Как работает фрезер по металлу

Обновлено: 18.05.2024

Многим людям необходимо знать, что это такое — фрезерование металла. Не менее значимый момент — то, как проводится обработка заготовок, каковы ее основы для начинающих. Отдельный момент — общие правила фрезерования на станках с ЧПУ.

Что это такое?

Сущность операции фрезерования металла — это обработка заготовок с созданием плоских и фасонных изделий. Для подобной работы применяется фреза. Считается, что эта методика введена в оборот во второй половине XVII столетия в Китае. Разумеется, о механизированных приводах речи не было.

Станину из прочного металла заменяла крепкая каменная плита, а в движение части оборудования приводились мускульной силой мулов.

Более совершенный вариант применялся в промышленности европейских стран уже на рубеже XVIII-XIX столетий. Один из типов подходящего станка был предложен известным изобретателем Эли Уитни. Но ближе всего к современному фрезерному оборудованию оказался аппарат, представленный в США в середине 1830-х годов. Первоначально такие станки применялись в ВПК, и лишь затем ими заинтересовалась мирная промышленность. Еще около 30 лет понадобилось для перехода от деревянных к цельнометаллическим станкам.

Фрезерование делится на целый ряд частных операций:

наладку и настройку;

перемещение по мере надобности.

Однако ручная методика фрезеровки даже у самых опытных мастеров нередко дает сбои. Особенно тяжело проходить без ошибок криволинейные зоны. Их обрабатывают с максимальной тщательностью, и все равно вероятность промаха велика.

Решить проблему помогает использование систем с ЧПУ, нарезающих металл очень точно.

Усовершенствование разработок продолжается, и в ряде случаев целесообразно применение фрезерных станков с лазерной рабочей головкой.

За счет фрезеровки:

пилят детали на различное число частей;

покрывают ее узорами;

сверлят отверстие (с резьбой внутри или снаружи, а также без всякой резьбы).

Фрезеровщики всегда пользуются массой разнородных фрез. Их подбор и установка определяются тем, как должна идти обработка. Большую роль играет и угол резания заготовки. Фрезерование применяют практически в любых отраслях промышленности. Наиболее велико его значение в:

производстве автомобилей и самолетов;

черновой подготовке металлических деталей;

Не стоит думать, что ручное фрезерование и работа на станках с ЧПУ исчерпывают все разнообразие манипуляций. К их числу также относится попутная и встречная фрезерная обработка.

Движение «по пути» подразумевает перемещение фрезы и заготовки по одной траектории. Обрабатываемое изделие присоединяется к станине естественным образом.

Потому потребность в усиленной фиксации ее отпадает.

Зубья на режущей кромке будут изнашиваться меньше. Удается снимать припуск плавно. Стружки почти не препятствуют движению ножа. Однако подобный метод плохо проявляет себя в работе с грубыми поверхностями. Также минусом будет повреждение лезвия от контакта с твердыми включениями и потребность применять только жесткие станки.

Свойства встречной фрезеровки:

мягкость и ограничение нагрузки на механизм;

ограниченная деформация обрабатываемого сырья;

потребность в очень надежной фиксации заготовки;

чрезмерный износ инструмента на повышенных скоростях;

высокая вероятность засорения зоны резки образующейся стружкой.

Также стоит упомянуть фрезеровку:

цилиндровой и торцевой оснасткой;

уступов при помощи дискового трехстороннего инструмента;

шлицевых канавок на валах;

Особняком стоит химическое фрезерование. Для снятия поверхностного слоя применяются специальные реактивы. Процесс проходит сравнительно быстро. Тепловые и механические воздействия на заготовку окажутся очень малы. Что немаловажно, методика пригодна для очень твердых и особо мягких металлов, которые механически обработать нельзя или крайне трудно.

Этапы технологического процесса

Но все равно в большинстве случаев фрезерная обработка подразумевает использование механических приспособлений. Раньше всего заготовки аккуратно подводят к рабочей зоне. Фреза в этот момент уже должна вращаться. После отведения стола отключают шпиндель и вновь включают его лишь после задания нужной глубины прореза. Следующий шаг — подводка стола с закрепленным на нем изделием к стыковке с фрезой.

