Сущность фрезерной обработки
Фрезированием называют метод обработки поверхностей заготовок многолезвийным режущим инструментом – фрезами. При фрезировании движениями резания являются: главное движение – непрерывное вращательное движение фрезы; движение подачи, в большинстве случаев перемещение заготовки.
Процесс фрезирования характеризуется прерывистостью резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы срезает стружку только на некоторой части ее оборота, другую часть оборота зуб не касается заготовки до последующего врезания. Прерывистостью резания называет вибрации, повышенный износ зубьев, ухудшает точность и увеличивает шероховатость обработанной поверхности.
На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, пазы и уступы разнообразного профиля, фасонные поверхности.
При фрезеровании к режиму резания относят скорость резания, подачу, глубины резания и ширину фрезерования (рис. 1). Скорость резания V (м/мин) определяется как окружная скорость режущих лезвий фрезы по формуле:
,
где D – диаметр фрезы,
мм; n – частота вращения
фрезы, об/мин.
Подача S – скорость перемещения заготовки относительно фрезы. Различают подачу на один зуб фрезы, подачу на один оборот фрезы и минутную подачу.
Подача на один зуб фрезы
(мм/зуб) – величина перемещения стола
с заготовкой за время поворота фрезы
на один зуб.
Подача на один оборот фрезы
(мм/об) – величина перемещения стола
с заготовкой за время одного оборота
фрезы.
Минутная подача
(мм/мин) – величина перемещения стола
с заготовкой за одну минуту.
Подача при фрезерования связаны между собой следующими зависимостями:
,
где z – число зубьев фрезы.
Глубина резания t (мм) – толщина срезаемого за один проход слоя, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности.
Ширина фрезерования В (мм) представляет собой ширину поверхности, обрабатываемой за один проход. В зависимости от направления вращения фрезы и направления подачи заготовки можно фрезеровать двумя способами (рис. 2): встречным фрезерованием (против подачи) или попутным фрезерование (по подаче).
рис
2
При встречном фрезировании (рис. 2, а) подача заготовки S направлена навстречу вращению фрезы V. Толщина орезаемого слоя и нагрузки на зуб возрастают от нуля до максимума. Сила, действующая на заготовку, стремится оторвать ее от стола станка. Это вызывает вибрации и увеличивает шероховатость обработанной поверхности. Недостатком способа является также скольжение зуба в начале резания по наклепанной предыдущем зубом поверхности, что приводит к повешенному износу инструмента. Преимуществом способа является то, что зубы движутся к поверхности заготовки снизу (“из-под корки”). Стружка отделяется от заготовки при подходе зуба к поверхностному слою. Встречное фрезерование рекомендуется применять при черновой обработке литых заготовок или поковок.
При попутном фрезеровании (рис. 2, б) направление подачи S заготовки совпадает с направлением вращения фрезы V. Зуб фрезы начинает срезать слой максимальной толщины, начальное проскальзывание зуба отсутствует, что уменьшает износ инструмента. Сила, действующая на заготовку при резании, прижимает ее к столу, уменьшая вибрации. Попутное фрезерование рекомендуется применять при чистовых работах, когда отсутствует поверхностная корка или окалина на заготовке.