Шпоночная фреза — двузубый концевой инструмент, у которого торцовые кромки доходят до оси вращения: он врезается в сплошной материал вертикально и ведет закрытый паз под призматическую шпонку по ГОСТ 23360-78. Твердосплавные исполнения делятся на две конструкции и два стандарта: цельные по ГОСТ 16463-80 (диаметры 2—12 мм) и с напайными пластинами по ГОСТ 6396-78 (10—25 мм с цилиндрическим хвостовиком и 12—40 мм с коническим). В разделе 290 позиций, диаметры от 0,5 до 50 мм.

Разница с быстрорежущим инструментом — в скорости и в том, что происходит при нагреве. ГОСТ 16463-80 нормирует для цельной твердосплавной фрезы 40 м/мин по стали 45 и 40Х твердостью HRC 35…40; ГОСТ 6396-78 дает 40 м/мин на Т5К10 и 60 м/мин на Т15К6 по стали и до 55 м/мин на ВК6 по чугуну. Карбид на этих скоростях не отпускается, а быстрорежущая сталь теряет твердость и садится за один длинный паз. Если резать нужно медленно и по сырому металлу, дешевле взять фрезы из быстрорежущей стали.

Разделы категории

Конструкцию выбирают по ширине паза: до 12 мм работает цельный карбид, от 10 мм — паяная схема. В диапазоне 10—12 мм есть обе, и там решает не размер, а условия резания.

Раздел	Диаметры	Когда брать
Фрезы шпоночные, оснащенные твердосплавными пластинами ГОСТ 6396-78	10—40 мм	Пазы шире 10 мм. Стальной корпус 40Х держит вылет, изнашивается только пластина
Фрезы шпоночные цельные твердосплавные ГОСТ 16463-80	2—12 мм	Мелкие пазы и высокая частота вращения. Нет паяного шва — нечему разрушаться от вибрации
Фрезы шпоночные из быстрорежущей стали	2—40 мм	Сырая сталь и чугун на низких скоростях. Дешевле твердого сплава и терпит вибрацию
Фрезы шпоночные твердосплавные — весь раздел	0,5—50 мм	Обе твердосплавные серии в одном списке, с фильтром по производителю

Двенадцать позиций в дочерние разделы не распределены и видны только в общем списке: пять фрез со сменной твердосплавной пластиной, четыре концевые (сферические, фасочная, цилиндрическая) и три резьбофрезы. Это смежная номенклатура — под шпоночный паз по ГОСТ 23360 они не рассчитаны.

Как выбрать

По ширине паза

Диаметр фрезы равен ширине паза по чертежу — «с запасом на доводку» шпоночную фрезу не берут. Поле допуска задает исполнение: под паз N9 диаметр рабочей части выполняют по f8 (паяные) или e8 (цельные), под паз P9 — по e8. Фреза под P9 у паяной серии это отдельный заказ, а не складская позиция.

По глубине паза

Предел глубины за установ — длина режущей части, а не общая длина фрезы. У цельных по стандарту это 4—16 мм в зависимости от диаметра, у паяных 12—25 мм. Когда паз глубже, берут удлиненное исполнение: за короткой режущей кромкой идет гладкая шейка без стружечных канавок, и фреза достает до дна, не вывешиваясь из патрона. Вылет за пределы режущей части на монолитном карбиде заканчивается поломкой, а не износом.

По хвостовику

Цилиндрический хвостовик ставят в цангу ER, термозажимной или гидропластовый патрон. Если хвостовик гладкий — а таковы все цельные твердосплавные и исполнение 1 паяных по СТ СЭВ 116, — патрон с боковым зажимом не подходит: винт сминает хвостовик и уводит биение. Боковой зажим рассчитан на исполнение 2 с лыской по ГОСТ 25334. Конический хвостовик (конус Морзе 1—4 по ГОСТ 25557-82, степень точности AT8 по ГОСТ 2848-75) садится в шпиндель напрямую или через переходную втулку; в меньший конус фреза не встает.

По обрабатываемому материалу

Что режем	Марка или серия	Где в каталоге
Сталь конструкционная и легированная	Т5К10 — черновые и получистовые проходы, Т15К6 — чистовые	ГОСТ 6396-78
Чугун серый и высокопрочный	ВК6, ВК6М, ВК8 — группа ВК терпит прерывистое резание	ГОСТ 6396-78, ГОСТ 16463-80
Сталь до 58 HRC, в том числе улучшенная и закаленная	монолитный карбид с покрытием TiSiN или AlTiSiN	ГОСТ 16463-80
Алюминий, латунь, бронза, медь	монолитный карбид без покрытия, угол наклона спирали 45°	ГОСТ 16463-80
Коррозионностойкая (нержавеющая) сталь	ВК-группа или монолит с покрытием — оба варианта с оговоркой	ГОСТ 6396-78, ГОСТ 16463-80

Правило разделения групп задано самим ГОСТ 6396-78: пластины группы ТК — для обработки стали, группы ВК — для чугуна. Ошибка в марке стоит стойкости, а не размера: паз выйдет в допуске, но фрезы хватит на заметно меньшую наработку.

Ассортимент и производители

В разделе 290 позиций, 88 из них с ненулевым остатком, остальные под заказ.

