Операции фрезерования уступов:
- Фрезерование тонкостенных деталей
Фрезерование уступов/торцевое фрезерование
Успешное фрезерование уступов/торцевое фрезерование
При фрезеровании уступов одновременно обрабатывается две поверхности, что требует периферийного фрезерования в сочетании с торцевым фрезерованием. Одно из самых важных требований - формирование уступа с углом девяносто градусов. Уступы можно фрезеровать традиционными фрезами для прямоугольных уступов, а также концевыми, длиннокромочными и трёхсторонними дисковыми фрезами. Ввиду этих многочисленных опций необходимо тщательно взвесить эксплуатационные требования, чтобы сделать оптимальный выбор.
Выбор инструмента
Фрезы для обработки уступов
Торцевые фрезы обычной конструкции для обработки уступов часто способны фрезеровать строго прямоугольные неглубокие уступы. Многие торцевые фрезы для обработки уступов универсальны и могут эффективно использоваться для изготовления отверстий. Они представляют собой хорошую альтернативу обычным торцевым фрезам при обработке поверхностей, отклоняющихся в осевом направлении, и при фрезеровании рядом с вертикальными поверхностями.
Концевые фрезы
Концевые фрезы со сменными пластинами и цельные твердосплавные концевые фрезы – хорошие решения для фрезерования уступов, где требуется геометрическая проходимость.
Длиннокромочные фрезы
Длиннокромочные фрезы применяются для фрезерования более глубоких уступов.
Особенности применения
Фрезерование неглубоких уступов
Эта распространённая операция выполняется, как правило, торцевыми фрезами для обработки уступов и концевыми фрезами. При небольшой высоте уступа возможна обработка с большой радиальной глубиной резания. Зачастую такие фрезы могут заменить традиционную торцевую фрезу, особенно в условиях, когда необходимо снизить усилия резания на деталь в осевом направлении, а также если затруднен доступ к заготовке, вызванный особенностями крепежного приспособления. Фрезы для обработки уступов с увеличенным диаметром режущей части обеспечивают оптимальную геометрическую проходимость при фрезеровании глубоко расположенных небольших уступов.
Фрезерование глубоких уступов
Выполняется за несколько проходов фрезами для обработки уступов и концевыми фрезами. Для минимизации дефектов поверхности, таких как гребешки и переходные кромки между проходами, требуется высокоточная фреза, позволяющая получить строго прямоугольные уступы. Если глубина уступа меньше 75% от длины режущей кромки, уровень качества вертикальной поверхности обычно не требует дополнительной чистовой обработки.
Обработка уступа длиннокромочной фрезой за один проход
Длиннокромочные фрезы подходят для обработки более высоких, протяженных уступов, требующих снятия большого объема металла. У них высокий показатель скорости съёма металла, и они, как правило, используются для чернового фрезерования, поскольку на обработанной поверхности образуются следы от рядов пластин.
Для этих фрез важны:
- Стабильность
- Состояние шпинделя
- Эвакуация стружки
- Закрепление инструмента
- Мощность
Радиальные силы значительны, что обусловливает сложность фрезерования уступов.
Более короткие длиннокромочные фрезы подходят для:
- обработки широких, но неглубоких уступов
- фрезерования на всю ширину паза с глубиной, равной диаметру фрезы, что может компенсировать ограничения станка
Более длинные исполнения предназначены для:
- фрезерования уступов с умеренной шириной резания
- обработки кромок на мощных, стабильных станках
Фрезерование глубоких уступов
Фрезы для обработки уступов увеличенного размера обеспечивают оптимальную геометрическую проходимость при фрезеровании глубоко расположенных небольших уступов. Для уступов, располагающихся на ещё большей глубине, используйте удлинители с соединением Coromant Capto. Длиннокромочные фрезы также предлагаются увеличенного размера для глубоко расположенных крупных уступов. Однако ширина резания здесь более ограниченная.
- Попутное фрезерование всегда является первым выбором и особенно важно для фрезерования уступов ввиду главного угла в плане 90°
- Обработку следует выполнять таким образом, чтобы силы резания были по возможности направлены к опорным точкам крепления. Поэтому встречное фрезерование может в некоторых случаях быть хорошей альтернативой
- Выбор шага зубьев фрезы зависит от стабильности всей системы, включая станок, заготовку и её крепление, а также обрабатываемый материал
- На станках ISO 40 и менее крупных рекомендуется использовать фрезы с большим шагом зубьев – в силу ограниченной стабильности
- Фрезы с крупным шагом также рекомендуются для обработки деталей, закрепленных при помощи универсального наладочного приспособления
- Особое внимание следует обратить на положение фрезы относительно заготовки
- При D c /a e >10 для получения хорошего результата и во избежание поломки режущей кромки подачу f z следует откорректировать согласно значению hex
- Если глубина уступа меньше 75% от длины режущей кромки, уровень качества вертикальной поверхности обычно не требует дополнительной чистовой обработки
- Выбирайте более прочную твердосплавную пластину, чем для торцевого фрезерования
- При использовании длиннокромочных фрез обработка выполняется в сложных условиях, поэтому может потребоваться ещё более прочный сплав
- Чем больше глубина резания, тем более чувствительна система к вибрациям и поэтому обработку рекомендуется вести на пониженных скоростях.
- При возникновении вибрации уменьшите v c и повысьте f z , при условии соблюдения рекомендаций по толщине срезаемой стружки hex!
- Убедитесь, что мощность станка достаточна для выбранных режимов резания
Закрепление инструмента
- Особое внимание следует уделять требованиям по мощности, необходимой на осуществление нагруженных проходов, имеющих место при обработке длиннокромочными фрезами
- Надежность закрепления инструмента оказывает огромное влияние на результаты обработки фрезами диаметром менее 50 мм
- Чем больше глубина резания, тем важнее становится размер и стабильность соединения, поскольку при работе торцевыми фрезами для уступов, особенно длиннокромочными, радиальные силы значительны
- Соединения Coromant Capto® обеспечивают оптимальную стабильность и минимальное отжатие у всех типов фрез, что особенно важно для инструментов с большим вылетом
Врезание по дуге
- Плавное врезание необходимо для предотвращения вибрации и продления ресурса инструмента, особенно при фрезеровании уступов
- Запрограммируйте фрезу на вход в резание по дуге; на выходе толщина стружки должна равняться нулю: это позволит повысить и подачу, и стойкость инструмента
- Данный метод наиболее применим для операций обработки наружных углов, потому что он позволяет избегать больших нагрузок при врезании
- Обеспечивайте непрерывный контакт фрезы и заготовки.
Фрезерование уступов трёхсторонними дисковыми фрезами
Трёхсторонние дисковые фрезы также применяются для обработки уступов, особенно если форма узкая и к тому же протяжённая. Обычно эти фрезы обеспечивают единственно возможную обработку поднутрений на закрытых уступах.
 |
||
Обработка кромок периферией фрезы
Что такое успешная обработка кромок периферией фрезы?
Обработка кромки – это, на самом деле, фрезерование уступа, выполняемое методом контурной обработки. Торцевое фрезерование и контурное фрезерование – это разновидности фрезерования периферийной частью фрезы.
