезные и трёхсторонние дисковые фрезы, из чего они сделаны, как устроены их зубья, как подобрать диаметр, ширину и посадочное отверстие, какие режимы резания выставлять и какие ошибки портят и деталь, и инструмент. В каталоге AGTEH — более 220 позиций дисковых отрезных и прорезных фрез, поэтому после прочтения вы сможете выбрать конкретную модель под свою операцию.

Что такое дисковая отрезная фреза

Дисковая отрезная фреза — это насадной режущий инструмент в форме тонкого диска с зубьями по периферии. Фреза закрепляется на горизонтально-фрезерном станке (или на оправке вертикального станка) через посадочное отверстие, вращается вместе со шпинделем и врезается в заготовку, как циркулярная пила.

Главные геометрические параметры видны прямо в названии изделия. Например, позиция «Фреза дисковая отрезная ф 250х3.0х32 мм Р6М5 z=80 прорезной зуб, со ступицей, с ш/п» означает:

Диапазон типоразмеров в каталоге широкий: от компактных дисков 40 мм шириной 0,3 мм для прорезки тонких пазов до мощных фрез 315 мм с шириной 5–6 мм для разрезания крупного проката. Число зубьев варьируется от 14 у трёхсторонних фрез малого диаметра до 200 у тонких прорезных дисков.

Отрезные, прорезные и трёхсторонние: в чём разница

В каталоге AGTEH дисковые фрезы разделены на две подгруппы: «Фрезы дисковые отрезные и прорезные» и «Фрезы дисковые трёхсторонние». Это не маркетинговое деление, а разные классы инструмента по ГОСТ и по характеру работы.

Отрезные фрезы предназначены для разрезания сплошного материала: прутка, листа, уголка, трубы. Они работают периферийными зубьями и должны выдерживать полное врезание в сечение заготовки. Классический стандарт — ГОСТ 2679-93 «Фрезы дисковые отрезные и прорезные». Отрезные диски делают относительно тонкими (0,3–5 мм), чтобы уменьшить потери металла в стружку, но достаточно жёсткими, чтобы не уводило в сторону.

Прорезные фрезы — ближайшие родственники отрезных. Ими прорезают узкие пазы, шлицы, канавки под стопорные кольца, вентиляционные прорези, делят тонкостенные детали. Отличие в основном технологическое: прорезной диск часто должен давать паз строгой ширины с чистыми стенками, поэтому шаг зубьев и геометрия заточки подобраны под устойчивость от увода. В названиях позиций AGTEH встречаются оба типа зуба — «отрезной зуб» и «прорезной зуб», что отражает специализацию инструмента.

Трёхсторонние фрезы (ГОСТ 3755-93) — самый универсальный вид дискового инструмента. Зубья у них расположены не только на периферии, но и на обоих торцах, поэтому фреза может обрабатывать паз, уступ или плоскость сразу тремя сторонами: дном и двумя стенками. Трёхсторонние диски шире отрезных (типично 4–20 мм) и позволяют фрезеровать пазы, шпоночные канавки, уступы, выбирать четверти — причём боковые зубья зачищают стенки, поэтому паз выходит ровным без дополнительного прохода. В каталоге это отдельная подгруппа «Фрезы дисковые трёхсторонние» — например, «Фреза дисковая трехсторонняя ф 125х18х32 мм Р6М5 z=22 прямой зуб».

Если коротко: отрезная режет «насквозь» и делит заготовку, прорезная делает узкий аккуратный паз, трёхсторонняя фрезерует пазы и уступы с чистыми боковыми стенками.

Устройство зуба: прямой, отрезной, прорезной

Зубья дисковых фрез различаются формой, шагом и направлением. От этого зависит, как фреза врезается в металл, насколько чистой будет поверхность и не будет ли вибраций.

Прямой зуб — режущая кромка идёт параллельно оси фрезы. Это классика для трёхсторонних и большинства отрезных фрез: просто затачивается, хорошо держит нагрузку, легко перетачивается. Минус — при врезании весь зуб контактирует с металлом одновременно, поэтому возможны рывки и вибрации на мощных режимах.

Отрезной зуб — профиль с несколько иной геометрией передней и задней поверхности, оптимизированный для разрезания сплошного сечения. У таких фрез обычно уменьшают высоту зуба и увеличивают прочность впадины, чтобы зуб не выкрашивался при тяжёлой работе и плохом отводе стружки.

Прорезной зуб — заточка, при которой зуб работает как маленькая пила и даёт узкий стабильный пропил с минимальным уводом. Применяется на тонких дисках для пазов и глубоких прорезей, где устойчивость инструмента важнее максимальной производительности.

Разнонаправленный (переменный) зуб — соседние зубья наклонены в разные стороны. Такая фреза работает мягче, реже вибрирует, лучше отводит стружку в стороны и применяется для фрезерования пазов с чистыми стенками на трёхсторонних фрезах.

Число зубьев — компромисс. Мелкозубые диски (z = 80–200) дают чистую поверхность и низкую нагрузку на зуб, но требуют аккуратной подачи. Крупнозубые (z = 14–24) снимают больше металла за оборот, лучше работают на мощных станках и при черновых операциях, но оставляют более грубую поверхность. Универсальное правило: чем тоньше диск, тем больше зубьев нужно, чтобы сохранить плавность резания и не перегружать каждый зуб; чем шире и мощнее фреза, тем крупнее шаг допустим.

Материалы: Р6М5, Р6М5К5 и твёрдый сплав

Большинство дисковых отрезных и прорезных фрез в каталоге AGTEH изготовлено из быстрорежущей стали Р6М5 — это «рабочая лошадка» для отрезки и прорезки конструкционных и легированных сталей до 35–40 HRC. Р6М5 хорошо держит заточку, терпит ударные нагрузки при врезании и допускает многократную переточку, что критично для дорогих крупных дисков.

Р6М5К5 — кобальтовая быстрорежущая сталь. Добавка кобальта (5%) повышает красностойкость: фреза дольше сохраняет твёрдость при нагреве режущей кромки. Если на станке нет обильного охлаждения, приходится резать на повышенных оборотах или попадается труднообрабатываемый материал — Р6М5К5 отработает заметно дольше. Разница в цене между Р6М5 и Р6М5К5 обычно 20–40%, и для серийной отрезки нержавейки, титана и закалённых сталей она оправдана.

Твёрдосплавные дисковые фрезы (например, с пластинами ВК8) встречаются реже — они дороже, хрупче на удар и предназначены в первую очередь для цветных металлов, чугуна и высокопроизводительной обработки на жёстких станках. Для универсальной отрезки в небольшом цехе быстрорез остаётся практичным выбором: он прощает ошибки, не выкрашивается от вибраций и легко перетачивается.

Как выбрать дисковую отрезную фрезу

1. Наружный диаметр

Диаметр выбирают по двум условиям: он должен быть достаточен, чтобы прорезать заготовку на нужную глубину, и допустим для станка (максимальный диаметр фрезы ограничен расстоянием от оси шпинделя до стола и мощностью привода). Чем больше диаметр, тем выше линейная скорость резания при тех же оборотах и тем глубже можно прорезать за один проход. Но крупный диск дороже, тяжелее и требует большей мощности. Практическое правило: диаметр фрезы должен минимум в два раза превышать глубину реза, чтобы хвостовая часть диска не тёрлась о стенку паза.

2. Ширина

Ширина диска равна ширине паза или пропила. Для отрезки её стремятся минимизировать — меньше потерь металла и меньше нагрузка на станок. Но слишком тонкий диск теряет устойчивость: его «уводит», он вибрирует, а при перекосе может лопнуть. Для пазов ширину задаёт конструктор детали, а запас на увод и вибрации обычно компенсируют снижением подачи. Если деталь ответственная и стенки паза должны быть чистыми — имеет смысл взять трёхстороннюю фрезу: она режет боковыми зубьями и не оставляет ступенек.

3. Посадочное отверстие и ступица

Посадочное отверстие должно соответствовать оправке станка (типичные размеры 16, 22, 27, 32, 40 мм). У крупных дисков отверстие усиливают ступицей — утолщением в центре, которое увеличивает площадь контакта с оправкой и гасит вибрации. Шпоночный паз (в названии — «с ш/п») передаёт крутящий момент от оправки к фрезе и исключает проворачивание; варианты «без ш/п» крепятся трением через торцевые фланцы и чаще встречаются на тонких прорезных дисках, которые не должны испытывать ударной нагрузки от шпонки.

4. Материал и зуб

Для конструкционных сталей в обычном цехе — Р6М5 с прямым или отрезным зубом. Для нержавейки, жаропрочных сплавов и работы без обильной СОЖ — Р6М5К5. Для чистовых узких пазов в цветных металлах и чугуне — твёрдосплавный диск. Число зубьев: z = 60–100 для отрезки прутка среднего сечения, z = 100–200 для тонких прорезных пазов, z = 14–40 для трёхстороннего фрезерования пазов и уступов.

