Процедура выбора режущего инструмента для обработки поверхностей фрезерованием

При выборе режущего инструмента вначале выявляют типы инструментов, необходимые для обработки детали на данной операции.

Затем определяют технологические параметры каждого типа инструмента: материал режущей части, углы заточки режущих кромок и прочее. На заключительном этапе выбирают конструктивные параметры режущего инструмента: диаметр фезы D, длину режущей части l, вылет фрезы L, число зубьев z, радиус заточки торца фрезы r.

Материал режущей части торцовой фрезы выбирается в зависимости от обрабатываемого материала по картам, приведенным в нормативах режимов резания [10]. Также проводится выбор числа зубьев торцовой фрезы и главного угла в плане.

Диаметр торцовых фрез рекомендуется выбирать по зависимости D = (1,4…1,7)В3, (1.1), где В3 - ширина заготовки, мм.

Торцовую фрезу следует выбирать по возможности меньшего диаметра, так как фрезы меньшего диаметра более производительны и имеют меньшую стоимость [4].

Выбор материала режущей части концевых фрез, а также переднего и заднего углов в зависимости от различных факторов можно выполнить в соответствии с нормативными рекомендациями [9].

Для чистовой обработки контуров диаметр D концевой фрезы выбирается по номинальному размеру наименьшего радиуса сопряжения элементов, образующих вогнутость на контуре, т. е. радиус концевой фрезы должен быть не больше наименьшего радиуса кривизны вогнутого контура. Если конфигурация детали не накладывает ограничений на диаметр фрезы, то выбирается концевая фреза с таким максимальным диаметром, которую можно установить на станке.

Диаметр черновой фрезы Dmax выбирается из условия доступа инструмента во внутренние острые углы контура (рис. 1.32, а) [10]. При этом желательно, чтобы оставляемый во внутренних углах контура припуск не превышал (0,15...0,25) D, где D – диаметр инструмента, используемого на чистовом переходе [1].

Исходя из этих условий, наибольший диаметр инструмента для чернового перехода может быть определен по формулe:

(1.2)

где δ - максимальный припуск при обработке внутреннего угла; δ1 -припуск для чистовой обработки контура; φ - наименьший угол сопряжения сторон в данном контуре; D - диаметр окружности, сопрягающей стороны контура (равен диаметру чистовой фрезы).

Радиус заточки торца фрезы r (рис. 1.32, б) для чистовой обработки определяется номинальным размером наибольшего типового конструктивного радиуса сопряжения стенок в вертикальном сечении.

Рис. 1.32. Схемы процессов обработки при выборе параметров фрезы

При торцовой обработке ребер (рис. 1.32, в) диаметр фрезы целесообразно назначать из условия D = (5...10)b + 2r, (1.3) где b - окончательная толщина стенки ребра; r - радиус закругления у торца инструмента.

Для обеспечения жесткости инструмента необходимо, чтобы его диаметр удовлетворял условию: H ≤ 2,5D, где Н - максимальная высота стенки обрабатываемой детали (рис. 1.32, б).

Если это условие не выполняется, тогда выбирают фрезу с ближайшим большим типовым диаметром и обработку проводят за несколько проходов [1]. Длина режущей части инструмента l для обработки внутренних глухих контуров определяется по формуле l = H + (5...7), а для обработки наружных и сквозных внутренних контуров l = Н + r + 5, где r - радиус скругления у торца фрезы. Для обработки концевыми фрезами плоскостей рекомендуется выбирать инструмент, у которого торец имеет, самую большую площадь и у него отсутствует радиусная заточка.

После уточнения выявленных технологических и геометрических параметров, а также конструктивных особенностей инструмента проводится его окончательный выбор по ГОСТам [8]. При отсутствии подобного инструмента в стандартах инструмент проектируется как специальный.

Фрезерование - это резание материала инструментом, имеющим главное движение вращение и хотя бы одно движение подачи. Фрезы обычно являются многолезвийным инструментом. Наиболее часто фрезерование применяется для обработки плоских поверхностей (рис. 1.33). Но также быстро растет роль фрез в обработке сложных криволинейных поверхностей на обрабатывающих центрах и станках многоцелевого назначения.

При торцовом фрезеровании в работе участвует как периферия, так и торец инструмента. Фреза вращается вокруг вертикальной оси в плоскости, перпендикулярной направлению подачи стола.

Фрезы в основном работают периферийной частью режущих кромок. При этом фреза вращается вокруг оси, параллельной плоскости детали. При плунжерном фрезеровании в работе участвует торцовая часть режущей кромки или торец концевого инструмента. Подача направлена к оси фрезы, обработка имеет сходство с процессом сверления.

Рис. 1.33. Основные типы фрезерных операций с точки зрения формы обрабатываемой поверхности и способа перемещения инструмента: 1-торцовое фрезерование; 2- фрезерование уступов; 3- профильное фрезерование; 4- фрезерование карманов; 5- фрезерование пазов; 6- фрезерование поверхностей вращения; 7- резьбофрезерование; 8- отрезка; 9- фрезерование с большими подачами; 10- плунжерное фрезерование; 11- фрезерование с врезанием; 12- винтовая интерполяция; 13- круговая интерполяция; 14- трохоидальное фрезерование

При подготовке фрезерной операции необходимо иметь в виду следующие параметры фрезы. Номинальный диаметр фрезы (Dc), максимальный диаметр (Dc2 или D3), эффективный диаметр (De), используемый для определения скорости резания.

Выбор геометрии пластин условно упрощен до трех областей, различающихся характером резания: легкая геометрия – L(острая режущая кромка с положительными углами, стабильный процесс резания, малые подачи, низкая потребляемая мощность, низкие усилия резания), средняя геометрия – М (универсальная положительная геометрия., средние величины подач) и тяжелая геометрия –H (наибольшая надежность режущей кромки, большие подачи) (рис. 1.34).

Рис. 1.34. Различные формы режущей кромки