Выбор инструмента
- Тонкие стенки обычно обрабатывают концевыми фрезами, обработку более глубоких или широких стенок ведут за несколько проходов концевыми фрезами, однако высокую стенку можно обработать за один проход длиннокромочной фрезой
- Уступы глубиной в два диаметра эффективно фрезеруются длиннокромочными или цельными твердосплавными фрезами. Для обработки таких глубоких уступов рекомендуемая глубина резания должна составлять половину диаметра фрезы.
- Трёхсторонние дисковые фрезы также можно использовать для обработки кромок или фрезерования периферией
- Большой угол подъёма обеспечивает участие достаточного количества зубьев в резании и плавную обработку кромок с небольшой глубиной резания
- Для обработки кромок особенно подходят фрезы с мелким и очень мелким шагом зубьев. Это также относится к фрезерованию более тонких кромок и неглубоких широких уступов концевыми фрезами 90º
Особенности применения
Шероховатость поверхности – цилиндрическое фрезерование
При отсутствии биения фрезы высота гребешка h
будет одинаковой и может быть вычислена по формуле:
Глубина профиля/высота гребешка
При наличии биения фрезы подача на зуб f
z
и, соответственно, высота гребешка h будут изменяться в зависимости от TIR.
 |
|
f z | f z биение |
Как упоминалось ранее, шероховатость получаемой поверхности может ограничивать значение подачи, особенно при малой радиальной глубине резания.
При работе цилиндрической частью концевой фрезы на профиле образуются серии ‘гребешков’ Высота гребешка h определяется следующими параметрами:
- Диаметр фрезы, D c
- Подача на зуб, f z
- Показание индикатора биения инструмента, TIR
У фрез со сменными пластинами всегда будет более высокое значение TIR, чем у цельных твердосплавных. Кроме того, чем больше диаметр фрезы, тем больше количество зубьев, что увеличивает высоту гребешков.
Для получения оптимального качества обработанной поверхности:
- Используйте цельные твердосплавные фрезы
- Используйте высокоточный гидропластовый патрон с соединением Coromant Capto®
- Используйте минимально возможный вылет
- Фрезы со сменными пластинами, начальное значение f z = 0,15 мм/зуб
- Цельные твердосплавные фрезы, начальное значение f z = 0,10 мм/зуб
Примечание: Наихудшее качество поверхности получается тогда, когда из-за сильного биения фрезы поверхность создаётся за счёт лишь одной режущей кромки.
- Наиболее важным фактором при фрезеровании периферийной частью является выбор подходящей подачи на зуб, f z
- Величину подачи, f z , необходимо корректироать при врезании фрезы, что влияет на толщину стружки
- Значение подачи на зуб, f z , следует умножить на коэффициент подачи. Результирующая подача будет больше с меньшей дугой врезания и, в то же время, толщина стружки будет достаточной величины Тем не менее, коэффициентом увеличения подачи не всегда можно пользоваться: ограничения по шероховатости поверхности будут ограничивать значение подачи.
Фрезерование тонких нежёстких стенок
Для обработки уступов:
- С малым отношением высоты к толщине < 15:1
- Со средним отношением высоты к толщине < 30:1
- С большим отношением высоты к толщине > 30:1
- Тонкостенных деталей
На что обратить внимание:
- Стратегия обработки тонкостенных участков должна выбираться в зависимости от высоты и толщины стенки
- Число проходов во всех случаях определяется размерами стенки и осевой глубиной резания
- Учитывайте стабильность и фрезы, и стенки
- Для обработки тонких стенок целесообразно применять метод высокоскоростной обработки, характеризующийся небольшими a p /a e и высокой v c . Такие параметры обработки сокращают длительность врезания и, как следствие, уменьшают силовой воздействие и отжатие.
- Рекомендуется попутное фрезерование
- Для обработки алюминия и титана используются одинаковые методы фрезерования
Малое отношение высоты к толщине стенки < 15:1
Проходы следует выполнять по зигзагообразной траектории.
Фрезерование тонких стенок:
- Обработку одной стороны стенки следует вести неперекрывающимися проходами
- Повторите процедуру с другой стороны
- Оставьте припуск с обеих сторон для последующей чистовой обработки
Среднее отношение высоты к толщине стенки < 30:1
Фрезерование в одной плоскости:
- Фрезерование с чередованием сторон стенки с разной начальной глубиной резания при непересекающихся проходах.
Фрезерование с подержкой стенки:
- Аналогичный подход, но с перекрытием проходов обработки двух сторон стенки: это обеспечивает большую поддержку в обрабатываемой точке. Первый проход следует выполнять при уменьшенной глубине резания, a p /2
- В обоих случаях оставляйте с обеих сторон припуск на последующую чистовую обработку 0,2–1,0 мм
- Применяйте круговое фрезерование с врезанием под углом в центре основания на требуемую глубину
- Фрезеруйте наружу от центра по круговой траектории с врезанием под углом
- Используйте инструмент с минимальным количеством режущих кромок
- Необходимо минимальное силовое воздействие с этой стороны при обработке
- Оставьте поддерживающую опору в том месте при обработке с одной стороны.
- Обработайте другую сторону
- После обработки обеих сторон уберите опору
Припуск на чистовую обработку
Фрезерование тонкостенного основания
Обработка тонких оснований:
Если при этом потребуется фрезерование поверхности, противоположная сторона которой уже обработана:
Если деталь имеет отверстие в центре основания:
При фрезеровании канавок и пазов зачастую предпочтительней применять трёхсторонние дисковые фрезы, чем концевые.
- Обрабатываемые пазы или канавки могут иметь различную геометрию – быть короткими или протяженными, открытыми или закрытыми, прямолинейными или криволинейными, глубокими или мелкими, широкими или узкими
- Обычно выбор инструмента определяется шириной и глубиной канавки и, в некоторой степени, её длиной
- Тип станка и серийность производства определяют, какую фрезу следует использовать – концевую, длиннокромочную или дисковую
- Трехсторонние дисковые фрезы являются более эффективным решением для обработки длинных и глубоких пазов, особенно при использовании горизонтальных станков. Однако распространение вертикальных фрезерных станков и обрабатывающих центров означает, что концевые и длиннокромочные фрезы также часто используются для целого ряда операций по фрезерованию канавок
Сравнение различных типов фрез
Трёхстороннее фрезерование
+ Открытые пазы+ Глубокие пазы
+ Регулируемая ширина/допуски
+ Фрезерование набором фрез
+ Отрезка
+ Широкий ассортимент разной ширины/глубины
– Закрытые пазы
– Только прямолинейные канавки
– Эвакуация стружки
Концевые фрезы
+ Закрытые пазы+ Неглубокие пазы
+ Нелинейные пазы
+ Универсальность (дополнительные методы):
- Трохоидальное фрезерование пазов на деталях из труднообрабатываемых материалов (закаленные стали, жаропрочные сплавы и т.д.)
- Плунжерное фрезерование для решения задач при работе с большими вылетами
- Возможность выполнения другого типа операций получистового или чистового фрезерования
- Концевые фрезы можно использовать не только для фрезерования пазов
– Большие силы резания
– Склонность к вибрации при отжатии
Трёхстороннее фрезерование
Трёхсторонние дисковые фрезы более эффективны при обработке длинных, глубоких, открытых пазов и обеспечивают оптимальную стабильность и производительность в этом виде фрезерования. Для одновременной обработки нескольких пазов в одной плоскости операция может быть осуществлена набором фрез.
