Страница 11 из 31
Сущность процесса фрезерования. Фрезерование - процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки. Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы v (рис. 33). Скорость главного движения определяет скорость вращения фрезы. Движением подачи s при фрезеровании является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном,
Рис. 33. Схемы фрезерования:
а - цилиндрическое, б и в-торцовое фрезерование; 1-обработанная поверхность, 2-ось вращения фрезы, 3 - обрабатываемая поверхность, 4- стружка, 5 - заготовка, 6 - нож фрезы.
поперечном или вертикальном направлениях. Процесс фрезерования является прерывистым процессом. Каждый зуб фрезы снимает дружку переменной толщины. Операции фрезерования могут быть подразделены на два типа: а) цилиндрическое фрезерование (рис. 33, а); б) торцовое фрезерование (оис. 33, б и в ).
При цилиндрическом фрезеровании резание осуществляется зубьями, расположенными на периферии фрезы, и обработанная поверхность 1 является плоскостью, параллельной оси вращения фрезы 2.
На рис. 33, а показана фреза с прямым зубом. Наряду с прямозубыми применяются фрезы с винтовыми зубьями (рис.34).
Рис. 34. Фрезерование цилиндрической винтовой фрезой: В - ширина фрезерования, t - глубина фрезерования, s- наибольшая толщина среза
При торцовом фрезеровании (см. рис. 33) резание осуществляется периферийными и торцовыми режущими кромками зубьев. Толщина среза увеличивается к центру среза и уменьшается в месте выхода фрезы из контакта с заготовкой. Начальная и конечная толщина среза зависит от отношения ширины заготовки к диаметру фрезы. Изменение толщины среза зависит также от симметричности расположения фрезы относительно заготовки. Большинство других процессов фрезерования являются комбинацией цилиндрического и торцового методов фрезерования.
Особенности стружкообразования при фрезеровании. Процесс образования стружки при фрезеровании сопровождается теми же явлениями, что и при точении. Это деформации, теплообразование, образование нароста, вибрации, износ инструмента и др. Но при фрезеровании имеются свои особенности. Резец при точении находится под постоянным действием стружки вдоль всей длины обработки. При фрезеровании зуб за один оборот фрезы находится под действием стружки незначительное время. Большую часть оборота зуб не участвует в резании, за ^о время он охлаждается, что положительно отражается на его стойкости. Вход зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой сопровождается ударом о его режущую кромку; ударная нагрузка снижает стойкость зуб; фрезы.
Фрезерование против подачи и по подаче. При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование - против подачи и попутное-фрезерование по подаче. Когда окружная скорость фрезы противоположна на правлению подачи (рис. 35,а), процесс
Рис. 35. Фрезерование против подачи (о) и по подаче (б)
фрезерования называется встречным. Толщина среза изменяется от нуля (в точке А ) до максимальной величины при выходе зуба из контакта с заготовкой (в точке В). Когда направление окружной скорости фрезы и скорости подачи совпадают (рис. 35,6), процесс фрезерования называется «попутным» фрезерованием. При этом способе фрезерования толщина среза изменяется от максимального значения в точке В в начале входа зуба в контакт с заготовкой до нуля в точке А (при выходе зуба из контакта с заготовкой) .
Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка на зуб увеличивается постепенно, так как толщина среза изменяется от нуля при входе до максимума при выходе зуба из заготовки. Зуб фрезы работает из-под корки, выламывая корку снизу, фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая вместе с ней и стол станка, увеличивая зазоры между направляющими стола и станины, что при значительных нагрузках приводит к дрожанию и увеличению шероховатости обработанной поверхности.
При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, выбирая имеющиеся зазоры в направляющих стола и станины. Зуб фрезы начинает работать с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке.
Равномерность фрезерования. В процессе фрезерования прямозубой фрезой зуб фрезы входит в контакт с обрабатываемой заготовкой и выходит из него сразу по всей ширине фрезерования. Может оказаться, что в работе будет находиться только один зуб прямозубой фрезы, т. е. когда впереди идущий зуб уже вышел из контакта с обрабатываемой заготовкой, а следующий за ним зуб не вышел в контакт. В этом случае площадь поперечного сечения среза будет изменяться от нулевого значения до максимального с последующим падением до нуля или от максимального значения до нуля. Также неравномерно будет изменяться сила резания, а следовательно, будет неравномерная периодическая нагрузка на станок, инструмент и обрабатываемую заготовку. Это явления носит название неравномерности фрезерования. На рис. 36
Рис. 36. Схема работы однозубой (условной) фрезой
показана упрощенная схема работы прямозубой фрезы. На фрезе условно показан один зуб. Зуб врезается в заготовку сразу по всей ширине фрезерования. Фреза испытывает толчок. При дальнейшем повороте фрезы толщина стружки будет постепенно увеличиваться (положения 2, 3, 4), будет увеличиваться и сила резания. На участке 4-5 зуб фрезы одновременно выходит из обрабатываемого металла, и сила резания быстро уменьшается до нуля.