Полезные рекомендации

Охарактеризовать даже основы для начинающих в полном объеме можно было бы разве только в целом учебнике. Однако некоторые советы могут быть даны уже тут. Цилиндрические фрезы подходят только такие, которые на 10-15 мм длиннее обрабатываемого изделия. Сечение инструмента подбирают сообразно толщине и ширине прореза.

Торцевые фрезы стоит использовать в тех случаях, когда требуется сократить уровень шума.

Станочники, в том числе и фрезеровщики, обязательно должны соблюдать требования техники безопасности. Да, в домашних условиях можно не вести журналы, но тем важнее самодисциплина. На рабочем месте обязательно должно быть чисто.

В идеале там присутствуют лишь:

Перед началом работы следует проверять, исправен ли станок. Его запускают в холостом режиме, постепенно поднимая обороты. 2-3 минуты прогона хватает для проверки, а при остановке смотрят, насколько надежны тормоза.

Заготовка и оснастка должны крепиться очень стабильно. Прихваты заготовки должны быть максимально близко к обрабатываемой поверхности, поскольку там нагрузка наиболее велика. Нарушение этого правила грозит либо сдвигом и порчей заготовки, либо даже травмированием самих операторов.

Следует непременно использовать индивидуальные защитные средства. Речь прежде всего идет о защитных очках, но спецодежда также совершенно необходима. Надо всегда следить за плотностью прилегания манжетов к запястьям. Последовательность исполняемых работ по технологии должна соблюдаться строго. Менять режущую оснастку и обрабатываемую деталь можно только при отключении станка.

Подводка заготовки к фрезе должна быть плавной (во избежание удара). Режим фрезеровки должен подбираться с учетом необходимого темпа вращения шпинделя и глубины прореза. Мягкий алюминий обрабатывают обычно на скорости 1500 витков за минуту. При манипуляциях с твердой инструментальной сталью темп понижают до 600 оборотов.

Габариты режущей части подбирают сообразно обрабатываемой площади. Максимально эффективную помощь тут окажет специальная литература.

Техническое состояние станка надо контролировать постоянно. Когда работа окончена, все основные части следует очищать. Сдувание мусора и отходов недопустимо — его обязательно сметают щетками и кисточками. Пятна масла убирают тканью, пропитанной керосином. Работать с фрезами диаметром свыше 10 мм удобнее всего с помощью револьверного упора. При работе, особенно с параллельным упором, фрезер неизбежно тянет в сторону, и придется просто учитывать это обстоятельство.

Фрезерная обработка металла: основные принципы и сведения

Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.

Назначение фрезерной обработки

При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.

Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.

Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.

Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.

Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.

Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
Зубчатое.
Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Технологические этапы процесса

Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:

Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
Запускают шпиндель.
Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.

Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на токарно-фрезерных станках, оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.

Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.

Как выбрать фрезерный станок по металлу

Фрезерование – это обработка любых материалов с помощью специального режущего инструмента, который вращается при поступательном движении детали под его острую кромку. Без проведения фрезерных работ, касающихся выборки металла с поверхности заготовки, не обходится практически ни одна серьезная обработка сложных изделий. Любая мастерская или ремонтный цех не могут обойтись без выбора и для дальнейшего применения специализированных станков и механизмов, предназначенных для сверления, заточки или любых других обработок поверхностей механическим способом, тем более без фрезерования.

Выбираем тип фрезерного станка

Существует достаточно много типов фрезерных станков. Каждый из этих типов станков имеет свои функции, область применения и выбирается для использования в определенном направлении. Для того чтобы выбрать станок по металлу, который необходим для работы небольшого цеха или мастерской, и использовать его с максимальной эффективностью, надо разобраться с их классификацией и уточнить возможности механизма.

