Характеристика метода фрезерования

Фрезерование — один из высокопроизводительных и рас­пространенных методов обработки поверхностей заготовок многолез­вийным режущим инструментом — фрезой.

Технологический метод формообразования поверхностей фрезе­рованием характеризуется главным вращательным движением ин­струмента и обычно поступательным движением подачи. Подачей может быть и вращательное движение заготовки вокруг оси вращаю­щегося стола или барабана (карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные станки).

На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, верти­кальные и наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенность процесса фрезерования — прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на неко­торой части оборота, а затем продолжает движение, не касаясь заго­товки, до следующего врезания.

 

 

Рис. 20. Схемы фрезерования цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами, против подачи (в) и по подаче (а):

Заготовка; 2 — фреза

На рис. 20 показаны схемы фрезерования плоскости цилиндри­ческой (а) и торцовой (б) фрезами. При цилиндрическом фрезерова­нии плоскостей работу выполняют зубья, расположенные на цилин­дрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании плоско­стей в работе участвуют зубья, расположенные на цилиндрической и торцовой поверхностях фрезы.

Цилиндрическое и торцовое фрезерование в зависимости от на­правления вращения фрезы и направления подачи заготовки можно осуществлять двумя способами: 1) против подачи (встречное фрезе­рование), когда направление подачи противоположно направлению вращения фрезы (рис. 20, в); 2) по подаче (попутное фрезеро­вание), когда направления подачи и вращения фрезы совпадают (рис. 20, г).

При фрезеровании против подачи нагрузка на зуб фрезы возрас­тает от нуля до максимума, при этом сила, действующая на заго­товку, стремится оторвать ее от стола, что приводит к вибрациям и увеличению шероховатости обработанной поверхности. Преимуще­ством фрезерования против подачи является работа зубьев фрезы «из-под корки», т. е. фреза подходит к твердому поверхностному слою снизу и отрывает стружку при подходе к точке В. Недостатком яв­ляется наличие начального скольжения зуба по наклепанной по­верхности, образованной предыдущим зубом, что вызывает повы­шенный износ фрезы.

При фрезеровании по подаче зуб фрезы сразу начинает срезать слой максимальной толщины и подвергается максимальной нагрузке. Это исключает начальное проскальзывание зуба, уменьшает износ

фрезы и шероховатость обработанной поверхности. Сила, действующая на заготовку, прижимает ее к столу станка, что уменьшает ви­брации. 

 

 

ТИПЫ ФРЕЗ

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых по­верхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис. 21, а), торцовые (рис. 21, б, з), дисковые (рис. 21, е), кон­цевые (рис. 21, г), угловые (рис. 21, д), шпоночные (рис. 21, е), фасонные (рис. 21, ж).

Фрезы изготовляют цельными (рис. 21, б—ж) или сборными (рис. 21, а, з). Режущие кромки могут быть прямыми (рис. 21, д) или винтовыми (рис. 21, в). Фрезы имеют остроконечную (рис. 21, и) или затылованную (рис. 21, к) форму зуба. У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя поверхности плоские. У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда; при переточке по перед­ней поверхности профиль зуба фрезы сохраняется.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в кор­пусе фрезы пайкой или механически.

 

 

Рис. 21. Типы фрез

Вертикально-фрезерные станки (рис. 23). Основные узлы станка:

станина 1, поворотная шпиндельная головка 3 со шпинделем 4, стол 5, салазки 6, консоль 7, коробка скоростей 2 и коробка подач 8. Главным является вращательное движение шпинделя. Заготовка, установленная на столе, может получать подачу в трех направле­ниях: продольном, поперечном и вертикальном.

На рис. 24 показаны схемы фрезерования поверхностей на гори­зонтально- и вертикально-фрезерных станках. Движения, участву­ющие в формообразовании поверхностей в процессе резания, на схе­мах указаны стрелками.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезер­ных станках цилиндрическими фрезами (рис. 24, а) и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 24, б).

 

                            

Рис. 22. Горизонтально-фрезерный станок              Рис. 23. Вертикально-фрезер­ный станок

 

 

Рис. 24. Схемы обработки заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезер­ных станках

Цилиндри­ческими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные пло­скости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плоскости удоб­нее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами

 (рис. 24, в) и торцовыми фрезерными головками, а на вертикально-фрезерных станках концевыми фре­зами (рис. 24, г).

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми (рис. 24, д) и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке одноугловой фрезой (рис. 24, е).

Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 24, ж) на горизонтально-фрезерных станках. Точность взаимо­расположения обработанных поверхностей зависит от жесткости крепления фрез по длине оправки. С этой целью применяют допол­нительные опоры (подвески), избегают использования несоразмер­ных по диаметру фрез (рекомендуемое отношение диаметра фрез не более 1,5).

Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют концевыми (рис. 24, з ) и дисковыми (рис. 24, и) фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.

Уступы и пазы целесообразнее фрезеровать дисковыми фрезами, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с боль­шими скоростями резания.

Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 24, к), угловые пазы— одноугловой и двухугловой (рис. 24, л) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

Паз клиновой фрезеруют на вертикально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз — концевой фрезой, затем скосы паза — концевой одноугловой фрезой (рис. 24, м). Т-образные пазы (рис. 24, н), которые широко применяют в машиностроении как ста­ночные пазы, например на столах фрезерных станков, фрезеруют обычно за два прохода: вначале паз прямоугольного профиля конце­вой фрезой, затем нижнюю часть паза — фрезой для Т-образных пазов,

Шпоночные пазы фрезеруют концевыми или шпоночными (рис. 24, о) фрезами на вертикально-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза — важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при переточке по торцовым зубьям диаметр шпоночной фрезы практически не изменяется.

Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей фрезеруют на горизон­тально- и вертикально-фрезерных станках фасонными фрезами соот­ветствующего профиля (рис. 24, п).

Применение фасонных фрез эффективно при обработке узких и длинных фасонных поверхностей. Широкие профили обрабатывают набором фасонных фрез.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.Н. Дальский, И.А. Арутюнова,

       Технология конструкционных материалов,

Учебник. – М.: «Машиностроение» 1985. – 450 с.

2. В.И. Анурьев

Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-5-е издание, перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1979. - 788 с.

3. В.И. Анурьев

Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-6-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 584 с ил.

4. В.Б. Дьячков

Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: справочник В.Б.Дьячков, Н.Ф.Кобатов, Н.У.Носинов., М.: Машиностроение. 1983. – 288 с.