Цельные твердосплавные — 165 позиций, диаметры 0,5—20 мм. Внутри серия AGIR на 82 позиции: 55 с покрытием TiSiN или AlTiSiN по стали и чугуну, 27 без покрытия с углом наклона спирали 45° по алюминию, 17 удлиненного исполнения.
С напайными пластинами — 113 позиций, диаметры 2—50 мм. Конический хвостовик у 78 позиций (КМ1 — 3, КМ2 — 23, КМ3 — 18, КМ4 — 16), цилиндрический у 30.
Обозначение по ГОСТ проставлено у 80 позиций — по нему ищут и по нему заказывают повторно.
Марки твердого сплава в наименованиях: ВК8 — 56 позиций, Т5К10 — 41, Т15К6 — 6, ВК6М — 1. Там, где марка не указана, ее уточняют при заказе.
Производители — AGIR (82 позиции), китайское производство (32), DORMER (11), внутризаводское изготовление (10), OTTIMO (10), Beltools (9), YG-1 (7), а также GUHRING, OSG, KYOCERA, STOCK, WOLF и TWISTER.

Эксплуатация и обслуживание

Врезание в сплошной материал

Шпоночная фреза врезается по оси — этим она и отличается от концевой. Вертикальную подачу при врезании берут в 3—5 раз меньше продольной: паз закрытый, стружке уходить некуда, кроме как вверх по двум канавкам. Где позволяет деталь, врезаются наклонно или по винтовой интерполяции — кромка нагружается мягче.

Режимы и СОЖ

Частоту вращения считают по формуле n = 1000·Vc / (π·D). Подачи по ГОСТ 6396-78: вертикальная 0,01—0,03 мм/об и продольная 0,03—0,06 мм/об по стали, 0,03—0,04 и 0,06—0,08 мм/об по чугуну — меньшие значения для диаметров 10—12 мм, большие для 25—40 мм. По стали работают с 5-процентным раствором эмульсола, расход от 5 л/мин; сухой рез в закрытом пазу выносит кромку за несколько десятков миллиметров.

Переточка

Перетачивают по задней поверхности торцовых зубьев, диаметр при этом не трогают: снятие с периферии выводит паз из поля допуска. Обратная конусность ограничена стандартом — 0,02 мм на длине пластины у паяных и 0,03 мм на длине рабочей части у цельных; прямая конусность не допускается вовсе, она расширяет паз к устью. Цельный карбид точат алмазным кругом, у паяной фрезы корпус переживает несколько перепаек пластин.

Когда менять

Критерий отказа задан по детали, а не по инструменту: фреза считается изношенной, когда паз выходит за предельные отклонения ГОСТ 23360-78 или шероховатость боковых стенок становится хуже Rz 20 мкм. Мерьте паз, а не кромку. Ленточка на задней поверхности допускается до 0,05 мм — по ней и видно, что пора на заточку.

Хранение

Цельные твердосплавные фрезы малых диаметров хранят в заводском пластмассовом футляре: карбид не гнется, он колется, и удар о соседний инструмент в ящике выкрашивает кромку до первого реза. Упаковка, транспортирование и хранение — по ГОСТ 18088.

Частые вопросы

Чем шпоночная фреза отличается от концевой?

Числом зубьев и торцовой геометрией. У шпоночной два зуба, и режущие кромки доходят до оси вращения — она врезается в сплошной материал вертикально, без предварительного засверливания. У концевой три-четыре зуба, торец ось не перекрывает, зато выше подача на проходе по контуру. Для паза под призматическую шпонку берут шпоночную.

Цельная или с напайными пластинами — что взять?

Решает ширина паза. До 12 мм пластине негде стоять, а паяный шов на такой стенке разрушается от вибрации раньше, чем изнашивается кромка, — там работает цельный карбид. От 16 мм цельная заготовка становится дорогой и хрупкой на вылете, и выигрывает стальной корпус с напаянными пластинами. В диапазоне 10—16 мм есть обе конструкции: цельная даст жесткость и точность, паяная — переточку и меньшую стоимость владения.

Насколько твердосплавная быстрее быстрорежущей?

Примерно вдвое по скорости резания на тех же режимах: стандарты дают 40—60 м/мин для твердого сплава по стали против 20—25 м/мин у быстрорежущей фрезы того же диаметра. Выигрыш больше на длинных и глубоких пазах, где быстрорежущая кромка успевает разогреться и отпуститься.

Какой патрон нужен под шпоночную фрезу?

Под цилиндрический хвостовик — цанга ER, термозажимной или гидропластовый патрон. Патрон с боковым зажимом подходит только хвостовику с лыской по ГОСТ 25334. Под конический хвостовик — шпиндель с тем же конусом Морзе или переходная втулка с этого конуса на конус станка.

Что означает HRC58 в наименовании импортной фрезы?

Предельную твердость обрабатываемого материала: фреза рассчитана на заготовку до 58 HRC. Твердость самого твердого сплава измеряют по шкале HRA, и она около 90 HRA. Если бы индекс относился к инструменту, фреза не резала бы даже сырую сталь.

Можно ли одной фрезой пройти и сталь, и чугун?

Технически да, экономически нет. Стандарт разводит группы прямо: ТК (Т5К10, Т15К6) — по стали, ВК (ВК6, ВК6М, ВК8) — по чугуну и цветным сплавам. Универсальный вариант на обе группы — монолитный карбид с покрытием: у него в основных группах применения заявлены и сталь, и чугун.

Условия покупки

Отгрузка со склада в Харькове или Кобеляках (Полтавская область), доставка Новой Почтой по всей Украине. Минимальный заказ 300 грн. Работаем с юридическими, физическими лицами и ФОП, отгрузка за наличный или безналичный расчет, с НДС и без НДС. Консультация по подбору — e-mail: info@splav.kharkov.ua, телефон +38 (067) 579-89-30, Viber / Telegram.