Работа станка, основана на движении фрезы, специального режущего приспособления, закрепленного на шпинделе. Когда инструмент начинает движение, к нему подается заготовка – с поворотом стола устройства: вручную или в режиме «автомат», с запрограммированным прохождением заготовки под фрезой. В зависимости от типа выбранного станка, можно резать поверхность материала горизонтально, делать в нем «выборку» по схеме чертежа, обрабатывать торцевые части, резать заготовку по спирали или делать в ней надрезы в определенной последовательности, согласно чертежу и размеров.

Конструкторами разработано значительное количество модификаций фрезерных станков, применяемых для обработки материалов фрезерованием. Однако, есть перечень наиболее необходимых в производстве, которые считаются основными.

Фрезерные станки, в соответствии со способом обработки поверхности изделия, делятся на определенные группы, со своими подгруппами и типами. Самыми популярными типами, являются станки с размещением режущего инструмента горизонтально, вертикально, а также универсальные. Для того чтобы выбрать фрезерный станок, который обеспечит успешную производственную деятельность, надо знать возможности оборудования.

При выборе фрезерного станка, следует опираться на следующие показатели:

мощность, от которой будут зависеть энергопотребление и производительность;
размер стола, определяющий максимальную длину обрабатываемого изделия;
скорость вращения шпинделя, от которой зависят возможности станка по материалу, который будет обрабатываться и использование соответствующей оснастки.

Универсально-фрезерные

Металлообрабатывающие станки такого типа, имеют шпиндель, размещенный горизонтально и предназначаются для резки сравнительно небольших по размеру и весу заготовок. Подобное оборудование производит резку деталей инструментами различного типа: дисковых, цилиндрических, угловых, концевых, фасонных и торцевых. Такие станки, вне зависимости от выбранной модификации, позволяют обрабатывать поверхности металлических заготовок вертикально, делать горизонтальные фаски и винтовую нарезку, пазы и углы в деталях. При необходимости дополнительных операций, связанных с делением или винтовым перемещением заготовки под кромкой фрезы, действия выполняются вручную, с применением дополнительного оборудования, которое закреплено на столе.

При выборе таких моделей нужно учесть, что их конструкция достаточно сложная. Основные механизмы расположены на станине, с расположенным внутри корпуса узлом шпинделя и коробкой передач. Оправка с режущим инструментом, удерживается хоботом с подвесками. Консоль с коробкой передач механизма, перемещается по вертикальным направляющим. Поворотный механизм, предназначающийся для разворотов стола вокруг оси на 45 гр., расположен на салазках направляющих консоли. Благодаря такому инженерному решению, стол с закрепленной деталью, может направляться по отношению к режущей кромке инструмента по металлу горизонтально, под любым углом.

Горизонтально-фрезерные

Такой тип, является одним из самых распространенных. Этот вариант очень простой в практической работе и техническом уходе. Представляет собой станину механизма с горизонтальным шпинделем, на котором располагается фреза, коробку передач и стол, перемещающийся горизонтально, вертикально и перпендикулярно. Станки подобного типа не только простые, они еще и надежные – что дает возможность выбрать их в качестве оборудования для любой ремонтной мастерской.

Горизонтальный фрезерный станок

Широкоуниверсальные

Эти фрезерные станки имеют дополнительную головку шпинделя, находящуюся на подвижном хоботе. Благодаря такому инженерному решению, режущий инструмент можно разворачивать под любым углом по отношению к детали в двух разных плоскостях. Подобные изделия способны обеспечивать резку металла как раздельно, так и одновременно, двумя шпинделями с установленным инструментом. Большую степень универсальности таким станкам по металлу, придает монтаж накладной фрезерной головки, которая устанавливается на поворотной. Подобный вариант станков по металлу позволяет не только фрезеровать заготовку, но и сверлить, зенкеровать или растачивать деталь, поэтому достаточно часто входят в список рассматриваемых при выборе оборудования.

В модификациях станков, консоли нет, вместо нее по направляющим станины передвигается каретка, позволяющая крепить стол и вспомогательное оборудование. Такое оборудование является универсальным, его выбирают для обработки металла на экспериментальных предприятиях и инструментальных цехах.

