Глава 4. Обработка заготовок на фрезерных станках

§ 38. Основные характеристики процесса фрезерования

1. Схемы фрезерования. Фрезерование — процесс обработки резанием, при котором режущий инструмент — фреза — совершает главное вращательное движение, а обрабатываемая заготовка — поступательное или вращательное движение подачи. В отдельных случаях фреза совершает, помимо главного, и движение подачи (например, на шпоночно-фрезерных станках). Фреза представляет собой тело вращения, на .поверхности которого размещены режу­щие зубья. Фрезерование является одним из наиболее производи­тельных и распространенных методов обработки резанием. На рис. VI.51 показаны схемы обработки плоскостей цилиндрической (рис. VI.51,а) и торцевой (рис. VI.51,б) фрезами.

В зависимости от направления вращения фрезы и направления подачи различают встречное фрезерование при подаче заготовки навстречу вращению фрезы (рис. VI.51,в) и попутное при совпаде­нии направлений вращения фрезы и подачи (рис. VI.51,2).

При встречном фрезеровании толщина срезаемого зубом фрезы слоя металла изменяется от 0 до наибольшего значения а_макс - (рис. VI.51,а). Постепенное увеличение толщины срезаемого слоя способствует плавной работе фрезы. Однако прежде чем врезаться в обрабатываемый металл, зуб фрезы некоторое время скользит по поверхности резания, упрочненной в результате пластических

Рис. VI.51. Схемы фрезерования

деформаций при резании предыдущим зубом. Это способствует изнашиванию зубьев фрезы. Силы, воз­никающие при этом ме­тоде фрезерования, стре­мятся оторвать.заготовку от стола.

Рис. VI.52. Элементы режима резания при фрезеровании

При попутном фрезеро­вании (рис. VI.51,г) толщи­на снимаемого слоя изме­

няется от а_Макс до 0, исключается начальное проскальзывание зуба, возникающие с_чилы резания стремятся прижать обрабаты­ваемую заготовку к столу станка. Все это способствует умень­шению шероховатости поверхности. Но так как при попутном фрезеровании зуб фрезы врезается в заготовку с ударом, его можно применять только на станках, в которых между ходовым винтом и гайкой стола нет зазора или имеется устройство для его устранения. Его не следует использовать также при обработке по корке, так как при врезании зуба в нее он сильно изнашива­ется, в то время как при встречном фрезеровании зубья фрезы режут под коркой и стойкость их более высока. Поэтому попут­ное фрезерование более целесообразно использовать при чисто­вой, а встречное — при черновой обработке заготовок.

2. Элементами режима резания при фрезеровании являются глубина резания, подача, скорость резания, ширина фрезерова­ния (рис. VI.52, а).

Глубина резания t, мм,— толщина слоя материала, снимаемая фрезой за один проход, измеряемая перпендикулярно к обраба­тываемой поверхности.

Подача— поступательное или вращательное перемещение за­готовки относительно оси фрезы.

При фрезеровании различают три размерности подачи: 1 — по­дача на один зуб фрезы я_г, мм/зуб,— перемещение заготовки от­носительно фрезы за время ее углового поворота на один зуб;

2. — подача на один оборот фрезы So — перемещение заготовки относительно фрезы за один ее оборот; 3 — подача в минуту s_M — перемещение заготовки относительно фрезы в минуту.

Подачи связаны между собой такими зависимостями:

Sm = s₀n = s_zzn,

где z и п —•соответствецначисло зубьев и частота вращения фрезы.

Скорость резания v, м/мин,— окружная скорость наиболее Удаленной от оси вращения точки режущей кромки фрезы:

I пРп

f ^V 1000 ’

, где D — диаметр фрезы, мм.

Ширина фрезерования В — длина поверхности контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой, измеренная в направлении, перпен­дикулярном направлению подачи.

Толщина срезаемого слоя при фрезеровании — толщина слоя металла, снимаемая одним зубом фрезы, измеренная в радиальном направлении (рис. VI .52,6). Зуб фрезы срезает стружку в виде запятой переменной толщины. При встречном фрезеровании в мо­мент врезания зуба цилиндрической фрезы а = 0, а в момент вы­хода достигает наибольшего значения — а„_акс> определяемого по формуле а_макс = s₂bin ф, где ф — угол контакта.

Из -рис. VI.52,б получаем:

D

-к-t

2

Следовательно, a_MaKc = 2s_z

Поскольку толщина срезаемого слоя а — величина переменная, то переменной будет и площадь поперечного сечения срезаемого слоя. При работе цилиндрической прямозубой фрезой площадь резко уменьшается в момент выхода зуба фрезы из контакта с обрабаты­ваемой заготовкой. Эго влечет за собой резкое уменьшение усилия резания, нарушение равномерности фрезерования, что может вы­звать вибрации в процессе обработки. Фрезы с винтовыми зубьями обеспечивают более плавную работу, так как зубья врезаются и вы­ходят из контакта не одновременно по всей ширине, а постепенно. Поэтому чаще применяются фрезы с винтовыми зубьями.