Как видно, нагрузка на зуб фрезы в процессе резания резко изменяется. Чем большее число зубьев будет участвовать в работе одновременно, тем более равномерным будет фрезерование. На рис. 37 показана схема работы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. Зуб такой фрезы врезается в
Рис. 37. Схема работы фрезы с винтовым зубом
обрабатываемую деталь не сразу по всей длине, а постепенно. На участке 1-3 площадь сечения срезаемого слоя (заштрихована) увеличивается, а значит, увеличивается и сила резания. На участке 3 -4 площадь сечения срезаемого слоя и силы резания оказываются постоянными. При дальнейшем движении зуба (участок 4-6) площадь сечения срезаемого слоя и сила резания постепенно уменьшаются. Таким образом, изменение силы резания при работе винтового зуба происходит более плавно, а на некоторых участках сила резания постоянна.
Для обеспечения равномерности фрезерования в работе одновременно должно участвовать не меньше двух зубьев фрезы. Каждый следующий зуб должен вступать в работу в тот момент, когда предыдущий начинает выходить из металла. Для выполнения этого условия нужно, чтобы в тот момент, когда один из двух зубьев попал в положение 6, второй зуб был в положении 1. Это возможно, если расстояние между двумя соседними зубьями фрезы, измеренное вдоль её оси (осевой шаг), должно быть равной ширине фрезерования В (см. рис. 34). Если в работе одновременно участвует более двух зубьев, то осевой шаг должен укладываться по ширине фрезерования целое число раз. Необходимым условием равномерного фрезерования является равенство или кратность (в целых числах) ширины фрезерования В осевому шагу фрезы.
При торцовом фрезеровании всегда имеет место неравномерность фрезерования. Чем больше число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы и чем больше отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы, тем больше будет равномерность фрезерования.
а max |
а max |
При встречном фрезеровании зуб постепенно врезается в металл,
и нагрузка увеличивается от нуля до максимального значения. Такой метод применяют при черновой обработке деталей, имеющих твердую поверхностную корку, так как зуб работает из-под корки. При этом усилия резания стремятся оторвать заготовку от поверхности стола, что при больших сечениях стружки приводит к вибрациям, ухудшению качества обработки.
При попутном фрезеровании зуб фрезы сразу подвергается максимальной нагрузке, заготовка прижимается к поверхности стола, что обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности, повышает стойкость режущего инструмента.
Основные работы, выполняемые на фрезерных станках,
И применяемый инструмент
Горизонтальные плоскости обрабатывают цилиндрическими фрезами (рис. 85, а ) на горизонтально-фрезерных станках либо торцевыми фрезами (рис. 85, б , в ) на вертикально-фрезерных и продольно-фрезерных станках.
Вертикальные плоскости обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках торцевыми или дисковыми фрезами, на продольно-фрезерных - торцевыми и на вертикально-фрезерных - концевыми фрезами (рис. 85, в , г , д ).
Наклонные плоскости и скосы обрабатывают на горизонтально-фрезер-ных станках угловыми фрезами (рис. 85, е ) или на вертикально-фрезерных станках с поворотной головкой - торцевыми (рис. 85, ж ). При этом шпиндельную головку с закрепленной в ней фрезой поворачивают на необходимый угол.
Прямоугольные пазы и уступы фрезеруют дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных или концевыми - на вертикально-фрезерных станках (рис. 85, з , и ).
Пазы Т-образные и типа «ласточкин хвост» фрезеруют на вертикально-фрезерном станке в два прохода. Ранее прорезают прямоугольный паз цилиндрической концевой фрезой, а затем окончательно обрабатывают паз фрезой соответствующего профиля (рис. 85, к , л ).
а б в г д |
В |
В |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V a |
S |
S |
S |
В |
е ж з и |
п р с |
1 |
2 |
3 |
4 |
Фасонные поверхности обрабатывают фасонными фрезами соответствующего профиля (рис. 85, п , р ), преимущественно на горизонтально-фрезерных станках, а сложные пространственные фасонные поверхности - на специальных копировально-фрезерных станках.Сложные поверхности , представляющие собой сочетания горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, а иногда и криволинейных поверхностей, часто фрезеруют набором фрез 1 , 2 , 3 , 4 на горизонтально- и продольно-фрезерных станках (рис. 85, с ).
