Плоское фрезерование

Этапы проведения работ

При фрезеровании плоских поверхностей используются, цилиндрические, торцевые, концевые и угловые фрезы. В первом случае, при работе на универсальном станке это происходит следующим образом:

• заготовку подводят к вращающейся фрезе (или наоборот, в зависимости от компоновки станка) до легкого касания для определения положения фрезы относительно заготовки;
• фрезу отводят от заготовки и останавливают вращение шпинделя;
• устанавливают лимб вертикальной подачи согласно глубине фрезерования;
• включают вращение шпинделя;
• плавно подводят вращающуюся фрезу к заготовке;
• включают продольную подачу после касания.

При работе на станке с ЧПУ фреза движется по траектории, описанной в управляющей программе после проверки нулевых точек станка и значений корректоров режущего инструмента. Ось инструмента должна быть перпендикулярна заготовке, в противном случае не избежать брака.

Рис. 1 Ошибка при позиционировании фрезы

Обработка плоских поверхностей фрезерованием возможна по нескольким траекториям.

Траектория фрезерования	Изображение	Траектория фрезерования	Изображение	Траектория фрезерования	Изображение	Траектория фрезерования	Изображение
Эквидистанта		Эквидистантная петля		Спираль		Зигзаг
Образная эквидистанта		Эквидистантный зигзаг		Петля		Контурный зигзаг

Использование концевого и углового инструмента предусматривает фиксацию детали, подвод фрезы в точку контакта и последующую обработку по заданному в управляющей программе алгоритму.

Фрезерование наклонных поверхностей

Технология фрезерования плоских поверхностей допускает работу инструментом, расположенным под углом. Это можно делать несколькими способами.

Тип операции	Изображение	Тип операции	Изображение
Обработка детали на поворотной плите цилиндрической фрезой		Обработка плоской поверхности заготовки в наклонном кондукторе цилиндрической фрезой
Фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой		Фрезерование торцевым инструментом наклонных плоскостей

Специфика подачи инструмента зависит от исполнения станка. Для каждого типа оборудования и фрез предусмотрены определенные схемы.

Тип обработки	Схема	Тип обработки	Схема	Тип обработки	Схема
На горизонтальном фрезерном станке с цилиндрической фрезой		На вертикальном фрезерном станке с торцевой фрезой и возможность поворота заготовки		На вертикальном фрезерном станке с поворотом шпинделя и концевой фрезой
На горизонтальном фрезерном станке с концевой фрезой		На вертикальном фрезерном станке с поворотом шпинделя и торцевой фрезой		На горизонтальном фрезерном станке с использованием угловой фрезы

Особенности фиксации заготовок

При фрезеровании плоскостей заготовку фиксируют прихватами. Последние притягиваются болтами, гайками и шайбами, создают точки крепления в нужных местах.

Рис. 2 Схема фиксации прихватом, где: 1 – стол, 2 – деталь, 3 – прихват, 4 – болт, 5 – гайка с винтом

Допускается применение разных видов прихватов. Они подбираются с учетом геометрии детали, пространственного размещения и необходимых усилий фиксации.

Тип прихвата	Описание	Тип прихвата	Описание	Тип прихвата	Описание
Прихват с отверстием для болта		Прихват с фаской для работы с крупными фрезами		Прихват с центральным плоским выступом для прорезей
Прихват с подкладочным винтом		Прихват с вытянутым концом для впадин		Прихват с усиленным изогнутым контуром для работы без подкладок
Прихват с особым выступом, заменяющим подкладку		Прихват со смещенным плоским выступом для прорезей		Прихват для заготовок с впадинами и выемками

Также возможно использование прихватов в виде скобы. Элементы крепятся в любых плоскостях, незаменимы при работе со сложными деталями.

Рис. 3 Прихват в виде скобы

Альтернативой прихватам выступают тиски. Они фиксируют малые заготовки по всей плоскости контакта. Это исключает смещения, способствует высокой точности операций.

Рис. 4 Станочные тиски

Тиски имеют сменные губки, предназначенные для определенных задач.

Тип губок	Изображение	Тип губок	Изображение
С наклоном 45 градусов		Для плоских толстолистовых заготовок
Для вертикальной фиксации цилиндрических деталей		Для горизонтальной фиксации цилиндрических деталей

Также возможно применение угловых плит, обеспечивающую перпендикулярность инструмента и заготовок.

Рис. 5 Угловая плита

Так же возможно фиксировать заготовку на столе станка с помощью магнитных плит. Основной недостаток - это их стоимость и некоторые ограничения, связанные с большими усилиями, возникающими при черновом фрезеровании с высокими вибрациями и большими величинами снимаемого припуска. Среди очевидных преимуществ - полностью свободное, доступное для перемещений режущего инструмента, пространство в трех плоскостях относительно детали, кроме лишь одной поверхности, которая прилегает к плите.

Основные методы плоского фрезерования

1. Встречное фрезерование
   В этом случае направление вращения фрезы противоположно направлению движения заготовки. Такой метод обеспечивает высокое качество поверхности и более низкие вибрации, возникающие при резании. Но при этом характеризуется повышенной нагрузкой на зубья, что увеличивает износ инструмента. Применяется при чистовой обработке сталей и твердых материалов. В этом случае при врезании толщина стружки равна нулю, на выходе – максимальна. Возникающие при этом высокие силы трения стремятся сместить фрезу относительно заготовки. В начале резания, при входе инструмента в материал температура серьезно повышается из-за трения. Происходит ускоренное налипание стружки на режущую кромку. При этом происходит нежелательное упрочнение поверхностного слоя и сокращается срок службы инструмента. Так же его снижает и стружка большой толщины на выходе пластины (зуба) из резания.
2. Попутное фрезерование
   
   Вращение фрезы при этом совпадает с направлением подачи. Предполагает высокую производительность и плавное врезание. Требует надежного закрепления детали на станке из-за больших усилий, возникающих при резании. Применяется для черновой обработки алюминия, чугуна неметаллических материалов. Основная проблема при попутном фрезеровании - недостаточная жесткость станка, инструмента и детали.Толщина стружки на входе в резание максимальна и снижается до нуля на выходе. Это исключает трение и выглаживание обрабатываемой поверхности в начальный момент резания. Силы резания прижимают заготовку к столу станка, а пластины - в гнезда корпуса. Встречное фрезерование предпочтительно при неравномерном припуске.

Виды брака

Биение инструментальной сборки в шпинделе станка, слишком большая подача и недостаточно жесткое закрепление заготовки приводит к следующему:

• несоответствие фактических размеров требуемым;
• изменение геометрии детали. Несоответствие ее фактической формы заданным по чертежу параметрам;
• высокая шероховатость.

Избежать дефектов поможет покупка качественных фрез, надежная фиксация деталей и грамотный подбор режимов резания.

Популярные вопросы о фрезеровании плоскостей