Особенности применения
- Размер фрезы, шаг зубьев и расположение фрезы в совокупности должны обеспечивать постоянное наличие в зацеплении хотя бы одного зуба
- Контролируйте толщину срезаемой стружки для достижения оптимального значения подачи на зуб
- При фрезеровании в сложных условиях проверьте требования к мощности и крутящему моменту. При креплении фрезы на оправке, чрезвычайно важным является жесткость последней и величина вылета наладки
- Необходимо обеспечить жесткость и надежность закрепления детали и самой оправки для того чтобы противостоять усилиям резания встречного фрезерования
Попутное фрезерование:
- Предпочтительный метод фрезерования
- Используйте жёсткий упор в направлении тангенциальных сил резания для предотвращения сдвига заготовки Направление подачи совпадает с направлением сил резания, что накладывает высокие требования к жёсткости станка и отсутствию зазоров в ШВП
Встречное фрезерование:
- Хорошая альтернатива при недостаточной жёсткости или при работе с труднообрабатываемыми материалами
- Является хорошим решением при возникновении проблем с эвакуацией стружки при прорезке глубоких пазов.
Фрезерование с использованием маховика:
- Дополнительный метод фрезерования при малой жесткости системы и при недостаточных мощностных характеристиках станка
- Располагайте маховик как можно ближе к инструменту
- Повышение надежности закрепления заготовки всегда способствует хорошим результатам обработки
Фрезерование открытых пазов трёхсторонними дисковыми фрезами
Расчёт подачи на зуб
Критическим фактором при фрезеровании трёхсторонними дисковыми фрезами является достижение подходящей подачи на зуб, f z . Недостаточная подача на зуб становится причиной серьёзных недостатков, поэтому при вычислениях необходимо проявлять особую внимательность.
Подачу на зуб, f z , следует уменьшать при фрезеровании глубоких пазов и увеличивать при фрезеровании неглубоких пазов для поддержания рекомендуемой максимальной толщины стружки. Например, при фрезеровании на всю ширину паза с применением геометрии M30 начальное значение максимальной толщины стружки должно составлять 0,12 мм.
Примечание: Поскольку при фрезеровании на всю ширину паза вместе работают две пластины, для вычисления подачи берётся половина количества пластин z n .
| a e / D cap (%) | f z (мм/зуб) | h ex (мм) |
| 25 | 0,14 | 0,12 |
| 10 | 0,20 | 0,12 |
| 5 | 0,28 | 0,12 |
Глубина резания
Для более глубоких пазов можно заказать специальную фрезу. При обработке глубоких пазов следует уменьшить подачу на зуб. Если паз неглубокий, увеличьте подачу.
Примечание: глубина обрабатываемого паза может быть ограничена диаметром оправки, прочностными характеристика шпоночного соединения и условиями эвакуации стружки.
Использование маховика на горизонтальных станках
При трехстороннем фрезеровании в зацеплении находится небольшое число зубьев, из-за чего в процессе резания возникают вибрации. Это отрицательно сказывается на результате обработки и производительности.
- Установка маховика на фрезерную оправку зачастую является эффективным методом борьбы с вибрациями. Проблемы, вызванные недостаточной мощностью, крутящим моментом и стабильностью станка, часто решаются путём грамотного использования маховиков
- Необходимость в использовании маховика тем выше, чем ниже мощность предполагаемого для обработки станка или чем выше уровень его износа
- Располагайте маховик как можно ближе к инструменту.
- Использование маховика делает обработку более плавной, что в свою очередь ведёт к снижению шума и вибрации и повышает стойкость инструмента
- Маховик рекомендуется использовать совместно с встречным методом фрезерования
- Для дальнейшего повышения стабильности при работе трёхсторонней дисковой фрезой используйте маховик максимально большого размера, который допустим на конкретной операции
- В качестве маховика можно использовать несколько стальных дисков с отверстиями, соответствующими диаметру фрезерной оправки
Обработка пазов набором фрез с шахматным расположением зубьев
Фрезы, имеющие крепление с 2 шпонками, можно располагать в шахматном порядке для одновременного фрезерования нескольких пазов. Смещение фрез относительно друг друга помогает избежать вибрации. Также снижается потребность в маховиках.
Фрезерование узких и неглубоких пазов и канавок
Универсальные фрезы имеют многокромочные пластины различных форм, подходящих для обработки большинства типов канавок небольшой глубины. К распространённым областям применения относится фрезерование внутренних канавок под стопорные (пружинные) и уплотнительные кольца, а также небольших прямых или круговых наружных канавок, особенно на невращающихся деталях.
Обработка внутренних канавок
- При круговом фрезеровании необходимо запрограммировать плавный вход инструмента в резание.
- Учитывайте отношение диаметра фрезы к диаметру отверстия, D c /D w . Чем меньше это соотношение, тем больше будет длина линии контакта инструмента и обрабатываемого материала
Обработка пазов концевыми фрезами
Концевые фрезы используются, когда необходимо получить короткие неглубокие канавки, в частности, закрытые пазы и карманы, а также шпоночные пазы. Концевые фрезы – единственные инструменты, способные фрезеровать закрытые пазы со следующими характеристиками:
- Прямые, изогнутые или расположенные под углом
- Более широкие, чем диаметр используемой фрезы
Более тяжёлое фрезерование пазов зачастую выполняется длиннокромочными фрезами.
Выбор инструмента
Концевые и длиннокромочные фрезы
| | | | | |
| Цельные твердосплавные концевые фрезы | Концевые фрезы для фрезерования уступов | Длиннокромочные фрезы | Концевые фрезы со сменными головками | |
| Размер шпинделя/станка | ISO 30, 40, 50 | ISO 40, 50 | ISO 40, 50 | ISO 30, 40, 50 |
| Требования к стабильности | Высокие | Средние | Высокие | Низкие |
| Черновая обработка | Очень хорошая | Хорошая | Очень хорошая | Приемлемая |
| Чистовая обработка | Очень хорошая | Хорошая | Приемлемая | Очень хорошая |
| Глубина резания a p | Большая | Средняя | Большая | Маленькая |
| Универсальность | Очень хорошая | Хорошая | Приемлемая | Очень хорошая |
| Производительность | Очень хорошая | Хорошая | Очень хорошая | Хорошая |
Особенности применения
- Используйте концевые фрезы для ненагруженного резания с высокой прогнозируемой стойкостью совместно с высокопроизводительными патронами
- Для получения минимально возможного вылета минимизируйте расстояние от патрона до режущей кромки
- Для получения стружки удовлетворительной толщины обеспечьте соответствующую подачу на зуб Во избежание образования тонкой стружки, которая может стать причиной вибрации, заусенцев и неудовлетворительного качества обработанной поверхности используйте фрезы с крупным шагом зубьев
- Для получения оптимального соотношения диаметра/длины и стабильности используйте инструмент максимально возможного диаметра
- Для достижения наиболее благоприятного режущего действия используйте попутное фрезерование
- Обеспечьте эвакуацию стружки из канавки. Во избежание скопления стружки используйте сжатый воздух
- Для получения оптимальной стабильности и поддержки в направлении шпинделя используйте соединение Coromant Capto®
Фрезерование канавок концевыми фрезами
При фрезеровании канавки или паза, которое часто называют фрезерованием на всю ширину паза, обрабатывается три поверхности:
- Закрытые с обоих концов пазы – карманы – требуют концевых фрез, способных работать с осевой подачей
- Фрезерование на всю ширину паза концевой фрезой – сложная операция. Глубина резания в осевом направлении, как правило, должна составлять 70% длины режущей кромки. При определении оптимального метода обработки паза следует также учитывать жёсткость станка и эвакуацию стружки
- Концевые фрезы чувствительны к воздействию сил резания. Ограничивающими факторами могут быть отжатие и вибрация, особенно при высоких скоростях обработки и больших вылетах
Обработка шпоночных пазов
Эта операция требует отдельных указаний в дополнение к общим рекомендациям по фрезерованию плоскостей и канавок. Направление сил резания и отжим инструмента при фрезеровании закрытого шпоночного паза не позволяют получить точного прямоугольного сечения. Точность обработки может быть повышена, если использовать фрезу несколько меньшего диаметра и обрабатывать паз за два прохода:
- Фрезерование шпоночных пазов – черновое фрезерование на полную ширину паза
- Фрезерование уступов – обработка паза по контуру методом встречного фрезерования для обеспечения перпендикулярности стенок.
На чистовых этапах обработки необходимо работать с небольшой глубиной резания, чтобы минимизировать отжим инструмента, что является определяющим фактором качества обработанной поверхности и геометрической точности паза (угол в 90°).
Фрезерование шпоночных пазов за два прохода
Методы расфрезеровывания закрытого паза или кармана в цельной заготовке
При подготовке к фрезерованию длинных и узких пазов на всю ширину самым распространённым после сверления методом раскрытия карманов является линейное фрезерование с врезанием под углом.
– Глубокие пазы обрабатываются за несколько проходов
Трохоидальное фрезерование
+ Низкие радиальные силы резания – меньше склонность к вибрации
+ Минимальное отжатие при фрезеровании глубоких канавок
+ Производительный метод для:
- обработки сталей высокой твёрдости и жаропрочных сплавов (ISO H и S)
- областей применения, чувствительных к вибрации
+ Хорошая эвакуация стружки
+ Выделяется немного тепла
– Требуется больше программирования
Плунжерное фрезерование
+ Отлично показывает себя при склонности к вибрации: - с большим вылетом инструмента
- при фрезеровании глубоких пазов
- при недостаточной жёсткости станка или наладки
– Требуется остаточное фрезерование/чистовая обработка
– Фрезерование концевыми фрезами может привести к трудностям с эвакуацией стружки
– Ограниченный выбор инструментов
Черновое фрезерование пазов длиннокромочными фрезами
- Фрезы с высоким показателем скорости съёма металла обычно используются для черновой обработки
- Более короткие версии способны фрезеровать пазы глубиной, равной диаметру фрезы, на стабильных и мощных фрезерных станках
- Для таких операций выбирайте станки с 50 конусом, так как работа фрез данного типа сопровождается высокими радиальными усилиями резания
- Проверьте требования к мощности и крутящему моменту, поскольку они зачастую являются ограничивающими факторами для получения оптимальных результатов
- Подбирайте оптимальный шаг зубьев для каждого типа операции
Более длинные исполнения фрез главным образом
предназначены для обработки кромок (по контуру).
| Шаг | L | M
 | H
 |
| Область применения | Длинные сборки | Универсальные | Короткие сборки |
| Фрезерование уступов | Большая глубина a p /a e | Средняя глубина a p /a e | Небольшая глубина a p /a e |
| Небольшая глубина a p /a e | Ограничения | __ | |
| v c м/мин | | | |
20. Виды пазов и методы их обработки. Особенности обработки шпоночных пазов.
В конструкциях деталей машин встречаются следующие виды пазов:
Пазы можно обработать:
строганием; долблением; фрезерованием; протягиванием; шлифованием; притиранием (шабрением); полированием
Наибольшее распространение получило фрезерование дисковыми, пальцевыми, концевыми фрезами, специальными грибковыми, специальными угловыми фрезами и строганием.
Обработка шпоночных пазов осуществляется фрезерованием дисковыми, пальцевыми или шпоночными фрезами, а также строганием для открытых пазов на валах или долблением пазов в отверстиях.
В единичном и м/серийном производствах для получения закрытых шпоночных пазов сначала сверлят отверстие диаметром, равным ширине паза на глубину паза, в отверстие вводят пальцевую фрезу и фрезеруют паз методом продольной подачи.
От среднесерийного до массового производств обработка шпоночных пазов производится фрезерованием двузубыми шпоночными фрезами на специальных шпоночно-фрезерных станках методом маятниковой подачи. Конструкция фрезы позволяет работать ей как с осевой, так и с продольной подачей.
Обработка на станках полуавтоматах
Для обеспечения точности по ширине паза, а также компенсации износа режущего инструмента обработка производится с использованием специальных оправок (бьющим инструментом).
Биение РИ концевой или диск фрезы позволяет обеспечить требуемую точность по ширине паза. Износ фрезы и другие погрешности компенсируются за счет бесступенчатого регулирования величины биения.
Шпоночные пазы под сегмент шпонки обрабатывают специальными грибковыми фрезами.
21. Методы обработки резьбы лезвийным инструментом. Особенности и технологические возможности.
Резьбовые поверхности в зависимости от формы профиля резьбы, размеров и серийности производства можно получить:
1.метчиками и плашками, 2.точением (резцами, резьбонарезными гребенками, резьбонарезными головками), 3.фрезерованием, 4.шлифованием и притиранием
6.пластическим деформированием
1. Нарезание метчиками и плашками применяется в единичном и мелкосерийном производстве, в массовом – на специальных резьбонарезных станках. Для нарезания мелкой резьбы с треугольным профилем и шагом до 1,5мм. Точность обработки 7-8 степень, класс шероховатости поверхности – 5.
2. Точение резцами – самый распространенный способ. Резьбы любой формы и размеров. Производится на токарно-винторезном станке в единичном и мелкосерийном производстве, а также на специальных резьбонарезных полуавтоматах, где резьба нарезается автоматически за несколько проходов. При этом 2-3 последние прохода – калибрующие, без радиальной подачи инструмента. Отвод инструмента для каждого прохода осуществляется кулачком, поэтому канавки для выхода инструмента не нужны.
Точность обработки 6-8 степень, класс шероховатости поверхности – 5-6.
«-» наличие жесткой кинематической связи м/у вращающейся деталью и перемещением суппорта, что не позволяет вести обработку на высок скоростях рез, т.е. рационально использовать возможности твердого сплава.
Применяется для предвар. прорезки профиля под последующ. тонкое точение или шлифов-е.
Для повышения производительности для открытых резьб применяют гребенки . За один проход выполняется черновая, чистовая и отделочная обработка.
Резьбонарезные головки применяются от среднесерийного до крупносерийного производства на станках токарной группы или специальных станках. РИ - головки плашки, кол-во 3-4 и более, могут иметь призматическую или круглую форму.
3. Фрезерования резьб применяется в крупносерийном и массовом производстве на специальных резьбофрезерных станках гребенчатыми или дисковыми фрезами.
