Эволюция фрез: от первых шагов до современных технологий
В случае эволюции токарного резца всё понятно, с появлением ручного труда появился ручной резец, а с появлением станков – машинный резец. А что появилось раньше, фрезерный станок или фреза – это как логический парадокс проблемы курицы и яйца. Первое задокументированное описание принципа фрезерования было найдено в трудах итальянского ученого Леонардо Да Винчи. На эскизе было изображено устройство, приводящее во вращение круглый напильник. Именно этот инструмент стал прообразом современной фрезы.
Позднее, во второй половине 18 века, принцип фрезерования был описан и воплощен в жизнь французским художником и изобретателем Жаком Де Вокансоном. Инструмент представлял собой диск с множеством зубьев (Рисунок 1). Он использовался в паре с разработанным приспособлением.
Рисунок 1. Фреза Жака Де Вокансона.
Своё название «Фреза» инструмент получил от французского слова “fraise” – “земляника” из-за причудливой схожести форм первых фрез и ягоды.
Постепенно другими изобретателями подхватывалась эта идея вращающегося инструмента с режущими зубьями. Так свой вклад в развитие фрез внесли американский изобретатель Илай Уитни, Симеон Норт, Джеймс Несмит и другие. Но именно такими, как мы себе их представляем, фрезы появились во второй половине 19 века благодаря Джозефу Роберту Брауну. Революция в науке о фрезах стартовала в Америке и докатилась до Европы во время выставки в Вене в 1873 году. Фреза продемонстрировала неоспоримое преимущество перед старым европейским типом и получила всеобщее призвание с последующим распространением в производстве. А в 1876 году Всемирная выставка в Филадельфии представила европейским экспертам универсальное и многостороннее применение фрезы с крупным шагом, превзошедшее самые оптимистичные ожидания. Тогда стало понятным огромное преимущество, открывавшее для металлообрабатывающей промышленности новый тип инструмента. И с этого времени применение новой версии фрезы продвигалось семимильными шагами.
На сегодняшний день существует огромное количество разновидностей монолитных фрез, так и составных видов. Современное производство корпусных деталей из металла невозможно представить без наличия операций фрезерования. Фрезерные операции классифицируются как черновые, получистовые и чистовые. Также существует огромное количество методов фрезерования. Современные фрезы способны заменить сверла, метчики и даже токарные резцы. Но во многом для выбора метода фрезерования влияет тип станка, на котором планируется выполнение обработки.
Для фрез характерно наличие канавок, формирующие режущий зуб. В отличие от сверл, фрезы имеют возможность перемещаться перпендикулярно оси вращения. Вращаясь вокруг своей оси и перемещаясь вдоль зафиксированной детали с перекрытием, каждый зуб соскабливает кусок материала. (Рисунок 2.)
Рисунок 2. Исполнение монолитной концевой фрезы.
С развитием фрез параллельно развивалось и фрезерное оборудование. В этой гонке опережения возможности каждой новой разработанной фрезы толкали на новые открытия в станкостроении и наоборот. И эта эволюция продолжается по сей день. Если первые фрезы изготавливались из куска инструментального материала, то сейчас помимо монолитного исполнения существуют фрезы, состоящие из корпуса и режущих частей.
В следующих статьях мы детально рассмотрим виды фрез и их применение.