5. Примеры из каталога AGTEH

Посмотреть весь размерный ряд и актуальные остатки можно в разделе Фрезы дисковые отрезные и прорезные — там 220 позиций от дисков 40х0,3 мм до мощных фрез 315х6 мм. Трёхсторонние диски собраны в подгруппе Фрезы дисковые трёхсторонние. Например:

• Фреза дисковая отрезная ф 250х3.0х32 мм Р6М5 z=80 прорезной зуб, со ступицей, с ш/п — универсальный диск для разрезания прутка до 100 мм.
• Фреза дисковая трехсторонняя ф 125х18х32 мм Р6М5 z=22 прямой зуб — для широких пазов и уступов.
• Фреза дисковая трехсторонняя ф 80х14х27 мм Р6М5 z=18 прямой зуб — компактный вариант для небольших станков.

Установка и оправки

Дисковые фрезы — насадной инструмент, и качество работы на 50% зависит от установки. Фреза садится на оправку, которая одним концом зажимается в шпинделе, а вторым поддерживается подвесом (серьгой). Между фрезой и фланцами оправки обязательно ставят торцевые шайбы большого диаметра — они зажимают диск по торцам и не дают ему вибрировать.

Порядок установки: очистить оправку и отверстие фрезы от стружки и грязи, надеть фрезу, сориентировать шпоночный паз по шпонке, поставить фланцы с обеих сторон и затянуть гайку с умеренным усилием. Биение проверяют индикатором по периферии и торцу: допустимое радиальное биение для чистовой работы — не более 0,03–0,05 мм. Перед работой диск прокручивают вручную, чтобы убедиться, что он не задевает заготовку и приспособление.

Главные правила безопасности: никогда не работайте без защитного экрана или ограждения, не тормозите диск рукой после выключения станка и не снимайте фрезу, пока шпиндель полностью не остановился.

Режимы резания для дисковых фрез

Режимы зависят от материала заготовки, материала фрезы, ширины диска и жёсткости станка. Ниже — ориентировочные значения для быстрорежущих фрез Р6М5 с обильным охлаждением эмульсией. Это отправные точки: на практике их корректируют по звуку, вибрациям и цвету стружки.

Скорость резания пересчитывается в частоту вращения по формуле n = 1000 × V / (π × D), где D — наружный диаметр фрезы в мм. Пример: для диска 250 мм и V = 30 м/мин n ≈ 1000 × 30 / (3,14 × 250) ≈ 38 об/мин — отрезка идёт на малых оборотах с равномерной ручной или механической подачей. Распространённая ошибка новичка — выставить «фрезерные» 500–1000 об/мин: тонкий диск мгновенно перегревается, «синеет» и теряет режущие свойства.

Подача должна быть равномерной, без остановок. Если подача слишком мала, зуб скользит по поверхности и наклёпывает её вместо резания — кромка быстро тупится. Если слишком велика, растёт нагрузка на зуб, диск уводит и возможен скол. Ориентир: толщина снимаемой стружки должна быть не меньше 0,02–0,03 мм на зуб, иначе инструмент «не режет, а гладит».

Охлаждение обязательно: эмульсия 5–10% льётся обильно в зону контакта. Работа без СОЖ допустима на малых режимах и цветных металлах, но скорость снижают на 30–40%.

Типичные ошибки при работе

Увод диска в сторону. Проявляется косым пропилом и шириной паза больше номинальной. Причины: слишком тонкий диск для глубины реза, большой износ зубьев, неравномерная заточка, слабое крепление или биение оправки. Лечится выбором более жёсткого диска, проверкой биения и снижением подачи.

Вибрации и «вой». Возникают при совпадении частоты вращения с собственной частотой системы «оправка — фреза — деталь», при слишком большом вылете оправки или малом диаметре фланцев. Снизьте обороты, увеличьте диаметр торцевых фланцев, проверьте жёсткость крепления заготовки.

Перегрев и посинение зуба. Значит, скорость резания слишком высока или нет охлаждения. Быстрорез теряет твёрдость при нагреве выше 550–600°C; перегретый диск уже не восстановить переточкой — твёрдость не вернётся.

Выкрашивание зубьев. Следствие ударов при врезании, слишком большой подачи, работы по окалине или сварному шву, неправильного наклона при врезании. Врезайтесь плавно, снимайте окалину, не допускайте резкой подачи на полную глубину.

Стружка забивает паз. При глубокой прорезке узким диском стружка не выходит из паза, трётся о стенки и греет фрезу. Помогают обильная СОЖ под давлением, периодический вывод диска из паза для удаления стружки и выбор фрезы с поднутрёнными зубьями.

Работа затупленным диском. Самый дорогой «миф экономии»: тупой диск греется, уводит, портит поверхность и перегружает шпиндель. Перетачивайте диск вовремя: признак затупления — рост усилия подачи, вибрации и блестящая полоса на обработанной стенке.

Уход за дисковыми фрезами

Быстрорежущие диски допускают многократную переточку по задней поверхности зуба. Точить лучше на заточном станке с охлаждением, сохраняя исходные углы: передний угол обычно 10–15°, задний 10–12° для отрезных и прорезных фрез. После переточки проверяют биение и балансировку крупных дисков.

Хранят дисковые фрезы в вертикальном положении на стеллаже или в подвешенном виде, чтобы зубья не касались друг друга и не затуплялись. Тонкие диски не должны лежать друг на друге — от собственного веса они деформируются. Перед хранением поверхность смазывают тонким слоем масла, особенно если цех влажный.

Контроль раз в месяц: осмотр зубьев на сколы и трещины, проверка биения индикатором. Трещина в теле диска — повод списать инструмент: лопнувший на оборотах диск — одна из самых опасных аварий на фрезерном станке.

FAQ

Вопрос: Чем отрезная фреза отличается от прорезной? Ответ: Отрезная рассчитана на разрезание сплошного сечения (пруток, лист, труба) и деление заготовки на части. Прорезная делает узкие пазы и канавки, часто с повышенными требованиями к ширине и чистоте стенок. Конструктивно они близки, но заточка зуба и шаг подобраны под свою операцию.

Вопрос: Можно ли одной фрезой и отрезать, и прорезать пазы? Ответ: Можно, если ширина паза совпадает с шириной диска, а режимы умеренные. Но для серийной работы лучше специализированный инструмент: отрезной диск оптимизирован на прочность зуба, прорезной — на стабильность пропила.

Вопрос: Почему диск «уводит» и пропил получается косым? Ответ: Чаще всего из-за слишком тонкого диска для данной глубины, неравномерного износа зубьев или биения оправки. Проверьте биение индикатором, возьмите диск шире или снизьте подачу.

Вопрос: Р6М5 или Р6М5К5 — что брать для отрезки нержавейки? Ответ: Р6М5К5. Кобальт повышает красностойкость, и диск дольше живёт при нагреве, который неизбежен при резке нержавеющей стали. Для обычной конструкционной стали достаточно Р6М5.

Вопрос: Какие обороты ставить для диска 250 мм? Ответ: Для конструкционной стали скорость резания 25–35 м/мин даёт примерно 35–45 об/мин. Не ориентируйтесь на «фрезерные» тысячи оборотов: тонкий диск перегреется и потеряет заточку.

Вопрос: Нужна ли СОЖ при отрезке диском? Ответ: Желательна, особенно по стали. Эмульсия отводит тепло, смывает стружку и продлевает стойкость в 2–3 раза. Без охлаждения снижайте скорость на 30–40%.

Вопрос: Трёхсторонняя фреза вместо отрезной — это нормально? Ответ: Для пазов и уступов трёхсторонняя фреза лучше: она режет боковыми зубьями и даёт чистые стенки. Но для отрезки сплошного сечения она не оптимальна — шире, дороже и даёт больше потерь металла.

Резюме

Дисковая отрезная фреза — незаменимый инструмент для раскроя металла и прорезки пазов. Выбирая её, смотрите на пять параметров: диаметр (по глубине реза и возможностям станка), ширину (равна пазу, но не в ущерб жёсткости), посадочное отверстие под оправку, материал (Р6М5 для обычных сталей, Р6М5К5 для нержавейки и тяжёлых условий) и профиль зуба (отрезной, прорезной или прямой). Работайте на малых оборотах с равномерной подачей и обильной СОЖ, следите за биением и вовремя перетачивайте диск — тогда инструмент отрабатывает свою цену многократно.

В каталоге AGTEH представлено более 220 дисковых отрезных и прорезных фрез из Р6М5 и Р6М5К5 диаметром от 40 до 315 мм, а также трёхсторонние диски для пазов и уступов. Менеджеры помогут подобрать типоразмер под вашу операцию и станок.

📞 Звоните +7 (905) 350-43-77 📦 Каталог: https://agteh.ru/catalog/