Рекомендации по фрезерованию

Сегодня в серии публикаций материалов из учебника Ловыгина А.А., Васильева А.В. и Кривцова С.Ю. глава с рекомендациями по фрезерованию на станках с ЧПУ:

Выбор диаметра фрезы

Зависит, как правило, от ширины обрабатываемой заготовки, а также от мощностных характеристик станка. При этом важным фактором, определяющим успешное выполнение операции фрезерования, является взаимное расположение обрабатываемой поверхности и фрезы.

Ширина фрезерования особенно сильно влияет на выбор диаметра фрезы при обработке торцовыми фрезами. В этом случае рекомендуется выбирать диаметр фрезы, превышающий ширину фрезерования на 20 - 50%.

Если обработка может быть произведена за несколько проходов, то ширина резания за каждый проход должна быть равной 3/4 диаметра фрезы. При этом формирование стружки и нагрузка на режущую кромку будут оптимальными.

Когда диаметр фрезы значительно превышает ширину заготовки, то ось фрезы следует сместить с оси симметрии заготовки. Конечно, близкое расположение оси фрезы к оси заготовки позволяет обеспечить наикратчайший путь зубьев фрезы в металле, надежное формирование стружки на входе и благоприятную ситуацию относительно ударных нагрузок на пластину. Но когда ось фрезы расположена точно по оси симметрии заготовки, циклическое изменение силы резания при врезании и выходе может привести к возникновению вибраций, которые приведут к повреждению пластины и плохой шероховатости поверхности.

Рис. 2.10. Варианты расположения фрезы относительно заготовки.

При торцовом фрезеровании по возможности избегайте фрезерования плоскостей с пересечением пазов и отверстий, так как при этом режущие кромки будут работать в неудовлетворительных условиях прерывистого резания. Выполняйте операцию изготовления отверстий после фрезерования. Если такой вариант невозможен, то при пересечении фрезой отверстия снижайте величину подачи на 50% от рекомендованной.

При обработке больших плоскостей старайтесь не прерывать контакт фрезы с заготовкой, обходя поверхность по периметру, а не за несколько параллельных проходов. Обработку углов необходимо осуществлять по радиусу, превышающему радиус фрезы, чтобы исключить возможность возникновения вибраций, связанных с резким увеличением угла охвата фрезы.

При обработке закрытого паза (замкнутой области) основная проблема заключается в трудности первоначального входа инструмента в материал заготовки, так как большинство концевых фрез плохо работают на засверливание. Существует несколько способов решения этой проблемы. Самый простой выход из ситуации - предварительно просверлить технологическое отверстие и затем спокойно опустить в него фрезу. Более интересные способы - маятниковое и спиральное врезание. В этом случае отпадает необходимость предварительного сверления, режущий инструмент входит в материал заготовки плавно.

Для вертикального входа инструмента желательно заранее просверлить отверстие на глубину последующего фрезерования

Маятниковое фрезерование

Траектория спирального врезания с выходом в плоскость обработки.

Фрезерование тонкостенных деталей

Особую осторожность нужно соблюдать при обработке тонкостенных карманов. Желательно, чтобы материал выбирался постепенно и обязательно при попутном способе фрезерования. В противном случае появляется вероятность “подрыва” тонкой стенки.

Обрабатывая внутренние радиуса, старайтесь, чтобы радиус фрезы был немного меньше, чем радиус в углу кармана (контура). Дело в том, что в момент, когда фреза входит в угол, ширина фрезерования возрастает скачкообразно, что может привести к “подхвату” инструмента и, как следствие, подрезать обрабатываемый контур или сломать фрезу. При назначении диаметра фрезы для черновой обработки внутренних радиусов желательно, чтобы оставляемый в углах припуск не превышал (0.20*D), где D - диаметр последующей чистовой фрезы.

При обработке глубоких контуров и уступов необходимо обеспечить достаточную жесткость инструмента, во избежание его отжима и исключения “конусности” обработанной поверхности. Желательно, чтобы диаметр инструмента D удовлетворял условию H<2.5D, где Н - максимальная высота стенки обрабатываемой детали. Часто фрезерование производится в два этапа: черновой - контур обрабатывается послойно с небольшим припуском, чистовой - оставшийся припуск удаляется за один проход фрезы на финальной глубине.

При выполнении чернового и особенно чистового фрезерования инструмент следует подводить к обрабатываемой поверхности по касательной или по прямой линии под острым углом. Следуя этому правило необходимо и отводить инструмент. Дело в том, что при первоначальном врезании в материал заготовки фреза подвергается резкой нагрузке, что может привести к ее поломке или к тому, что на поверхности детали в месте входа фрезы в материал останется след или неровность. Если врезание будет плавным, то нагрузка на инструмент будет возрастать постепенно и поверхность останется “чистой”.

Простейшие способы подвода инструмента