Технологический процесс фрезерной обработки должен обеспечить возможность обработать на данном станке при заданных условиях работы наибольшее количество деталей высокого качества при возможно лучшем использовании оборудования и инструмента, а также с наименьшими затратами.
Технологический процесс должен быть построен в наиболее целесообразной последовательности операций и переходов с использованием наиболее рациональных методов фрезерования.
Последовательность обработки зависит от многих факторов: характера фрезерных операций, размеров и формы деталей, технических условий на взаимное расположение отдельных поверхностей, наличного парка оборудования и т. д. Однако в большинстве случаев последовательность обработки зависит от выбора установочных баз.
Выбор установочных баз
Порядок обработки детали зависит в первую очередь от того, какие поверхности выбираются в качестве установочных баз в процессе обработки. Поэтому установочные базы должны намечаться заранее, до начала обработки.
Различают следующие основные случаи выбора установочных баз:
1. Подлежащая обработке заготовка не имеет предварительно обработанных поверхностей. Тогда базировку приходится вести по черной поверхности заготовки (черновая
база). При этом на первой установке нужно обработать ту черную поверхность, которая намечена в качестве установочной базы для последующей обработки других поверхностей, т. е. подготовить чистовую
установочную базу для следующих установок.
Так, мы поступали при обработке прямоугольного бруска (см. рис. 101). За базу при первой установке была принята черная поверхность заготовки. Это позволило обработать широкую плоскость 1
, которая в дальнейшем служила чистовой установочной базой для последующих установок.
2. Подлежащая обработке на данной операции заготовка имеет плоскости, обработанные на предыдущих операциях. В этом случае базировка производится по предварительно обработанным поверхностям.
Так, для фрезерования призмы (см. рис. 147) заготовкой является прямоугольный брусок, профрезерованный начисто по всем граням. В качестве базы для обработки этого бруска могут быть приняты две любые грани. При фрезеровании пазов а
и б
за базу принимается грань 1
(рис. 344). При фрезеровании пазов в
и г
грань 1
уже не может служить базой, поэтому принимается в качестве новой базы грань 2
(рис 345).
3. Подлежащая обработке на данной операции заготовка имеет наружные или внутренние поверхности вращения, обработанные на предыдущих операциях. В этом случае базировку производят по этим поверхностям.
Так, при обработке контурного шаблона (см. рис. 161) в качестве установочной базы было принято центральное отверстие диаметром 30 мм
; при фрезеровании квадрата (см. рис. 210) в качестве установочной базы были приняты центровые отверстия (центры); при фрезеровании граней гайки (см. рис. 213) установочной базой служило отверстие диаметром 11,7 мм
; при фрезеровании торцовых пазов в валике (рис. 215) установочной базой служила наружная обточенная поверхность диаметром 34 мм
и т. д.
Выбор методов фрезерования
В зависимости от количества и порядка закрепления обрабатываемых заготовок фрезерование можно производить по следующим методам.
Фрезерование по одной заготовке
(рис. 346, а) применяется главным образом в единичном производстве или при обработке заготовок крупных размеров, когда на столе станка или в приспособлении нельзя закрепить больше одной заготовки.
При последовательном методе фрезерования
одна фреза или набор фрез обрабатывает заготовки, последовательно закрепленные в тисках или многоместных приспособлениях.
Последовательное фрезерование можно производить враздвижку
, когда заготовки закрепляются последовательно на некотором расстоянии друг от друга, как показано на рис. 346, б. Для уменьшения потерь на холостой пробег фрезы современные фрезерные станки имеют возможность настройки перемещений стола по принципу чередующейся подачи (см. рис. 291).
Более производительным способом последовательного фрезерования является фрезерование заготовок, установленных пакетом
(см. рис. 214, б). При этом способе фрезерования потери на холостой пробег фрезы в промежутках между заготовками исключены, так как они прилегают друг к другу. Поэтому, если условия обработки и конфигурация заготовок позволяют, то всегда выгодно закреплять заготовки пакетом.
При параллельном методе
фрезерования две или несколько заготовок, закрепленные в тисках или многоместном приспособлении, обрабатываются одновременно одной фрезой или набором фрез (рис. 346, в).
При параллельном методе фрезерования машинное время сокращается во столько раз, сколько установлено заготовок в ряд. Параллельный метод применяется главным образом в условиях изготовления больших партий малогабаритных заготовок. На рис. 347 показана установка четырех винтов для параллельного фрезерования их головок четырьмя парами дисковых трехсторонних фрез.
Параллельно - последовательным методом
фрезерования называют сочетание параллельного и последовательного методов фрезерования. При этом методе можно добиться наибольшей производительности, что часто используют фрезеровщики-новаторы производства.
На рис. 348 показано производительное приспособление для фрезерования шлицев корончатых гаек. Оно состоит из основания 1
и двух круглых плит 2
и 3
.
Основание 1
закрепляют пазовыми болтами на столе горизонтально-фрезерного станка. На основание устанавливают и закрепляют четырьмя откидными болтами нижнюю 2
и верхнюю 3
плиты в сборе. Верхняя плита 3
соединена с нижней 2
семью болтами 4
с быстросъемными шайбами 7
.
В нижней плите имеется 54 нарезанных отверстия, в которые ввинчены зажимы 8
с внутренним шестигранником. На верхнем конце зажимы имеют круглый диск, свободно входящий в отверстие в верхней плите и подпирающий заготовки гаек. Таких отверстий в верхней плите тоже 54. В них закладывают заготовки гаек при опрокинутом положении верхней плиты. На нее накладывают сверху нижнюю плиту, фиксируя ее двумя штифтами, и затягивают семь болтов 4
и все 54 зажима. Затем переворачивают комплект плит с заложенными в них 54 заготовками и устанавливают его на основание, закрепляя четырьмя откидными болтами.
На верхней плоскости верхней плиты 3
имеется система канавок, пересекающихся между собой под углом 60°. Ширина канавок (3,5 мм
) соответствует ширине шлица в гайке.
Фрезерование комплекта заложенных в приспособление 54 гаек производится набором девяти дисковых фрез, установленных на равных расстояниях на оправке. После первого прохода обе верхние плиты поворачивают на 60°, производят второй проход и таким же образом третий проход.
При двух комплектах плит заполнение заготовками второго комплекта производят в процессе фрезерования шлицев в гайках первого комплекта плит, таким образом получается экономия вспомогательного времени.
При разработке технологического процесса фрезерной обработки партии одинаковых деталей необходимо стремиться к применению параллельно-последовательных методов обработки.
Оформление технологического процесса
Операция технологического процесса обработки детали заносятся в последовательном порядке в карту технологического процесса. Карта технологического процесса отличается от операционной карты тем, что по ней устанавливается процесс обработки детали по всем операциям.
В карте технологического процесса порядковые номера операций обозначаются римскими цифрами (I, II, III, IV и т. д.). Порядковые номера установок обозначаются русскими заглавными буквами (А, Б, В, Г и т. д.). Порядковые номера переходов обозначаются арабскими цифрами (1, 2, 3, 4 и т. д.).
Наименования установок и переходов записываются в форме приказа. Это подчеркивает строгую обязательность выполнения технологического процесса.
В графе «Наименование установок» указываются характер и способы закрепления заготовки, а также поверхности, которыми она касается установочного элемента, приспособления или поверхности стола. Например, в технологической карте установка, изображенная на рис. 349, формулируется так: «Установить заготовку в тиски фрезерованной поверхностью 1
к неподвижной губке и закрепить».
Фрезерование – процесс обработки плоскостей, фасонных и винтовых поверхностей, нарезания резьбы и зубчатых колес, получения винтовых канавок при помощи вращающегося режущего инструмента, называемого фрезой.
Фрезерование происходит при одновременном вращательном движении фрезы и обычно поступательном движении обрабатываемой детали .
В зависимости от направления вращения фрезы и поступательного перемещения обрабатываемой детали различают: 1) встречное фрезерование, когда заготовка подается навстречу вращения фрезы; 2) попутное фрезерование, когда направление подачи заготовки совпадает с направлением вращения фрезы.
При встречном фрезеровании нагрузка на каждый зуб фрезы возрастает постепенно и на выходе достигает максимального значения. Это обеспечивает плавную работу станка. Вместе с тем качество обработанной поверхности при этом методе фрезерования получается ниже, вследствие чего применяют его при черновой обработке.
При попутном фрезеровании зуб фрезы должен сразу снимать толстую стружку, поэтому инструмент подвергается максимальной нагрузке. Это ухудшает условия работы инструмента и станка.
Основными элементами режима резания при фрезеровании являются: 1) скорость резания; 2) подача; 3) глубина и ширина фрезерования; 4) площадь поперечного сечения среза; 5) машинное время.
Скорость резания V при фрезеровании представляет собой окружную скорость фрезы, измеренную по ее наружному диаметру.
Выбор скорости резания зависит от свойств металла обрабатываемой заготовки и материала режущей части фрезы, диаметра и стойкости фрезы, подачи, глубины резания и ширины фрезерования, а также от числа зубьев фрезы, охлаждения и т. д.
Подачей S при фрезеровании называют величину относительного перемещения обрабатываемой детали и фрезы (рис. 52), выраженную соответствующей размерностью, мм/зуб. мм/об, мм/мин.
При черновом фрезеровании величину подачи выбирают возможно большей; так, для цилиндрических быстрорежущих фрез подача составляет для стали до 0,2 мм/зуб, для чугуна – до 0,4 мм/зуб.
При получистовом и чистовом фрезеровании величина подачи ограничивается требуемой чистотой поверхности обработки, конструкцией фрезы, прочностью деталей механизма подачи и другими факторами; например, при получистовом фрезеровании подача составляет: для стали – в пределах 0,08–0,05 мм/зуб, для чугуна – 0,15–0,1 мм/зуб.
Глубиной фрезерования t , или глубиной резания при фрезеровании, называют толщину слоя металла, мм, снимаемую с обрабатываемой детали за один проход фрезы (рис. 52, а ). Глубина фрезерования при черновой обработке равна 3–8 мм, при чистовой – 5–1,5 мм.
Шириной фрезерования В называют ширину обрабатываемой поверхности детали в направлении, параллельном к оси фрезы (рис. 52, а ).
Площадь поперечного сечения среза , снимаемого одним зубом фрезы (например, цилиндрической), представляет собой произведение ширины фрезерования В и толщины стружки а , мм 2:
f = B · а .
Толщина стружки в процессе фрезерования является величиной переменной и изменяется при встречном фрезеровании от нуля в момент врезания зуба в деталь до максимального значения а 1 в момент выхода зуба из обрабатываемой детали (рис. 52, б ).
Поскольку в контакте с деталью одновременно находятся не один, а несколько зубьев, то приходится иметь дело с суммарным сечением среза, снимаемым несколькими зубьями, у которых для случая, изображенного на рис. 52, б , толщина срезаемого слоя будет: для первого зуба а 1 для второго а 2 , для третьего а 3 и для четвертого а 4 = 0.
Суммарная площадь сечения среза, снимаемая в процессе фрезерования в данный момент времени всеми зубьями, влияет на величину силы резания при фрезеровании.
Машинное время обработки детали при фрезеровании – это время, затраченное на процесс резания металла фрезой за один проход. При расчете машинного времени учитывают длину пути перемещения фрезы относительно детали, подачу и количество проходов.
Мощность, расходуемую на процесс фрезерования, определяют исходя из окружной силы резания и скорости резания.
Станки фрезерной группы в зависимости от выполняемых работ и конструктивных особенностей можно разделить на станки общего назначения и специализированные .
К первому типу фрезерных станков обычно относят горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные, названные так в зависимости от горизонтального или вертикального расположения в них оси шпинделя с фрезой. Обрабатываемая деталь в этих станках закрепляется на столе станка и перемещается чаще всего в продольном направлении.
На фрезерных станках можно обрабатывать плоскости, фасонные и винтовые поверхности, нарезать зубчатые колеса и выполнять другие работы. В зависимости от назначения фрезерные станки подразделяют на одношпиндельные – горизонтальные и вертикальные в обычном исполнении; одношпиндельные универсально-фрезерные в горизонтальном исполнении. Имеются, кроме того, специализированные и специальные фрезерные станки. К специализированным фрезерным станкам относятся: продольно-фрезерные с расположением шпинделей в различных плоскостях; торцово-фрезерные для обработки плоскостей; карусельно-фрезерные с вращающимися столами; барабанно-фрезерные с вращающимся барабаном и копировально-фрезерные для обработки фасонных поверхностей. К специальным станкам относятся резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, агрегатно-фрезерные и реечные.
На рис. 53 приведен общий вид горизонтально-фрезерного станка. По станине 2 может перемещаться в вертикальном направлении консоль 12 , по направляющим которой передвигаются поперечные салазки 11 в направлении, параллельном оси шпинделя 5 . По направляющим поворотной части 10 , связанной с салазками 11 , может совершать движение стол 9 в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. На станке имеется коробка скоростей 3 и коробка подач 1 . Оправка 4 с фрезами 6 одним концом закреплена в шпинделе, а другим опирается на дополнительную опору 8 (серьгу), связанную с хоботом 7 .
Хвостовые фрезы крепят в коническом отверстии конца шпинделя станка, в котором их зажимают длинным болтом, проходящим через отверстие шпинделя. В вертикально-фрезерном станке шпиндель расположен вертикально; в остальном устройство станка принципиально не отличается от горизонтально-фрезерного. Вертикально-фрезерные станки снабжают как прямоугольными, так и круглыми столами. Универсально-фрезерные станки отличаются от описанных тем, что они имеют поворотный стол, который позволяет выполнять операции по фрезерованию винтовых канавок (например, у спиральных сверл) и зубчатых колес с винтовыми зубьями. Продольно-фрезерный станок является характерным для группы специализированных фрезерных станков. Такие станки изготовляют с одним или несколькими вертикальными и горизонтальными шпинделями; в последнем случае заготовку можно обрабатывать одновременно с нескольких сторон.
На рис. 54 показан общий вид четырехшпиндельного продольно-фрезерного станка. По направляющим станины 1 может перемещаться стол 2 , на котором закрепляют заготовки. Обработку делают фрезами, закрепленными в шпинделях, находящихся в шпиндельных бабках 3 , 5 , 6 и 7 . Так как стол не может подниматься и перемещаться в поперечном направлении, то инструмент для получения требуемых размеров обработки устанавливают выдвижением шпинделей вдоль их оси и перемещением шпиндельных бабок 5 и 6 по направляющим поперечины 4 перпендикулярно осям шпинделей этих бабок.
На рис. 55 показана упрощенная кинематическая схема широкоуниверсального консольно-фрезерного станка модели 6М82Ш. Выбор наивыгоднейшей скорости резания при фрезеровании достигается изменением передаточного числа коробки скоростей i кс путем переключения подвижного блока 20 зубчатых колес, расположенного на валу II , и блока 21 , а также зубчатых колес 22 и 23 , расположенных на валу IV . Таким образом, можно получить 18 чисел оборотов шпинделя V в интервале от 31,5 до 1600 об/мин, передаваемых на оправку 9 с фрезой.
Зная число оборотов n эд электродвигателя D 1 , общую формулу настройки чисел оборотов главного шпинделя n шп можно выразить как, об/мин,
n шп = n эд · i кс .
Привод механизма подачи получает вращение от электродвигателя D 2 . Выбор продольной, поперечной или вертикальной подачи производят переключением ряда блоков зубчатых колес и муфт коробки подач, охватывающих валы XIV–XXII . Путем этих переключений можно получить 18 скоростей подачи (продольные и поперечные в пределах 25–1250 мм/мин, вертикальные – 8–400 мм/мин), которые затем передаются на винты продольной, поперечной и вертикальной подачи (соответственно винты XXIV , XXIII и XXV ).
