Токарно-фрезерная обработка металла

4 августа 2025

Время на чтение: 6 мин

Токарно-фрезерная обработка — это комбинированный метод металлообработки, объединяющий два ключевых процесса (точение и фрезерование) и позволяющий создавать детали сложной геометрии с высокой точностью, что делает его незаменимым в современном машиностроении, авиационной и энергетической промышленности.

Актуальность технологии растёт благодаря необходимости производства компонентов с минимальными допусками и сложными формами, особенно в условиях массового выпуска или работы с уникальными заказами.

В нашей статье мы расскажем вам, что это такое, какие этапы работ выполняются, какие есть преимущества и ограничения этого метода.

Технология токарно-фрезерной обработки

Технология токарно-фрезерной обработки представляет собой интегрированный процесс, при котором на одном универсальном станке последовательно или одновременно выполняются операции токарной и фрезерной обработки, что позволяет значительно сократить время изготовления деталей, повысить точность и снизить риск ошибок, связанных с переносом заготовки между разными станками.

Современные токарно-фрезерные обрабатывающие центры с числовым программным управлением (ЧПУ) автоматизируют весь процесс обработки, позволяя программировать переходы между операциями без участия оператора, что обеспечивает высокую повторяемость и стабильность качества изделий.

Например, многоосевые станки способны выполнять обработку металла под разными углами за одну установку, что особенно важно для деталей сложной геометрии — например, аэродинамических профилей или корпусных элементов.

Преимущества

Универсальность и гибкость – есть возможность выполнять оба типа операций без перенастройки.
Высокая точность (±0,005 мм) и повторяемость, что позволяет изготавливать детали с малыми допусками и высоким качеством, что важно для авиации, медицины и машиностроения.
Экономия времени и ресурсов за счет отсутствия необходимости переустановки заготовки и транспортировки между станками.
Минимизация отходов.
Минимум ошибок, повышение стабильности качества и производительности за счет автоматизации.
Возможность обработки сложных геометрий и многопроцессорность.

Недостатки

Высокая стоимость оборудования.
Сложности при обработке жаропрочных сплавов (например, титановых), требующих специальных инструментов и режимов.
Сложность программирования и наладки — требуется квалифицированный персонал.
Энергозатраты.
Ограничения по размерам заготовок — имеются габаритные ограничения.
Высокие требования к техническому обслуживанию.

В сравнении со шлифовкой этот метод менее эффективен для финишной обработки поверхностей с микронной точностью.

Этапы работ

Подготовка заготовки и проектирование техпроцесса. На этом этапе проводятся расчёты, создаётся 3D-модель детали и выбирается оптимальная последовательность операций.
Настройка оборудования. Заготовка фиксируется в патроне или на делительном столе. Подбираются инструменты: резцы для точения, фрезы для выборки пазов, свёрла для отверстий.
Основные операции
- Точение — формирование цилиндрических, конических и фасонных поверхностей.
- Фрезерование — создание пазов, фасок, зубчатых колёс.
- Сверление — обработка отверстий с заданной точностью.
Контроль качества. Измерения проводятся с помощью микрометров, штангенциркулей и 3D-сканеров. Дефекты устраняются до завершения процесса.

Сферы применения

Авиастроение — производство двигателей, летных систем, элементов обшивки и аэродинамических профилей.
Автомобилестроение — детали двигателей, трансмиссий, редукторов и других узлов.
Энергетика — элементы турбин, теплообменников, крепёжные детали.
Судостроение – корпуса, моторы и другие сложные металлические конструкции.
Электроника – огранка, гравировка, производство радиаторов охлаждения, печатных плат и приборных панелей.
Архитектура, дизайн, реклама – создание декоративных элементов, логотипов, табличек, фасадов и других изделий.
Медицина – хирургические инструменты, имплантаты, кардиостимуляторы и т.п. медицинское оборудование.
Оборонная промышленность – оружие, боеприпасы.

Оборудование и инструменты

Современные токарно-фрезерные станки оснащены системами автоматической смены инструмента (ATC) и охлаждения.

Для режущих инструментов используют:

Резцы — из быстрорежущей стали (HSS) или твёрдых сплавов (карбид вольфрама).
Фрезы — монолитные или сборные, с алмазным напылением для работы с закалёнными сталями.

Современные тенденции

Роботизация: интеграция промышленных и коллаборативных роботов для автоматической загрузки и выгрузки заготовок, межоперационного контроля и обслуживания станков.
ИИ-алгоритмы и машинное обучение: использование искусственного интеллекта для оптимизации режимов резания в реальном времени, прогнозирования износа инструмента и предотвращения поломок оборудования, а также для автоматического контроля качества продукции с точностью до 97%.
Экологичность: внедрение систем рециркуляции СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей).