Технология фрезерных работ

Фрезерные работы по металлу сейчас пользуются очень большим спросом. Суть данной технологии заключается в снятии излишков металла с заготовки для того, чтобы получить деталь с нужной формой, размером, текстурой поверхности. Во время такого рода деятельности должна строго соблюдаться технология фрезерных работ для того, чтобы обеспечить высокое качество получаемых изделий за максимально короткие сроки.

Технология фрезерных работ в зависимости от вида станка

В процессе фрезерных работ могут быть задействованы разные по сложности заготовки, материалы, на разных производствах применяются разные станки. Таким образом, технология фрезерных работ имеет несколько разновидностей.

Технология процесса фрезеровки на обычном станке

Соблюдая данную технологию фрезерных работ, в первую очередь необходимо подобрать подходящую фрезу и как следует закрепить ее на шпинделе станка.

Прежде чем приступать к выполнению фрезерных работ, необходимо выполнить следующее:

• включите шпиндель на медленное вращение, а деталь подведите к самой фрезе до наименьшего соприкосновения с ней;
• станину стола, на которой закрепили заготовку, надо отвести, вращающийся шпиндель остановится;
• установите нужную глубину резки детали;
• включите вращение фрезы;
• станину стола, на которой закреплена деталь, вручную переместите до момента соприкосновения с вращающейся фрезой.

Для соблюдения технологии фрезерных работ предпочтительно, чтобы для одной заготовки был установленный набор фрез, это позволит повысить производительность труда лица, выполняющего данную операцию.

Фрезы бывают разных размеров, поэтому их надо внимательно подбирать, ориентируясь на требуемый квалитет точности технологии. В соответствии с технологией фрезерных работ для черновой обработки подойдет 11 или 12 квалитет точности, а при завершении работ нужно использовать 8 или 9.

Технология фрезерных работ предусматривает возможность использования также 7 или 8 квалитета точности, но это должно быть указано в техническом задании.

Фрезерная обработка на станке с числовым программным управлением (ЧПУ)

Технология фрезерных работ на станках с ