Шпонкова фреза — двозубий кінцевий інструмент, у якого торцеві кромки доходять до осі обертання: він врізається у суцільний матеріал вертикально і веде закритий паз під призматичну шпонку за ГОСТ 23360-78. Твердосплавні виконання діляться на дві конструкції та два стандарти: суцільні за ГОСТ 16463-80 (діаметри 2—12 мм) і з напаяними пластинами за ГОСТ 6396-78 (10—25 мм із циліндричним хвостовиком і 12—40 мм із конічним). У розділі 290 позицій, діаметри від 0,5 до 50 мм.

Різниця зі швидкорізальним інструментом — у швидкості й у тому, що відбувається при нагріві. ГОСТ 16463-80 нормує для суцільної твердосплавної фрези 40 м/хв по сталі 45 і 40Х твердістю HRC 35…40; ГОСТ 6396-78 дає 40 м/хв на Т5К10 і 60 м/хв на Т15К6 по сталі та до 55 м/хв на ВК6 по чавуну. Карбід на цих швидкостях не відпускається, а швидкорізальна сталь втрачає твердість і сідає за один довгий паз. Якщо різати треба повільно й по сирому металу, дешевше взяти фрези зі швидкорізальної сталі.

Розділи категорії

Конструкцію обирають за шириною паза: до 12 мм працює суцільний карбід, від 10 мм — паяна схема. У діапазоні 10—12 мм є обидві, і там вирішує не розмір, а умови різання.

Розділ	Діаметри	Коли брати
Фрези шпонкові, оснащені твердосплавними пластинами ГОСТ 6396-78	10—40 мм	Пази ширші за 10 мм. Сталевий корпус 40Х тримає виліт, зношується лише пластина
Фрези шпонкові суцільні твердосплавні ГОСТ 16463-80	2—12 мм	Дрібні пази та висока частота обертання. Немає паяного шва — немає чому руйнуватися від вібрації
Фрези шпонкові зі швидкорізальної сталі	2—40 мм	Сира сталь і чавун на низьких швидкостях. Дешевша за твердий сплав і терпить вібрацію
Фрези шпонкові твердосплавні — весь розділ	0,5—50 мм	Обидві твердосплавні серії в одному списку, з фільтром за виробником

Дванадцять позицій у дочірні розділи не розподілено, і вони видні лише в загальному списку: п’ять фрез зі змінною твердосплавною пластиною, чотири кінцеві (сферичні, фаскова, циліндрична) і три різьбофрези. Це суміжна номенклатура — під шпонковий паз за ГОСТ 23360 вони не розраховані.

Як обрати

За шириною паза

Діаметр фрези дорівнює ширині паза за кресленням — «із запасом на доведення» шпонкову фрезу не беруть. Поле допуску задає виконання: під паз N9 діаметр робочої частини виконують за f8 (паяні) або e8 (суцільні), під паз P9 — за e8. Фреза під P9 у паяної серії це окреме замовлення, а не складська позиція.

За глибиною паза

Межа глибини за установ — довжина різальної частини, а не загальна довжина фрези. У суцільних за стандартом це 4—16 мм залежно від діаметра, у паяних 12—25 мм. Коли паз глибший, беруть подовжене виконання: за короткою різальною кромкою іде гладка шийка без стружкових канавок, і фреза дістає до дна, не вивішуючись із патрона. Виліт поза межами різальної частини на суцільному карбіді закінчується поломкою, а не зносом.

За хвостовиком

Циліндричний хвостовик ставлять у цангу ER, термозатискний або гідропластовий патрон. Якщо хвостовик гладкий — а такі всі суцільні твердосплавні та виконання 1 паяних за СТ СЕВ 116, — патрон із бічним затиском не підходить: гвинт зминає хвостовик і збільшує биття. Бічний затиск розрахований на виконання 2 з лискою за ГОСТ 25334. Конічний хвостовик (конус Морзе 1—4 за ГОСТ 25557-82, ступінь точності AT8 за ГОСТ 2848-75) сідає у шпиндель напряму або через перехідну втулку; у менший конус фреза не стає.

За оброблюваним матеріалом

Що ріжемо	Марка або серія	Де в каталозі
Сталь конструкційна та легована	Т5К10 — чорнові та напівчистові проходи, Т15К6 — чистові	ГОСТ 6396-78
Чавун сірий та високоміцний	ВК6, ВК6М, ВК8 — група ВК терпить переривчасте різання	ГОСТ 6396-78, ГОСТ 16463-80
Сталь до 58 HRC, зокрема поліпшена та загартована	суцільний карбід із покриттям TiSiN або AlTiSiN	ГОСТ 16463-80
Алюміній, латунь, бронза, мідь	суцільний карбід без покриття, кут нахилу спіралі 45°	ГОСТ 16463-80
Корозійностійка (нержавіюча) сталь	ВК-група або суцільний із покриттям — обидва варіанти із застереженням	ГОСТ 6396-78, ГОСТ 16463-80

Правило розділення груп задано самим ГОСТ 6396-78: пластини групи ТК — для обробки сталі, групи ВК — для чавуну. Помилка в марці коштує стійкості, а не розміру: паз вийде в допуску, але фрези вистачить на помітно меншу наробку.

Асортимент і виробники

У розділі 290 позицій, 88 із них із ненульовим залишком, решта під замовлення.

Суцільні твердосплавні — 165 позицій, діаметри 0,5—20 мм. Усередині серія AGIR на 82 позиції: 55 з покриттям TiSiN або AlTiSiN по сталі та чавуну, 27 без покриття з кутом нахилу спіралі 45° по алюмінію, 17 подовженого виконання.
З напаяними пластинами — 113 позицій, діаметри 2—50 мм. Конічний хвостовик у 78 позицій (КМ1 — 3, КМ2 — 23, КМ3 — 18, КМ4 — 16), циліндричний у 30.
Позначення за ГОСТ проставлено в 80 позицій — за ним шукають і за ним замовляють повторно.
Марки твердого сплаву в найменуваннях: ВК8 — 56 позицій, Т5К10 — 41, Т15К6 — 6, ВК6М — 1. Там, де марку не вказано, її уточнюють при замовленні.
Виробники — AGIR (82 позиції), китайське виробництво (32), DORMER (11), внутрішньозаводське виготовлення (10), OTTIMO (10), Beltools (9), YG-1 (7), а також GUHRING, OSG, KYOCERA, STOCK, WOLF і TWISTER.

Експлуатація та обслуговування

Врізання у суцільний матеріал

Шпонкова фреза врізається по осі — цим вона й відрізняється від кінцевої. Вертикальну подачу під час врізання беруть у 3—5 разів меншу за поздовжню: паз закритий, стружці йти нікуди, окрім як угору по двох канавках. Де дозволяє деталь, врізаються похило або за гвинтовою інтерполяцією — кромка навантажується м’якше.

Режими та МОР

Частоту обертання рахують за формулою n = 1000·Vc / (π·D). Подачі за ГОСТ 6396-78: вертикальна 0,01—0,03 мм/об і поздовжня 0,03—0,06 мм/об по сталі, 0,03—0,04 і 0,06—0,08 мм/об по чавуну — менші значення для діаметрів 10—12 мм, більші для 25—40 мм. По сталі працюють із 5-відсотковим розчином емульсолу, витрата від 5 л/хв; сухий різ у закритому пазу виносить кромку за кілька десятків міліметрів.

Переточування

Переточують по задній поверхні торцевих зубів, діаметр при цьому не чіпають: знімання з периферії виводить паз за поле допуску. Зворотну конусність обмежено стандартом — 0,02 мм на довжині пластини в паяних і 0,03 мм на довжині робочої частини в суцільних; пряма конусність не допускається взагалі, вона розширює паз до устя. Суцільний карбід точать алмазним кругом, у паяної фрези корпус переживає кілька перепаювань пластин.

Коли міняти

Критерій відмови задано за деталлю, а не за інструментом: фреза вважається зношеною, коли паз виходить за граничні відхилення ГОСТ 23360-78 або шорсткість бічних стінок стає гіршою за Rz 20 мкм. Міряйте паз, а не кромку. Стрічка на задній поверхні допускається до 0,05 мм — за нею й видно, що час на заточування.

Зберігання

Суцільні твердосплавні фрези малих діаметрів зберігають у заводському пластмасовому футлярі: карбід не гнеться, він колеться, і удар об сусідній інструмент у шухляді викришує кромку до першого різу. Пакування, транспортування та зберігання — за ГОСТ 18088.

Часті запитання

Чим шпонкова фреза відрізняється від кінцевої?

Кількістю зубів і торцевою геометрією. У шпонкової два зуби, і різальні кромки доходять до осі обертання — вона врізається у суцільний матеріал вертикально, без попереднього засвердлювання. У кінцевої три-чотири зуби, торець вісь не перекриває, зате вища подача на проході по контуру. Для паза під призматичну шпонку беруть шпонкову.

Суцільна чи з напаяними пластинами — що взяти?

Вирішує ширина паза. До 12 мм пластині немає де стояти, а паяний шов на такій стінці руйнується від вібрації раніше, ніж зношується кромка, — там працює суцільний карбід. Від 16 мм суцільна заготовка стає дорогою та крихкою на вильоті, і виграє сталевий корпус із напаяними пластинами. У діапазоні 10—16 мм є обидві конструкції: суцільна дасть жорсткість і точність, паяна — переточування та меншу вартість володіння.

Наскільки твердосплавна швидша за швидкорізальну?

Приблизно вдвічі за швидкістю різання на тих самих режимах: стандарти дають 40—60 м/хв для твердого сплаву по сталі проти 20—25 м/хв у швидкорізальної фрези того самого діаметра. Виграш більший на довгих і глибоких пазах, де швидкорізальна кромка встигає розігрітися й відпуститися.

Який патрон потрібен під шпонкову фрезу?

Під циліндричний хвостовик — цанга ER, термозатискний або гідропластовий патрон. Патрон із бічним затиском підходить лише хвостовику з лискою за ГОСТ 25334. Під конічний хвостовик — шпиндель із тим самим конусом Морзе або перехідна втулка з цього конуса на конус верстата.

Що означає HRC58 у найменуванні імпортної фрези?

Граничну твердість оброблюваного матеріалу: фрезу розраховано на заготовку до 58 HRC. Твердість самого твердого сплаву міряють за шкалою HRA, і вона близько 90 HRA. Якби індекс стосувався інструмента, фреза не різала б навіть сиру сталь.

Чи можна однією фрезою пройти і сталь, і чавун?

Технічно так, економічно ні. Стандарт розводить групи прямо: ТК (Т5К10, Т15К6) — по сталі, ВК (ВК6, ВК6М, ВК8) — по чавуну та кольорових сплавах. Універсальний варіант на обидві групи — суцільний карбід із покриттям: у нього в основних групах застосування заявлено і сталь, і чавун.

Умови купівлі

Відвантаження зі складу в Харкові або Кобеляках (Полтавська область), доставка Новою Поштою по всій Україні. Мінімальне замовлення 300 грн. Працюємо з юридичними, фізичними особами та ФОП, відвантаження за готівковим або безготівковим розрахунком, з ПДВ і без ПДВ. Консультація з добору — e-mail: info@splav.kharkov.ua, телефон +38 (067) 579-89-30, Viber / Telegram.