Гребенчатые – для треугольных резьб небольшой длины на деталях с уступами, т.е. резьбу можно нарезать вплотную к уступу.
Гребенчатая фреза с кольцевыми канавками берется больше, чем длина резьбы, и резьба нарезается на деталь за 1,25 оборота детали (0,25 для врезания). Ось фрезы параллельна оси детали. Скорость фрезы 30-60 м/мин, подача на зуб 0,03…0,05 мм.
Точность обработки 6-7 степень, класс шероховатости поверхности – 5-6.
Фрезерование дисковыми фрезами применяется для обработки резьб с крупным шагом. Ось дисковой фрезы наклонена под углом наклона резьбы. За 1 оборот детали дисковая фреза и гребенчатая перемещается на величину шага.
Точность обработки невысокая - 8 степень, класс шероховатости поверхности – до 6.
Применяется для черновой прорезки профиля под последующую чистовую обработку.
При фрезеровании канавок и пазов зачастую предпочтительней применять трёхсторонние дисковые фрезы, чем концевые.
- Обрабатываемые пазы или канавки могут иметь различную геометрию – быть короткими или протяженными, открытыми или закрытыми, прямолинейными или криволинейными, глубокими или мелкими, широкими или узкими
- Обычно выбор инструмента определяется шириной и глубиной канавки и, в некоторой степени, её длиной
- Тип станка и серийность производства определяют, какую фрезу следует использовать – концевую, длиннокромочную или дисковую
- Трехсторонние дисковые фрезы являются более эффективным решением для обработки длинных и глубоких пазов, особенно при использовании горизонтальных станков. Однако распространение вертикальных фрезерных станков и обрабатывающих центров означает, что концевые и длиннокромочные фрезы также часто используются для целого ряда операций по фрезерованию канавок
Сравнение различных типов фрез
Трёхстороннее фрезерование
+ Открытые пазы+ Глубокие пазы
+ Регулируемая ширина/допуски
+ Фрезерование набором фрез
+ Отрезка
+ Широкий ассортимент разной ширины/глубины
– Закрытые пазы
– Только прямолинейные канавки
– Эвакуация стружки
Концевые фрезы
+ Закрытые пазы+ Неглубокие пазы
+ Нелинейные пазы
+ Универсальность (дополнительные методы):
- Трохоидальное фрезерование пазов на деталях из труднообрабатываемых материалов (закаленные стали, жаропрочные сплавы и т.д.)
- Плунжерное фрезерование для решения задач при работе с большими вылетами
- Возможность выполнения другого типа операций получистового или чистового фрезерования
- Концевые фрезы можно использовать не только для фрезерования пазов
– Большие силы резания
– Склонность к вибрации при отжатии
Трёхстороннее фрезерование
Трёхсторонние дисковые фрезы более эффективны при обработке длинных, глубоких, открытых пазов и обеспечивают оптимальную стабильность и производительность в этом виде фрезерования. Для одновременной обработки нескольких пазов в одной плоскости операция может быть осуществлена набором фрез.
Особенности применения
- Размер фрезы, шаг зубьев и расположение фрезы в совокупности должны обеспечивать постоянное наличие в зацеплении хотя бы одного зуба
- Контролируйте толщину срезаемой стружки для достижения оптимального значения подачи на зуб
- При фрезеровании в сложных условиях проверьте требования к мощности и крутящему моменту. При креплении фрезы на оправке, чрезвычайно важным является жесткость последней и величина вылета наладки
- Необходимо обеспечить жесткость и надежность закрепления детали и самой оправки для того чтобы противостоять усилиям резания встречного фрезерования
Попутное фрезерование:
- Предпочтительный метод фрезерования
- Используйте жёсткий упор в направлении тангенциальных сил резания для предотвращения сдвига заготовки Направление подачи совпадает с направлением сил резания, что накладывает высокие требования к жёсткости станка и отсутствию зазоров в ШВП
Встречное фрезерование:
- Хорошая альтернатива при недостаточной жёсткости или при работе с труднообрабатываемыми материалами
- Является хорошим решением при возникновении проблем с эвакуацией стружки при прорезке глубоких пазов.
Фрезерование с использованием маховика:
- Дополнительный метод фрезерования при малой жесткости системы и при недостаточных мощностных характеристиках станка
- Располагайте маховик как можно ближе к инструменту
- Повышение надежности закрепления заготовки всегда способствует хорошим результатам обработки
Фрезерование открытых пазов трёхсторонними дисковыми фрезами
Расчёт подачи на зуб
Критическим фактором при фрезеровании трёхсторонними дисковыми фрезами является достижение подходящей подачи на зуб, f z . Недостаточная подача на зуб становится причиной серьёзных недостатков, поэтому при вычислениях необходимо проявлять особую внимательность.
Подачу на зуб, f z , следует уменьшать при фрезеровании глубоких пазов и увеличивать при фрезеровании неглубоких пазов для поддержания рекомендуемой максимальной толщины стружки. Например, при фрезеровании на всю ширину паза с применением геометрии M30 начальное значение максимальной толщины стружки должно составлять 0,12 мм.
Примечание: Поскольку при фрезеровании на всю ширину паза вместе работают две пластины, для вычисления подачи берётся половина количества пластин z n .
| a e / D cap (%) | f z (мм/зуб) | h ex (мм) |
| 25 | 0,14 | 0,12 |
| 10 | 0,20 | 0,12 |
| 5 | 0,28 | 0,12 |
Глубина резания
Для более глубоких пазов можно заказать специальную фрезу. При обработке глубоких пазов следует уменьшить подачу на зуб. Если паз неглубокий, увеличьте подачу.
Примечание: глубина обрабатываемого паза может быть ограничена диаметром оправки, прочностными характеристика шпоночного соединения и условиями эвакуации стружки.
Использование маховика на горизонтальных станках
При трехстороннем фрезеровании в зацеплении находится небольшое число зубьев, из-за чего в процессе резания возникают вибрации. Это отрицательно сказывается на результате обработки и производительности.
- Установка маховика на фрезерную оправку зачастую является эффективным методом борьбы с вибрациями. Проблемы, вызванные недостаточной мощностью, крутящим моментом и стабильностью станка, часто решаются путём грамотного использования маховиков
- Необходимость в использовании маховика тем выше, чем ниже мощность предполагаемого для обработки станка или чем выше уровень его износа
- Располагайте маховик как можно ближе к инструменту.
- Использование маховика делает обработку более плавной, что в свою очередь ведёт к снижению шума и вибрации и повышает стойкость инструмента
- Маховик рекомендуется использовать совместно с встречным методом фрезерования
- Для дальнейшего повышения стабильности при работе трёхсторонней дисковой фрезой используйте маховик максимально большого размера, который допустим на конкретной операции
- В качестве маховика можно использовать несколько стальных дисков с отверстиями, соответствующими диаметру фрезерной оправки
Обработка пазов набором фрез с шахматным расположением зубьев
Фрезы, имеющие крепление с 2 шпонками, можно располагать в шахматном порядке для одновременного фрезерования нескольких пазов. Смещение фрез относительно друг друга помогает избежать вибрации. Также снижается потребность в маховиках.
Фрезерование узких и неглубоких пазов и канавок
Универсальные фрезы имеют многокромочные пластины различных форм, подходящих для обработки большинства типов канавок небольшой глубины. К распространённым областям применения относится фрезерование внутренних канавок под стопорные (пружинные) и уплотнительные кольца, а также небольших прямых или круговых наружных канавок, особенно на невращающихся деталях.
Обработка внутренних канавок
- При круговом фрезеровании необходимо запрограммировать плавный вход инструмента в резание.
- Учитывайте отношение диаметра фрезы к диаметру отверстия, D c /D w . Чем меньше это соотношение, тем больше будет длина линии контакта инструмента и обрабатываемого материала
Обработка пазов концевыми фрезами
Концевые фрезы используются, когда необходимо получить короткие неглубокие канавки, в частности, закрытые пазы и карманы, а также шпоночные пазы. Концевые фрезы – единственные инструменты, способные фрезеровать закрытые пазы со следующими характеристиками:
- Прямые, изогнутые или расположенные под углом
- Более широкие, чем диаметр используемой фрезы
Более тяжёлое фрезерование пазов зачастую выполняется длиннокромочными фрезами.
Выбор инструмента
Концевые и длиннокромочные фрезы
| | | | | |
| Цельные твердосплавные концевые фрезы | Концевые фрезы для фрезерования уступов | Длиннокромочные фрезы | Концевые фрезы со сменными головками | |
| Размер шпинделя/станка | ISO 30, 40, 50 | ISO 40, 50 | ISO 40, 50 | ISO 30, 40, 50 |
| Требования к стабильности | Высокие | Средние | Высокие | Низкие |
| Черновая обработка | Очень хорошая | Хорошая | Очень хорошая | Приемлемая |
| Чистовая обработка | Очень хорошая | Хорошая | Приемлемая | Очень хорошая |
| Глубина резания a p | Большая | Средняя | Большая | Маленькая |
| Универсальность | Очень хорошая | Хорошая | Приемлемая | Очень хорошая |
| Производительность | Очень хорошая | Хорошая | Очень хорошая | Хорошая |
Особенности применения
- Используйте концевые фрезы для ненагруженного резания с высокой прогнозируемой стойкостью совместно с высокопроизводительными патронами
- Для получения минимально возможного вылета минимизируйте расстояние от патрона до режущей кромки
- Для получения стружки удовлетворительной толщины обеспечьте соответствующую подачу на зуб Во избежание образования тонкой стружки, которая может стать причиной вибрации, заусенцев и неудовлетворительного качества обработанной поверхности используйте фрезы с крупным шагом зубьев
- Для получения оптимального соотношения диаметра/длины и стабильности используйте инструмент максимально возможного диаметра
- Для достижения наиболее благоприятного режущего действия используйте попутное фрезерование
- Обеспечьте эвакуацию стружки из канавки. Во избежание скопления стружки используйте сжатый воздух
- Для получения оптимальной стабильности и поддержки в направлении шпинделя используйте соединение Coromant Capto®
Фрезерование канавок концевыми фрезами
При фрезеровании канавки или паза, которое часто называют фрезерованием на всю ширину паза, обрабатывается три поверхности:
- Закрытые с обоих концов пазы – карманы – требуют концевых фрез, способных работать с осевой подачей
- Фрезерование на всю ширину паза концевой фрезой – сложная операция. Глубина резания в осевом направлении, как правило, должна составлять 70% длины режущей кромки. При определении оптимального метода обработки паза следует также учитывать жёсткость станка и эвакуацию стружки
- Концевые фрезы чувствительны к воздействию сил резания. Ограничивающими факторами могут быть отжатие и вибрация, особенно при высоких скоростях обработки и больших вылетах
Обработка шпоночных пазов
Эта операция требует отдельных указаний в дополнение к общим рекомендациям по фрезерованию плоскостей и канавок. Направление сил резания и отжим инструмента при фрезеровании закрытого шпоночного паза не позволяют получить точного прямоугольного сечения. Точность обработки может быть повышена, если использовать фрезу несколько меньшего диаметра и обрабатывать паз за два прохода:
- Фрезерование шпоночных пазов – черновое фрезерование на полную ширину паза
- Фрезерование уступов – обработка паза по контуру методом встречного фрезерования для обеспечения перпендикулярности стенок.
На чистовых этапах обработки необходимо работать с небольшой глубиной резания, чтобы минимизировать отжим инструмента, что является определяющим фактором качества обработанной поверхности и геометрической точности паза (угол в 90°).
Фрезерование шпоночных пазов за два прохода
Методы расфрезеровывания закрытого паза или кармана в цельной заготовке
При подготовке к фрезерованию длинных и узких пазов на всю ширину самым распространённым после сверления методом раскрытия карманов является линейное фрезерование с врезанием под углом.
– Глубокие пазы обрабатываются за несколько проходов
Трохоидальное фрезерование
+ Низкие радиальные силы резания – меньше склонность к вибрации
+ Минимальное отжатие при фрезеровании глубоких канавок
+ Производительный метод для:
- обработки сталей высокой твёрдости и жаропрочных сплавов (ISO H и S)
- областей применения, чувствительных к вибрации
+ Хорошая эвакуация стружки
+ Выделяется немного тепла
– Требуется больше программирования
Плунжерное фрезерование
+ Отлично показывает себя при склонности к вибрации: - с большим вылетом инструмента
- при фрезеровании глубоких пазов
- при недостаточной жёсткости станка или наладки
– Требуется остаточное фрезерование/чистовая обработка
– Фрезерование концевыми фрезами может привести к трудностям с эвакуацией стружки
– Ограниченный выбор инструментов
Черновое фрезерование пазов длиннокромочными фрезами
- Фрезы с высоким показателем скорости съёма металла обычно используются для черновой обработки
- Более короткие версии способны фрезеровать пазы глубиной, равной диаметру фрезы, на стабильных и мощных фрезерных станках
- Для таких операций выбирайте станки с 50 конусом, так как работа фрез данного типа сопровождается высокими радиальными усилиями резания
- Проверьте требования к мощности и крутящему моменту, поскольку они зачастую являются ограничивающими факторами для получения оптимальных результатов
- Подбирайте оптимальный шаг зубьев для каждого типа операции
Более длинные исполнения фрез главным образом
предназначены для обработки кромок (по контуру).
| Шаг | L | M
| H
|
| Область применения | Длинные сборки | Универсальные | Короткие сборки |
| Фрезерование уступов | Большая глубина a p /a e | Средняя глубина a p /a e | Небольшая глубина a p /a e |
| Небольшая глубина a p /a e | Ограничения | __ | |
| v c м/мин | | | |
ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ, ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПАЗОВ И КАНАВОК. ОТРЕЗНЫЕ РАБОТЫ
§ 28. ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ И ПАЗОВ
В машиностроении часто встречаются плоские детали, имеющие уступы с одной, двух, трех и даже четырех сторон. В качестве примера на рис. 122, а показана призма для установки цилиндрических деталей при фрезеровании, имеющая два уступа.
Уступ, замкнутый с обоих боков, называют пазом . Пазы могут быть прямоугольные и фасонные . На рис. 122, б показана деталь с прямоугольным пазом, а на рис. 122, в - вилка с фасонным пазом.
Фрезы для обработки уступов и пазов
Фрезерование уступов и прямоугольных пазов производят либо дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках, либо концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках.
Неширокие цилиндрические фрезы называют дисковыми
. Дисковые фрезы можно изготовлять с остроконечными и затылованньгми зубьями (рис. 123, а и б).
Дисковые фрезы
, имеющие зубья на цилиндрической и на одной торцовой поверхностях, называют двухсторонними
(рис. 123, в), а дисковые фрезы, имеющие зубья также и на обеих торцовых поверхностях, называют трехсторонними
(рис. 123, г). Двухсторонние и трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями.
Для повышения производительности трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с крупными разнонаправленными зубьями
. На рис. 123, д показана такая фреза, у которой зубья, попеременно разнонаправленное, образуют торцовые режущие кромки через зуб.
Такая форма зубьев, подобно разведенным зубьям циркульных и продольных пил по дереву, позволяет снимать большее количество стружки и лучше ее отводить.
Концевые фрезы
изготовляют двух типов: с цилиндрическим
(рис. 124, а и б) и с коническим
(рис. 124, в и г) хвостовиком. Каждый из этих типов изготовляется в двух исполнениях: с нормальным (рис. 124, а и в) и с крупным (рис. 124, б и г) зубом. Режущая часть концевых фрез изготовляется из быстрорежущей стали и приваривается к хвостовику, выполняемому из углеродистой стали.
концевые фрезы с крупным зубом применяются для работ с большими подачами при больших глубинах фрезерования; фрезы с нормальным зубом - для обычных работ. Направление винтовых канавок надо выбирать по табл. 4. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром от 3 до 20 мм
, с коническим хвостовиком - диаметром от 16 до 50 мм
.
На концевые фрезы в 1957 г. по предложению новаторов ленинградского Кировского завода Е. Ф. Савича, И. Д. Леонова и В. Я. Карасева выпущен государственный стандарт (ГОСТ 8237-57). По сравнению с ранее изготовлявшимися концевыми фрезами в новых фрезах уменьшено количество зубьев, увеличен угол наклона винтовой канавки до 30 - 45°, увеличена высота зуба и введен неравномерный окружной шаг зубьев. Спинка зубьев выполнена криволинейной по рис. 36, в.
Фрезы новой конструкции дают повышенную производительность, хорошую чистоту обработанной поверхности и устраняют вибрацию при снятии больших стружек.
Фрезерование уступов дисковой фрезой
Рассмотрим пример фрезерования на горизонтально-фрезерном станке двух уступов в бруске (рис. 125, справа) для получения ступенчатой шпонки.
Выбор фрезы
. Фрезерование уступов на горизонтально-фрезерном станке производят обычно двухсторонней дисковой фрезой, но в данном случае следует работать трехсторонней фрезой, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны бруска.
Выберем для фрезерования уступа трехстороннюю фрезу с мелкими разнонаправленными зубьями диаметром 80 мм
, шириной 10 мм
, с диаметром отверстия под оправку 27 мм
, с числом зубьев 18.
Дисковая трехсторонняя фреза выбрана по ГОСТ 9474-60. Если в кладовой имеются фрезы, отличающиеся диаметром от рассмотренной в данном примере, следует подобрать фрезу подходящего диаметра, например 75 мм
с соответствующим числом зубьев.
Обработку будем вести на горизонтально-фрезерном станке с закреплением заготовки в машинных тисках.
Подготовка к работе
. Установку, выверку и закрепление тисков на столе станка производим по известному нам способу, после чего устанавливаем заготовку в тиски на требуемой высоте (рис. 126). Правильность положения (горизонтальность) выверяем рейсмасом по разметочным рискам, после чего накрепко зажимаем тиски. На губки тисков надо надеть накладки из мягкого металла (латунь, медь, алюминий), чтобы не испортить обработанных граней бруска.
Закрепление дисковой фрезы на оправке производят так же, как и цилиндрической фрезы, соблюдая чистоту оправки, фрезы и колец.
. По заданному режиму резания настраиваем станок. Дано: диаметр фрезы D
= 80 мм
, ширина фрезерования В
= 5 мм
, глубина резания t
= 12 мм
, чистота поверхности 5, подача s зуб = 0,05 мм/зуб
, скорость резания υ = 25 м/мин
.
По лучевой диаграмме (см. рис. 54) скорости резания υ = 25 м/мин
и D
= 80 мм
соответствует n 6 = 100 об/мин
.
При этом минутная подача составит:
Поставим лимб коробки скоростей на 100 об/мин, а лимб коробки подач на 80 мм/мин
.
Таким образом, фрезерование уступа будем производить трехсторонней дисковой фрезой 80X110X27 мм
с разнонаправленными зубьями (материал фрезы - быстрорежущая сталь Р18) при глубине резания 12 мм
, ширине фрезерования 5 мм
, продольной подаче 80 мм/мин
, или 0,05 мм/зуб
, и скорости резания 25 м/мин
; применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование уступов
. Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:
1. Включить кнопкой вращение шпинделя.
2. Вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач подвести заготовку под фрезу до легкого касания боковой поверхностью. Затем вращением рукоятки вертикальной подачи опустить стол и вращением рукоятки поперечной подачи передвинуть стол в направлении фрезы на 5 мм
, пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением рукоятки продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы и поднять стол на 12 мм
, пользуясь лимбом вертикальной подачи. Выключить вращение. Застопорить вертикальные и поперечные салазки.
3. Установить кулачки механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить вращение, включить охлаждение, вручную подавать заготовку вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу.
После обработки первого уступа (рис. 127, а) передвинуть стол на расстояние, равное ширине выступа (17 мм
), плюс ширина фрезы (10 мм
), т. е. на 27 мм
, и профрезеровать с другой стороны, соблюдая все изложенные приемы работы (рис. 127,6).
4. По окончании обработки детали, не вынимая ее из тисков, промерить штангенциркулем глубину и ширину уступа с каждой стороны по размерам чертежа с допуском ±0,2 мм . Если размеры детали соответствуют чертежу и поверхность обработки получилась чистой, как требует знак 5 на чертеже, вынимаем деталь из тисков и передаем мастеру на проверку.
Фрезерование уступов концевой фрезой
Фрезерование уступов можно выполнять на вертикально-фрезерном станке, применяя для этой цели концевую фрезу по ГОСТ 8237-57 (см. рис. 124). Выберем для обработки вертикально-фрезерный станок 6М12П. Рассмотрим пример фрезерования концевой фрезой двух уступов в бруске (рис. 125) для получения ступенчатой шпонки.
Выбор фрезы
. Выберем концевую фрезу диаметром 16 мм
с цилиндрическим хвостовиком и с нормальными зубьями. Такая фреза имеет пять зубьев. Чтобы стружка при обработке транспортировалась вверх, направление винтовых канавок должно быть правым при правом вращении шпинделя.
Подготовка к работе
. Заготовка закрепляется в тисках так же, как было изложено при обработке дисковой фрезой. Закрепляем концевую фрезу в патроне (см. рис. 48), протерев тщателыно хвостовик фрезы, разжимную втулку и гайку патрона.
Настройка на режим резания
. При одинаковых с предыдущим примером условиях обработки (ширина фрезерования, глубина резания и чистота обработки) подача на один зуб фрезы задана 0,03 мм
, так как условия резания здесь труднее. Скорость резания υ задана равной 25 м/мин
. При этих условиях число оборотов шпинделя по формуле (2а):
а минутная подача по формуле (4):
Ставим лимб коробки скоростей на 500 об/мин
и лимб коробки подач на 80 мм/мин
.
Таким образом, фрезерование уступа концевой фрезой будет производиться с такой же скоростью резания и минутной подачей, как фрезерование дисковой фрезой.
Фрезерование уступов
. Фрезерование каждого уступа выполняется так, как изложено было при обработке дисковой фрезой.
На рис. 128 показано фрезерование уступов.
Фрезерование сквозных прямоугольных пазов
При фрезеровании сквозных прямоугольных пазов применяют трехсторонние дисковые фрезы (рис. 123, д) или концевые фрезы (рис. 124). При фрезеровании прямоугольных пазов ширина дисковой фрезы или диаметр концевой фрезы должны соответствовать чертежному размеру фрезеруемого паза с допускаемыми отклонениями, что справедливо только в тех случаях, когда установленная дисковая фреза не имеет торцового биения, а концевая фреза - радиального биения. Если фреза будет бить, то ширина отфрезерованного паза окажется больше ширины фрезы, или, как говорят, фреза разобьет
паз, что может привести к браку.
Поэтому трехстороннюю фрезу выбирают по ширине несколько меньше ширины фрезеруемого паза.
Так как трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями, то после последующей переточки торцовых зубьев ширина фрезы уменьшится. Следовательно, данная фреза после заточки уже будет непригодной для фрезерования прямоугольного паза в следующей партии деталей. Для сохранения необходимой ширины трехсторонних дисковых фрез после переточки их изготовляют составными с перекрывающими друг друга зубьями (см. рис. 123, г), что позволяет регулировать их размер. Для этой цели в разъем такой составной фрезы вставляют прокладки из стальной или медной фольги.
Концевые фрезы не позволяют регулировать их диаметр, поэтому обработка точных пазов возможна только новой фрезой. В последнее время появились патроны для закрепления концевых фрез, позволяющие устанавливать фрезу с регулируемым эксцентрицитетом
по отношению к шпинделю, т. е. с некоторым регулируемым биением, что позволяет фрезеровать точные пазы концевой фрезой, потерявшей размер после переточки.
Процесс фрезерования прямоугольных пазов, т. е. установка фрезы, закрепление заготовки, а также приемы фрезерования не отличаются от описанных выше приемов фрезерования уступа.
Фрезерование замкнутых пазов
В планке толщиной 15 мм (рис. 129) требуется профрезеровать замкнутый паз шириной 16 мм и длиной 32 мм .
Такая обработка должна производиться концевой фрезой на вертикально - фрезерном или горизонтально-фрезерном станке с накладной вертикальной фрезерной головкой.
Выбор фрезы
. Выберем для обработки вертикально - фрезерный станок 6М12П и концевую фрезу диаметром 16 мм
с цилиндрическим хвостовиком и нормальными зубьями (число зубьев z=5).
Подготовка к работе
. Заготовка поступает на фрезерный станок с размеченным пазом. Так как нужно обработать паз в середине заготовки, ее можно закрепить на уровне губок тисков, но параллельные подкладки надо расположить так, чтобы концевая фреза могла иметь выход между ними (рис. 130).
После установки заготовки фрезу закрепляют в шпинделе станка. Для этого вставляют хвостовик концевой фрезы в патрон по рис. 48, а сам патрон закрепляют в коническом гнезде шпинделя.
Настройка станка на режим фрезерования
. Подача фрезы задана 0,01 мм/зуб
, скорость резания 25 м/мин
, что соответствует 500 об/мин
при диаметре фрезы D
= 16 мм
. При этом минутная подача по формуле (4):
Так как наименьшая подача на станке 31,5 мм/мин
, выбираем эту подачу.
Поставим лимб коробки подач станка на минутную подачу 31,5 мм/мин
и подсчитаем получающуюся при этом подачу на 1 зуб по формуле (5):
Таким образом, фрезерование паза будем производить концевой фрезой D
= 16 мм
из быстрорежущей стали Р18 при скорости резания 25 м/мин
, или 500 об/мин
, и при подаче 31,5 мм/мин
, или 0,013 мм/зуб
. Применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование паза
, На рис. 131 показано, как фрезеруется паз в планке. Обычно после установки фрезы в исходное положение сначала дают небольшую ручную вертикальную подачу, чтобы фреза врезалась на глубину 4-5 мм
. После этого включают механическую продольную подачу, давая, как указано стрелкой, движение столу с закрепленной заготовкой вперед и назад, поднимая после каждого двойного хода вручную стол на 4-5 мм, пока паз не будет профрезерован по всей длине.
Скоростное фрезерование уступов и пазов
Скоростники-фрезеровщики широко применяют скоростное фрезерование уступов и пазов дисковыми фрезами с пластинками из твердых сплавов. При скоростной обработке уступов и пазов надо фрезеровать по подаче
.
На рис. 132 и 133 показаны конструкции дисковых фрез для скоростного резания, применяемые на ленинградском Кировском заводе.
На рис. 132 показана фреза с припаянными пластинками
твердого сплава 2
к стальному корпусу 1
. Такие фрезы применяют при небольшой ширине фрезерования. Одно из преимуществ фрез с припаянными пластинками - возможность частого расположения зубьев, что важно для плавности работы. Другим преимуществом является возможность использовать пластинку в работе почти на весь ее размер. Основными недостатками этих фрез являются невозможность регулировать ширину и диаметр, сложность замены зубьев в случае их поломки и трудность напайки.
На рис. 133 показана дисковая фреза для скоростного фрезерования со вставными
в корпус 1
рифлеными ножами
2
, оснащенными пластинками твердого сплава. Для закрепления ножей в корпусе служат клинья 3
.
Для фрезерования уступов и широких пазов более целесообразно применять дисковые фрезы с вставными твердосплавными ножами.
Возможные методы фрезерования уступов
На рис. 134 даны три варианта фрезерования уступов на бруске.
На рис. 134, а каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой. Такой метод обычно применяют при обработке малого количества заготовок.
На рис. 134, б оба уступа одновременно фрезеруются набором из двух дисковых двухсторонних фрез одинакового диаметра. Чтобы получить заданный размер между уступами, на оправку между фрезами помещают соответствующий набор колец (см. рис. 44, в). Такой метод является более производительным, и его применяют при обработке партии одинаковых заготовок.
На рис. 134, в последовательно обрабатываются оба уступа одной двухсторонней дисковой фрезой на двухпозиционном приспособлении. После фрезерования первого уступа (первая позиция) приспособление поворачивают и ставят во вторую позицию для фрезерования второго уступа. Такой метод обработки требует специального приспособления и применяется при изготовлении партии одинаковых деталей. По сравнению с обработкой по первому методу (рис. 134, а) он дает большую точность и сокращает время на перестановку детали для фрезерования второго уступа, но он менее производителен, чем второй метод (рис. 134,6).
В зависимости от количества пускаемых одновременно в обработку заготовок (размер партии) каждый из трех изложенных вариантов фрезерования уступов может оказаться наиболее рациональным.
