Фрезерная обработка металла: назначение, классификация, этапы

Фрезерная обработка металла: классификация, особенности технологии

Фрезерование (фрезеровка) – это способ обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, шлицев, а также любых других поверхностей, отличных от тел вращения, позволяющий получить чистоту поверхности 4—6-го и 3—4-го классов точности.

Процесс резания при фрезеровке характеризуется следующими особенностями:

1. Фрезеровка является способом многолезвийной обработки: при этом в процессе резания находится несколько зубьев одновременно. Чем больше число зубьев, тем меньше интенсивность переменных нагрузок, выше плавность резания.

2. Периодически повторяющимся процессом резания режущими кромками по циклу – нагрузка с последующей паузой.

3. Периодически повторяющимся процессом врезании зуба в металл, что приводит к ударной нагрузке на режущую кромку, а также при наличии радиуса скругления к определенному периоду скольжения зуба без процесса резания. В схемах фрезеровки, где удельный вес такого явления велик, это ведет к ухудшению условий работы инструмента и вызывает его повышенный износ.

4. Переменностью нагрузки на режущую кромку за одни цикл резания, обусловленной переменной величиной площади срезаемого слоя: у прямозубых фрез переменной является только толщина среза, а у фрез с винтовым зубом – переменными являются и толщина среза и длина контакта режущей кромки с заготовкой.

Горизонтально-фрезерный станок

Горизонтально-фрезерный станок (рис. 4) отличает горизонтальное расположение фрезы. Как правило, фреза закрепляется неподвижно, и подача осуществляется только за счет перемещений стола.

17.4.png

Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.

Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих элементов.

Рукоятка переключения скоростей. Служит для переключения режимов вращения шпинделя.
Станина. Является несущей конструкцией станка, на которой расположены рабочие элементы.
Лимб. Служит для точной настройки.
Хобот. Предназначен для закрепления второго конца приводного вала фрезы.
Коробка скоростей. Состоит из набора шестерен с кулисным механизмом переключения. Служит для изменения скорости вращения фрезы.
Шпиндель. Предназначен для закрепления в нем приводного вала фрезы.
Первая подвеска.
Вторая подвеска. Предназначены обе подвески для фиксации приводного вала.
Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
Поворотная плита. Способна осуществлять поворот вокруг горизонтальной оси.
Салазки. Необходимы для обеспечения горизонтальной подачи детали.
Консоль. Сложное устройство, которое выполняет функцию механизма подачи детали во всех плоскостях. Специфика работы горизонтально-фрезерного станка не позволяет в обычном случае придать подвижность фрезе. Поэтому все движения фрезы относительно заготовки осуществляются посредством консоли.
Коробка подач. Служит для настройки автоматической продольной и поперечной подачи.
Фундаментная плита. Основание станка. Имеет отверстия под закрепление станка на фундаменте.
Рукоятка управления подачами. Управляет скоростью подачи.
Лимб подачи. Предназначен для настройки подачи с увеличенной точностью.

Развитие технологии фрезеровки металла

На протяжении длительного периода времени фрезерная обработка осуществлялась в ручном режиме. Человеческий фактор влиял на большое количество брака, неточных срезов. Даже опытные токари не справлялись с криволинейными поверхностями, что затрудняло изготовление многих металлических деталей.

Впоследствии все автоматизировалось. Появление станков с возможностью программирования дало новый толчок к развитию сложной обработки металла. Это упростило работу фрезеровщиков, за все отвечал станок ЧПУ, в который загружали определенную программу.

На современном этапе во фрезеровочных станках используется луч лазера. Высокоточное оборудование позволяет работать быстро. Но и станки стоят гораздо дороже. Такие станки являются прототипом 3D-принтера. Возможность одновременной работы в трех плоскостях сокращает затраченное время. Работа на этом оборудовании, кроме непосредственной обработки заготовки, подразумевает и верное написание программы.

Особенности инструмента

Фрезер – это аппарат для обработки дерева, реже используют для металла. Существует две основных разновидности такого оборудования:

стационарный фрезерный станок, в котором фреза закреплена неподвижно, а заготовка перемещается усилиями оператора;
ручной фрезер, который вручную перемещают вдоль неподвижно закрепленной заготовки.

Первый тип устройств, как правило, применяют на производствах. В быту используется ручной вариант инструмента.

Кстати, при необходимости ручной фрезер можно закрепить, используя различные приспособления, и превратить его во фрезеровальный станок.

Кроме задачи по работе с плоскими поверхностями, фрезером по дереву выпиливают технологические выемки (например, выемку под петли, гребень, паз и так далее). Все эти работы можно делать ручным фрезером, причем результат будет выглядеть намного аккуратнее, и сама работа пройдет оперативнее, чем без применения инструмента.

При помощи такого «помощника» интерес к столярному делу могут проявлять и люди с небольшой физической силой (женщины, подростки, пожилые люди). Это понятно – при работе с инструментом не надо применять практически никаких усилий. Однако прежде, чем строить планы по этой деятельности, надо разобраться со строением аппарата и особенностями его функционирования.

Основные элементы срезаемого слоя при фрезеровании (фиг. 1, 2).

Угол контакта фрезы ψ в град – центральный угол, равный дуге соприкосновения с деталью.

Глубина резания t в мм – величина срезаемого слоя материала, соответствующая длине дуги резания ψ и измеренная в направлении перпендикулярном к обрабатываемой поверхности.

Ширина фрезерования В в мм – ширина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы. Для цилиндрических фрез эта величина равна величине зоны контакта фрезы с деталью в направлении, параллельном оси фрезы, а для дисковых – равна ширине фрезеруемого паза.

Ширина среза в мм – длина соприкосновения режущей кромки зуба с обрабатываемой деталью. Для цилиндрической прямозубой фрезы b = В, для цилиндрической с винтовым зубом b ≠ В и является переменной величиной.

Толщина среза a в мм – расстояние, измеренное в радиальном направлении, перпендикулярном к поверхности резания, образованное двумя последовательными положениями режущих кромок фрезы. Это величина переменная, максимальное значение которой расположено на угле контакта ψ.

Фрезерная обработка металла: основные принципы и сведения

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.

Фрезерная обработка

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.

Фрезерование металла

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.

Фрезерная обработка под контролем приборов

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.

Виды фрезеровочных работ

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.

Типы фрез

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.

Фрезеровщик на рабочем месте

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку натокарно-фрезерных станках, 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.

Фрезерный станок с ЧПУ

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.

Фрезерная обработка металла — назначение, классификация, этапы

Фрезерование – это вид обработки деталей с помощью фрез вручную или на станке.

В наше время фрезеровка имеет такое же распространение, как токарная обработка детали либо сверление.

Процесс фрезерования заготовки, выполненной из различного материала, заключается в обработке заготовки с помощью фрезы.

Фреза – это режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса, имеющего множество лезвий, который зажимается во фрезерном станке и, вращаясь с большой скоростью, снимает слои поверхности заготовки в нужном вам месте.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 520
Источник: https://stanok.guru/metalloobrabotka/frezernye-raboty/chto-eto-takoe-frezerovka-i-vidy-frezerovaniya.html

Обработка заготовки на станке

Раньше сам фрезерный станок работал лишь вручную, поэтому велик был процент брака.

С применением новых технологий и программирования появились новые фрезерные станки – с программным числовым управлением, использование которых облегчило и упростило работу фрезеровщиков.

Сейчас стал доступен и применен новый вид обработки – с помощью лазера, так на новых станках рабочий орган (фреза) полностью заменили на лазер. Лазер дает более точную обработку заготовки и соответственно меньший процент брака.

Лазерная обработка поверхности заготовки позволила совместить в один процесс обработку на токарном и фрезерном станках, и теперь появился новый термин «фрезерно-токарная обработка материала».

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 715
Источник: https://stanok.guru/metalloobrabotka/frezernye-raboty/chto-eto-takoe-frezerovka-i-vidy-frezerovaniya.html

Материалы и виды фрез

Фрезеровка на специальном оборудовании проводится при помощи фрез. Это насадки, которые закрепляются в патроне. На него передаётся вращательное усилие с помощью шпинделя, и фреза начинает крутиться. Существуют различные виды применяемых фрез:

Дисковые. Используются для разрезания деталей, выборки, обработки фасок.
Торцевые. С их помощью обрабатываются торцевые зоны.
Цилиндрические. Используются при обработке узких плоскостей.
Угловые. Применяется для создания угловых пазов и наклонных поверхностей.
Концевые. С их помощью изготавливаются пазы на поверхности заготовок.

Также можно выделить фасонные, червячные и кольцевые фрезы. Их выбор зависит от запланированных работ.

К материалам заготовок, подвергающихся обработке, относятся различные виды металлов, мягкие и твердые породы дерева, а также прочный пластик.

Обзор фрезы по металлу. Чем фрезеровать каленую сталь

Классификация фрезеровочных работ

Однозначной классификации этого типа работ по металлу не существует, слишком много особенностей и нюансов, разнообразия деталей. Но основные критерии можно выделить. По методу фиксации заготовки на станине:

горизонтальная;
вертикальная;
угловая.

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

торцевая;
концевая;
периферийная;
фасонная.

Торцевая фреза используется при необходимости сделать канавку на детали, просверлить «колодец», подсечку, окошко. Концевой тип фрезы предназначен для работы с крупными деталями. С помощью фасонной фрезеруются металлические профили. Если зубья фрезы периферийные, отличительной чертой станет оставшаяся стружка в виде знака запятой.

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

встречное (на зубья фрезы);
попутное (под зубья).

Для этого пункта характерно совмещение способов обработки. К примеру, для массивных деталей предварительная обработка выполняется встречным методом, а окончательные работы — попутным. Поверхность детали при встречной фрезеровке получается более шершавой, но такой метод позволяет существенно снизить процент брака.

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей. Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями. Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1694
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/frezy/frezernaya-obrabotka-metalla-klassifikaciya-osobennosti-tehnologii.html

Технология фрезеровки

Фрезерная обработка металла может производиться на разных станках с разными материалами и фрезами. От этого изменяется технология, которой следует придерживаться в рабочем процессе.

Технология фрезеровки на обычном станке

Механические станки до сих пор считаются наиболее популярными в производстве. Их используют на предприятиях и в личных мастерских. Этапы работы:

В первую очередь требуется провести подготовку. Для этого заготовка закрепляется на рабочем столе. Запускается вращение режущей части станка.
Фреза слегка соприкасается с заготовкой и отводится в изначальное положение.
Выставляется глубина обработки. Снова запускается электродвигатель.

По мере продвижения работы изменяется размер фрез. Таким образом достигается высокая скорость обработки.

Технология фрезеровки на станке с ЧПУ

Фрезерная металлообработка на станках с ЧПУ достаточно популярна на сегодняшний день. Постепенно оборудование, программируемое оператором заранее, вытесняет механические станки. Связано это с тем, что механизмы с ЧПУ обладают большей точностью при работе и ускоряют производственный процесс.

Технология работы на оборудовании с ЧПУ заключается в том, что оператор должен настроить программу, проверить подвижные механизмы, натянуть ремни, закрепить заготовку на рабочем столе и включить двигатели. Дальше человеку нужно только наблюдать за процессом работы механизмов. Двигатели работают за счёт программы и выполняют заданный алгоритм действий. После создания требуемой формы из заготовки оператор должен выключить оборудование, снять готовую деталь и повторить процесс. Если нужно изготовить деталь другой формы, оборудование следует перенастроить.

Технология фрезеровки ГБЦ

Владельцы автомобилей, работающих на бензине, часто сталкиваются с необходимостью в использовании фрезерного оборудования. Со временем изнашиваются головки блока цилиндров (ГБЦ). Связано это с тем, что при работе двигателя возникают постоянные изменения температурного режима. Из-за этого детали мотора изнашиваются и выходят из строя.

Если не исправить проблему, связанную с головками блока цилиндров, вовремя, они могут прогореть. Это приведёт к смешиванию охлаждающей жидкости со смазывающей. Выхлопные газы, в свою очередь, будут попадать в систему охлаждения.

Фрезеровку головок блока цилиндров производят при отказе двигателя и отклонениях головок от плоскости на 0.05 мм. Эту работу лучше доверить автослесарю, который имеет опыт фрезеровочных работ.

Чтобы измерить величину отклонения, используют большую линейку и набор щупов.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 2545
Источник: https://xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai/metallyi/osobennosti-frezernoy-obrabotki

Фрезерная обработка металла

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 34
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/frezy/frezernaya-obrabotka-metalla-klassifikaciya-osobennosti-tehnologii.html

Фрезерование титановых деталей

Работа фрезеровщика начинается с анализа детали и вида работ. В соответствии с полученными данными подбирается тип фрезы. Режущий элемент надежно фиксируется на шпинделе станка. После этого происходят следующие технологические этапы:

на станину закрепляется металлическая заготовка;
шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
станина отодвигается, шпиндель останавливают;
выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Финансовые и временные затраты на фрезерование металлических заготовок зависит от сложности геометрии будущей детали. Необходимо также всегда учитывать опыт мастера и наличие необходимого оборудования. Только прошедшие специальное обучение работники имеют доступ к данным станкам.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1258
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/frezy/frezernaya-obrabotka-metalla-klassifikaciya-osobennosti-tehnologii.html

Фрезеровка титановых изделий

При обработке титана с помощью фрезерного оборудования, необходимо учитывать тот факт, что этот металл обладает низкой теплопроводностью. Из-за этого процесс его обработки осложняется.

