Обработка фрезерованием

Фрезерование применяется для обработки плоскостей, уступов, пазов, разрезки заготовок и др. В состав металлорежущей системы входят фрезерный станок, фреза, приспособление для удержания заготовки (например, тиски). В процессе работы вращается закрепленный в шпинделе инструмент и в любом из трех направлений перемещается заготовка, закрепленная на столе фрезерного станка. Технологические возможности фрезерования - достижение 7...12 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа ³ 1.6 мкм.

Фреза - многолезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения (ГОСТ 25751-83).

Фрезы - один из наиболее широко применяемых инструментов в металлообработке, фрезы отличаются большим разнообразием типов и конструкций. На рис.17 приведены примеры обработки цилиндрической а), торцевой б), концевой в), дисковой трехсторонней г), дисковой одноугловой д), дисковой двусторонней е), дисковой фасонной ж), для обработки Т-образных пазов фрезами. Для всех эскизов направление движение подачи перпендикулярно плоскости чертежа [3, c.255-256].

Цилиндрическое фрезерование применяется для обработки плоскостей. Технологические возможности - достижение 12 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа 6.3-12.5 мкм. Цилиндрическая фреза (рис. 18) может изготавливаться с прямыми или винтовыми зубьями. Винтовые зубья повышают равномерность процесса фрезерования, снижая ударные нагрузки. Каждый зуб фрезы несет на себе одну режущую кромку К, сформированную в результате пересечения задней А_a и передней А_g поверхностей. Цилиндрическая фреза является насадным инструментом, ее присоединительной частью служит отверстие со шпоночным пазом для передачи крутящего момента от шпинделя станка.

В процессе работы (рис. 19) фреза располагается на оправке, закрепляемой на станке с двух сторон. Фреза совершает главное вращательное движение резания, перпендикулярно оси вращения перемещается заготовка (движением подачи), закрепленная на столе станка. В технологических картах обработки задаются частота вращения шпинделя n, подача на зуб S_Z, минутная подача S_М, глубина резания t, и ширина фрезерования В. Физические параметры режима резания определяются следующим образом [3, c.259-264]:

Скорость резания V рассчитывается так же, как при обработке осевым инструментом. Фигура, образуемая контуром зубьев за один цикл главного движения (1 / Z число оборотов) имеет сложную форму сегмента. В расчетах сечения среза ширина b принимается равной ширине фрезерования В (t =B). Толщина среза a не является постоянной величиной, максимальная толщина

В расчетах средняя толщина среза а_СР определяется на половине угла контакта d.

В зависимости от направления перемещения заготовки различают встречное и попутное фрезерование. В случае совпадения направлений векторов скорости резания V и подачи S фрезерование называется попутным, при противоположных направлениях (рис. 15) – встречным [3, c.264-267].

В настоящее время цилиндрическое фрезерование практически не используется в производстве для получения плоскостей ввиду низкой производительности и чистоты поверхности. Однако, цилиндрические фрезы часто применяются в наборах (несколько фрез разного диаметра на одной оправке) для одновременной обработки ступенчатых поверхностей.

Торцевое фрезерование является основным способом обработки плоскостей. Технологические возможности - достижение 7 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа 6.3-1.6 мкм. Торцевая фреза (рис. 20) представляет собой корпус, несущий на себе режущие элементы (зубья, ножи), расположенные на торце. Такая конструкция позволяет использовать фрезы большого диаметра со значительным числом зубьев, что увеличивает производительность обработки по сравнению с цилиндрическим фрезерованием, так как в каждый момент в контакте с заготовкой находится большое число работающих режущих элементов. Торцевая фреза является насадным инструментом, в процессе работы закрепляется на оправке, консольно зажатой в шпинделе станка. Базирование на оправке производится по цилиндрическому отверстию и верхнему торцу корпуса. Для передачи крутящего момента предусматривается осевая или торцевая шпонка.

Каждый зуб фрезы по конструкции может рассматриваться как резец для наружного продольного точения (рис. 6). Отличие заключается лишь в конструкции крепежно-присоединительной части, обеспечивающей жесткую связь с корпусом фрезы.

В процессе фрезерования (рис. 21) инструмент совершает главное вращательное движение резания, заготовка, закрепленная на столе станка, совершает прямолинейное движение подачи в плоскости, перпендикулярной оси вращения. В технологических картах обработки задаются частота вращения шпинделя n, подача на зуб S_Z, минутная подача S_М, глубина резания t, и ширина фрезерования В.

Параметры режима резания определяются следующим образом:

Скорость резания V рассчитывается так же, как при обработке осевым инструментом. Фигура, образуемая контуром зубьев за один цикл главного движения (1 / Z число оборотов) имеет форму сегмента. В расчетах сечения среза ширина b = t / sin j. Толщина а является переменной величиной, максимальное значение a_MAX = S_Z sin j.

Концевая фреза(рис. 22) предназначена для обработки уступов, пазов и контурных участков детали. Рабочая часть фрезы образована винтовыми зубьями, разделенными стружечными канавками. Каждый зуб образуется передней главной А_g задней поверхностью А_a на периферии и вспомогательной задней поверхностью А_a1 на торце. Главная режущая кромка К - винтовая, вспомогательная К₁ - прямая. Присоединительной частью концевых фрез является конический или цилиндрический хвостовик.

Технологический режим и режим резания определяется по аналогии с торцевой фрезой. Исключение - ширина фрезерования В определяется как размер фрезеруемой поверхности вдоль оси фрезы. Разновидностью концевой фрезы является шпоночная (пальцевая) фреза, предназначенная для обработки закрытых пазов (например, шпоночные пазы на валах). Отличие этой фрезы в том, что она содержит два зуба, а на торцевом участке каждого зуба сформированы дополнительные передние поверхности А_g1, образующие пересекающиеся вспомогательные режущие кромки. Данная конструкция позволяет шпоночным фрезам перемещаться и с осевым движением подачи (как сверло).