Вертикальные консольно-фрезерные

Эти станки по металлу, в отличие от предыдущих образцов, имеют вертикальное размещение шпинделя. Некоторые модификации позволяют смещать вдоль оси шпиндель и делать его горизонтальные повороты, что существенно расширяет функции станка. Фреза вставляется в специальный конус в оправке. Фрезерование металла на таких станках, может производиться не только за счет подъема стола, но и с помощью вертикальных операций режущим инструментом. Благодаря использованию специальной оправки, обработку изделий на оборудовании такого типа можно производить и дисковыми фрезами.

Вертикальный фрезерный станок

Бесконсольные станки

Такие станки по металлу дают возможность заниматься фрезерованием вертикальных, горизонтальных, наклонных поверхностей и пазов и было сконструировано для работы по металлу на заготовках крупных габаритов и значительного веса. На таких станках, консоли нет, перемещение салазок и стола осуществляется по направляющим станины, закрепленной в фундаменте.

Благодаря инженерному решению, конструкция фрезерного оборудования, обладающего высокой жесткостью, дает возможность производить резку металла с большей точностью, чем станки консольного типа и обрабатывать крупногабаритные заготовки с большой массой. На таких станках, шпиндельная головка, которая является одновременно и коробкой передач, передвигается по направляющим. Шпиндель с гильзой перемещается по оси для установки фрезы по металлу на нужный размер.

Бесконсольный фрезерный станок

Особенности выбора

Выбирая фрезерный станок, необходимо обратить внимание на несколько характеристик.

Видео о фрезерных станках

Режимы резания при фрезеровании на станках

Поверхностная обработка заготовок методом фрезерования может проводиться исключительно после разработки технологической карты, в которой указываются основные режимы обработки. Подобной работой, как правило, занимается специалист, прошедший специальную подготовку. Режимы резания при фрезеровании могут зависеть от самых различных показателей, к примеру, типа материала и используемого инструмента. Основные показатели на фрезерном станке могут устанавливаться вручную, также проводится указание показателей на блоке числового программного управления. Особое внимание заслуживает резьбофрезерование, так как получаемые изделия характеризуются довольно большим количеством различных параметров. Рассмотрим особенности выбора режимов резания при фрезеровании подробно.

Скорость резания

Наиболее важным режимом при фрезеровании можно назвать скорость резания. Он определяет то, за какой период времени будет снят определенный слой материала с поверхности. На большинстве станков устанавливается постоянная скорость резания. При выборе подходящего показателя учитывается тип материала заготовки:

При работе с нержавейкой скорость резания 45-95 м/мин. За счет добавления в состав различных химических элементов твердость и другие показатели меняются, снижается степень обрабатываемости.
Бронза считается более мягким составом, поэтому подобный режим при фрезеровании может выбираться в диапазоне от 90-150 м/мин. Она применяется при изготовлении самых различных изделий.
Довольно большое распространение получила латунь. Она применяется при изготовлении запорных элементов и различных клапанов. Мягкость сплава позволяет повысить скорость резания до 130-320 м/мин. Латуни склонны к повышению пластичности при сильном нагреве.
Алюминиевые сплавы сегодня весьма распространены. При этом встречается несколько вариантов исполнения, которые обладают различными эксплуатационными характеристиками. Именно поэтому режим фрезерования варьирует в пределе от 200 до 420 м/мин. Стоит учитывать, что алюминий относится к сплавам с низкой температурой плавления. Именно поэтому при высокой скорости обработки есть вероятность существенного повышения показателя пластичности.

Встречается довольно большое количество таблиц, которые применяются для определения основных режимов работы. Формула для определения оборотов скорости резания выглядит следующим образом: n=1000 V/D, где учитывается рекомендуемая скорость резания и диаметр применяемой фрезы. Подобная формула позволяет определить количество оборотов для всех видов обрабатываемых материалов.

Рассматриваемый режим фрезерования измеряется в метрах в минуту режущие части. Стоит учитывать, что специалисты не рекомендуют гонять шпиндель на максимальных оборотах, так как существенно повышается износ и есть вероятность повреждения инструмента. Поэтому полученный результат уменьшается примерно на 10-15%. С учетом этого параметра проводится выбор наиболее подходящего инструмента.

Скорость вращения инструмента определяет следующее:

Качество получаемой поверхности. Для финишной технологической операции выбирается наибольший параметр. За счет осевого вращения с большим количеством оборотов стружка получается слишком мелкой. Для черновой технологической операции, наоборот, выбираются низкие значения, фреза вращается с меньшей скоростью, и размер стружки увеличивается. За счет быстрого вращения достигается низкий показатель шероховатости поверхности. Современные установки и оснастка позволяют получить поверхность зеркального типа.
Производительность труда. При наладке производства уделяется внимание и тому, какова производительность применяемого оборудования. Примером можно назвать цех машиностроительного завода, где налаживается массовое производство. Существенное снижение показателя режимов обработки становится причиной уменьшения производительности. Наиболее оптимальный показатель существенно повышает эффективность труда.
Степень износа устанавливаемого инструмента. Не стоит забывать о том, что при трении режущей кромки об обрабатываемую поверхность происходит ее сильный износ. При сильном изнашивании происходит изменение показателей точности изделия, снижается эффективность труда. Как правило, износ связан с сильным нагревом поверхности. Именно поэтому на производственной линии с высокой производительностью применяется оборудование, способное подавать СОЖ в зону снятия материала.

При этом данный параметр выбирается с учетом других показателей, к примеру, глубины подачи. Поэтому технологическая карта составляется с одновременным выбором всех параметров.

Глубина резания

Другим наиболее важным параметром является глубина фрезерования. Она характеризуется следующими особенностями:

Глубина врезания выбирается в зависимости от материала заготовки.
При выборе уделяется внимание тому, проводится черновая или чистовая обработка. При черновой выбирается большая глубина врезания, так как устанавливается меньшая скорость. При чистовой снимается небольшой слой металла за счет установки большой скорости вращения инструмента.
Ограничивается показатель также конструктивными особенностями инструмента. Это связано с тем, что режущая часть может иметь различные размеры.

Глубина резания во многом определяет производительность оборудования. Кроме этого, подобный показатель в некоторых случаях выбирается в зависимости от того, какую нужно получить поверхность.

Мощность силы резания при фрезеровании зависит от типа применяемой фрезы и вида оборудования. Кроме этого, черновое фрезерование плоской поверхности проводится в несколько проходов в случае, когда нужно снять большой слой материала.

Особым технологическим процессом можно назвать работу по получению пазов. Это связано с тем, что их глубина может быть довольно большой, а образование подобных технологических выемок проводится исключительно после чистовой обработки поверхности. Фрезерование т-образных пазов проводится при применении специального инструмента.

Подача

Понятие подачи напоминает глубину врезания. Подача при фрезеровании, как и при проведении любой другой операции по механической обработке металлических заготовок, считается наиболее важным параметром. Долговечность применяемого инструмента во многом зависит от подачи. К особенностям этой характеристики можно отнести нижеприведенные моменты:

Какой толщины материал снимается за один проход.
Производительность применяемого оборудования.
Возможность проведения черновой или чистовой обработки.

Довольно распространенным понятием можно назвать подачу на зуб. Этот показатель указывается производителем инструмента, зависит от глубины резания и конструктивных особенностей изделия.

Как ранее было отмечено, многие показатели режимом резания связаны между собой. Примером можно назвать скорость резания и подачу:

При увеличении значения подачи скорость резания снижается. Это связано с тем, что при снятии большого количества металла за один проход существенно повышается осевая нагрузка. Если выбрать высокую скорость и подачу, то инструмент будет быстро изнашиваться или попросту поломается.
За счет снижения показателя подачи повышается и допустимая скорость обработки. При быстром вращении фрезы возможно существенно повысить качество поверхности. На момент чистового фрезерования выбирается минимальное значение подачи и максимальная скорость, при применении определенного оборудования можно получить практически зеркальную поверхность.

Довольно распространенным значением подачи можно назвать 0,1-0,25. Его вполне достаточно для обработки самых распространенных материалов в различных отраслях промышленности.

Ширина фрезерования

Еще одним параметром, который учитывается при механической обработки заготовок считается ширина фрезерования. Она может варьировать в достаточно большом диапазоне. Ширина выбирается при фрезеровке на станке Have или другом оборудовании. Среди особенностей отметим следующие моменты:

Ширина фрезерования зависит от диаметра фрезы. Подобные параметры, которые зависят от геометрических особенностей режущей части, не могут регулироваться, учитываются при непосредственном выборе инструмента.
Ширина фрезерования также оказывает влияние на выбор других параметров. Это связано с тем, что при увеличении значения также увеличивается количество материала, который снимается за один проход.

В некоторых случаях ширина фрезерования позволяет получить требуемую поверхность за один проход. Примером можно назвать случай получения неглубоких канавок. Если проводится резание плоской поверхности большой ширины, то число проходов может несколько отличаться, рассчитывается в зависимости от ширины фрезерования.

Как выбрать режим на практике?

Как ранее было отмечено, в большинстве случаев технологические карты разработаны специалистом и мастеру остается лишь выбрать подходящий инструмент и задать указанные параметры. Кроме этого, мастер должен учитывать то, в каком состоянии находится оборудование, так как предельные значения могут привести к возникновению поломок. При отсутствии технологической карты приходится проводить выбор режимов фрезерования самостоятельно. Расчет режимов резания при фрезеровании проводится с учетом следующих моментов:

Типа применяемого оборудования. Примером можно назвать случай резания при фрезеровании на станках ЧПУ, когда могут выбираться более высокие параметры обработки по причине высоких технологических возможностей устройства. На старых станках, которые были введены в эксплуатацию несколько десятков лет назад, выбираются более низкие параметры. На момент определения подходящих параметров уделяется внимание и техническому состоянию оборудования.
Следующий критерий выбора заключается в типе применяемого инструмента. При изготовлении фрезы могут применяться различные материалы. К примеру, вариант исполнения из быстрорежущей качественной стали подходит для обработки металла с высокой скоростью резания, фреза с тугоплавкими напайками предпочтительно выбирается в случае, когда нужно проводить фрезерование твердого сплава с высоким показателем подачи при фрезеровании. Имеет значение и угол заточки режущей кромки, а также диаметральные размер. К примеру, с увеличением диаметра режущего инструмента снижается подача и скорость резания.
Тип обрабатываемого материала можно назвать одним из наиболее важных критериев, по которым проводится выбор режима резания. Все сплавы характеризуются определенной твердостью и степенью обрабатываемости. К примеру, при работе с мягкими цветными сплавами могут выбираться более высокие показатели скорости и подачи, в случае с каленной сталью или титаном все параметры снижаются. Немаловажным моментом назовем то, что фреза подбирается не только с учетом режимов резания, но и типа материала, из которого изготовлена заготовка.
Режим резания выбирается в зависимости от поставленной задачи. Примером можно назвать черновое и чистовое резание. Для черного свойственна большая подача и небольшой показатель скорости обработки, для чистовой все наоборот. Для получения канавок и других технологических отверстий и вовсе показатели подбираются индивидуально.

Как показывает практика, глубина резания в большинстве случаев делится на несколько проходов при черновой обработке, при чистовой он только один. Для различных изделий может применяться таблица режимов, которая существенно упрощает поставленную задачу. Встречаются и специальные калькуляторы, проводящие вычисление требуемых значений в автоматическом режиме по введенным данным.

Выбор режима в зависимости от типа фрезы

Для получения одного и того же изделия могут применяться самые различные виды фрез. Выбор основных режимов фрезерования проводится в зависимости от конструктивных и других особенностей изделия. Режимы резания при фрезеровании дисковыми фрезами или другими вариантами исполнения выбираются в зависимости от нижеприведенных моментов:

Жесткости применяемой системы. Примером можно назвать особенности станка и различной оснастки. Новое оборудование характеризуется повышенной жесткостью, за счет чего появляется возможность применения более высоких параметров обработки. На старых станках жесткость применяемой системы снижается.
Уделяется внимание и процессу охлаждения. Довольно большое количество оборудования предусматривает подачу СОЖ в зону обработки. За счет подобного вещества существенно снижается температура режущей кромки. СОЖ должна подаваться в зону снятия материала постоянно. При этом также удаляется и образующаяся стружка, что существенно повышает качество резания.
Стратегия обработки также имеет значение. Примером можно назвать то, что получение одной и той же поверхности может проводится при чередовании различных технологических операций.
Высота слоя, который может сниматься за один проход инструмента. Ограничение может зависеть от размера инструмента и многих других геометрических особенностей.
Размер обрабатываемых заготовок. Для больших заготовок требуется инструмент с износостойкими свойствами, который при определенных режимах резания сможет не нагреваться.

Учет всех этих параметров позволяет подобрать наиболее подходящие параметры фрезерования. При этом учитывается распределение припуска при фрезеровании сферическими фрезами, а также особенности обработки концевой фрезой.

Классификация рассматриваемого инструмента проводится по достаточно большому количеству признаков. Основным можно назвать тип применяемого материала при изготовлении режущей кромки. К примеру, фреза ВК8 предназначена для работы с заготовками из твердых сплавов и закаленной стали. Рекомендуется применять подобный вариант исполнения при невысокой скорости резания и достаточной подаче. В тоже время скоростные фрезы могут применяться для обработки с высоким показателем резания.

Как правило, выбор проводится с учетом распространенных таблиц. Основными свойствами можно назвать:

Скорость резания.
Тип обрабатываемого материала.
Тип фрезы.
Частота оборотов.
Подача.
Тип проведенной работы.
Рекомендуемая подача на зуб в зависимости от диаметра фрезы.

Использование нормативной документации позволяет подобрать наиболее подходящие режимы. Как ранее было отмечено, разрабатывать технологический процесс должен исключительно специалист. Допущенные ошибки могут привести к поломке инструмента, снижению качества поверхности заготовки и допущению погрешностей в инструментах, в некоторых случаях, поломке оборудования. Именно поэтому нужно уделять много внимания выбору наиболее подходящего режима резания.

Выбор режима в зависимости от материала

Все материалы характеризуются определенными эксплуатационными характеристиками, которые также должны учитываться. Примером можно назвать фрезерование бронзы, которое проводится при скорости резания от 90 до 150 м/мин. В зависимости от этого значения выбирается величина подачи. Сталь ПШ15 и изделия из нержавейки обрабатываются при применении других показателей.

При рассмотрении типа обрабатываемого материала уделяется внимание также нижеприведенным моментам:

Твердости. Наиболее важной характеристикой материалов можно назвать именно твердость. Она может варьировать в большом диапазоне. Слишком большая твердость делает деталь прочной и износостойкой, но при этом усложняется процесс обработки.
Степени обрабатываемости. Все материалы характеризуются определенной степенью обрабатываемостью, зависящая также от пластичности и других показателей.
Применение технологии улучшения свойств.

Довольно распространенным примером можно назвать проведение закалки. Подобная технология предусматривает нагрев материала с последующим охлаждением, после чего показатель твердости существенно повышается. Также часто проводится ковка, отпуск и другие процедуры изменения химического состава поверхностного слоя.

В заключение отметим, что сегодня можно встретить просто огромное количество различных технологических карт, которые достаточно скачать и использовать для получения требуемых деталей. При их рассмотрении уделяется внимание типу материала заготовки, виду инструмента, рекомендуемому оборудованию. Самостоятельно разработать режимы резания достаточно сложно, при этом нужно делать предварительную проверку выбранных параметров. В противном случае может пострадать как инструмент, так и применяемое оборудование.

Читайте также: