Обработка заготовок на фрезерных станках

1. Особенности процесса фрезерования

Фрезерование - технологический метод обработки плоских и фасонных поверхностей, который по объему выполняемых работ составляет около 30% от всех методов обработки резанием и уступает только точению.

Фрезерование является производительным и универсальным методом механической обработки и осуществляется многолезвий­ными режущими инструментами - фрезами.

При фрезеровании главным движением является вращение фрезы, а движе-нием подачи - поступательное или круговое пере­мещение заготовки или фрезы.

Процессу фрезерования присущи все основные физические явления, сопутствующие процессу резания (деформации, тепловы­деления, износ режущего инструмента, вибрации и др.), однако имеются и некоторые особенности:

- каждый зуб фрезы за время одного оборота находится в контакте с обрабатываемой поверхностью непродолжитель­ное время, т.к. большую часть времени зуб проходит по воздуху и при этом охлаждается, что уменьшает износ фрезы;

- врезание зуба фрезы в заготовку сопровождается ударами с частотой оборотов фрезы, что приводит к ударной нагрузке на фрезу и узлы станка, снижая их долговечность.

2. Работы, выполняемые на фрезерных станках.

В машиностроении фрезерованием обрабатываются:

- горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости;

- уступы и канавки прямоугольного и плоского сечения, плоские и пространственные;

- различные пазы, узкие и глубокие прорези;

- фасонные поверхности различных профилей;

- шлицы на головках винтов и шурупов;

- тела с поверхностями вращения;

- прямые и винтовые шлицевые канавки и зубчатые венцы на зубчатых колесах;

- резьбовые поверхности с различным профилем;

- разрезка прутков и стандартных профилей на мерные заготовки и другие работы.

3. Типы фрез.

В зависимости от вида обрабатываемой поверхности приме­няется соот-ветствующий тип фрезы. Среди всех видов лезвийного инструмента фрезы выделяются наибольшим разнообразием и различаются по признакам:

- по расположению зубьев на исходном цилиндре:

торцовые, цилиндрические, одно-, двух- и трехсторонние;

- по способу закрепления на станке:

насадные, хвостовые (или концевые);

- по характеру выполняемой работы:

шпоночные, угловые, фасонные, пазовые, отрезные, про­резные, резьбовые, зуборезные и др.;

- по направлению зуба на цилиндре:

прямозубые, с винтовым и разнонаправленным зубом;

- по материалу режущей части:

из быстрорежущей стали, твердого сплава или композита;

- по форме задней поверхности зуба:

остроконечные (острозаточенные) и затылованные;

- по способу закрепления режущего элемента:

цельные и сборные: с напаянными или приклеенными пластинами, с вставными ножами, с механическим кре­плением и др.;

- по виду хвостовика для крепления фрезы:

с цилиндрическим и коническим хвостовиком;

- по размеру зуба:

с мелким и крупным зубом.

На основании перечисленных отличающих признаков можно выделить следующие типы фрез:

- основные: цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, фасонные и отрезные;

- специальные: шпоночные, пазовые ("Т-образные", типа "Ласточкин хвост" и др.), резьбовые, модульные и др..

Цилиндрические фрезы (Рис.74a) применяют для обработки открытых поверхностей. Такие фрезы могут быть с правыми и левыми винтовыми канавками, которые обеспечивают более рав­номерное фрезерование. Для уменьшения вибрации применяют фрезы с неравномерным шагом между зубьями.

Цилиндрические фрезы устанавливаются на станках с горизонтальным расположением шпинделя (горизонтальных и универсальных) и зажимаются на оправках шпинделя с помощью колец и зажимной гайки.

Торцовые фрезы (Рис.74б) имеют режущие кромки на торцовой и цилиндрической поверхностях. Торцовые фрезы могут быть цельными и со вставными пластинками и ножами, насадные и с хвостовиком.

Эти фрезы применяют для обработки открытых поверхностей, их можно устанавливать на любых типах фрезерных станков.

Дисковые фрезы (Рис.74в) применяют для обработки уступов, пазов, лысок, многогранных поверхностей на прямоугольных и круглых заготовках. Дисковые фрезы могут быть одно-, двух- и трехсторонними в зависимости от наличия режущих кромок на цилиндрической части или на торцах.

Дисковые фрезы устанавли­ваются в основном на станках с горизонтальным шпинделем.

Концевые фрезы (Рис.74г) применяют для обработки плоско­стей, уступов, пазов и криволинейных контуров по разметке или копиру. Концевые фрезы имеют режущие кромки на цилиндриче­ской части и торце. Обычно концевые фрезы выполняются заодно целое с хвостовиком и имеют длину большую, чем диаметр. Концевые фрезы можно устанавливать на любых фрезерных станках.

Угловые фрезы (Рис.74д) используют для обработки поверхно­стей, расположенных под углом друг к другу или угловых пазов и канавок. Различают одно- и двухугловые фрезы.

Рис.74. Основные типы фрез:

а) цилиндрические; б) торцовые; в) дисковые;

г) концевые; д) угловые; е) фасонные.

Фасонные фрезы (Рис.74е) применяют для изготовления сложно-фасонных поверхностей, при этом профиль фасонной фрезы должен соответствовать профилю обрабатываемой поверхности.

Фрезы, применяемые для получения определенных элементов на заготовке, относятся к специальным и имеют соответствующие названия, такие как:

- модульная - для прорезания впадин зубчатых колес;

- пазовая - для получения специальных пазов (типа "ласточкин хвост" или "Т-образная");

- шпоночная - концевая двузубая фреза для получения закрытых шпоночных пазов;

- резьбовая - для нарезания резьбы.

В качестве материала режущей части фрез применяются:

- быстрорежущие стали (Р6М5, Р9М10 и др.);

- металлокерамические твердые сплавы (Т15Кб, Т5К10, ВК8 и др.);

- минералокерамика (ВЗ, Силинит-Р);

- композиты (К05, К10).

По конструкции фрезы могут быть цельные, сварные и сборные.

Цельные фрезы изготовлены полностью из инструментального материала. Сварные и сборные фрезы выполнены из корпуса (державки) и режущих элементов, которые в виде пластин, вставок или ножей припаяны, приклеены или механически закреплены на державке.