Главная » Элементы » Обработка плоскостей на фрезерном станке. Обработка поверхностей фрезерованием. Разновидности фрез в зависимости от назначения

Обработка плоскостей на фрезерном станке. Обработка поверхностей фрезерованием. Разновидности фрез в зависимости от назначения

Плоскую поверхность, расположенную под углом к горизонтали, называют наклонной плоскостью. Узкую наклонную плоскость детали обычно называют скосом.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов можно производить:

а) с поворотом детали на требуемый угол;

б) с поворотом фрезы на требуемый угол;

в) с применением угловой фрезы.

Рассмотрим отдельно каждый способ фрезерования.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов с поворотом детали. Для установки детали (рис. 182, а) под углом можно использовать универсальные тиски (см. рис. 131, в).

Закрепление детали в универсальных тисках производят, как в обычных машинных тисках. При установке универсальных тисков на нужный угол следует иметь в виду, что подлежащая обработке наклонная плоскость должна быть расположена горизонтально, т. е. параллельно поверхности стола (рис. 182, б).

На рис. 183 изображена установка детали на универсальной плите (см. рис. 125, в) для фрезерования наклонной плоскости.

Обрабатываемую деталь крепят к столу плиты прихватами или болтами, как при креплении деталей на столе фрезерного станка.

Универсальные тиски и универсальные плиты применяют обычно в инструментальных и ремонтных цехах при обработке единичных деталей и в механических цехах при изготовлении небольших партий изделий.

В инструментальных цехах для обработки деталей штампов и приспособлений находят применение широкоуниверсальные станки с наклоняемым столом (мод. 679). Наклон стола на требуемый угол обеспечивает горизонтальное положение подлежащей обработке поверхности, подобно наклону универсальных тисков и универсальной плиты.

При обработке наклонных плоскостей большой партии одинаковых деталей обычно применяют специальные приспособления.

На рис. 184, а показано приспособление для фрезерования скосов у слесарных молотков. Опорная плоскость приспособления обеспечивает быструю установку заготовки без разметки, располагая ее под нужным углом.

На рис. 184, б показано приспособление для фрезерования наклонной плоскости клина. В этом приспособлении имеются два скоса. Две заготовки устанавливают и фрезеруют одновременно с двух сторон одной цилиндрической фрезой.

Фрезерование наклонных плоскостей с поворотом деталей на требуемый угол производят цилиндрическими или торцовыми фрезами аналогично фрезерованию горизонтальных плоскостей и применяют те же режимы резания.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов с поворотом фрезы. Вместо поворота детали при фрезеровании наклонных плоскостей и скосов можно использовать поворот шпинделя вертикально-фрезерного станка. Это возможно на вертикально- фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается вокруг горизонтальной оси в вертикальной плоскости (см. рис. 90). Для обработки пользуются торцовыми или концевыми фрезами, закрепляемыми в гнезде шпинделя станка.

На рис. 185, а показан эскиз фрезерования скоса концевой фрезой, установленной под углом 60° к вертикали. Нужный угол наклона достигается поворотом вертикальной головки до совмещения рисок 0 и 60° на шкале.

На рис. 185, б показан эскиз фрезерования скоса торцовой фрезой, установленной под углом 30° к вертикали; нужный угол получают поворотом вертикальной головки до совмещения рисок 0 и 30° на шкале.

Фрезерование наклонных плоскостей угловыми фрезами. Небольшие наклонные плоскости и скосы можно фрезеровать угловыми фрезами. В этом случае нет необходимости в повороте детали или фрезы; угол наклона плоскости фрезеруемой детали обеспечивается формой угловой фрезы.

Угловые фрезы. На рис. 186, а показана одноугловая фреза, предназначенная для обработки плоскости, наклонной к оси фрезы под определенным углом. Различают одноугловые фрезы с углом а, равным 55, 60, 65, 70, 85 и 90°.

Двухугловой называют фрезу, у которой вторая режущая грань фрезерует также наклонную плоскость. Различают фрезы двухугловые симметричные (рис. 186, б) и несимметричные (рис. 186, в). Угол наклона б второй грани несимметричной двухугловой фрезы обычно равен 15, 20 и 25°.

Угловые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями. Фрезерование ими производят на горизонтально-фрезерных станках.

Угловые фрезы устанавливают и закрепляют на оправках таким же образом, как и цилиндрические.

Режимы резания. Для угловых фрез скорости резания и подачи на зуб назначают меньшими, чем для цилиндрических, так как условия работы этих фрез значительно труднее. В табл. 218 «Справочника молодого фрезеровщика» приведены рекомендуемые режимы резания при обработке конструкционной углеродистой стали фрезами из быстрорежущей стали Р9.

Пример обработки. Рассмотрим фрезерование двух сопряженных наклонных плоскостей. На рис. 187 дан чертеж призмы, а на рис. 188 эскиз обработки угловой выемки. Для фрезерования необходима двухугловая симметричная фреза с углом наклона граней в 45°. Диаметр фрезы примем равным 75 мм. Такая фреза имеет 22 зуба. По табл. 218 «Справочника молодого фрезеровщика» для фрезерования при глубине t= 12 мм и подаче 0,03 мм/зуб скорость резания составляет 11,8 м/мин, что соответствует 50 об/мин. Выбираем имеющееся на станке 6Н82Г ближайшее число оборотов шпинделя, равное 47,5 об/мин. Минутная подача при этом числе оборотов должна составлять 0,03X22X X 47,5 = 31,5 мм/мин. Выбираем имеющуюся на станке ближайшую меньшую подачу, равную 30 мм/мин. Настраиваем станок на выбранные скорость резания и подачу и производим фрезерование подобно фрезерованию горизонтальных плоскостей.

Обработанную плоскость проверяют шаблоном.

Возможный брак при фрезеровании наклонных плоскостей и скосов. При фрезеровании наклонных плоскостей и скосов цилиндрическими, торцовыми и угловыми фрезами, кроме дефектов по чистоте поверхности и брака по размерам, возможен брак вследствие несоблюдения заданного угла наклона обработанной плоскости.

Фрезерование плоских поверхностей.

Геометрически плоской поверхность считается в случае: если, соединив любые две точки, принадлежащие поверхности, прямой все точки этой прямой будут находиться на поверхности. Качество плоской поверхности легко проверить, приложив к ней ребро лекальной линейки. Чем меньше образующийся зазор, тем выше качество поверхности. Качество обработки плоскостей характеризуется следующими показателями:

Точность размеров, ᴛ.ᴇ. соответствие фактических размеров детали, указанным на чертеже;

Допустимые отклонения от правильной геометрической формы полученной поверхности не должны выходить за пределы допуска на неточность изготовления (допуск прямолинейности, допуск плоскостности).

Отклонение расположения отдельных граней детали относительно других поверхностей должны быть в заданных пределах (отклонение от параллельности, перпендикулярности, наклона, симметричности и др.)

При фрезеровании плоскостей торцовыми и цилиндрическими фрезами различают: грубую черновую, черновую, получистовую, чистовую обработку. Грубая черновая обработка – обработка с большим и неравномерным припуском – более 8 мм, а также работа по корке. Черновая обработка – обработка плоскостей с относительно равномерным припуском, без корки, с глубиной резания от 3 до 8 мм. Получистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания от 1,5 до 3 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Rz=40 мкм. Чистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания до 1,5 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Ra=20 мкм.

Фрезерование цилиндрическими фрезами . Зубья цилиндрической фрезы располагаются по винтовой линии с определенным углом наклона винтовой канавки ω. Основными размерами цилиндрических фрез являются длина фрезы L, диаметр фрезы D, диаметр отверстия d, число зубьев z.

По направлению вращения фрезы делят на право- и леворежущие. Выбор типа и размера фрезы зависит от конкретных условий обработки. Фрезы с крупным зубом применяют при черновой обработке, с мелким при получистовой и чистовой.

Выбор оптимального размера фрезы для заданных условий можно осуществить по следующей номограмме:

Порядок пользования номограммой следующий: сначала выбирается длина фрезы в соответствии с шириной фрезерования. При этом длина фрезы должна быть больше ширины фрезерования на 5%. Далее в соответствии с условиями обработки определяется диаметр посадочного отверстия, затем диаметр фрезы, и наконец число зубьев. При этом используются следующие обозначения: Т – труднообрабатываемые материалы; С – материалы средней трудности обработки; Л – легкообрабатываемые материалы. I – черновая обработка; II – чистовая обработка.

Фрезерование торцевыми фрезами по сравнению с цилиндрическими имеет ряд преимуществ. Более жесткое крепление на оправке или шпинделе, более плавная работа большого числа одновременно работающих зубьев. По этой причине обработку плоскостей целесообразно производить торцевыми фрезами.

Основными размерами торцевых фрез являются диаметр, длина, диаметр отверстия, число зубьев. Стандартом предусмотрено, что у торцовых фрез, каждому диаметру фрезы соответствует определенное значение длины, диаметра отверстия, и числа зубьев. Данное обстоятельство следует учитывать при выборе типа фрезы.

Диаметр фрезы исходя из ширины фрезерования t выбирается по следующей формуле:

При этом минимально возможный диаметр фрезы выбирают из соотношения:

Фрезы меньшего диаметра имеют меньшую стоимость, а соответственно им крайне важно отдавать предпочтение. Также предпочтение следует отдавать фрезам оснащенным пластинами из твердого сплава, минимально возможного для данной ширины фрезерования, диаметра, так как при этом сокращается основное машинное время обработки за счёт увеличения минутной подачи. Для повышения чистоты обработки крайне важно снизить подачу на зуб, и увеличить скорость резания.

Фрезерование набором фрез осуществляют группой фрез установленных на одной оправке. Такой метод позволяет одновременно обработать несколько поверхностей. Применение набора фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве.

При фрезеровании плоских поверхностей цилиндрическими и торцовыми фрезами, возможны следующие виды дефектов:

Несоблюдение размеров детали;

Погрешности формы, возникает в случае обработки заготовок с большим и особенно неравномерным припуском, а также при недостаточной жесткости технологической системы;

Погрешности расположения обработанных плоскостей. Причина – неправильная установка заготовки, плохая очистка опорной поверхности приспособления от стружки, наличие заусенцев на установочной поверхности детали. При работе набором фрез указанный дефект может возникнуть вследствие неправильного расположения фрез на оправке;

Повышенная шероховатость может возникнуть при неправильной заточке фрезы, большого износа режущих кромок, неправильного выбора режимов резания, недостаточно жесткой системе СПИД;

Эффект подрезания возникает в случае остановки подачи, когда рабочий ход не закончен. При этом фреза продолжает вращении и врезается в заготовку под действием упругих сил оправки, которая ранее (до выключения подачи) под действием сил резания была изогнута. Другим условием возникновения эффекта подрезания является наличие большого зазора в соединении винт-гайка, при попутном фрезеровании. В этом случае процесс резания протекает толчками. В случае если своевременно не прекратить обработку, то дальнейшая работа может привести, кроме порчи обработанной поверхности, к износу винтовой пары, поломки оправки или фрезы. В этом случае крайне важно использовать метод встречного фрезерования. При этом следует учитывать, что при встречном фрезеровании эффект подрезания может возникнуть если установлена чересчур большая подача на зуб.

Вибрации отрицательно сказываются на качестве обработанной поверхности. Вибрации при фрезеровании возникают из-за неравномерности процесса резания. Для уменьшения вибраций крайне важно стремиться к тому, чтобы число одновременно работающих зубьев фрезы было как можно больше, соблюдать условия попутного и встречного фрезерования, а также условие равномерности фрезерования.

Фрезерование плоских поверхностей. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Фрезерование плоских поверхностей." 2017, 2018.

Технология фрезерования плоских поверхностей и скосов

Плоскости обычно фрезеруют торцовыми и цилиндрическими фрезами. Диаметр торцовой фрезы D (мм) выбирают в зависимости от ширины В (мм) фрезерования с учетом соотношения D=(1,3...1,8)B. При фрезеровании торцовыми фрезами предпочтение следует отдавать несимметричной схеме резания. Размер смещения (мм) k = (0,03...0,06)D (рисунок -. 5.18).

Фрезерование плоскостей производят в такой последовательности: подводят заготовку под вращающуюся фрезу до легкого касания, затем отводят из-под фрезы, выключают шпиндель станка, устанавливают лимб вертикальной подачи (при фрезеровании плоской поверхности) или поперечной подачи (при фрезеровании плоской торцовой поверхности) на глубину фрезерования, включают шпиндель станка и перемещают вручную стол с заготовкой до касания с фрезой, после чего включают продольную подачу стола. фрезерный станок режущий

При обработке цилиндрическими фрезами длина фрезы должна на 10...15 мм перекрывать требуемую ширину обработки. Диаметр фрезы выбирают в зависимости от ширины фрезерования и глубины резания t (мм).

При черновом фрезеровании обычно достигается точность размеров, соответствующая 11 и 12-му квалитетам, при чистовом -- 8 и 9-му квалитетам. В отдельных случаях при тонком фрезеровании можно получить точность размеров, соответствующую 6 и 7-му квалитетам. Шероховатость обработанной поверхности колеблется от Rz 80 мкм до Ra 0,63 мкм. Наиболее низкие параметры шероховатости (Ra 1,25...0,63 мкм) получают тонким фрезерованием. Другой метод достижения низких параметров шероховатости плоских поверхностей на заготовках -- это применение составных фрез, в корпусах которых закреплены черновые и чистовые резцы. Чистовые резцы устанавливают ниже черновых на величину, равную глубине чистового фрезерования. В корпусе фрезы можно устанавливать один или несколько чистовых резцов. При подаче Sz = 1,5... 2,5 мм/зуб и скорости резания v = 240... 250 м/мин достигается шероховатость поверхности Rz 5...2,5 мкм.

При обработке поверхностей торцовыми фрезами благодаря конструкции крепления инструмента процесс резания происходит спокойнее, чем при фрезеровании цилиндрической фрезой.

Концевыми фрезами можно фрезеровать вертикальные и небольшие горизонтальные плоскости. Применение наборов фрез при фрезеровании плоскостей позволяет повысить производительность процесса обработки и обрабатывать фасонные поверхности. Набор представляет собой группу фрез, установленных и закрепленных на одной оправке.

Плоскую поверхность детали, расположенную под определенным углом к горизонтали, называют наклонной, а наклонную плоскость небольших размеров -- скосом.

Для фрезерования наклонных плоскостей и скосов используют следующие инструменты:

o цилиндрические, торцовые и концевые фрезы с поворотом заготовки на требуемый угол с помощью универсальной поворотной плиты (рис. 5.19, а);

o торцовые и концевые фрезы с поворотом фрезы на требуемый угол (рисунок 5.19 - б)
o специальные приспособления (рисунок 5.19 -в, г) для обработки цилиндрическими и торцовыми фрезами;
o угловые фрезы.

При фрезеровании с поворотом на требуемый угол заготовку закрепляют в универсальных тисках или на универсальной плите и поворачивают на угол так, чтобы плоскость, подлежащая обработке, располагалась параллельно поверхности стола.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцовыми и концевыми фрезами можно производить, поворачивая на требуемый угол не заготовку, а шпиндель инструмента. Это возможно осуществить на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости.

Фрезерование заготовок с наклонными плоскостями и скосами в условиях серийного и массового производств целесообразно производить в специальных приспособлениях, позволяющих устанавливать и закреплять заготовки без выверки.

Угловыми фрезами обрабатывают небольшие наклонные плоскости и скосы. В этом случае нет необходимости в повороте детали и фрезы.

Погрешность плоскостности при обработке торцовой фрезой возникает, если ось вращения фрезы неперпендикулярная к обрабатываемой поверхности или, иначе, к плоскости стола станка. Плоскость получается вогнутой (рисунок 5.20), и тем больше, чем больше угол в и чем меньше диаметр D торцовой фрезы.

При фрезеровании плоскости цилиндрической фрезой (набором фрез) погрешность плоскостности может быть вызвана так называемым подрезанием, которое выражается появлением лунки 1 на обработанной поверхности (рисунок 5.21) и является результатом временного прекращения движения подачи, вследствие чего фреза некоторое время работает, вращаясь на одном месте. Упругие силы, действующие между фрезой и заготовкой, стремятся при этом сблизить их, что приводит к непроизвольному появлению лунки («выработки»), и тем большей, чем меньше жесткость системы СИД, чем больше усилие резания и чем дольше находится фреза на одном месте.

Контроль плоскостности обработанной поверхности производят лекальной линейкой. Неплоскостность при обработке торцовых поверхностей проверяют плоским угольником или рейсмасом. Неплоскостностью, или отклонением от плоскостности, называют наибольшее расстояние от реальной обработанной поверхности (плоскости) до прилегающей поверхности в пределах контролируемого участка. Прилегающей называется поверхность, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки обработанной реальной поверхности было минимальным в пределах контролируемого участка.

Наклонные плоскости и скосы контролируют с помощью шаблонов и рейсмасов.

Фрезерование – наиболее распространенный, продуктивный и популярный метод получения плоских прямолинейных поверхностей, хотя только ними не ограничиваются технологические возможности процесса фрезерования.

Протяженные плоские поверхности обрабатываются при помощи торцевых фрез. При этом желательно выполнения условия: длина обрабатываемой поверхности меньше диаметра фрезы.

Для обработки различного рода уступов (как правило, нешироких) используются цилиндрические двусторонние фрезы. Канавки и открытые пазы получаются применением дисковых фрез. Полуоткрытые пазы обрабатываются дисковыми и концевыми фрезами. Закрытый паз является наиболее трудоемким по своему исполнению и требует использования специальных шпоночных фрез на станках-полуавтоматах методом маятниковой подачи. Концевая фреза не используется в данном случае, поскольку не имеет возможности вертикального врезания. Одним из вариантов обработки закрытого паза концевой фрезой является предварительное засверливание отверстия, диаметром равного ширине паза, и начало обработки с него.

При помощи специального набора фрез обрабатываются Т-образные пазы под крепление станочных болтов: первый проход – обработка обычного вертикального паза концевой или дисковой фрезой, второй проход осуществляется специальной фрезой для Т-образных пазов, выполняя нижнюю широкую ступень.

Обработка прямолинейных поверхностей, расположенных под разными углами относительно друг друга, может вестись набором стандартных фрез: скажем, комплект из двух дисковых фрез, дисковой и цилиндрической, нескольких угловых фрез и так далее.

Фасонные специальные фрезы позволяют получать поверхности сложных профилей: закругленный паз, бочкообразный паз и т.д. Байонетные (винтовые) пазы на валах также обрабатываются концевыми фрезами при строгом совмещении поворота заготовки с движением инструмента (используется специальное приспособление или универсальная делительная головка). Большая резьба с крупным шагом и сложным профилем также может нарезаться на фрезерном оборудовании.

При любом виде фрезерования возможны две схемы обработки: встречное и попутное фрезерование.

Встречное фрезерование характеризуется изменением толщины среза от нуля до максимума. При этом одна из составляющих сил резания стремится оторвать заготовку от стола, что нарушает общую жесткость технологической системы. Но врезание, происходящее по нарастающей, уменьшает нагрузку и износ режущего инструмента.

Попутное фрезерование срезает припуск в динамике от максимума к нулю. Вертикальная составляющая силы резания прижимает заготовку к столу, тогда как горизонтальная – воздействует на пару винт-гайка в механизме перемещения стола станка. Подача может идти рывками, если зазор в передаче стола достаточно велик. Инструмент работает с удара на врезании, что отрицательно сказывается на его состоянии. Шероховатость повышена по сравнению с встречным фрезерованием.

Вышеуказанное актуально как к цилиндрическим, так и к дисковым фрезам. Торцовая фреза использует обе схемы, в зависимости от установки инструмента относительно поверхности перед началом обработки.
Черновое фрезерование позволяет получить 12-ый квалитет точности и шероховатость Rа 6,3 микрометров, чистовое – 9-ый квалитет точности и шероховатость Rа 3,2 микрометра, тонкое фрезерование обеспечит точность вплоть до 6-ого квалитета и параметр чистоты поверхности Ra 1,25..0,63 микрометра.