Краткие теоретические сведения. Фрезерование – процесс обработки плоскостей, фасонных и винтовых поверхностей, нарезания шлицев и зубчатых колес

 

Фрезерование – процесс обработки плоскостей, фасонных и винтовых поверхностей, нарезания шлицев и зубчатых колес, получения винтовых канавок, пазов и т. д. Фрезерование плоскости происходит при одновременном вращательном движении фрезы и поступательном движении обрабатываемой детали.

Процесс фрезерования осуществляется специальным многолезвийным инструментом – фрезой. У фрезы по окружности или на торце расположены режущие зубья, представляющие собой простейшие резцы (рис. 9.1).

 

 

Рис. 9.1. Схема цилиндрической фрезы

 

а

б

Рис. 9.2. Схема работы цилиндрической фрезы: а - встречное фрезерование; б - попутное

В зависимости от направления вращения фрезы и поступательного перемещения обрабатываемой детали различают следующие виды фрезерования плоских поверхностей:

1) встречное. Заготовка подается навстречу вращению фрезы (рис. 9.2, а);

2) попутное. Направление подачи заготовки совпадает с направлением вращения фрезы (рис. 9.2, б).

Встречное фрезерование – черновая обработка заготовок с коркой (литье) или окалиной (поковка). Попутное фрезерование удобно использовать при чистовых работах.

Фрезы делят по назначению на различные типы:

1. Цилиндрические (рис. 9.3) и торцовые (рис. 9.4) используются для обработки плоскостей.

 

 

 

а б

 

Рис. 9.3. Обработка плоскостей цилиндрической фрезой

 

 

 

а б

 

Рис. 9.4. Обработка плоскостей торцовой фрезой

2. Концевыми, фасонными и специальными шпоночными фрезами (рис. 9.5 и 9.6) осуществляют фрезерованием пазов, канавок.

 

а б

 

Рис. 9.5. Фрезерование пазов

 

 

а б

 

Рис. 9.6. Фрезерование шпоночных канавок

 

3. По методу копирования зубчатые колеса нарезают дисковой модульной фрезой (рис. 9.7) и концевой фрезой (рис. 9.8).

 

а б

 

Рис. 9.7. Обработка зубчатых колес модульными пальцевыми фрезами

 

а б

 

Рис. 9.8. Обработка зубчатых колес дисковыми модульными фрезами

 

Для того чтобы качественно обработать какую-нибудь поверхность, необходимо правильно выбрать режимы резания. Выбор режимов резания выполняется на основании вида обработки, чертежа детали, ее размеров, материала детали и инструмента, паспортных данных станка.

К режимам резания при фрезеровании относят глубину резания t, подачу S, скорость резания V, ширину фрезерования В.

1. Глубина резания t (мм ) и ширина фрезерования В (мм) показаны на рис. 9.2. Глубину резания при обработке выбирают по табл. 9.1.

2. Подача – величина перемещения заготовки относительно вращающейся фрезы. При фрезеровании различают подачу на один зуб фрезы – S_z, на один оборот – S _о и за минуту – S _м.

S_z (мм/зуб) – величина перемещения обрабатываемой заготовки за время углового поворота фрезы на один зуб (рис. 9.2) выбирается по табл. 9.2.

S _o (мм/об) – перемещение заготовки за время одного оборота фрезы (табл. 9.3).

S _м (мм/мин) – величина перемещения обрабатываемой заготовки в минуту.

Подачи при фрезеровании связаны между собой зависимостью

 

S _м = S _o n = S_z z n,

 

где z – число зубьев фрезы; n – частота вращения фрезы, об/мин.

Окончательно минутная подача S _м корректируется по станку, т. е. выбирается ближайшая из имеющихся. После этого определяются реальные

 

S_z = и S _o =

 

Таблица 9.1

Припуск на сторону при обработке плоскостей деталей из черных металлов

(размеры в мм)

 

Метод обработки плоскости	Наибольший размер обрабатываемой поверхности
До 50	Св. 50 до 120	Св. 120 до 260	Св. 260 до 500	Св. 500 до 800	Св. 800 до 1250	Св. 1250 до 2000	Св. 2000 до 3150
Черновое фрезерование после литья: в песчаную форму в постоянную форму (кокиль) в оболочковую форму по выплавляемой модели Получистовое фрезерование после чернового Чистовое фрезерование после получистового	0, 9-1, 0   0, 7   0, 5   0, 3     0, 25     0, 16	1, 1-1, 2   0, 8   0, 6   0, 4     0, 25     0, 16	1, 5-1, 6   1, 0   0, 8   0, 5     0, 3     0, 16	2, 2-2, 3   1, 6   1, 4   0, 8     0, 3     0, 16	3, 1-3, 2   2, 2     -     0, 35     0, 16	4, 5-4, 6   3, 1   2, 9   -     0, 4     0, 16	7, 0-7, 1   4, 6   -   -     0, 5     0, 2	10-11   7, 0   -   -     0, 65     0, 2

 

Таблица 9.2

Подачи S_z, мм/зуб, при черновом фрезеровании плоскостей торцовыми фрезами

при мощности станка 5–10 кВт

 

Быстрорежущая сталь Р18	Из пластин твердого сплава
Фрезы	Жесткость системы СПИД	Обрабатываемый материал	Марка твердого сплава	Подача (табл.)
Средняя	Пониженная	Повышенная
с круп-ным зубом	0, 04-0, 06	0, 04-0, 06	0, 12-0, 2	Сталь, σ в < 600 МПа	Т5К10	0, 15–0, 18
					Т15К6	0, 12–0, 15
с мелким зубом	0, 04-0, 06	0, 04-0, 06	0, 08-0, 12	σ в ≥ 600 МПа	Т5К10	0, 12–0, 14
					Т15К6	0, 09–0, 11
				Чугун, НВ < 180	ВК6	0, 19–0, 24
					ВК8	0, 24–0, 29
				НВ ≥ 180	ВК6	0, 14–0, 18
					ВК8	0, 20–0, 24

 

 

Таблица 9.3	Подачи при чистовом фрезеровании плоскостей торцевыми фрезами S0, мм/об	С пластинами твердого сплава	Шероховатость обрабатываемой поверхности	Rz 1, 6	0, 2	0, 4	0, 25–0, 2	0, 45–0, 3
Rz 3, 2	0, 3–0, 25	0, 6–0, 45	0, 35–0, 2	0, 7–0, 5
	Rz 6, 3	0, 6–0, 45	1, 3–0, 9	0, 7–0, 6	1, 4–1, 1
	Rz 20	0, 9–0, 6	1, 8–1, 2	1, 2–0, 8	2, 3–1, 6
	Вспомога-тельный угол в плане, град
	Обрабаты-ваемый материал	σ в < 600, МПа		Сталь σ в ≥ 600, МПа
	Из быстрорежущей стали Р18	Шероховатость обрабатываемой поверхности	Rz 6, 3	0, 5–0, 23	0, 5–0, 30	1, 0–0, 40	0, 7–0, 3
	Rz 20	1, 2–0, 5	1, 4–0, 5	2, 6–1, 0	1, 8–0, 7
	Rz 80	2, 7–1, 2	3, 1–1, 4	5, 6–2, 6	3, 9–1, 8
	Обрабаты-ваемый материал	Сталь 45 прокат	Сталь 35	Сталь 45 улучшенная	Стали 10, 20, 20Х

 

Таблица 9.4

Cкорость резания V (м/мин) при фрезеровании стали σ _в > 600 МПа

торцовыми фрезами цельными из быстрорежущей стали Р18

 

Диаметр фрезы D, мм	Число зубьев z	Припуск t, мм	Подача Sz, мм/зуб
0, 03	0, 05	0, 1	0, 13	0, 18	0, 24	0, 33

 

Таблица 9.5

Скорости резания V (м/мин) при фрезеровании конструкционных сталей

торцевыми фрезами с пластинами твердого сплава

 

Диаметр фрезы D, мм	Число зубьев z	Припуск t, мм	Подача Sz, мм/зуб
0, 07	0, 1	0, 13	0, 18	0, 24	0, 33
		1, 5
		1, 5

3. Скорость резания – это окружная скорость вращения фрезы (м/мин):

 

V =

 

где D – диаметр фрезы (мм).

Скорость резания назначается по табл. 9.4 и 9.5.

Выбор ее зависит от свойств обрабатываемого материала и материала режущей части фрезы, ее диаметра, подачи, глубины резания, числа зубьев фрезы и т. д.

Зная табличное значение скорости резания, определяют число оборотов фрезы (об/мин):

 

n =

 

Затем подбирают по станку ближайшее число оборотов n _ст. По принятому числу оборотов находят действительную скорость резания:

 

V_{с т} =