Фрезерные станки
Существует много типов фрезерных станков: 1) консольно-фрезер-ные; 2) продольно-фрезерные; 3) фрезерные станки непрерывного действия; 4) шпоночно-фрезерные; 5) резьбофрезерные; 6) копировально-фрезерные; 7) специальныеи др.
Консольно-фрезерные станки имеют стол, на котором устанавливается приспособление с заготовкой, размещенный на консольной балке (консоли). Консоль может перемещаться по вертикальным направляющим станины. На этих станках можно выполнять разнообразные фрезерные работы.
Консольно-фрезерные станки подразделяют на горизонтально-фрезер-ные, универсально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсальные. У горизонтально-фрезерного станка ось шпинделя расположена горизонтально, поэтому на нем могут быть закреплены только дисковые или цилиндрические фрезы.
Вертикально-фрезерный станок устроен аналогично горизонтально-фрезерному, но ось шпинделя у него расположена вертикально. Фрезерование на этих станках осуществляется торцевыми и концевыми фрезами.
Фрезерование
в металлообработке, процесс резания металлов и др. твёрдых материалов фрезой (См. Фреза). Ф. применяется для обработки плоских и фасонных поверхностей (в т. ч. резьбовых поверхностей, зубчатых и червячных колёс) и осуществляется на фрезерных станках (См. Фрезерный станок). Схема Ф. цилиндрической фрезой показана на рис. 1
. Главное движение при Ф. - вращение инструмента, движение подачи - поступательное перемещение заготовки; скорость резания равна окружной скорости наиболее удалённых от оси фрезы точек её зубьев. При Ф. различают три вида подачи. Минутная подача S
(в мм/мин
); подача на один оборот фрезы S 0
(в мм/об
); подача на один зуб фрезы S z
(в мм/зуб
) - относительное перемещение фрезы и заготовки при повороте фрезы на один угловой шаг ε = S z характеризует интенсивность нагрузки зуба в процессе Ф. (стойкость фрезы) и вычисляется по формуле где z
- число зубьев фрезы, n
- частота вращения фрезы (об/мин
). Глубина резания t
(мм
) при Ф. - толщина срезаемого слоя металла, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности. Ширина Ф. В
(мм
) - ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном оси фрезы. Существуют две возможные схемы Ф.: против подачи (встречное Ф.), когда в нижней точке контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой векторы скорости резания и подачи противоположны (рис. 2
, а), и по подаче (попутное Ф.), когда эти векторы совпадают (рис. 2
, б), amax
- наибольшая толщина срезаемого слоя металла; Ψ - угол контакта фрезы. При черновом Ф. обычно применяется вторая схема, при чистовом Ф. - первая. Площадь поперечного сечения слоя металла, срезаемого зубом фрезы, меняется в каждый момент времени резания и, следовательно, меняются и действующие на зуб силы. Равномерное Ф. может быть достигнуто при использовании фрез с винтовыми зубьями, работа которых характеризуется примерным постоянством площади поперечного сечения срезаемого слоя металла. Основное технологическое время при Ф.: где L
- общая длина прохода заготовки (в мм
) относительно фрезы в направлении подачи, i
- число проходов. Скорость резания, допускаемая при Ф., зависит от типа фрезы, материала и геометрических параметров её режущей части и др. элементов, режима резания, состояния поверхностного слоя заготовки и т.п. (см. Обработка металлов резанием). В процессе Ф. возникают силы сопротивления резанию. По окружной силе может быть определён крутящий момент на шпинделе фрезерного станка. Осевая сила действует на подшипник шпинделя станка, устройство для закрепления заготовки, а также детали и узлы механизма подачи. Радиальная сила действует на опоры шпинделя и оправку, в которой закрепляется фреза. Горизонтальная сила нагружает механизм подачи и устройство для закрепления заготовки. В деревообработке Ф. может осуществляться также на фуговальных станках (См. Фуговальный станок), рейсмусовых станках (См. Рейсмусовый станок) и др. с помощью ножевых валов или головок со вставными ножами (см. Дереворежущий инструмент). Д. Л. Юдин.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия
.
1969-1978
.
- (фрезерная обработка) обработка материалов резанием с помощью фрезы. Фреза совершает вращательное, а заготовка преимущественно поступательное движение, как правило в направлении перпендикулярном оси вращения фрезы. Фреза и… … Википедия
ФРЕЗЕРОВАНИЕ, фрезерования, мн. нет, ср. (тех., с. х.). Действие по гл. фрезеровать. Фрезерование почвы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
Простругивание, прострагивание, фрезеровка Словарь русских синонимов. фрезерование сущ., кол во синонимов: 8 зубофрезерование (1) … Словарь синонимов
фрезерование - Лезвийная обработка с вращательным главным движением резания при постоянном радиусе его траектории, сообщаемым инструменту, и хотя бы одним движением подачи, направленным перпендикулярно оси главного движения резания [ГОСТ 25761 83] фрезерование… … Справочник технического переводчика
Фрезерование - – механическая обработка огнеупорного изделия фрезерным инструментом для получения канавок, пазов и различных углублений. [ГОСТ Р 52918 2008] Фрезерование – обработка материалов снятием стружки, при которой режущий инструмент, фреза,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
- (в металлообработке) обработка материалов резанием с помощью фрезы. Фреза совершает вращательное, а заготовка преимущественно поступательное движение. Осуществляется на фрезерных станках … Большой Энциклопедический словарь
Обработка металла или дерева фрезером с вращательным движением инструмента и поступательным движением обрабатываемого предмета. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
Процесс механ. (на станках) обработки изделий путем снятия стружки особым режущим инструментом фрезером со многими режущими ребрами (зубьями). При Ф. фрезер, укрепленный на вращающемся шпинделе станка, производит режущее движение, а… … Технический железнодорожный словарь
1) тех. обработка металла, дерева, пластмасс фрезой 1; 2) обработка почвы фрезой 2; 3) добыча фрезерного торфа (см. фреза 3) Большой словарь иностранных слов. Издательство «ИДДК», 2007 … Словарь иностранных слов русского языка
фрезерование - 3.20 фрезерование (milling): Получение образца в виде стружки или подготовка поверхности образца для анализа физическим методом, обработкой поверхности вращающейся фрезой с несколькими режущими лезвиями. Источник: ГОСТ Р ИСО 14284 2009: Сталь и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
1) обработка резанием различных материалов (металл, древесина, камень и др.) при вращательном движении инструмента – фрезы – и поступательном движении обрабатываемой заготовки. Фреза является многолезвийным режущим инструментом с зубьями,… … Энциклопедия техники
процесса фрезерования
Фрезерование является наиболее распространённым методом обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, а также резьб. Метод обеспечивает получение поверхностей 3-4 кл. точности (8-10кв.) при чистоте 4-7 кл. Режущим инструментом является фреза – многозубый инструмент, выполненный в виде тела вращения, на образующей или торце которого расположены режущие зубья с режущими кромками. Главное движение при фрезеровании – вращение фрезы, а движение подачи – поступательное движение заготовки, закреплённой на столе станка.
Различают два основных вида фрезерования: цилиндрическое и торцовое (рис.55)
Геометрия фрезы (рис.56)
Обычно зубья фрезы выполняются по винтовой линии под углом наклона зубьев к оси фрезы ω. У цилиндрической фрезы с винтовым зубом направление главной режущей кромки совпадает с направлением винтовой линии.
Передний угол γ рассматривается в плоскости перпендикулярной к главной режущей кромке (сеч. А-А) и расположен между касательной к передней поверхности и плоскостью перпендикулярной к плоскости резания.
Задний угол α рассматривается в плоскости, перпендикулярной оси фрезы (сеч. Б-Б) и расположен между касательной к задней поверхности и касательной к поверхности резания (плоскости резания)
3. Элементы режимов резания и срезаемого слоя при цилиндрическом фрезеровании (рис.44)
а) глубина резания t (мм) – величина срезаемого слоя в направлении перпендикулярном к обработанной поверхности;
б) подача S – при фрезеровании различают 3 вида подачи:
- минутная подача S м – величина перемещения заготовки относительно фрезы за 1 мин
S м = S z z n (мм/мин), где
- подача на 1 зуб фрезы S z (мм/зуб) – величина перемещения заготовки относительно фрезы за время её поворота на 1 зуб;
z – число зубьев фрезы; n – число оборотов(частота вращения) фрезы.
- подача на 1 оборот фрезы S о = S z z (мм/об)– величина перемещения заготовки относительно фрезы за 1 её оборот.
в) ширина фрезерования В – ширина обрабатываемой поверхности в направлении параллельном оси фрезы.
г) ширина среза b – длина соприкосновения режущей кромки зуба с обрабатываемой заготовкой. Для прямозубой фрезы b = В. При фрезеровании цилиндрической фрезой с винтовым зубом ширина срезаемого слоя величина переменная.
д) толщина среза а – переменная величина; в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой поверхностью а = min, а в момент выхода а = mаx (при попутном фрезеровании), при встречном – наоборот.
е) Скорость резания V рез – окружная скорость вращения фрезы. Первоначально определяется скорость, допускаемая режущими свойствами фрезы по аналитической формуле:
V рез = (м/мин);
Затем по найденной окружной скорости определяется число оборотов 9частота вращения) фрезы по формуле:
(об/мин),(мин -1)