Министерство образования и науки Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Методические указания
по курсу «Технология конструкционных материалов»
для студентов механических специальностей
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
Саратов 2010
Цель работы: изучить устройство горизонтально-фрезерного станка 6П80Г, конструкцию фрез и методы обработки на фрезерных станках.
1. Основные понятия
1.1. Общая характеристика станка модели 6П80Г
Горизонтально-фрезерный станок предназначен для фрезерования поверхностей различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов сравнительно небольших размеров в условиях индивидуального и серийного производства.
Техническая характеристика станка:
Рабочая поверхность стола, мм ……………………. 200х800
Число скоростей вращения шпинделя………………. 12
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту……… 50-2240
Число скоростей подач стола ……………………….. 16
Пределы скоростей подач стола, мм/мин.
продольных (Sпр)……...…………………….. 22,4-1000
поперечных (Sп)………………………………
вертикальных (Sв)……………………………
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин
продольного………………………………….. 2400
поперечного………………………………….. 1710
вертикального……………………………….. 855
Мощность главного электродвигателя, кВт………… 2,8
Основные узлы станка (рис. 1):
А – станина с коробкой скоростей и шпиндельным узлом;
Б –хобот с подвеской; В – дополнительная связь консоли с хоботом; Г – поворотная часть стола; Д – поперечные салазки;
Е – стол; Ж – консоль с коробкой подач; З – основание станка.
Органы управления (рис. 1):
1 – рукоятка для переключения коробки скоростей; 2 – рукоятка для переключения перебора шпинделя; 3 – рукоятка ручного продольного перемещения стола; 4 – рукоятка управления продольной подачи стола; 5 – рукоятка управления поперечной подачей стола; 6 – рукоятка управления вертикального подачей; 7 – рукоятка ручного вертикального перемещения консоли; 8 – маховичок для переключения коробки подач; 10 – рукоятка переключения перебора коробки подач.
Движения в станке:
Движение резания (главное движение) – вращение шпинделя с фрезой.
Движение подач – перемещение стола с обрабатываемой деталью в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.
Вспомогательные движения – все указанные перемещения стола, выполняемые на быстром ходу.
https://pandia.ru/text/78/283/images/image002_45.gif" width="304" height="113 src="> а) б)
Рис. 2. Схемы фрезерования горизонтальных поверхностей
Фрезерование вертикальных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных и продольно-фрезерных станках торцевыми фрезерными головками (рис. 3, а), а на вертикально-фрезерных станках – боковыми зубьями концевой фрезы (рис. 3, б).
Рис. 4. Схемы фрезерования наклонных поверхностей
Фрезерование пазов: угловых (рис. 5, а), прямоугольных (рис. 5, б), Т-образных (рис. 5, в), типа ласточкин хвост (рис. 5, г), фасонных (рис. 5, д), шпоночных (рис. 5, е) производят на горизонтально - и вертикально-фрезерных станках.
Рис. 6. Схема фрезерования комбинированных поверхностей
Фрезерование фасонных поверхностей производят фасонными фрезами соответствующего профиля (рис.7).
 |
Рис. 7. Схема фрезерования фасонных поверхностей
Фрезерование зубчатых колес производят модульными дисковыми фрезами (рис. 8, а) на горизонтальных, а также модульными пальцевыми фрезами (рис. 8, б) на вертикально - фрезерных станках.
https://pandia.ru/text/78/283/images/image010_11.gif" width="321" height="169"> а) б)
a a
Рис. 9. Конструкции зуба фрезы
Фрезы с остроконечным зубом являются наиболее простыми и служат для обработки плоских поверхностей. Задняя поверхность зуба очерчивается по прямой линии m . Задняя поверхность фрез с затылованным зубом очерчивается по архимедовой спирали. Затылованный зуб применяется у фасонных фрез.
- по направлению зуба : прямые, винтовые и разнонаправленные;
- по общей конструкции: цельные, насадные и сборные. Цельные фрезы изготавливают из инструментальных сталей. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущей стали или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы пайкой или механически.
- по форме и назначению: цилиндрические, торцовые, концевые, шпоночные, дисковые, угловые, резьбовые, фасонные и другие.
- по способу крепления: концевые и насадные;
- по назначению: для обработки плоскостей, для обработки уступов, пазов и канавок, для изготовления резьб, для изготовления зубчатых колес.
1.5. Элементы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями
Цилиндрическая фреза представляет собой многозубый режущий инструмент в виде тела вращения, на образующей поверхности которого расположены режущие зубья. Каждый зуб фрезы состоит из (рис. 10):
Передней поверхности (1), по которой сходит стружка;
Спинки зуба (2), которая может быть прямолинейной (рис. 10, б), дуговой (рис. 10, в) или криволинейной (рис. 10, г);
Главного режущего лезвия (3), которое выполняет основную работу резания и может быть прямым, наклонным или винтовым;
Задней поверхности (4) шириной f =1-2мм;
Ленточки (5) шириной к = 0,05 - 0,1 мм (оставляется при заточке для более точного изготовления фрез по диаметру).
1.6. Геометрические параметры цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями
Для рассмотрения геометрических параметров цилиндрической фрезы проводим главную секущую плоскость N-N (рис.10), плоскость перпендикулярную к главной режущей кромке в рассматриваемой точке. Профиль зуба и его геометрические параметры рассматривают в плоскости N-N.
Передний угол g - это угол между передней поверхностью зуба и плоскостью, проходящей по радиусу.
Задний угол a - образован задней поверхностью и касательной плоскостью, проведенной через режущую кромку.
Выполнение работ" href="/text/category/vipolnenie_rabot/" rel="bookmark">выполнения работы
2.2.2. Ознакомиться с конструкцией и органами управления горизонтально-фрезерного станка. Изучить основные виды работ, выполняемых на нем. Выполнить схемы фрезерования.
2.2.3. Получить индивидуальное задание.
2.2.4. Назначить типы фрез с учетом профиля поверхностей детали индивидуального задания. Разработать эскизы наладок.
2.2.5. Назначить тип приспособления для закрепления детали индивидуального задания на станке.
2.2.6. Выполнить эскиз цилиндрической фрезы, указав ее составные элементы и геометрические параметры.
2.2.7. Составить отчет о работе.
2.3. Материалы и оборудование
1. Горизонтально-фрезерный станок модели 6П80Г.
3. Приспособления для закрепления заготовок: прижимные планки, прихваты, поворотные машинные тиски, призмы.
4. Чертеж детали индивидуального задания.
5. Плакаты.
Контрольные вопросы
1. Основные узлы станка модели 6П80Г и их назначение.
2. Классификация движений в станке.
3. Основные виды работ, выполняемых на фрезерных станках.
4. Основные приспособления, применяемые при выполнении работ на фрезерных станках.
5. Основные типы фрез.
6. Элементы и геометрические параметры цилиндрической фрезы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дальский A. M. Технология конструкционных материалов. / , и др. − М.: Машиностроение, 2008 − 560 с.
2. Фетисов и технология металлов / , и др. − М.: Высшая школа, 2008. – 876 с.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
Составили: АРТЕМЕНКО Александр Александрович
БАСКОВ Лев Васильевич
КОНОПЛЯНКИН Сергей Владимирович
Рецензент
Редактор
Подписано в печать Формат 60x84 1/16
Бум. тип. Усл.-печ. л. 1,16 (1,25) Уч.-изд. л. 1,1
Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно
Саратовский государственный технический университет
Копипринтер СГТУ, 410054 7
Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.
Назначение фрезерной обработки
При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.
Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.
Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.
Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.
Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.
Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.
Классификация фрезерных работ
Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:
- Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
- Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
- Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
- Зубчатое.
- Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.
Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.
Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.
Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.
Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.
Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.
Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.
Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.
Технологические этапы процесса
Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:
- Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
- Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
- После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
- Запускают шпиндель.
- Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.
Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.
Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на , оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.
Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.
Обработка заготовок на фрезерных станках
Фрезерование – лезвийная обработка резанием линейчатых поверхностей многозубым инструментом – фрезой; главное движение, вращательное, придается инструменту, движение подачи, прямолинейное, придается заготовке в направлении любой из координатных осей.
Поверхность называется линейчатой , если ее можно описать движением прямой (образующей) по некоторой линии (направляющей). Она представляет собой совокупность прямых, зависящих от одного параметра.
Фреза – цилиндрический многозубый инструмент с зубьями на торце и/или образующей.
Рассмотрим схемы обработки поверхностей на универсальных горизонтально-фрезерном (ГФС; имеет горизонтальную ось вращения фрезы) и вертикально-фрезерном (ВФС; имеет вертикальную ось вращения фрезы) станках.
Горизонтальные плоскости фрезеруют цилиндрическими фрезами на ГФС (рис. 10.40, а ) или торцевыми фрезами на ВФС (рис. 10.41, а ). Горизонтальные плоскости чаще обрабатывают торцевыми насадными фрезами, так как они имеют более жесткое закрепление и обеспечивают плавное, безвибрационное резание. При большой ширине обрабатываемой плоскости используют торцевые фрезы и обработку ведут в несколько последовательных рабочих ходов . Узкие горизонтальные плоскости удобно обрабатывать концевыми фрезами.
Вертикальные плоскости на ГФС обрабатывают торцевыми насадными фрезами (рис. 10.40, б ) или фрезерными головками, а на ВФС – концевыми фрезами (рис. 10.41, б ). Большие по высоте вертикальные плоскости удобнее обрабатывать на ГФС с использованием вертикальной подачи. Обработку небольших по высоте вертикальных плоскостей можно обрабатывать на ГФС с помощью концевых или дисковых фрез. Наклонные плоскости небольшой ширины обрабатывают на ГФС одноугловой фрезой (рис. 10.40, в ).
Широкие наклонные плоскости обрабатывают на ВФС с поворотом шпиндельной головки (рис. 10.41, в ) торцевой насадной или концевыми фрезами. Одновременную обработку нескольких поверхностей (вертикальных, горизонтальных и наклонных) ведут на ГФС (рис. 10.40, г ), установив на оправку набор фрез.
Горизонтальные уступы и пазы обрабатывают дисковыми односторонними (рис. 10.40, д ) и трехсторонними (рис. 10.42, а ) фрезами на ГФС или концевыми фрезами (рис. 10.41, г ; 10.42, б ) на ВФС. Фасонные пазы с криволинейной образующей обрабатывают на ГФС фасонными дисковыми фрезами (рис. 10.42, в ). Пазы типа «ласточкин хвост» или Т-образные обрабатывают на ВФС (рис. 10.42, г , д ). Вначале концевой фрезой получают прямоугольный паз, затем используют концевую одноугловую фрезу или специальную концевую фрезу для Т-образных пазов. Шпоночные пазы для сегментных шпонок фрезеруют на ГФС дисковой трехсторонней фрезой (рис. 10.42, е ), для прямоугольных шпонок – на ВФС концевой фрезой (рис. 10.42, ж ).
Рис. 10.40. Обработка плоскостей на ГФС: а – горизонтальных; б – вертикальных; в – наклонных; г – нескольких плоскостей одновременно; д – уступов
Рис. 10.41. Обработка плоскостей на ВФС: а – горизонтальных; б – вертикальных; в – наклонных; г – уступов
Рис. 10.42. Фрезерование пазов: а , б – прямоугольных; в – полукруглых; г – типа «ласточкин хвост»; д – Т-образных; е , ж – шпоночных
Рис. 10.43. Фрезерование фасонных поверхностей: а , б – методом копирования цилиндрической и концевой (пальцевой) фрезой соответственно; в – по копиру
Фасонные поверхности обрабатывают методом копирования с использованием фасонных цилиндрических (рис. 10.43, а ), дисковых или концевых (рис. 10.43, б ) фрез, по копиру на специальных копировальных фрезерных станках (рис. 10.43, в ) и методом обката на специальных станках.
