Поняття про поверхні деталей та їхня характеристика
Деталь — це з'єднання різних поверхонь: циліндричних, фасонних, плоских з пазами та виступами. До плоских належать поверхні, горизонтальність яких перевіряється ватерпасом. На плоских поверхнях можуть бути отвори, відкриті з трьох сторін, які називають пазами. Якщо над площиною зверху та з двох сторін виступають поверхні, їх називають виступами. До кожної деталі незалежно від розмірів і призначення ставляться такі основні вимоги: простота і довговічність, надійність у роботі, невисока вартість виготовлення та експлуатації. Одним із головних ефективних методів виготовлення деталей є принцип сумісності технологічних, економічних і організаційних завдань, які треба розв'язати під час побудови технологічного процесу обробки.
Основним напрямом скорочення витрат на виготовлення деталей машин вважається впровадження типізації технологічних процесів. Наприклад, обробка корпусних деталей залежить від їх класу, яким і визначається призначення, маса, форма з характерними поверхнями й відповідно ефективними методами технологічних процесів типових деталей машин.
Плоскі поверхні можуть бути горизонтальними, розміщеними під кутом, утворені з'єднанням кількох поверхонь з різноманітними пазами, виступами. Найбільш поширені деталі з плоскими поверхнями станини, які належать до корпусних деталей.
Корпусні деталі — це базові елементи виробу, тому технічні умови на їх виготовлення визначаються призначенням. Корпуси є важливими елементами машин.
До них належать коробки швидкостей і подач металорізальних верстатів, коробки передач транспортних машин, блоки циліндрів двигунів і компресорів, корпуси циліндричних, конічних, черв'ячних і комбінованих редукторів, насосів, плит тощо. Особливістю корпусних деталей є наявність у них плоских поверхонь — монтажних баз та отворів під опори. Тому до виготовлення корпусів ставляться високі вимоги щодо точності та шорсткості, бо від цього залежить загальна точність виробу. Базуванням за площиною та двома отворами забезпечується точність сьомого квалітета. Обробка корпусних деталей має забезпечити:
паралельність або перпендикулярність осей основних отворів;
співвісність отворів для упирання валів;
задані міжосьові відстані;
правильність геометричної форми отворів;
перпендикулярність торцевих поверхонь; осям отворів;
прямолінійність плоских поверхонь.
Заготовки корпусних деталей — звичайні виливки (чавунні або стальні) чи зварні. Під час конструювання заготовок необхідно виконати ряд вимог, які ставляться до них, — товщина стінок різних перерізів не повинна мати різких переходів і має враховувати всі вимоги формування. Під час виготовлення корпусу коробки передач технологічний процес обробки складається з обробки базових плоских поверхонь і отворів, обробки основних отворів, кріпильних та ін. Технологічний процес складається з різних операцій, наприклад чорнових та чистових. Зміст технологічного маршруту, обробки корпусів та застосування обладнання визначаються видом виробництва. Якість обробки плоских поверхонь визначають прямолінійністю в горизонтальних напрямах, паралельністю поверхонь між собою, необхідним нахилом однієї поверхні відносно іншої, точністю розмірів, шорсткістю та якістю за показниками технічних умов, необхідних для виготовлення та експлуатації. Плоскі поверхні обробляються струганням, довбанням, фрезеруванням, протягуванням і шліфуванням, а в одиничному виробництві для остаточної обробки площин інколи застосовують шабрування. Типові технологічні процеси обробки плоских поверхонь і пазів залежать від культури конструкційних розробок і масштабу виробництва. Обробку отворів і контроль оброблених поверхонь корпусних деталей здійснюють за розглянутими вище методами.
Рис 2.5 (а) Графік номограми для визначення частоти обертання фрези за швидкістю різання
Рис. 2.5, (б) Графік номограми для визначення хвилинної подачі
Фрезерування плоских поверхонь
Обробку
плоских поверхонь заготовок за допомогою
різальних інструментів циліндричної
форми з розміщеними по колу або торцю
зуб'ями називають фрезеруванням.
Розрізняють
два види фрезерування: проти
подачі, коли
заготовка переміщується в напрямі
протилежному обертанню фрези, і за
подачі — заготовка
рухається в напрямі обертання фрези.
Різання та утворення стружки фрезою
відрізняється від роботи різця або
свердла. Різець і свердло протягом
усього періоду різання перебувають у
безперервному контакті з металом. У
процесі фрезерування зуб'я фрези 
працюють
періодично на невеликій її частині. Зуб
за кожний оберт фрези знімає із заготовки
стружку, переріз якої змінюється,
внаслідок чого створюється нерівномірність
фрезерування, що впливає на сили різання,
крутильного моменту та потужності.
Фрезерування відзначається високою
продуктивністю внаслідок участі у
різанні великої кількості зуб’ів, що
працюють у більш сприятливих умовах,
ніж леза інших інструментів. Фрезерування
здійснюється на фрезерних верстатах
різних конструкцій, основними з яких є
горизонтально - та вертикально-фрезерні.
Зуб'я фрези в процесі фрезерування
знімають стружку у вигляді коми.
Фрезерування проти подачі поступово
збільшує товщину стружки, а за подачею
— зменшує. Фрезерування проти подачі
підвищує продуктивність верстата
внаслідок плавного збільшення об'єму
стружки з поступовим врізуванням зуб’ів
у метал під кіркою, що має перевагу
порівняно з фрезеруванням за подачею.
Недоліком фрезерування проти подачі є
відривання заготовки від стола фрезою
в процесі переміщення її проти руху
подачі. Фрезерування кінцевими фрезами
застосовують для обробки відкритих
пазів різних виїмок, уступів, взаємно
перпендикулярних площин, для фрезерування
криволінійних контурів тощо.
Фрезерування торцевими фрезами застосовують для обробки плоских поверхонь, розміщених під прямим кутом до осі фрези, що лежать в одній або кількох площинах. Кінцеві та торцеві фрези призначені в основному для роботи на вертикально та горизонтально-фрезерних верстатах, а також можуть використовуватися і на копіювально-фрезерних, агрегатних верстатах з ЧПК. Застосування вказаних фрез для наведених виді обробки забезпечує підвищену продуктивність і точність. Обробка деталей зі складними поверхнями, наприклад профілю лопастей турбін, фрезами з гвинтовими зуб'ями забезпечує кращі умови різання та відведення стружки. Обробка фрезами з гвинтови ми зуб'ями порівняно з прямозубими фрезами забезпечує підвищення режимів різання (швидкості, подачі) на 30...50 %. Гвинтовий зуб фрези врізується в метал плавніше без вібрування, внаслідок чого можна збільшити подачу та поліпшити якість обробки й довговічність фрезерного верстата. Під час фрезерування фрезою з гвинтовим зубом ширина шару, що зрізується протягом робочого циклу зростає (фрезерування проти подачі) від нуля до максимального, потім спадає до нуля, коли припиняється контакт різальної кромки і поверхнею різання. Врахувавши, що в контакт з поверхнею вступають кілька різальних зуб’ів, які або тільки починають роботу, або закінчують її, можна підібрати такі параметри, коли сумарна товщина шару, що зрізується, буде сталою, тобто забезпечити рівномірність фрезерування.
Для виконання будь-яких робіт на фрезерному верстаті треб дотримуватися таких підготовчих процесів:
підібрати фрезу та заготовки і закріпити їх відповідним чином;
згідно вибраному процесу обробки виставити заготовку відносно фрези, переміщуючи стіл верстата для фрезерування;
налагодити верстат для фрезерування — зробити необхідні розрахунки для призначення режиму різання — визначити глибину різання, подачу, швидкість різання для встановлення частот ти обертання шпинделя.
Закріплення заготовок і фрез, їх встановлення на верстаті потребує двох видів пристроїв, які були вже розглянуті вище. Проте слід зауважити, що закріплення буде виконуватися залежно від розмірів, конструкції та процесу фрезерування, чим керуються при підготовці до роботи. Крім того, заготовка і фреза повинні точно займати необхідне положення, бо це визначає точність форми і розміщення поверхонь деталей, що фрезерують. Якість оброблених площин можна визначити за такими показниками:
збіжністю дійсних розмірів деталі та розмірів креслення, тобто точністю;
похибки різних відхилень точності мають бути в межах допуску на неточність виготовлення за прямолінійністю та площинністю;
відхилення від паралельності, перпендикулярності, нахилу, симетричності розміщення окремих граней деталі відносно інших мають відповідати встановленим допускам.
Розрізняють фрезерування площин грубе, чорнове, напівчистове й чистове. Залежно від припуску обробки та глибини різання буде відповідний вид фрезерування, наприклад, обробка з нерівномірним припуском понад 8 мм і обробка по кірці називається грубою; обробка з глибиною різання 3...8 мм без кірки з відносно рівномірним припуском називається чорновою; обробка з глибиною різання 1,5...3,0 мм з рівномірним припуском і шорсткістю обробленої поверхні Rz = 40 мкм називається напівчистовою; обробка площин з глибиною різання до 1,5 мм з рівномірним припуском і шорсткістю обробленої поверхні до Rа = 2,5 мкм називається чистовою обробкою.