При фрезеровании главным движением является вращение режущего инструмента (фрезы), а движением подачи – перемещение обрабатываемого изделия (рис.10.3). Иногда движение подачи осуществляется перемещением шпиндельной бабки.
1 – обрабатываемое изделие; 2 – фреза; 3 – главное движение; 4 – движение подачи
Рис.10.3. Схема фрезерования
Вспомогательными движениями на фрезерных станках являются:
— быстрое перемещение стола при подводе детали к инструменту;
— возвращение стола в исходное положение после обработки;
— ускоренное перемещение шпиндельной бабки и др.
Особенность фрезерования заключается в том, что вращающийся относительно неподвижной оси инструмент – фреза – имеет несколько режущих зубьев, каждое из которых снимает стружку только в течение небольшой доли оборота фрезы, затем вращается вхолостую. Сечение стружки перед каждым зубом непрерывно изменяется от нуля до наибольшей величины.
Фрезерованием обрабатываются плоские поверхности, фасонные поверхности, кулачки, зубчатые колёса; нарезаются резьбы, прорезаются прямые и винтовые канавки и т.д. В зависимости от вида обрабатываемой поверхности используются фрезы различной конфигурации.
Скорость резания (м/мин) при фрезеровании определяется с помощью эмпирической формулы:
где Сυ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, охлаждения фрезы и вида обработки (грубая или чистовая);
d – диаметр фрезы, мм;
s – подача на зуб фрезы, мм;
l – глубина резания (глубина снимаемого слоя металла за один проход), мм;
В – ширина фрезерования, мм;
z – количество зубьев фрезы;
Т – стойкость фрезы, мин.
Стойкость фрезы для цилиндрических, торцевых, дисковых и фасонных фрез при обработке стали, ковкого чугуна, бронзы принимается Т=180 мин; при обработке серого чугуна принимается Т=240 мин.
Стойкость концевых фрез принимается соответственно Т=60 мин и Т=90 мин.
Значение коэффициента Сυ и показателей степеней зависят:
— от вида фрезы (цилиндрическая, дисковая, торцевая, прорезная и т.д.);
— от обрабатываемого материала;
— от величины подачи;
— от качества фрезы;
— от наличия охлаждения.
С изменением вида фрезы при обработке того же материала, изменяются и значения коэффициентов.
Усилие резания (Н), то есть окружное усилие при фрезеровании определяется согласно следующему выражению:
При грубом фрезеровании на тяжёлых станках для цилиндрических фрез подача достигает s= 0,2…0,6 мм на зуб. Глубина фрезерования lдостигает 15 мм и выше. Для станков пониженной жёсткости подача снижается и составляет примерно 0,02…0,08 мм на зуб.
Необходимо отметить, что бо́льшим подачам соответствуют ме́ньшие скорости резания и бо́льшие мощности при той же глубине фрезерования.
Широко применяется скоростное фрезерование, значительно повышающее производительность. Фрезы для скоростного фрезерования обычно снабжены вставными зубьями с напаянными твердосплавными пластинками, осуществляющими снятие стружки. При скоростном фрезеровании мощность значительно возрастает в сравнении с обработкой того же материала фрезой из быстрорежущей стали. Скорости резания достигают 300…400 м/мин и выше.
Расчёт технологического (машинного) времени (мин) (например, для цилиндрического фрезерования) за один проход фрезы производится по формуле:
