Содержание
Основные понятия.
Фрезерование (фрезеровка) – это способ обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, шлицев, а также любых других поверхностей, отличных от тел вращения, позволяющий получить чистоту поверхности 4—6-го и 3—4-го классов точности.
Процесс резания при фрезеровке характеризуется следующими особенностями:
1. Фрезеровка является способом многолезвийной обработки: при этом в процессе резания находится несколько зубьев одновременно. Чем больше число зубьев, тем меньше интенсивность переменных нагрузок, выше плавность резания.
2. Периодически повторяющимся процессом резания режущими кромками по циклу – нагрузка с последующей паузой.
3. Периодически повторяющимся процессом врезании зуба в металл, что приводит к ударной нагрузке на режущую кромку, а также при наличии радиуса скругления к определенному периоду скольжения зуба без процесса резания. В схемах фрезеровки, где удельный вес такого явления велик, это ведет к ухудшению условий работы инструмента и вызывает его повышенный износ.
4. Переменностью нагрузки на режущую кромку за одни цикл резания, обусловленной переменной величиной площади срезаемого слоя: у прямозубых фрез переменной является только толщина среза, а у фрез с винтовым зубом – переменными являются и толщина среза и длина контакта режущей кромки с заготовкой.
Горизонтально-фрезерный станок
Горизонтально-фрезерный станок (рис. 4) отличает горизонтальное расположение фрезы. Как правило, фреза закрепляется неподвижно, и подача осуществляется только за счет перемещений стола.
Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.
Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.
Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих элементов.
- Рукоятка переключения скоростей. Служит для переключения режимов вращения шпинделя.
- Станина. Является несущей конструкцией станка, на которой расположены рабочие элементы.
- Лимб. Служит для точной настройки.
- Хобот. Предназначен для закрепления второго конца приводного вала фрезы.
- Коробка скоростей. Состоит из набора шестерен с кулисным механизмом переключения. Служит для изменения скорости вращения фрезы.
- Шпиндель. Предназначен для закрепления в нем приводного вала фрезы.
- Первая подвеска.
- Вторая подвеска. Предназначены обе подвески для фиксации приводного вала.
- Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
- Поворотная плита. Способна осуществлять поворот вокруг горизонтальной оси.
- Салазки. Необходимы для обеспечения горизонтальной подачи детали.
- Консоль. Сложное устройство, которое выполняет функцию механизма подачи детали во всех плоскостях. Специфика работы горизонтально-фрезерного станка не позволяет в обычном случае придать подвижность фрезе. Поэтому все движения фрезы относительно заготовки осуществляются посредством консоли.
- Коробка подач. Служит для настройки автоматической продольной и поперечной подачи.
- Фундаментная плита. Основание станка. Имеет отверстия под закрепление станка на фундаменте.
- Рукоятка управления подачами. Управляет скоростью подачи.
- Лимб подачи. Предназначен для настройки подачи с увеличенной точностью.
Развитие технологии фрезеровки металла
На протяжении длительного периода времени фрезерная обработка осуществлялась в ручном режиме. Человеческий фактор влиял на большое количество брака, неточных срезов. Даже опытные токари не справлялись с криволинейными поверхностями, что затрудняло изготовление многих металлических деталей.
Впоследствии все автоматизировалось. Появление станков с возможностью программирования дало новый толчок к развитию сложной обработки металла. Это упростило работу фрезеровщиков, за все отвечал станок ЧПУ, в который загружали определенную программу.
На современном этапе во фрезеровочных станках используется луч лазера. Высокоточное оборудование позволяет работать быстро. Но и станки стоят гораздо дороже. Такие станки являются прототипом 3D-принтера. Возможность одновременной работы в трех плоскостях сокращает затраченное время. Работа на этом оборудовании, кроме непосредственной обработки заготовки, подразумевает и верное написание программы.
Особенности инструмента
Фрезер – это аппарат для обработки дерева, реже используют для металла. Существует две основных разновидности такого оборудования:
- стационарный фрезерный станок, в котором фреза закреплена неподвижно, а заготовка перемещается усилиями оператора;
- ручной фрезер, который вручную перемещают вдоль неподвижно закрепленной заготовки.
Ручной фрезер
Первый тип устройств, как правило, применяют на производствах. В быту используется ручной вариант инструмента.
Кстати, при необходимости ручной фрезер можно закрепить, используя различные приспособления, и превратить его во фрезеровальный станок.
Кроме задачи по работе с плоскими поверхностями, фрезером по дереву выпиливают технологические выемки (например, выемку под петли, гребень, паз и так далее). Все эти работы можно делать ручным фрезером, причем результат будет выглядеть намного аккуратнее, и сама работа пройдет оперативнее, чем без применения инструмента.
При помощи такого «помощника» интерес к столярному делу могут проявлять и люди с небольшой физической силой (женщины, подростки, пожилые люди). Это понятно – при работе с инструментом не надо применять практически никаких усилий. Однако прежде, чем строить планы по этой деятельности, надо разобраться со строением аппарата и особенностями его функционирования.
Основные элементы срезаемого слоя при фрезеровании (фиг. 1, 2).
Угол контакта фрезы ψ в град – центральный угол, равный дуге соприкосновения с деталью.
Глубина резания t в мм – величина срезаемого слоя материала, соответствующая длине дуги резания ψ и измеренная в направлении перпендикулярном к обрабатываемой поверхности.
Ширина фрезерования В в мм – ширина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы. Для цилиндрических фрез эта величина равна величине зоны контакта фрезы с деталью в направлении, параллельном оси фрезы, а для дисковых – равна ширине фрезеруемого паза.
Ширина среза в мм – длина соприкосновения режущей кромки зуба с обрабатываемой деталью. Для цилиндрической прямозубой фрезы b = В, для цилиндрической с винтовым зубом b ≠ В и является переменной величиной.
Толщина среза a в мм – расстояние, измеренное в радиальном направлении, перпендикулярном к поверхности резания, образованное двумя последовательными положениями режущих кромок фрезы. Это величина переменная, максимальное значение которой расположено на угле контакта ψ.