Чтобы было проще работать с титаном и иметь на выходе качественные детали, необходимо учитывать мнение опытных мастеров металлообработки:

При обработке титана используют высокоскоростные фрезы.
Сначала снимают большой слой, плавно переходя к тонкому.
Фрезы должны обладать большим количеством зубьев.
Во время работы наблюдают за изменением заточки режущей части.
После каждого прохода, делают фаску под углом в 45 градусов.
Начинать обработку титана нужно по дуге.
Диаметр фрезы должен быть на 30% меньше диаметра паза.

Перед началом работы с титаном необходимо убедиться в том, что мощности двигателя достаточно для обработки прочных видов металла. Нужно заранее осмотреть фрезу на наличие дефектов и проверить натяжение ремней на двигателе.

Фрезерование и расточка сложных изделий из титана

Фрезерная обработка металлов является одним из известнейших процессов в металлообработке. Её можно производить на механических станках и оборудовании с ЧПУ. Однако при работе с программируемыми машинами требуется выбирать опытного оператора. В противном случае, оборудование не будет функционировать в нормальном режиме.

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 10631
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

Фрезерная обработка металла: классификация, особенности технологии

Фрезерная обработка металла

Механическая обработка металла — технологически сложный процесс. Эта необходимая часть работы с деталями, которые впоследствии будут использованы в различных сферах. Наиболее распространенной является фрезеровка металла. Заготовка подвергается обработке специальным инструментом — фрезой. Она представляет собой сверло, заточенное под определенным углом, или дисковую пилу нестандартной формы. Многозубчатый прибор, двигаясь на большой скорости за счет работы станка, удаляет слой металла необходимой толщины на заготовке. Фрезеровка — востребованный способ обработки деталей.

Развитие технологии фрезеровки металла

Современные фрезеровочные станки

Классификация фрезеровочных работ

горизонтальная;
вертикальная;
угловая.

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

торцевая;
концевая;
периферийная;
фасонная.

Зубья фрезы периферийные

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

встречное (на зубья фрезы);
попутное (под зубья).

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей. Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями. Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Фрезерная обработка металла

Технологические этапы процесса

на станину закрепляется металлическая заготовка;
шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
станина отодвигается, шпиндель останавливают;
выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

Детали для фрезеровки

в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Фрезерование металла: основные методы, типы фрез

Фрезерование металла – один из наиболее распространенных способов обработки металлических изделий. Позволяет изготавливать детали высокой точности из тонколистового металла, из объемных заготовок. При этом используются как ручные способы, так и механизированные с разной степенью автоматизации.

Фрезерование классифицируется по типу применяемых фрез, направлению работы резца, виду станков и т. д. Наиболее современными методами считается фрезерование на станках с ЧПУ и обработка металла с помощью лазера. Подробнее о разных видах фрезерования металла вы узнаете из нашего материала.

История обработки металла фрезерованием

Под фрезерованием металла понимается обработка материала с помощью фрезы с целью создания фасонных и плоских изделий. Впервые данная методика появилась в Китае во второй половине XVII века. Конечно же, в то время еще не было никаких механизированных приводов.

Вместо металлической станины использовалась плита из камня, а оборудование приводилось в движение при помощи мулов, точнее, их мускульной силы.

На рубеже XVIII-XIX веков в промышленности стран Европы появился более совершенный вариант. Известный изобретатель Эли Уитни предложил проект подходящего фрезерного станка. Однако аппарат, приближенный к современному станку, был представлен только в середине 1830-х годов в США.

Тогда для передачи основного вращательного движения использовали плоский ремень. Зубчатое колесо, расположенное около шкива, было посажено на оправку, на которой крепился резец. Данный аппарат позволял обрабатывать только плоские детали, фреза в нем двигалась по вертикали.

После того как обработка металлов фрезерованием показала свою эффективность во время изготовления оружия, ее начали использовать и в гражданской промышленности. Первое, что стали производить – это гайки. С помощью станка, который был создан в Америке, делались внутренние отверстия и грани.

Через 20 лет на смену деревянному агрегату пришел стальной, созданный компанией Линкольн. Мало того, что некоторые запчасти удалось сделать более миниатюрными, так еще и долговечность механизма увеличилась. Кроме того, появилась возможность обрабатывать более массивные изделия и прочные сплавы, а в конструкцию встроили ходовой винт с маховиком.

Именно с тех пор и используется ручное фрезерование металла, когда механик вручную осуществляет крепление, выбор сверла, наладку, перемещение и т. д. Однако человеческий фактор никто не отменял, поэтому возможны частые ошибки, сбои, простои, поломки, дефекты и брак. Сложнее всего было обрабатывать криволинейные поверхности, поскольку они требовали особенно тщательного вытачивания.

С автоматизацией процесса начали появляться пульты цифрового и числового управления, что является уже более совершенным. Фрезерование металла с ЧПУ позволяет осуществлять резку с очень высокой точностью, поскольку все параметры, включая скорость, режим, перемещение фрезы во всех возможных плоскостях задаются самим программным обеспечением.

Сферы применения технологии фрезерования

Для того чтобы фрезеровка деталей была выполнена более точно, в каждом случае используются различные виды фрез. Несмотря на то, что обрабатываться могут практически любые материалы, чаще всего это все же металл.

Благодаря современным станкам, которые оснащены системами с ЧПУ, количество брака значительно сокращается. А числовые программы позволяют значительно упростить управление. Сегодня заготовки делаются с максимальной точностью и минимальным количеством брака, а все потому, что фреза заменена на лезвие.

С помощью фрезерования металла на станках с ЧПУ можно делать следующее: отрезку, шлифование, гравировку, наносить специальные узоры, осуществлять токарные и другие работы, относящиеся к различным видам деятельности. В процессе используется несколько режущих многозубчатых фрез, причем в зависимости от их крепления в станке определяется тип работы (горизонтальный, вертикальный).

Нужно сказать, что фрезерование может производиться и под определенным углом, для чего нож устанавливается в соответствующем направлении.

Способов обработки существует несколько, выбор зависит от вида продукции, которая ей подвергается. В работе используются различные фрезы, например, торцевые, цилиндрические, зубчатые, концевые, фасонные и более сложные.

Фрезерование может быть применено в различных сферах: в машиностроении, металлообработке, деревообработке, ювелирном производстве, а также архитектуре и дизайне.

Данный вид обработки используется в отношении металлов различной плотности. В каждом отдельном случае выбирается своя фреза. Так, для фрезерования листового металла используются цилиндрические типы, а торцевые – для несимметричных схем резания.

То есть если необходимо обработать детали, имеющие правильную форму, то есть прямоугольную, квадратную и т. д., применяются два вышеуказанных способа. Одинаковое профильное изделие может быть сделано цилиндрической фрезой и с торца.

Наиболее популярным сегодня является фрезерование алюминия, а все потому, что данный металл используется во многих областях, например, в интерьере, эксклюзивном дизайне, изготовлении рекламных элементов, операторской техники и т. д.

Его широкое использование обусловлено тем, что он обладает легкостью, прочностью, а также низкой температурой плавления. Кроме того, из него легко можно вырезать любую деталь.

С помощью данного вида фрезерования, которое осуществляется на современных высокотехнологических станках, можно наносить надписи, узоры, рельефность и т. д. на сувенирные изделия, кухонную и маркетинговую продукцию. При этом они отличаются правильной формой, габаритами, идеальными краями и отсутствием заусенцев.

2 вида фрезерования металла

Методы фрезерования металла отличаются направлением подачи материала во время обработки. К примеру, при первичной обдирочной отделке металла либо заготовок, изготовленных из твердых сплавов, используется, как правило, встречная фрезеровка.

Что касается попутной методики, то она применяется в отношении мягких металлов или для чистовой, получистовой обработки. Нужно сказать, что эти способы имеют свои плюсы и минусы, которые и определяют их популярность.

Попутное фрезерование

Данная технология предполагает вращение режущей оснастки в том же направлении, в котором поступает заготовка. Именно поэтому данный способ обладает следующими плюсами:

деформация детали практически исключается, а все потому, что нет необходимости в ее сильной фиксации к столу, поскольку заготовка прочно удерживается на станине под действием инерционных сил;
шероховатость на поверхности после обработки минимальная, поскольку снятие припуска происходит очень плавно;
режущая кромка фрезы затупляется медленнее, а значит, и износ ее незначительный;
отведение стружки происходит быстрее и не требует использования дополнительных приспособлений и инструментов.

Помимо довольно большого количества преимуществ, данная технология имеет и недостатки. Например, ее нельзя использовать в отношении металлов, которые содержат большое количество твердых включений. Грубую поверхность перед обработкой необходимо подготовить.

Кроме того, во время попутной фрезеровки присутствует довольно сильная вибрация, избавиться от которой можно только путем использования станка с высокой жесткостью.

Встречная технология

Данный тип фрезерования отличается от предыдущего тем, что здесь режущий инструмент движется навстречу заготовке. Это позволяет не только повысить производительность, но обеспечить:

минимальную нагрузку на механизм, благодаря чему рабочий ресурс значительно увеличивается;
равномерное и мягкое воздействие на металл во время обработки, что позволяет увеличивать глубину реза постепенно, не отклоняясь от допустимых параметров;
обработку без вибраций, причем даже металла, обладающего грубой шероховатой поверхностью.

Что касается недостатков, то к ним можно отнести необходимость надежной фиксации заготовки, поскольку сила резки частично направлена на отрыв от станины шаблона. Еще к минусам относится плохое отхождение стружки, в результате чего она может попадать в зону резки, а также быстрый износ фрезы.

Основные типы фрез

По типу режущей оснастки, используемой во время обработки, способы и виды фрезерования классифицируются следующим образом:

Торцевое

С помощью данной оснастки производится формирование подсечек, канавок, колодцев, окошек, более точных габаритов заготовки, а также обратная фрезеровка и срезание торцов.

Что касается оснастки, то она либо полностью сделана из быстрорежущей стали, либо дополняется вставными резцами, изготовленными из победитового сплава (применяется для резки очень прочных металлов).

Нужно сказать, что это далеко не все типы фрез, которые используются во время обработки металла. Есть также и корончатые, которые применяются для того, чтобы получать крупные отверстия, червячные – для обработки материала несколькими режущими кромками одновременно и т. д.

Кроме того, на оборудовании, оснащенном ЧПУ, есть возможность осуществлять и лазерное фрезерование металла, где вместо режущего инструмента используется лазер.

Этапы фрезерования металла

Для того чтобы получить качественное изделие после фрезерования, независимо от того, из какого материала оно изготавливается, нужно обратить внимание не только на заготовку, но и на соблюдение технологии обработки, которая состоит из определенных этапов:

Подготовительная стадия, когда происходит установка режущего инструмента на шпинделе и фиксация заготовки на столе станка.
Следующим шагом является настройка параметров, которая включает установку скорости вращения режущей оснастки, глубину срезания металла за один проход, плавность подачи заготовки и направления ее движения.
Далее происходит запуск вращения режущей части на небольшой скорости, чтобы соприкосновение фрезы с обрабатываемым материалом было незначительным. Благодаря этому обеспечивается безопасность процесса, а также проверка необходимой глубины реза. После этого шпиндель возвращается в исходное положение и при необходимости производится корректировка параметров.
Электродвигатель включается второй раз, и в это время происходит подача заготовки и фрезерование, во время которого осуществляется контроль над соблюдением критериев формируемого изделия.

Возможные проблемы при фрезеровании металла и пути их решения

Несмотря на то, что для фрезерования металла используется современное оборудование, во время обработки возникают разного рода проблемы, причины которых и методы решения могут быть различными. Одним из примеров является травмирование оператора станка металлической стружкой, которая отлетает во время обработки материала.

Для того чтобы решить этот вопрос, достаточно правильно организовать систему отвода. Однако в процессе фрезерования металла есть и более существенные сложности, например, повреждение поверхности заготовки во время обработки и сокращение рабочего ресурса оснастки.

Снижение срока эксплуатации инструмента

К данным технологическим и техническим проблемам, связанным с фрезерованием металла, относится следующее:

Быстрый износ кромки режущей оснастки. Причины этого могут заключаться в следующем: использование неподходящей оснастки, несоответствие скорости ее вращения либо неправильная подача материала во время обработки.
Сильное выкрашивание кромки фрезы. Такое может произойти, если неправильно подобрать оснастку, скорость вращения (она слишком высокая), а также неподходящий угол, под которым установлен шпиндель. Кроме того, сюда же стоит отнести неподготовленную поверхность обрабатываемой детали, то есть не была произведена необходимая подготовка, а также слишком сильное давление фрезы.

Рекомендуем статьи

Поломка инструмента полная. Причины: недостаточная прочность станка, термический удар. Для того чтобы избежать подобной проблемы, необходимо правильно подбирать оснастку, смазывать рабочую зону и использовать жидкостное или воздушное охлаждение, чтобы можно было регулировать температуру.

Реже поломка фрезы возникает из-за плохого отвода стружки или его полного отсутствия, в результате чего из-за необходимости в повторном срезании нагрузка на инструмент значительно возрастает.

Повреждение поверхности обрабатываемого изделия

К самым распространенным повреждениям обрабатываемого материала относятся следующие:

Появление наклепа. Происходит подобное из-за повышения температуры в области резания, в результате чего пластичность материала уменьшается, а прочность увеличивается. Для того чтобы этого не допустить, необходимо использовать современные способы охлаждения детали.
Отклонение от вертикали. Чаще всего причиной этого становится сильный износ кромки режущей оснастки либо неправильно выбран режим резки.
Несоблюдение размеров. Возникает, как правило, при плохой фиксации детали, использовании инструмента недостаточной жесткости, слишком большой вибрации либо увеличении интервала замены. Для решения данной проблемы следует заменить фрезу, более жестко закрепить заготовку и воспользоваться виброгасителем.
Неровности и выкрашивание. Чаще всего подобное происходит из-за неравномерной подачи заготовки, а также неправильной установки глубины реза и скорости съема металла при фрезеровании.

Зная, какие проблемы могут сопровождать процесс фрезерования металла, а также причины, по которым они возникают, и способы их решения, вы сможете правильно подобрать режим работы станка и оснастку, улучшив тем самым производительность процесса и качество готового изделия.

Фрезерная обработка металлов: что такое встречное и попутное направление – виды и схемы

Одной из наиболее распространенных и незаменимых процедур по стали является фрезерная обработка металлов – что это, расскажем в статье. Поговорим об истории и особенностях способа металлообработки, разновидностях.

Развитие технологии

Способ механического резания заготовки с помощью вращения металлических фрез был открыт в 1668 году в Китае. Правда, вместо станины из крепкого материала был оборудован каменный фундамент типа плиты, а электродвигатель заменяли мулы, которые осуществляли движение механизма.

К началу 19 века данный принцип, уже усовершенствованный и оснащенный электрическим приводом, был впервые применен в промышленных целях. Эли Уитни (англ. Eli Whitney) установил станок на оружейной фабрике в Америке. Это оборудование было довольно грубым, массивным и деревянным, но прослужило очень долго – два поколения. Только внуки предпринимателя приняли меры по совершенствованию агрегата.

Конструкция, которая больше всего напоминает настоящий современный вариант, была создана компанией «Гай, Сильвестер и Ко» в США в 1835 году. Именно тогда начали применять плоский ремень для передачи основного вращательного движения. Рядом со шкивом находилось зубчатое колесо, которое было посажено на оправку. На ней уже фиксировался резец. Таким образом можно было обрабатывать только плоские заготовки. Оборудование имело устройство передвижения фрезы по вертикали.

Когда изготовление оружия показало эффективность фрезерования, способ начали применять и для гражданской промышленности. Первыми деталями производства были гайки – подобным образом делали их грани, а также внутреннее отверстие – станок был создан в Америке.

фрезерная обработка металлов

Спустя еще 20 лет фирма Линкольн впервые создала механизм, который был изготовлен из стали, а не из дерева. Многие запчасти получилось уменьшить в размерах, а также это позволило увеличить долговечность, снизить износ деталей и дало возможность работать с более прочными сплавами и массивными изделиями. Приятное дополнение – появление в конструкции ходового винта с маховиком.

С тех пор мы имеем дело с современным методом фрезерования – вручную, когда механик (фрезеровщик) выполняет основные действия по креплению, выбору сверла, наладке, перемещению и пр. Но ручной режим характерен частыми ошибками, ведь это и есть человеческий фактор, а также сбоями, поломками, простоями, браком и дефектами. Главную сложность составляли криволинейные поверхности, которые нужно было вытачивать с особенной тщательностью.

Увеличение автоматизации процесса проходило вместе с появлением пультов цифрового и, более совершенного, числового управления. Оборудование, оснащенное ЧПУ, имеет очень высокую точность резания, потому что программное обеспечение самостоятельно закладывает основные параметры, в том числе, режимы, скорость, перемещение фрезы во всех возможных плоскостях.

Сейчас есть лазерные виды фрезерования. Установка оснащена лучом лазера, который быстро и с повышенной точностью производит иссечение металла.

Современные станки с ЧПУ для фрезеровки можно приобрести в интернет-магазине по адресу https://stanokcnc.ru/. Здесь представлен широкий ассортимент моделей, которые предназначены для профессионального создания металлических изделий. Они отличаются высокой производительностью, длительностью и удобством эксплуатации.

Назначение фрезерной обработки

Преимущество этого метода отделки в том, что с помощью разных инструментов и технологий (схем резания) можно выполнять множество процедур. Универсальность, помимо этого, заключается в том, что большинство современных станков с ЧПУ предназначены не только для металлообработки, но и для работы по дереву, пластмассе, стеклу и прочим материалам.

Основная задача фрезеровки – механическое снятие с поверхности верхнего слоя посредством фрезы или более современных лезвий. Что можно сделать с помощью разных схем фрезерования:

распил детали на два и более элемента;
шлифовка – применяются специальные насадки с мелким абразивным веществом;
наносить специальную гравировку, узоры;
просверлить отверстие с последующим нанесением внутренней и внешней резьбы, и многое другое.

У фрезеровщика всегда есть большой набор фрез (они могут быть многозубчатые, режущие). В зависимости от того, как оснастка установлена в оборудовании (горизонтально, вертикально), будет производиться обработка. Помимо этого, если режущая кромка будет установлена в определенном направлении, то можно говорить про угол резания. Среди классических можно выделить цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а остальные – более сложные.

Перечислять сферы применения фрезеровки бессмысленно, поскольку аппарат применяется при изготовлении как крупных, так и мельчайших изделий, которые, в свою очередь, могут использоваться в абсолютно разных производственных процессах, как то: автомобилестроение, станкостроение, металлообработка и даже ювелирные мастерские.

Основным преимуществом использования фрезерования является то, что обрабатывать можно любой материал вне зависимости от его прочности. В зависимости от заготовки, а именно ее формы и стройматериала, подбирают фрезу.

фрезеровка это

Сейчас считается популярной фигурная резка алюминия, потому что этот металл очень легкий, он используется в архитектуре, дизайне помещений. Он отличается достаточной прочностью, но при этом прост в металлообработке, имеет малый вес и низкую температуру плавления. Алюминий не только можно вырезать фигурным способом, но и делать гравировку, узор, не оставляя на поверхности заусенцев.

Стоит отметить, что большинство станков ЧПУ легко перенастроить к другим материалам. Набирает популярность трехмерная фрезеровка пластика. Из него делаются элементы для салона автомобиля, различные корпусы.

К преимуществам следует отнести:

Высокую скорость обработки.
Небольшую себестоимость работ.
Большое многообразие схем и процедур.

Попутное и встречное фрезерование металла: что это такое

Это два самых распространенных вида, которые уже своим названием характеризуют основное отличие. По пути, то есть по подаче, как говорят многие фрезеровщики, – это способ отделки, в ходе которого фреза вращается в ту же сторону, в которую направлен ход заготовки. У метода есть преимущества:

Естественным образом происходит прикрепление обрабатываемой стали к станине, поэтому нет необходимости очень сильно закреплять изделие к столу.
Износ зубьев у режущей кромки незначительный, потому что вдоль движения они затупляются намного меньше.
Припуск снимается очень плавно, поэтому на покрытии поддерживается оптимальный уровень шероховатости.
Легкое стружкоотведение – стружки не лезут под нож.

К недостаткам следует отнести:

Не подходит для металлообработки грубых, неподготовленных поверхностей, то есть для обдирочных работ.
Твердые включения могут затупить лезвие.
Необходима высокая жесткость станка, чтобы не было сильных вибраций.
Минимальное количество зазоров.

фрезерная обработка

Встречное фрезерование металла – это направление фрезы на встречу движения заготовки. Основные характеристики: производительность повышается, а вместе с тем увеличивается и износ оснастки.

Мягкий процесс резания с небольшой нагрузкой на механизм.
Сырье в ходе работы подвергается небольшой деформации, что упрочняет материал.

Сила резки уходит частично на отрыв шаблона от стола, поэтому нужна надежная фиксация.
Нельзя использовать высокий режим с большой скоростью, потому что быстро происходит износ фрезы.
Стружка сходит в неудобную сторону – она может попасть в зону резания.

Когда какой тип применяется

Способ применяется в зависимости от материала и от степени металлообработке. При первичной (обдирочной) обработке стали лучше применять встречный вариант, в то время как при последующем движении рекомендовано использовать метод «по пути».

Когда вы работаете с мягким типом металла, лучше работать попутной технологией, а если есть твердые включения – идти навстречу заготовке.

Классификация и виды фрезерных работ

В основном специалисты классифицируют деятельность по выбранной фрезе. Можно различать фрезерование:

Торцовое. В этом случае с помощью лезвий создаются канавки, подсечки и прочие боковые элементы вырезки стали. Также срезаются торцы.
Концевое. Для вырезания уступов по вертикали и по горизонтали.
Цилиндрическое. Для обработки прямых или фигурных поверхностей.
Зубчатое – создание зубцов на колесах и иных деталях.
Фасонное. С помощью соответствующего инструмента делаются фаски (сферы, эллипсы и пр.).

Это неполный перечень видов работ. В зависимости от типа оснастки может быть произведена отделка сверлом, зенкер, отрезными фрезами, криволинейными типами, двойными дисками и другими.

Кроме того, существует классификация по способу установки инструмента – горизонтальное, вертикальное или по диагонали, то есть под углом.

фрезерование это

Сложные и простые станки для фрезерной обработки металла

В зависимости от того, как устроено производство на заводе (крупные или мелкие серии, разновидность процедур), закупается одно универсальное оборудование с возможностью его быстро перенастраивать или несколько узкоспециализированных, которые отличаются своей определенной задачей.

В первом случае рекомендуем устанавливать устройства с ЧПУ от https://stanokcnc.ru/. Так вы сможете быстро переустанавливать оснастку, крепить заготовку, а программу и режим, скорость резания выберет сам аппарат, исходя из параметров исходного сырья и схемы металлообработки.

Во второй представленной ситуации, когда видов установок несколько, дополнительно создается конвейерная лента.

попутное и встречное фрезерование

Основные виды фрез

Есть три признака, по которым проходит классификация:

По форме, например, цилиндрические, конусные, сферические, дисковые.
По назначению: торцевые, отрезные, прорезные, пазовые.
По материалу, который они обрабатывают. Нас, в данном случае, интересуют те, которые предназначены для обработки металла.

Конструкционные отличия

Конструктивно они различаются на следующие типы:

Кольцевые, или корончатые сверла. Они нужны для получения отверстий с более высокой точностью и увеличенной в 4 раза скоростью, относительно обычного сверления.
Червячные – касаются стали одновременно несколькими режущими краями.
Фасонные с остроконечными или затылованными зубьями. Имеют два ряда лезвий, а второй подвид отличается наличием острых краев с внутренней торцевой стороны.
Концевые – для создания пазов, уступов.
Угловые – отлично обрабатывают кривые поверхности и углы.
Цилиндрические с винтовыми или прямыми зубьями. Первые универсальны, вторые – только для прямых покрытий.
Торцевые – монолитные или со сменными пластинами.
Дисковые – предназначены, как правило, для отрезки стального листа и прорезки канавок.

Влияние режимов резания на результаты работ

Если установлен станок старого типа, то его наладка происходит вручную перед каждой новой процедурой. От верности движений мастера зависит:

Снятие определенной толщины слоя за один проход.
Скорость вращения инструмента (обороты шпинделя).
Плавность и направление подачи заготовки.

В основном все параметры занесены в таблицы, но они имеют свои погрешности, особенно если взята некачественная сталь, оборудование обладает недопустимым уровнем вибрации, то есть плохим креплением, а также выбран старое приспособление.

Чтобы не допускать таких ошибок, выгоднее приобрести станок с ЧПУ.

что такое фрезеровка

Технологические этапы процесса

В целом действия являются одинаковыми, но чем современнее механизм, тем меньше действий нужно делать оператору.

На обычной установке

Заготовку фиксируют на столе.
В шпиндель вставляют необходимую фрезу, выбирая при этом угол и направление.
Ручками задают глубину резания.
Выставляют скорость, она определяется в оборотах в минуту.
Включают аппаратуру, регулируя движение бабки и держателя инструмента.

С ЧПУ

Фиксация изделия.
Проектирование будущей детали на компьютерной программе.
Установка схемы на пульт управления.
Монтаж.
Запуск.

Как мы видим, исключаются одни из важнейших этапов – изначальный выбор режимов и последующее управление приспособлением

Лазерная обработка

Не будем приводить алгоритм, скажем только, что он отличается от последнего отсутствием необходимости выбора и крепежа резца. Ведь в установке основное воздействие не механическое, а тепловое – под воздействием луча лазера происходит испарение металла.

Сопровождающие явления

Есть процессы, которые могут повлиять на качество результата:

Стружка. Если она попадает в зону резания, то может сделать деталь дефектной или повредить саму режущую кромку.
Наклеп. Из-за увеличения температуры в зоне резки происходит повышение твердости края при снижении его прочности.
Трение и вибрации – они естественным образом приводят к более медленному процессу.

фрезерование что такое

Защита обрабатываемых изделий и инструмента

Использовать вещества и жидкости для смазывания и охлаждения рабочей зоны.
Заранее предусмотреть отвод стружки.
Использовать виброгасители.

Все это вместе с правильным подбором режима поможет избежать основных сопровождающих явлений.

Возможности процедуры

В статье мы рассказали про фрезеровку – что это такое и какие обширные сферы применения она имеет. Теперь мы предлагаем каждому читателю опробовать все возможные функции на своем универсальном станке.

§ 2. Фрезерование

Сущность процесса фрезерования. Фрезерование — процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки. Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы v (рис. 33). Скорость главного движения определяет скорость вращения фрезы. Движением подачи s при фрезеровании является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном,

Рис. 33. Схемы фрезерования:

а — цилиндрическое, б ив—торцовое фрезерование; 1—обработанная поверхность, 2-ось вращения фрезы, 3 — обрабатываемая поверхность,4—стружка, 5 — заготовка, 6 — нож фрезы.

поперечном или вертикальном направлениях. Процесс фрезерования является прерывистым процессом. Каждый зуб фрезы снимает дружку переменной толщины. Операции фрезерования могут быть подразделены на два типа: а) цилиндрическое фрезерование (рис. 33, а); б) торцовое фрезерование (оис. 33, б и в).

При цилиндрическом фрезеровании резание осуществляется зубьями, расположенными на периферии фрезы, и обработанная поверхность 1 является плоскостью, параллельной оси вращения фрезы 2.

На рис. 33, а показана фреза с прямым зубом. Наряду с прямозубыми применяются фрезы с винтовыми зубьями (рис.34).

Рис. 34. Фрезерование цилиндрической винтовой фрезой: В— ширина фрезерования,t— глубина фрезерования, s— наибольшая толщина среза

При торцовом фрезеровании (см. рис. 33) резание осуществляется периферийными и торцовыми режущими кромками зубьев. Толщина среза увеличивается к центру среза и уменьшается в месте выхода фрезы из контакта с заготовкой. Начальная и конечная толщина среза зависит от отношения ширины заготовки к диаметру фрезы. Изменение толщины среза зависит также от симметричности расположения фрезы относительно заготовки. Большинство других процессов фрезерования являются комбинацией цилиндрического и торцового методов фрезерования.

Особенности стружкообразования при фрезеровании.Процесс образования стружки при фрезеровании сопровождается теми же явлениями, что и при точении. Это деформации, теплообразование, образование нароста, вибрации, износ инструмента и др. Но при фрезеровании имеются свои особенности. Резец при точении находится под постоянным действием стружки вдоль всей длины обработки. При фрезеровании зуб за один оборот фрезы находится под действием стружки незначительное время. Большую часть оборота зуб не участвует в резании, за ^о время он охлаждается, что положительно отражается на его стойкости. Вход зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой сопровождается ударом о его режущую кромку; ударная нагрузка снижает стойкость зуб; фрезы.

Фрезерование против подачи и по подаче.При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование — против подачи и попутное—фрезерование по подаче. Когда окружная скорость фрезы противоположна на правлению подачи (рис. 35,а), процесс

Рис. 35. Фрезерование против подачи (о) и по подаче (б)

фрезерования называется встречным. Толщина среза изменяется от нуля (в точке А) до максимальной величины при выходе зуба из контакта с заготовкой (в точке В). Когда направление окружной скорости фрезы и скорости подачи совпадают (рис. 35,6), процесс фрезерования называется «попутным» фрезерованием. При этом способе фрезерования толщина среза изменяется от максимального значения в точке В в начале входа зуба в контакт с заготовкой до нуля в точке А (при выходе зуба из контакта с заготовкой) .

Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка на зуб увеличивается постепенно, так как толщина среза изменяется от нуля при входе до максимума при выходе зуба из заготовки. Зуб фрезы работает из-под корки, выламывая корку снизу, фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая вместе с ней и стол станка, увеличивая зазоры между направляющими стола и станины, что при значительных нагрузках приводит к дрожанию и увеличению шероховатости обработанной поверхности.

При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, выбирая имеющиеся зазоры в направляющих стола и станины. Зуб фрезы начинает работать с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке.

Равномерностьфрезерования.В процессе фрезерования прямозубой фрезой зуб фрезы входит в контакт с обрабатываемой заготовкой и выходит из него сразу по всей ширине фрезерования. Может оказаться, что в работе будет находиться только один зуб прямозубой фрезы, т. е. когда впереди идущий зуб уже вышел из контакта с обрабатываемой заготовкой, а следующий за ним зуб не вышел в контакт. В этом случае площадь поперечного сечения среза будет изменяться от нулевого значения до максимального с последующим падением до нуля или от максимального значения до нуля. Также неравномерно будет изменяться сила резания, а следовательно, будет неравномерная периодическая нагрузка на станок, инструмент и обрабатываемую заготовку. Это явления носит название неравномерности фрезерования. На рис. 36

Рис. 36. Схема работы однозубой (условной) фрезой

показана упрощенная схема работы прямозубой фрезы. На фрезе условно показан один зуб. Зуб врезается в заготовку сразу по всей ширине фрезерования. Фреза испытывает толчок. При дальнейшем повороте фрезы толщина стружки будет постепенно увеличиваться (положения 2, 3, 4),будет увеличиваться и сила резания. На участке4—5зуб фрезы одновременно выходит из обрабатываемого металла, и сила резания быстро уменьшается до нуля.

Как видно, нагрузка на зуб фрезы в процессе резания резко изменяется. Чем большее число зубьев будет участвовать в работе одновременно, тем более равномерным будет фрезерование. На рис. 37 показана схема работы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. Зуб такой фрезы врезается в

Рис. 37. Схема работы фрезы с винтовым зубом

обрабатываемую деталь не сразу по всей длине, а постепенно. На участке 1—3 площадь сечения срезаемого слоя (заштрихована) увеличивается, а значит, увеличивается и сила резания. На участке 3—4 площадь сечения срезаемого слоя и силы резания оказываются постоянными. При дальнейшем движении зуба (участок 4—6) площадь сечения срезаемого слоя и сила резания постепенно уменьшаются. Таким образом, изменение силы резания при работе винтового зуба происходит более плавно, а на некоторых участках сила резания постоянна.

Для обеспечения равномерности фрезерования в работе одновременно должно участвовать не меньше двух зубьев фрезы. Каждый следующий зуб должен вступать в работу в тот момент, когда предыдущий начинает выходить из металла. Для выполнения этого условия нужно, чтобы в тот момент, когда один из двух зубьев попал в положение 6, второй зуб был в положении 1. Это возможно, если расстояние между двумя соседними зубьями фрезы, измеренное вдоль её оси (осевой шаг), должно быть равной ширине фрезерования В (см. рис. 34). Если в работе одновременно участвует более двух зубьев, то осевой шаг должен укладываться по ширине фрезерования целое число раз. Необходимым условием равномерного фрезерования является равенство или кратность (в целых числах) ширины фрезерования В осевому шагу фрезы.

При торцовом фрезеровании всегда имеет место неравномерность фрезерования. Чем больше число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы и чем больше отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы, тем больше будет равномерность фрезерования.

Устройство фрез и их назначение

Фреза — многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого, а иногда на торце расположены режущие зубья. На рис. 38 показаны основные типы фрез и поверхности, которые ими обрабатывают.

Рис. 38. Типы фрез и виды фрезерования:

а— цилиндрические,б —торцовые, виг— дисковые,д —прорезные н отрезные,гиж –концевые

Фрезы с неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. В последнее время все большее распространение

Рис. 39. Набор фрез с неперетачиваемыми пластинками

получают фрезы с неперетачиваемыми поворотными пластинками, обеспечивающие большой съем металла в единицу времени, быстроту и простоту обращения’ с инструментом, требуемое качество обработанной поверхности и надежность в работе благодаря прочной режущей кромке.

На рис. 39 показан набор фрез с неперетачиваемыми пластинками: а— торцовая, б — цилиндрическая, в — концевая и г—дисковая, которые позволяют решать связанные с фрезерованием задачи любого типа. Для обеспечения требуемой осевой размерной точности используется установка пластинок в корпусе фрезы по трем точкам (рис. 40). Способ установки пластинок

Рис. 40. Метод установки твердосплавных пластинок на три точки

по трем точкам позволяет добиться геометрически однозначной установки пластинки во фрезе.

Форма и элементы зуба. Фрезы делаются с остроконечными (рис. 41. а) или затылованными зубьями (рис. 41,6). Известны три типа остроконечных зубьев: трапецеидальная форма (рис. 42,а), параболическая (рис. 42, б) и с двойной спинкой (рис. 42, в). Зуб трапецеидальной формы определяется углом .

Рис. 41. Типы фрез

Рис. 42. Типы остроконечных фрез

Зубья трапецеидальной формы просты в изготовлении, но несколько ослаблены. Параболическая форма обладает равнопрочностью всех сечений пути на изгиб. Остроконечные зубья обладают стойкостью в 1,5—3 раза выше стойкости фрез с затылованными зубьями, простотой в изготовлении, обеспечивают низкую шероховатость обработанной поверхности детали. Остроконечная форма используется в основном для фрез общего назначения. На рис. 41,6 показана фреза с эатылованным зубом. Задняя поверхность зуба имеет криволинейную форму обычно в виде архимедовой спирали

Режущие зубья фрез могут быть расположены как на цилиндрической поверхности, так и на торце. Зуб цилиндрической фрезы можно сравнить с простым резцом. Обозначения поверхностей режущих кромок и других элементов зубьев аналогичны названиям и обозначениям резца 6 (рис. 43,2, 3 и 4>. Поверхность 1, по которой сходит стружка, называется передней поверхностью зуба.

Рис. 43. Сравнение формы и элементов резца н зуба фрезы

Поверхность 4, обращенная при резании к поверхности резания, называется задней поверхностью зуба. Поверхность 5, смежная с передней и задней поверхностями соседних зубьев, называется спинкой зуба. Режущая кромка 2 есть линия, образованная передней и задней поверхностями зуба.

На рис. 44 показаны геометрические элементы режущей части фрезы. Главный передний угол у может быть положительным и отрицательным (рис. 44, а и б). У цилиндрических фрез из быстрорежущих сталей угол у принимают в пределах 10—20°, у торцовых и дисковых фрез с твердосплавными пластинками угол =+5 — -10°.

Главный задний угол ау фрез из быстрорежущих сталей равен 12—30°. У торцовых фрез с твердосплавными пластинками уголаравен 6-15°.

Торцовые фрезы характеризуются также углами в плане и углом наклона главной режущей кромки .У цилиндрических, концевых и дисковых фрез угол равен углу наклона винтового зуба, т. е. =.Угол влияет на прочность и стойкость зуба фрезы. Угол колеблется в пределах от 0 до 15°.

Главный угол в плане (рис. 44) влияет на толщину и ширину среза (при одной и той же подаче и глубине),

Рис. 44. Геометрические параметры режущей части фрезы

на соотношение составляющих сил, действующих на фрезу, на стойкость фрезы и качество обработанной поверхности. Главный угол в плане принимают обычно равным 45— 60°. Меньшие значения угла (10— 30°) используются при наличии станков повышенной жесткости и виброустойчивости.

Вспомогательный угол в плане служит для уменьшения трения вспомогательной режущей кромки об обработанную поверхность и принимается для торцовых фрез равным 1—10°. Главный угол в плане переходной кромки принимается равным 15—30°. Значения геометрических параметров для различных фрез и условий обработки приведены в справочниках по режимам фрезерования и справочнике технолога.

Элементы срезаемого слоя (толщина, ширина и поперечное сечение). Толщиной среза а (рис, 45)

Рис. 45. Элементы срезаемого слоя при фрезеровании цилиндрической прямозубой фрезой

при фрезеровании называется расстояние между двумя последовательными положениями линии контакта соответствующих точек режущих кромок двух соседних зубьев с обрабатываемой заготовкой.

Средняя толщина среза (мм) определяется по формуле

Ширина среза b при цилиндрическом фрезеровании — это общая длина контакта режущих кромок фрезы с обрабатываемой деталью. Ширина равна произведению длины контакта одного зуба фрезы с обрабатываемой деталью В на число зубьев фрезы г, находящихся в контакте с деталью, т. е. b=Вz‘. Ширина среза (мм) может быть определена по формуле

Площадь поперечного сечения среза определяется по формуле, справедливой для всех видов фрезерования.

Элементы режима резания. Скорость резания при фрезеровании—это длина пути (в м), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

Скорость резания (в м/мин или м/с) может быть выражена формулой

При фрезеровании различают подачи: на зуб, на оборот и минутную подачу.

Подачей на зуб (s_z мм/зуб) называется величина перемещения заготовки или фрезы за время поворота фрезы на один шаг, т. е. на угол между двумя соседними зубьями. На рис. 46 показаны срезы стружки, снимаемой зубьями 1, 2, 3, 4. 8, соответствующие подачам s₁, s₂, s₃. s₈.

Рис. 46. Виды подач

Подачей на оборот (s₀, мм/об) называется величина перемещения детали (или фрезы) за время одного полного оборота фрезы. Подача за один оборот равняется подаче на зуб, умноженной на число зубьев фрезы:

s₀=s_zz

где z— число зубьев фрезы.

На рис. 46 величина подачи за один оборот соответствует сумме восьми подач на зуб.

Минутной подачей (s_м. мм/мин) называется величина перемещения детали (или фрезы) в процессе резания за одну минуту. Минутная подача измеряется в мм/мин:

s_м=s₀n или s_м=s_zzn

Зная минутную подачу, можно подсчитать время, необходимое для фрезерования детали. Для этого достаточно разделить длину обработки (т. е. путь, который должна пройти заготовка по отношению к фрезе) на минутную подачу. Таким образом, по величине минутной подачи удобно судить о производительности.

Глубиной фрезерования (t) называется расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями (см. рис. 34,38).

Шириной фрезерования (В) называется ширина обработанной за один рабочий ход поверхности.

На рис. 38 показаны примеры обозначений глубины и ширины в зависимости от вида работ.

Силы резания н мощность при фрезеровании.

Рве. 47. Составляющие силы резания при цилиндрическом фрезеровании

Для прямозубой цилиндрической фрезы (рис. 47) равнодействующую силу резания Рвсех одновременно режущих зубьев фрезы можно разложить «на окружную составляющуюР_z,направленную по касательной к траектории движения точки на лезвии фрезы (перпендикулярно радиусу), и радиальную составляющуюР_у,направленную по радиусам.

Равнодействующую силу Rпо правилу параллелограмма можно разложить на две взаимно перпендикулярные составляющие: горизонтальную и вертикальную.

Окружная составляющая сила резания Р_zоказывает влияние на мощность резания. Горизонтальная составляющая силы резанияР_hвоздействует на механизм подачи стола фрезерного станка. Вертикальная составляющая силы резанияР_vстремится отжать стол при фрезеровании против подачи (рис. 47, д), а при фрезеровании по подаче (рис. 47,б) —прижать стол к направляющим.

Мощность (Вт), необходимая для осуществления процесса резания, равна произведению окружной составляющей силы резания P_zна скорость резания: