Termokings.ru

Домашний Мастер
19 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Попутное и встречное фрезерование

Попутное и встречное фрезерование.

И снова здравствуйте друзья! Сегодня будем вести разговор про попутное и встречное фрезерование, а именно про плюсы и минусы этих видов механической обработки. Различий на самом деле в них не много однако преимущества и недостатки существенные.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

p, blockquote 3,0,1,0,0 —>

Попутное фрезерование

При попутном режиме резания движение детали совпадает с направлением перемещения фрезы. Главной особенностью данного способа является скачкообразное погружение зуба в заготовку и, соответственно, сильная ударная нагрузка и повышенный износ режущей части. Это наиболее заметно при обработке поверхностно уплотненных деталей, а также при использовании цилиндрического прямозубого инструмента.

Важным эффектом попутного реза является уплотнение поверхности детали. В зависимости от технологических требований это может быть как достоинством, так и недостатком метода. Уплотнение происходит по причине пластинчатой деформации срезаемого слоя. Преимуществом попутной обработки является давление фрезы на заготовку, что увеличивает жесткость сопряжения и точность фрезерования.

Основные достоинства метода:

  • Простое удаление стружки благодаря тому, что она образуется позади инструмента.
  • Нет необходимости в применении специальных прижимных механизмов, для обеспечения жесткости сопряжения достаточно силы резания.
  • Плавный съём металла и, соответственно, высокое качество поверхности.
  • Медленный и равномерный износ зубьев фрезы, увеличение ресурса работы инструмента.

Одним из недостатков попутного фрезерования является необходимость отсутствия зазоров при передвижении стола. В противном случае обработка будет сопровождаться серьёзными вибрационными нагрузками и уменьшением качества обработки. Второй важный недостаток – ударная нагрузка на зубья фрезы.

Все эти ограничения позволяют применять попутное фрезерование только на жестких станках при повышенных требованиях к фиксации заготовки. Большое значение играет и качество поверхности, при низком качестве обработки фреза может быстро выйти из строя. Поэтому данный способ фрезерования не подходит для поковок, штамповок и других заготовок без предварительной черновой обработки.

По типу обрабатываемой поверхности

Все существующие виды работ на фрезерных станках по металлу систематизируются по своему назначению.

Фрезерование горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей

Производится на станках с горизонтальным и вертикальным расположением вала шпинделя, а также на широкоуниверсальных станках с поворотной шпиндельной головкой. На вертикальном обрабатывающем центре возможно выполнение операций с обработкой перемещения по трем, четырем и пяти осям одновременно.

При обработке наклонных плоскостей как основном виде фрезерных работ применяют фрезы с заточкой режущих кромок под определенным углом, либо используют стандартный инструмент и выполняют работы на станках с поворотной шпиндельной бабкой или наклоняют заготовку при помощи оснастки.

Фрезерование уступов, пазов всех видов — прямоугольных, т-образных, «ласточкиного хвоста», шпоночных канавок


Эти виды работ на фрезерных станках, выполняемые с помощью различных фрез (пазовых, концевых, т-образных, радиусных и т.п.), считаются одними из самых распространенных. Лезвия ножей инструмента расположены таким образом, что при фрезеровании на горизонтальных, вертикальных, универсальных станках обеспечивают получение требуемой конфигурации детали.

Фрезерование фасонных, комбинированных поверхностей

Фасонные поверхности, выполняемые при работе на фрезерном станке по металлу:

  • с помощью фасонных и комбинированных фрез;
  • при использовании приспособлений и поворотных столов;
  • путем заданного взаимного перемещения обрабатываемой детали и шпинделя станка (продольно-фрезерные с ЧПУ);
  • с помощью фрезерной обработки по копиру (копировально-фрезерные станки).

Отрезные работы

Разделение крупных заготовок осуществляется на фрезерно-отрезном оборудовании дисковыми пилами. Разделение заготовок небольшой высоты возможно на обычном станке при помощи пальчиковой фрезы, является более ресурсозатратным процессом.

Резьбофрезерные работы

Винтовые поверхности формируют концевыми (пальцевыми), дисковыми или гребенчатыми фрезами на зубофрезерных станках и обрабатывающих центрах ЧПУ.

Зубофрезерные и шлицефрезерные операции

Обработка прямозубых, косозубых, червячных, конических, цилиндрических колес и шестерен, фрезерование шлицевых валов и пр., выполняемые на зубофрезерных, шлицефрезерных и универсальных станках, проводится с помощью пазовых, фасонных и модульных (червячных или дисковых) фрез.

Сверление, растачивание, нарезание резьбы

Это также основной вид фрезерных работ, востребованных на производстве. Для сокращения времени на переустановку заготовки данные операции реализуются на том же станке, где производилось фрезерование. Применяется как специнструмент, так и стандартные сверла, метчики, зенкера, устанавливаемые в шпиндель станка с помощью оправок и цанговых патронов (координатно-расточные, сверлильно-фрезерные станки).

Обработка криволинейных поверхностей или сложных профилей

При обработке на универсальных станках реализация данного вида фрезерных работ по металлу затруднительна. Станкам с ЧПУ с необходимым количеством степеней свободы (от 3-х) дополнительной оснастки не требуется, обработка согласно заданной программе

Попутное фрезерование

Заготовка подается в направлении вращения инструмента, который производит резку. Часто специалисты называют подобный вид обработки «по подаче». Преимуществом является то, что заготовка прижимается к зажимному устройству сама. Зубья режущего инструмента по задним поверхностям изнашиваются меньше и равномерно. Поэтому стойкость фрезы в разы выше, чем при встречной механической обработке. Снимаемый припуск на заготовке поддается деформации постепенно.

К минусам данного типа фрезерования можно отнести то, что заготовки с грубыми поверхностями, например, литьё, не получится обработать из-за твёрдых включений в корке. Если рискнуть обрабатывать эти заготовки попутным фрезерованием, то режущий инструмент очень быстро придет в негодность. Фреза на станке должна быть надежно зафиксирована, т. к. обработка осуществляется при ударной нагрузке.

Читать еще:  Приемка металлорежущих станков. Общие требования

Чтобы избежать вибраций, в механизмах стола не должно быть никаких зазоров. Однако часто этого не удается достичь, поэтому работать нужно внимательно.

2 Попутное фрезерование – недостатки и достоинства

Под этим процессом подразумевают такую обработку, при которой перемещение обрабатываемого изделия совпадает с направлением движения рабочего инструмента для фрезерования. Попутная операция характеризуется далее указанными достоинствами:

  • стружка без проблем удаляется с заготовки, так как она остается сзади фрезы;
  • на фрезерный станок нет необходимости монтировать специальные зажимные механизмы (силы резания сами по себе прижимают обрабатываемую деталь к рабочему столу);
  • металл с заготовки снимается плавно, что обеспечивает ее поверхности отличный показатель шероховатости;
  • зубья фрезы изнашиваются медленно и при этом равномерно (снижение себестоимости выполнения операций, увеличение времени эксплуатации инструмента).

Имеются у попутного фрезерования, конечно же, и недостатки. Во-первых, в устройстве передвижения стола станочного оборудования не должно быть зазоров. Если таковые имеются, обработка будет проходить при ощутимой вибрации, а это приводит к снижению качества фрезерования, да и его эффективности в целом. Во-вторых, зубья рабочего инструмента испытывают высокие нагрузки ударного характера.

В связи с этим использовать фрезы для попутного фрезерования разрешается только на жестких станках, которые, кроме того, позволяют надежно и максимально жестко выполнить крепление фрезеруемой детали. Третий недостаток заключается в том, что попутное фрезерование не выполняется в тех случаях, когда необходимо произвести фрезерование штамповок, различных поковок и прочих изделий, которые имеют необработанную дополнительно поверхность. Имеющиеся в таких заготовках включения способны очень быстро вывести фрезу из строя.

Что такое встречное фрезерование?

Встречное фрезерование – это способ фрезеровки, при котором режущий инструмент движется по направлению, встречному по отношению к заготовке. Такое определение наиболее точно отражает суть этого способа, особенностью которого является высокая производительность. Однако есть и минус – быстро изнашивается режущая фреза.

Основными преимуществами встречного фрезерования являются:

выполняемые операции высокоточные;

фрезерная установка не перегружена и не подвергается чрезмерной нагрузке;

даже если заготовка из жесткого материала, ее обработка производится мягко.

Изнашивается фреза из-за попадания на нее большого количества стружки во время обработки. К сожалению, способа для предотвращения износа пока не придумано. Происходит это из-за того, что режущая кромка слишком сильно вжата в обрабатываемую деталь, трение и температура очень высокие, а также из-за направления, в котором движется фреза.

Когда производится фрезеровка встречным способом, надо соблюдать следующее условие – заготовку нужно прочно и надежно зафиксировать на станке, чтобы она не гуляла. Это необходимо потому, что силы резания отрывают фрезу и обрабатываемую деталь друг от друга из-за действия радиальных сил. Соответственно, после жесткой фиксации детали возможности станка ограничиваются, вследствие чего происходит снижение эффективности работы.

Есть и еще один нюанс. Попадание стружки на заготовку влечет повреждение ее поверхности. Поэтому с высокой вероятностью потребуется дополнительно произвести чистовую обработку изделия. Стружка имеет минимальную толщину (нулевую) в начале процесса резания, а максимальную – на выходе из него, то есть толщина среза изменяется. Из-за того что стружка получается довольно толстой, и деталь во время выхода из резания сильно нагревается, напряжение может быть излишне высоким. На состоянии обрабатывающего инструмента это скажется губительно, каждая из режущих кромок может выйти из строя. Помимо этого, стружка часто налипает или наваривается на зубчики фрезы, оставаясь там до следующей операции. Как только режущая кромка начнет процесс резания с налипшей стружкой, она обязательно будет повреждена.

Способ встречной фрезеровки хорош, если обрабатываются детали из жаропрочных сплавов, причем при помощи керамических пластин. И еще – если имеются перепады в припусках на обработку, удобнее фрезеровать указанным способом.

Влияние режимов резания на результаты работ

Если установлен станок старого типа, то его наладка происходит вручную перед каждой новой процедурой. От верности движений мастера зависит:

  • Снятие определенной толщины слоя за один проход.
  • Скорость вращения инструмента (обороты шпинделя).
  • Плавность и направление подачи заготовки.

В основном все параметры занесены в таблицы, но они имеют свои погрешности, особенно если взята некачественная сталь, оборудование обладает недопустимым уровнем вибрации, то есть плохим креплением, а также выбран старое приспособление.

Чтобы не допускать таких ошибок, выгоднее приобрести станок с ЧПУ.

Встречное и попутное фрезерование

Несмотря на то, что у большинства операторов ЧПУ есть привычка использовать встречное фрезерование, бывают случаи когда попутное предпочтительней . Прежде чем приступить к рассмотрению каждого из них, давайте определим разницу.

Фрезерование попутное – когда направление подачи и движения кромки в точке среза совпадает. Такой способ обеспечивает наилучшую чистоту поверхности. Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая разницу при работе на подаче и против подачи.


Стрелки показывают движение заготовки

Имейте в виду, что на этой иллюстрации движется заготовка, а не шпиндель. На некоторых станках, например на портальном фрезере, шпиндель перемещается, поэтому метки могут меняться.

Попробуйте провести эксперимент на своем станке по резке в обоих направлениях, и вы увидите, что попутное фрезерование дает более гладкую поверхность (это в большинстве случаев. Однако, бывают и ситуации, когда встречное дает лучший результат). Обратите внимание, что в зависимости от того, каким образом вы фрезеруете, вам необходимо убедиться, что деталь не сместится от нагрузок, приложенных в этом направлении.

Читать еще:  Садовый измельчитель для травы и веток: какой лучше?

Характеристики встречного фрезерования:

  • Ширина стружки начинается с нулевой и увеличивается по мере того, как фреза заканчивает нарезку;
  • В процессе резки создаются восходящие силы, которые стремятся поднять заготовку во время фрезерования;
  • При встречном фрезеровании требуется больше энергии, чем при попутном;
  • Качество обрабатываемой поверхности становится хуже, потому что стружка поднимается стружечными канавками и падает перед режущим инструментом. В результате большинство стружки режется повторно. В данной ситуации может помочь подача СОЖ в зону реза;
  • Инструмент изнашивается быстрее, чем при попутном фрезеровании;
  • Встречное предпочтительно для обработки шероховатых поверхностей;
  • Инструмент отклоняется параллельно направлению подачи

Особенности попутного фрезерования:

  • Ширина стружки начинается с максимальной и уменьшается;
  • Стружка падает за режущим инструментом, тем самым уменьшается ее повторный рез;
  • Меньше износ инструмента – срок службы продлевается на 50%;
  • Улучшается качество обработки поверхности из-за меньшего вторичного нарезания;
  • Требуется меньшая мощность;
  • Резание на подаче оказывает нисходящее усилие на деталь, что упрощает требования к ее креплению. Нисходящее усилие также может помочь уменьшить вибрацию при установке станка на тонких полах;
  • Фрезерование на подаче снижает упрочнение детали;
  • Тем не менее, оно может вызывать сколы при фрезеровании горячекатанных материалов из-за закаленного слоя на поверхности.
  • Отклонение инструмента происходит перпендикулярно подаче, поэтому оно может увеличивать или уменьшать ширину разреза и влиять на точность.

Люфт и попутное фрезерование

Существует следующая проблема с попутной фрезеровкой, которая заключается в том, что инструмент может выбирать люфт передачи, если силы резания достаточно велики. Проблема в том, что в процессе резания рабочий стол будет тянуться на счет усилий на фрезе. И если в передаче есть люфт, это приведет к смещению стола с заготовкой на величину люфта. И, если величина люфта будет достаточной, и режущий инструмент работает с достаточной мощностью — это вызовет вибрацию, может привести к поломке инструмента и возможно даже травме оператора из-за летящих осколков. Поэтому многие мастерские запрещают попутную фрезеровку , на всех станках, у которых известен люфт. Некоторые станки оборудуются передачами с выборкой люфта, например ШВП с двойными гайками.

Один из способов рассмотреть этот вопрос – подойти к нему с точки зрения подачи зуб. Это показатель того, сколько материала каждый зуб режущего инструмента пытается срезать. Типичные значения для чистовой обработки составляют от 2-4 сотки на зуб. Для черновой обработки эта величина может увеличиться до нескольких десяток. В худшем случае попутное фрезерование может зацепить станину и рывком переместить деталь на всю величину люфта в тот момент, когда зуб режет деталь. Поэтому к моменту врезания следующего зуба подача увеличится на величину люфта. Предположим, что черновая подача на оборот равна 6 соток и есть люфт 4 сотки. В худшем случае подача на зуб может внезапно увеличиться до 0.1 мм. Это, конечно, еще не конец света, но уже порядочная нагрузка. Теперь предположим, что у вас более старый станок с люфтом 0.3 мм и подача на зуб составляет 8 соток. Если случится выборка люфта, то следующий зуб начнет резать стружку в 0.38 мм вместо 0.08. Это с большой вероятностью означает поломку инструмента.

Нужно учитывать, достаточно ли сила резания для того, чтобы выборки люфта. Многое будет зависеть от сценария точной обработки вашего станка. Если у вас легкий стол на шариковых направляющих с низким трением,, он может легко схватиться инструментом. Если у вас много железа на столе, и, вы работаете с затянутыми регулировочными клиньями, возможность схватывания будет меньше. Есть способы рассчитать силу резания, нов в общем подходе необходимы использовать меньшие концевые фрезы, меньшую глубину резания, более низкие подачи и более низкую скорость вращения шпинделя – все это уменьшает силу резания и вероятность схватывания и выборки люфта.

Кстати, станки с ЧПУ вообще-то не должны иметь заметного люфта, поэтому это больше касается ручных машин.

При определенных условиях попутное фрезерование создает отрицательную геометрию резания.

До этого момента, вы, вероятно, думали, что стоит использовать попутное фрезерование везде где можно. Ведь такой подход создает лучшее качество обрабатываемой поверхности, требует меньше энергии и менее подвержен отклонению режущего инструмента. А операторы, работающие в ручном режиме, говорят что не стоит использовать попутное, потому что это опасно при работе на машине с люфтом. На самом деле, правда где-то посередине. Можно отметить следующие эмпирические правила:

  1. При фрезеровании на глубину в половину диаметра фрезы или меньше лучше использовать попутное (при условии, что у вашей машины низкий люфт, и это безопасно);
  2. При фрезеровании на глубину ¾ диаметра фрезы способ фрезерования не имеет значения;
  3. При фрезеровании на глубину ¾ — 1 диаметра фрезы лучше встречное.
Читать еще:  Ленточный шлифовальный станок на базе точильного

Отклонение инструмента и точность реза при фрезеровании на подаче и против подачи

Каким образом направление фрезерования подачи влияет на отклонение и точность инструмента?

На следующем рисунке показаны небольшие стрелки (называемые векторами), показывают направление отклонение инструмента, когда резец перемещается по траектории инструмента:

Стрелки показывают где режущее усилие пытается отклонить фрезу. Встречный рез вверху, попутное фрезерование внизу

Обратите внимание, что вектор отклоняющей силы более параллелен разрезу при встречном фрезеровании (хотя стрелки длиннее и показывают более высокие силы резания). При фрезеровании на попутной подаче вектор силы практически перпендикулярен разрезу. Если ваша фреза отклоняется на 3 сотки, не является ли более предпочтительным направить его вдоль подачи? Также альтернативой может быть удаление или углубление фрезы в линию реза(изменения съема за проход). Обратно, длины векторов при встречном больше, чем при попутном. Это говорит о том, что силы резания более мощные, и инструмент с большей вероятностью отклонится.

