Работы на фрезерном станке

Фрезерование — это важнейший процесс в механической обработке, который используется для создания высокоточных изделий и деталей на фрезерных станках. Эта операция требует не только теоретических знаний, но и практических навыков в настройке станка, подборе режимов резания, а также в выборе инструмента и способе крепления заготовок.

Основные виды работ на фрезерных станках

Фрезерный станок выполняет множество различных операций, таких как обработка торцевых, плоских, фасонных и других сложных поверхностей. С его помощью можно осуществлять следующие работы:

• Обработка торцевых и плоских поверхностей
  Такие работы выполняются с использованием торцевых и цилиндрических фрез.
• Нарезка канавок и пазов
  Для этих операций используются концевые фрезы, которые позволяют с высокой точностью выбирать материал по заданной глубине.
• Обработка сложных форм
  Фасонные фрезы применяются для создания нестандартных геометрий, таких как углы, радиусы или другие криволинейные элементы.
• Обработка шлицевых соединений
  Черновое фрезерование шлицев на валах может осуществляться дисковыми фрезами, а чистовое специальной червячной фрезой, которая обеспечивает наибольшую точность.
• Сверление и нарезка резьбы
  Свёрла, фрезы и метчики позволяют создавать отверстия под резьбу и другие специфические элементы.

Важно учитывать, что для каждой из операций необходимы свои режимы резания и типы фрез, что влияет на производительность и качество обработки.

Типы фрез и их назначение

Фрезы бывают разных типов в зависимости от их формы, назначения и метода крепления. В таблице ниже показано, как выбрать подходящий инструмент для различных операций на фрезерном станке.

Типы фрез и их характеристики

Тип фрезы	Назначение	Применение	Особенности
Цилиндрические	Обработка плоских и торцевых поверхностей	Применяются для фрезерования прямых поверхностей, строго вертикальных граней и канавок.	Могут иметь прямые или винтовые зубья, они универсальны.
Торцевые	Обработка торцевых и плоских поверхностей	Формировании плоскостей на обрабатываемой заготовке при различных видах обработки.	Работают как торцевой частью и в малой степени периферией.
Фасонные	Обработка сложных форм и профилей	Изготовлении деталей, с большим соотношением длины и ширины.	Могут иметь две конструкции зубьев: -затылованную, -остроконечную
Концевые	Создание пазов, уступов, углов	Для глубокой обработки и чистовой фрезеровки	Позволяют работать с узкими участками, высокой точностью
Червячные	Нарезания зубьев на цилиндрических зубчатых колесах, особенно с косыми или прямыми зубьями	Производство зубчатых колес: цилиндрических, косозубых, с внешними и внутренними зубьями.	Можно нарезать различные типы зубьев и модулей с минимальными отклонениями по форме и шагу.
Дисковые	Грубой обработки металла и дерева.	Распиливание материала и вырезание пазов определённой ширины и глубины.	Несколько подвидов: отрезные, прорезные, пазовые, имеют небольшую ширину.

Эти фрезы очень важны в фрезерной обработке. Каждый тип имеет свои особенности и используется в разных ситуациях. Правильный выбор инструмента зависит от формы, размера и нужной точности детали.

Параметры резания и их влияние на качество обработки

При работе с фрезерными станками необходимо правильно настроить параметры резания. Основные из них:

• Скорость резания (Vc):
Это скорость, с которой точка на режущей кромке фрезы движется по заготовке. Расчет скорости резания производится по формуле:

V_c = π × D × n

где:

• D — диаметр фрезы,
• n — частота вращения инструмента в оборотах в минуту.

Для различных материалов скорость резания варьируется. Например, для стали скорость резания может быть в пределах 50-100 м/мин, а для алюминия — до 500 м/мин.

• Глубина резания:
Это расстояние от верхней точки обрабатываемой заготовки до нижней точки реза. Глубина резания влияет на нагрузку на инструмент и качество поверхности. Обычные значения для глубины резания колеблются от 0,1 до 3 мм на один проход.

• Ширина резания:
Это расстояние между сторонами реза. Чем больше ширина, тем выше нагрузка на инструмент, и тем больше требуется мощность станка.

• Подача на зуб (f_z):
Подача на зуб — это величина перемещения детали за один оборот фрезы. Определяется по формуле:

F_z = f / z

где:

• f — подача на оборот,
• z — количество зубьев фрезы.

Подача влияет на качество поверхности и износ инструмента.

• Подача:
Подача — это скорость перемещения заготовки или инструмента по направлению обработки. Подача также влияет на время обработки и качество поверхности.

Рекомендуемые параметры для обработки различных материалов

Ниже приведены таблицы с оптимальными параметрами резания для различных материалов, что позволяет обеспечить максимальную производительность и качество обработки на фрезерном станке.

ISO	Обрабатываемы материал	Твёрдость HB	Скорость резания Vc(м/мин) Min. – средняя – Max.	Подача fz(мм/зуб) Min. – средняя – Max.	Глубина резания, (мм)
P	Углеродистая сталь	145-195	100-160-200	0.2 - 0.3 - 0.4	0.5 - 3.0
	Легированная сталь	185-210	100-140-180	0.1 - 0.2 - 0.4	0.5 – 2.5
M	Нержавеющая сталь	180-240	80-120-160	0.1 - 0.2 - 0.3	0.5 – 1.0
K	Чугун	130-260	80-120-160	0.1 - 0.2 - 0.4	0.5 – 2.0
N	Цветные металлы	75-130	200-500-800	0.1 - 0.3 - 0.4	0.5 – 3.0
S	Жаропрочные	200-320	80-120-160	0.1 - 0.3 - 0.4	0.5 – 2.0
Примечания		Режимы резания ориентировочные. Назначенные режимы резания должны выбираться согласно рекомендаций производителя конкретного инструмента.

Влияние негативных факторов на качество обработки

Несмотря на высокую производительность и точность, фрезерование подвержено нескольким факторам, которые могут негативно повлиять на качество обработки:

1. Вибрации:
   Вибрации возникают при высоких скоростях резания, использовании неправильно подобранного инструмента с большими вылетами. Это приводит к снижению точности обработки и ухудшению шероховатости поверхности.
2. Износ инструмента:
   При длительной работе фрезы её режущая способность ухудшается, что приводит к увеличению трения, перегреву, возрастанию нагрузки на шпиндель и, как следствие, снижению качества обработки. Регулярная замена инструмента или корректировка режимов резания необходимы для поддержания высокой точности.
3. Перегрев:
   Перегрев в зоне резания приводит к образованию наклепов на поверхности заготовки, что может повлиять на её механические свойства. Для предотвращения перегрева используются системы подачи Смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), воздуха, масла.
4. Неправильная фиксация заготовки:
   Недостаточно надежное закрепление заготовки может привести к её перемещению во время обработки, что также может стать причиной появления брака и увеличения дефектов на поверхности.

Советы по настройке фрезерного станка

• Регулировка скорости резания:
  При установке фрезы важно правильно настроить скорость резания материала, основываясь на соответствии материала режущего инструмента и материала заготовки. Неправильный подбор скорости резания может привести к быстрому износу инструмента.
• Подача и глубина резания:
  Для эффективной обработки всегда начинайте с более мелких значений подачи и глубины резания, постепенно увеличивая их по мере освоения обработки.
• Использование охлаждения инструмента:
  Охлаждение инструмента крайне важно для предотвращения перегрева и износа фрезы. Они также способствуют отведению стружки от зоны резания.
• Проверка и калибровка инструмента:
  Перед началом работы убедитесь, что фреза и оправка установлена правильно и отсутствует биение.

Работа на фрезерном станке требует внимательности и профессионального подхода к выбору инструментов, настройке режимов резания и качественному контролю процесса. Понимание того, как различные параметры влияют на обработку, позволит значительно повысить производительность и качество работы фрезерного станка.