Все фрезы делятся на три вида: цельные, составные и сборные. У первых двух компактная конструкция и они имеют большее количество зубьев. Но для переточки такие фрезы придётся снимать. У сборных зубья закрепляются механически, и их можно быстро заменить, не снимая фрезы. Сборные более практичные, но тоже имеют свои недостатки. Правда у современных фрез таких недостатков становится всё меньше.

Как правило, конструкции фрез различаются на цельные, составные и сборные. Цельные фрезы изготовляются полностью из инструментального материала. Режущая часть составных фрез изготавливается из инструментального материала, а хвостовик, приваренный к ней из конструкционной стали. К составным фрезам также относятся фрезы зубья, которых — пластины из инструментального материала напаиваемые на корпус фрезы. При помощи специальных крепежных элементов – зубья сборных фрез закрепляются в корпусе механически. Режущий элемент «зуб» представляет собой либо резец с напаянной специальной твердосплавной пластинкой либо монолитную пластинку из твердого сплава, инструментальной стали или другого инструментального материала.

Цельные и составные фрезы имеют наиболее компактную конструкцию. При небольших размерах у таких фрез может быть больше зубьев, нежели у сборных фрез. Однако у них есть и существенные недостатки: цельные фрезы — повышенный расход инструментального материала; составные с напайными пластинками из твердых сплавов — невозможность регулировки положение зубьев при износе, а также трудность их восстановления в случае поломки/повреждений. Для переточки эти фрезы нужно снимать со станка – по-другому никак.

Наиболее рациональное применение инструментального материала обеспечивают, конечно же – сборные конструкции. Изношенные зубья можно достаточно быстро заменить, при этом, не снимая со станка фрезу. Вследствие этого значительно сокращаются потери времени, которые связаны со сменой инструмента для переточек.

Недостатками сборных конструкций являются:

• трудность размещения большого количества зубьев в корпусе обусловленного размера, из-за чего сборные фрезы при равных диаметрах обычно имеют меньше зубьев, нежели составные и цельные;
• наличие крепежных деталей, которые удерживают режущие элементы в корпусе, следовательно, повышенную трудоемкость производства фрез;
• весьма высокие требования к обработке базовых поверхностей, которые обеспечивают заданное положение вставных зубьев, а также к точности размеров непосредственно самих зубьев в конструкции, где смену зубьев осуществляют без последующей тонкой регулировки положения их в корпусе фрезы;
• высокие требования к точности пластинок (из твердых сплавов) в конструкциях фрез с неперетачиваемыми пластинками, которые закрепляются механически.

Эти недостатки с каждым годом уменьшаются, потому, как постоянно разрабатываются новые современные конструкции фрез повышенной технологичности, с упрощением обработки базовых поверхностей, где применены компактные элементы закрепления зубьев и сделаны иные усовершенствования.

Успехи, которые в настоящее время достигнуты в технологии изготовления высокой точности в размерах многогранных неперетачиваемых твердосплавных пластинок, перед фрезерным, токарным и другим инструментом сборных конструкций – открывают широчайшие перспективы применения. Возможность многократного использования корпуса либо державки инструмента, быстрота и простота замены изношенных пластинок без обязательного снятия инструмента со станка, а также его последующей настройки на размер, позволяют такому инструменту быть достаточно экономичным даже при высоких начальных затратах на изготовление элементов крепления зубьев и соответственно самого корпуса.

При разработке новых конструкций различных фрез осуществляют следующие требования, такие как:

1. Число зубьев по возможности должно быть большим, потому как именно от этого пропорционально зависит минутная подача (то есть – производительность обработки).

В свою очередь зубья должны быть прочными/крепкими, а расстояние между ними, шероховатость и форма поверхности стружечных канавок должны четко обеспечивать надежное размещение, а также отвод стружки (последнее крайне важно именно для концевых фрез, которыми обрабатываются глубокие пазы). В некоторых ситуациях, к примеру, во время образования сплошной сливной стружки, переднюю, поверхность зубьев у концевых фрез делают ступенчатой, чтобы происходило дробление стружки. Форма, число зубьев и их месторасположение (шаг) должны обеспечивать равномерное функционирование без значительных вибраций. В ряде случаев это достигается изготовлением фрез с неравномерным шагом зубьев.

Если говорить о торцовых фрезах, которыми обрабатывается чугун, то когда отвод стружки несложный, используют сборные конструкции с достаточно близким размещением зубьев или же с режущими элементами, где каждый имеет по 2-3 зуба.

2. Угол наклона стружечных канавок обязан обеспечивать максимально плавную работу фрезы, а также потребное направление отвода стружки. Во время фрезерования концевыми фрезами труднообрабатываемых материалов, отличные результаты получаются повышением прочности фрезы путем уменьшения числа зубьев с одновременным повышением угла наклона до 35—45°, причем, при этом, несмотря на значительное сокращение числа зубьев, прекрасно, получается, повысить минутную подачу.

В некоторых случаях для уменьшения вибраций прибегают к изготовлению именно «концевых фрез», у которых угол наклона от зуба к зубу – изменяется. Особенно хорошие результаты получаются, когда этот прием сочетают с неравномерным шагом зубьев – и это факт!

3. При снятии значительных припусков торцовыми, дисковыми и концевыми фрезами, также для отрезных и прорезных фрез должно быть максимально обеспечено между зубьями фрезы самое рациональное распределение припуска, которое обеспечивает снижение нагрузки непосредственно на зуб, разделение стружки и, следовательно, надежный ее отвод. Именно для этого используют торцовые и дисковые ступенчатые фрезы, а также дисковые фрезы, у которых обычные зубьями и зубья разнонаправленные размещенные в шахматном порядке.

Непосредственно у прорезных фрез, которыми обрабатываются глубокие пазы и у отрезных фрез число зубьев – уменьшают (в том числе путем специального стачивания зубьев через один), также применяют разнонаправленные зубья, у четных и нечетных зубьев затачивают переходные режущие кромки, на поверхности диска фрезы сбоку у стружечной канавки («холодильники») делают углубления.

4. Форма режущего клина максимально должна обеспечивать наименьшее сопротивление во время резания при сохранении достаточной прочности, а также стойкости инструмента. При этом целесообразно стремиться к использованию инструмента именно с положительным передним углом. Применив двойную форму передней поверхности непосредственно с узкой фаской, а также с отрицательным передним углом у основной режущей кромки и положительным углом «передним» на остальной передней поверхности при наиболее больших силах резания можно легко добиться достаточной надежности и прочности инструмента. Также этого можно достичь, если применить положительный угол наклона основной режущей кромки X. В тех случаях, когда это допускается непосредственной жесткостью самой технологической системы, стоит применять торцовые фрезы с переходной режущей кромкой и малыми углами в плане.

5. При повышенных требованиях к шероховатости обработанных поверхностей и точности размеров должна быть максимально обеспечена достаточно высокая размерная стойкость инструмента непосредственно за счет применения торцовых и дисковых фрез с зачистной режущей кромкой, а также фрез с регулируемой дистанцией между режущими кромками (это делается при обработке пазов для дисковых трехсторонних фрез).

6. Особое внимание необходимо уделять и выбору способа установки/закрепления непосредственно самой фрезы, который будет обеспечивать максимально минимальное биение зубьев, высокую жесткость, прочность и возможность быстрой замены фрез. Особенно это касается станков с ЧПУ (числовым программным управлением).