Попробуйте использовать попутное фрезерование для черновой обработки, потому что это даст вам возможность работать быстрее, а эффект от отклонения инструмента существенно не влияет на точность и не имеет значения – последующий финишный проход обеспечит точность. Вы можете грубо работать значительно быстрее, потому что усилие резания меньше и толсто-тонкий профиль стружки переносит тепло на стружку. Стружка уносит тепло, что особенно важно для обработки твердых материалов таких как нержавеющая сталь. Тем самым обеспечивается лучшее качество обрабатываемой поверхности, если вы можете позволить повторный финишный проход.

Встречное фрезерование для финишной обработки

Это противоречит здравому смыслу, по мнению большинства операторов станков. При прочих равных условиях они правы, но есть нюансы.

Проблема в том, что отклонение влияет и на чистоту поверхности. Если вектор сил резания почти параллелен направлению подачи, вы можете считать, что часть вектора, которая толкает его «от параллели» очень мала. Потому инструмент будет иметь небольшую тенденцию отклоняться и наносить «волны».

Обратите внимание, что это может быть особенно важно при работе с тонкими стенками, где они очень тонки!

Поэтому важно перейти на встречное фрезерование для финишной обработки, если вам вообще неприемлемо отклонение. По крайней мере, следует избегать слишком большой глубины реза при попутном фрезеровании, чтобы избежать отклонений. Чтобы свести отклонения к минимуму, следует использовать не более 30% диаметра режущего инструмента для встречного фрезерования и 5% для попутного.

Правильное управление отклонением может помочь вам избежать необходимости дополнительного фрезерования для очистки поверхности.

Встречное фрезерование для микрообработки

По тем же причинам, а особенно если учесть, что отклонение намного хуже влияет на микрофрезерование, стоит выбирать встречный тип вместо попутного для обработки микрофрезами.

Фрезерование в деревообработке

  • В избранное
  • Поделиться
  • Комментарии 2
  • Смарт-версия
  • Распечатать

Посмотреть больше статей

Октябрь 2020, № 10 (150)

От качества фрезерного оборудования зависит эффективность всего производства.

Фрезерование – это лезвийная обработка с вращательным движением резания при постоянном радиусе его траектории, сообщаемым инструменту, и хотя бы одним движением подачи, направленным обычно перпендикулярно оси вращения инструмента.

Организации

  • Weinig
  • Лойко Рус

Деревообработка начинается с деления бревна на заданные сортименты – доски, бруски, рейки. Такой раскрой выполняется пилением различными видами пил. Однако при этом процессе, как правило, получаются черновые заготовки с плоскими поверхностями, шероховатость которых имеет достаточно большие значения Rm max (до 800 мкм). Даже при пилении круглыми строгальными пилами уровень шероховатости редко достигает минимального значения в 40 мкм.

При фрезеровании обеспечивается более высокое качество обработки при значениях параметра шероховатости в диапазоне 16–250 мкм. Технологическая цель фрезерования – преимущественно окончательное формирование плоских и профильных поверхностей деревянных заготовок (придание им определенной формы и гладкости), а также копирование, получение полостей, пазов, шипов и гнезд, измельчение на щепу и стружку и другое.

Фрезерование относится к поверхностной обработке, которая заключается в удалении технологических припусков с заготовки. В результате получается деталь и измельченная в виде стружки часть отхода древесины, которая зубьями фрезы выносится из зоны резания. Название «стружка» происходит от корня «струг» – так в старину называли рубанок, при помощи которого с заготовки срезалась длинная тонкая стружка. Тем более, процесс продольного фрезерования по старой терминологии назывался строганием. При фрезеровании срезаемый слой (тонкая длинная стружка) разбивается на ряд фрагментарных стружек, форма поперечного сечения которых напоминает стилизованную запятую.

Виды фрезерования классифицируют по ряду признаков. По расположению режущего лезвия относительно оси вращения и форме поверхностей, описываемых лезвием в пространстве, различают три основных разновидности фрезерования: периферийное (цилиндрическое, коническое, угловое и профильное), торцовое и круговое. Цилиндрическое фрезерование выполняется цилиндрическим режущим инструментом с целью получения плоских поверхностей, при котором прямолинейное режущее лезвие параллельно оси вращения и при резании описывает цилиндрическую поверхность. Коническое и угловое фрезерование – это резание конической фрезой с целью получения плоских и угловых поверхностей, при котором прямолинейное режущее лезвие расположено под углом скоса j к оси вращения (0o

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×