Фрезерование плоских поверхностей.
Геометрически плоской поверхность считается в случае: если, соединив любые две точки, принадлежащие поверхности, прямой все точки этой прямой будут находиться на поверхности. Качество плоской поверхности легко проверить, приложив к ней ребро лекальной линейки. Чем меньше образующийся зазор, тем выше качество поверхности. Качество обработки плоскостей характеризуется следующими показателями:
- точность размеров, т.е. соответствие фактических размеров детали, указанным на чертеже;
- допустимые отклонения от правильной геометрической формы полученной поверхности не должны выходить за пределы допуска на неточность изготовления (допуск прямолинейности, допуск плоскостности).
- отклонение расположения отдельных граней детали относительно других поверхностей должны быть в заданных пределах (отклонение от параллельности, перпендикулярности, наклона, симметричности и др.)
При фрезеровании плоскостей торцовыми и цилиндрическими фрезами различают: грубую черновую, черновую, получистовую, чистовую обработку. Грубая черновая обработка – обработка с большим и неравномерным припуском – более 8 мм, а также работа по корке. Черновая обработка – обработка плоскостей с относительно равномерным припуском, без корки, с глубиной резания от 3 до 8 мм. Получистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания от 1,5 до 3 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Rz=40 мкм. Чистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания до 1,5 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Ra=20 мкм.
Фрезерование цилиндрическими фрезами. Зубья цилиндрической фрезы располагаются по винтовой линии с определенным углом наклона винтовой канавки ω. Основными размерами цилиндрических фрез являются длина фрезы L, диаметр фрезы D, диаметр отверстия d, число зубьев z.
По направлению вращения фрезы делят на право- и леворежущие. Выбор типа и размера фрезы зависит от конкретных условий обработки. Фрезы с крупным зубом применяют при черновой обработке, с мелким при получистовой и чистовой.
Выбор оптимального размера фрезы для заданных условий можно осуществить по следующей номограмме:
 |
Порядок пользования номограммой следующий: сначала выбирается длина фрезы в соответствии с шириной фрезерования. При этом длина фрезы должна быть больше ширины фрезерования на 5%. Далее в соответствии с условиями обработки определяется диаметр посадочного отверстия, затем диаметр фрезы, и наконец число зубьев. При этом используются следующие обозначения: Т – труднообрабатываемые материалы; С – материалы средней трудности обработки; Л – легкообрабатываемые материалы. I – черновая обработка; II – чистовая обработка.
Фрезерование торцевыми фрезами по сравнению с цилиндрическими имеет ряд преимуществ. Более жесткое крепление на оправке или шпинделе, более плавная работа большого числа одновременно работающих зубьев. Поэтому обработку плоскостей целесообразно производить торцевыми фрезами.
Основными размерами торцевых фрез являются диаметр, длина, диаметр отверстия, число зубьев. Стандартом предусмотрено, что у торцовых фрез, каждому диаметру фрезы соответствует определенное значение длины, диаметра отверстия, и числа зубьев. Данное обстоятельство следует учитывать при выборе типа фрезы.
Диаметр фрезы в зависимости от ширины фрезерования t выбирается по следующей формуле:
Однако минимально возможный диаметр фрезы выбирают из соотношения:
Фрезы меньшего диаметра имеют меньшую стоимость, а соответственно им необходимо отдавать предпочтение. Также предпочтение следует отдавать фрезам оснащенным пластинами из твердого сплава, минимально возможного для данной ширины фрезерования, диаметра, так как при этом сокращается основное машинное время обработки за счет увеличения минутной подачи. Для повышения чистоты обработки необходимо снизить подачу на зуб, и увеличить скорость резания.
Фрезерование набором фрез осуществляют группой фрез установленных на одной оправке. Такой метод позволяет одновременно обработать несколько поверхностей. Применение набора фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве.
При фрезеровании плоских поверхностей цилиндрическими и торцовыми фрезами, возможны следующие виды дефектов:
Несоблюдение размеров детали;
Погрешности формы, возникает в случае обработки заготовок с большим и особенно неравномерным припуском, а также при недостаточной жесткости технологической системы;
Погрешности расположения обработанных плоскостей. Причина – неправильная установка заготовки, плохая очистка опорной поверхности приспособления от стружки, наличие заусенцев на установочной поверхности детали. При работе набором фрез указанный дефект может возникнуть вследствие неправильного расположения фрез на оправке;
Повышенная шероховатость может возникнуть при неправильной заточке фрезы, большого износа режущих кромок, неправильного выбора режимов резания, недостаточно жесткой системе СПИД;
Эффект подрезания возникает в случае остановки подачи, когда рабочий ход не закончен. При этом фреза продолжает вращении и врезается в заготовку под действием упругих сил оправки, которая ранее (до выключения подачи) под действием сил резания была изогнута. Другим условием возникновения эффекта подрезания является наличие большого зазора в соединении винт-гайка, при попутном фрезеровании. В этом случае процесс резания протекает толчками. Если своевременно не прекратить обработку, то дальнейшая работа может привести, кроме порчи обработанной поверхности, к износу винтовой пары, поломки оправки или фрезы. В этом случае необходимо использовать метод встречного фрезерования. Однако следует учитывать, что при встречном фрезеровании эффект подрезания может возникнуть если установлена слишком большая подача на зуб.
Вибрации отрицательно сказываются на качестве обработанной поверхности. Вибрации при фрезеровании возникают из-за неравномерности процесса резания. Для уменьшения вибраций необходимо стремиться к тому, чтобы число одновременно работающих зубьев фрезы было как можно больше, соблюдать условия попутного и встречного фрезерования, а также условие равномерности фрезерования.