Обробка металів різанням. Фрезерування

Типи фрезерних верстатів
Типи фрез і основні види фрезерних робіт
Елементи будови та елементи різальної частини фрези
Пристрої та обладнання фрезерних верстатів
Схеми фрезерування
Елементи режиму різання

1. Фрезерування

2. Типи фрезерних верстатів Типи фрез і основні види фрезерних робіт Елементи будови та елементи різальної частини фрези Пристрої та обладнання фрезерних верстатів Схеми фрезерування Елементи режиму різання

3. Фрезерування — це процес механічної обробки металу , при якому різальний інструмент (фреза) виконує головний рух обертання ( Dr ) навколо своєї осі, а рух подачі ( Ds.) виконує заготовка. Фреза - це різальний інструмент у вигляді тіла обертання, на поверхні якого розміщені різальні зуби. При фрезеруванні кожен зуб фрези знаходиться в контакті з заготовкою лише малий проміжок часу, більшість часу він проходить по повітрі, тим самим охолоджуючись. Тому стійкість фрез набагато більша від стійкості токарних різців, в яких різальна кромка під час точіння знаходиться в контакті з заготовкою постійно. Фрезерування один із найбільш продуктивних методів обробки металів різанням..

4. Типи фрезерних верстатів . В залежності від виду обробки заготовки, а також умов виробництв розрізняють фрезерні верстати загального призначення та спеціалізовані. Верстати загального призначення : горизонтально-фрезерний вертикально-фрезерний, безконсольно -фрезерний , поздовжньо-фрезерний , двох-стійковий фрезерний карусельно-фрезерний

5. Верстати спеціалізованого призначення копіровально -фрезерні шліце- і шпонко-фрезерні барабанні фрезерні фрезерні верстати з ЧПК

6. Типи фрез і основні види фрезерних робіт Виготовляють фрези суцільними та з вставними зубами ( ножами ). Суцільні фрези , як правило, виготовляють із швидкоріза - льної сталі . Фрези з вставними зубами виготовляють із швидко - різальної сталі , або оснащують пластинками із твердих сплавів , при цьому корпус виготовляють із конструкційної сталі (сталь 45, сталь 45Х, сталь 50Х)

7. Види фрезерних робіт: а – обробка площин ; б – фрезерування прямолінійних пазів, канавок; в – обробка пазів площин і фасонних поверхонь; г – обробка горизонтальних площин торцевою фрезою; д – нарізання зубчатих коліс; е – обробка деталей півкруглим профілем; ж – прорізування канавок кутового профілю

8. Елементи будови та елементи різальної частини фрези

9. Кожен зуб фрези можна розглядати, як найпростіший інструмент – різець (у циліндричної фрези – стругальний різець, торцевих ― прохідний токарний, дискові пазові ― канавковий різець, відрізні фрези пили ― відрізний різець). Поверхні і різальні кромки різальної частини (зубів) фрез, по аналогії з різцями, мають наступні назви: Передня поверхня зуба А γ ― поверхня, по якій в процесі різання сходить стружка. Задня поверхня зуба А α ― поверхня, обернена в процесі різання до поверхні різання на деталі. Ширина задньої поверхні зуба (фаска f) ― віддаль від різальної кромки до лінії перетину задньої поверхні зуба з його спинкою, яка вимірюється в напрямку перпендикулярному до різальної кромки. Спинка зуба  ― поверхня суміжна з передньою поверхнею одного зуба і задньою поверхнею сусіднього. Вона може бути плоскою, ламаною і криволінійною. Висота зуба h  ― віддаль між точкою різальної кромки зуба і дном канавки, виміряна в радіальному січенні фрези перпендикулярно до його осі. Гострокінцевий зуб  ― зуб, що загострюють тільки по задній поверхні. Затилований зуб  ― зуб, що загострюють тільки по передні поверхні. Величина затилування ( k)  ― величина пониження кривої затилування між головними різальними кромками двох сусідніх зубів. Канавка  ― виїмка для відводу стружки, обмежена передньою поверхнею одного зуба і спинкою сусіднього зуба. Канавки поділяються на прямі і гвинтові. Канавка пряма  ― канавка, паралельна осі фрези. Канавка гвинтова права  ― канавка, направлена по гвинтовій лінії зліва в верх на право. Канавка гвинтова ліва  ― канавка, направлена по гвинтовій лінії з підйомом з права на ліво. Торцева площина  ― площина фрези, перпендикулярна її осі. Осьова площина  ― площина, що проходить через вісь фрези і розглядувану точку головної різальної кромки (леза). Головна різальна кромка  ― лінія утворена перетином передньої і головної задньої поверхні зуба.

10. Широке поширення отримали збірні фрези зі вставними ножами зі швидкорізальної сталі або твердого сплаву (рис. 8.7, а-е) і з механічним кріпленням ріжучих пластин. Для одночасного фрезерування кількох поверхонь застосовують набір фрез, зістикованих за допомогою циліндричних виточок на торцях фрез. Широко застосовують збірні конструкції фрез з переточувальними твердосплавними пластинами. Механічне кріплення пластин дає можливість їх повороту, для поновлення ріжучої кромки і дозволяє використовувати фрези без перекачування. Після повного зносу пластина швидко замінюється новою.

11. Пристрої та обладнання фрезерних верстатів Для установки і закріплення заготовок на фрезерному верстаті застосовуються прихвати, кутові плити , призми та машинні лещата . Типи прихватів : а – плиточні ; б – вилкоподібні ; в – коритоподібні ; г – вигнуті ніверсальні Прихвати застосовуються для закріплення заготовок складної форми , або великих габаритних розмірів на столі верстату . прихвати мають овальні отвори для переміщення прихвата від носно заготовки, яка обробляється. Закріплення заготовки на столі верстату за допомогою прихвату: 1 – стіл ; 2 – прихват; 3 – гайка; 4 – болт; 5 -заготовка

12. Кутові плити : а – звичайна кутова плита; б – універсальне кутова плита Кутові плити застосовують для установки та кріплення заго - товок , які мають дві площини і які розміщенні під кутом 90° Фрезерування шпонкових пазів і лисок в валах виконується при кріпленні останніх в. Для коротких заготовок достатньо однієї призми . При великій довжині вала 2 заготовку закріплюють на двох призмах

13. Поворотні лещата відрізняються від звичайних тим , що верхня частина лещат разом із заготовкою може бути повернута на необхідний кут. Універсальні лещата можуть повертатись не тільки в горизонтальній , але і в вертикальній площині , їх застосо - вують при фрезеруванні площин , які розміщені під кутом до горизонтальної площини .

14. Залежно від напрямку обертання фрези та напрямку подачі розрізняють зустрічне фрезерування (коли заготовка, яка обертається, подається назустріч обертанню фрези) і попутне (коли напрям обертання фрези та напрям подачі збігається) При зу стрічному фрезеруванні товщина шару металу , що зрізується зубом фрези змінюється від 0 до аmax Поступове збільшення товщини зрізувального шару сприяє плавній роботі фре зи , але при цій схемі фреза швидко зношується Зустрічне фрезерування Попутне фрезерування При попутному фрезеруванні в момент врізанння зуба відбу вається удар, оскільки знімається шар найбільшої товщини амах , який поступово зменшується до 0. Зменшення товщини шару, який зрізається і те, що сила різання намагається притиснути заготовку, що обробляється, до столу верстату, сприяє під вищенню чистоти та точності обробленої поверхні . Зустрічне фрезерування доцільно використовувати при чор - новій обробці , особливо заготовок з кіркою або окалиною, попутне при напівчистовій і чистовій обробці , коли вже знято кірку та потрібна висока чистота обробленої поверхні Схеми фрезерування

15. Елементи режиму різання . До елементів режиму різання при фрезеруванні відносяться : глибина різання , подача, швидкість різання та ширина фрезерування . Глибина різання t (мм), виміряна перпендикулярно до обробленої поверхні та рівна товщині шару металу , який знімається за один прохід . Глибина зв'язана з чистотою обробленої поверхні та припуском на механічну обробку . Чим менша глибина різання , тим вища чистота обробленої поверхні . Подача – це поступальне або обертальне переміщення деталі, яка обертається відносно осі фрези. При фрезеруванні розрізняють такі подачі: Подача на один зуб фрези – переміщення заготовки при повертанні фрези на кут між двома сусідніми зубами, Sz (мм/зуб); Подача на один оберт фрези , S o (мм/ оберт ) Зв'язок між по дачею на один зуб і на один оберт наступний : S o = Sz・z , де z – число зубів фрези ; Подача за одну хвилину SХВ (мм/ хв ). Зв'язок між перерахо ваними вище подачами наступний: Sхв = S n = Sz z n, де n – число обертів за хвилину .

16. Вихідною величиною при чорновому фрезеруванні є подача на один зуб ( Sz ), при чистовому фрезеруванні – на один оберт фрези ( Sо ), по якій потім вираховують величину на один зуб SZ = S0/Z . Швидкість різання – це колова швидкість найбільш віддаленої від осі обертання точки різальної кромки фрези V ( м/хв): де D – діаметр заготовки, n – число обертів фрези за хвилину. Ширина фрезерування – це довжина поверхні контакту фрези з оброблюваною заготовкою, яка виміряна в напрямку перпендикулярному до напрямку подачі, b ( мм).  

17. Площа поперечного зрізу Маючи ширину фрезерування можна порахувати площу поперечного зрізу при фрезеруванні циліндричною прямозубою фрезою. Для одного зуба: f= a·b , (мм2), де а – товщина зрізу в мм. При фрезеруванні циліндричною прямозубою фрезою, площа поперечного зрізу – величина перемінна (періодично змінюється в процесі фрезерування), так як в кожний окремий момент часу в роботі знаходиться неоднакове число зубів. Тому сила, момент і потужність різання періодично змінюється. Чим більша кількість зубів знаходиться одночасно в роботі, тим більш спокійно протікає процес фрезерування. Тому фрези з гвинтовими зубами забезпечують плавну роботу, оскільки врізання зубів і вихід їх з контакту відбувається неодночасно по всій ширині, а поступово. Тому ці фрези набули значного поширення.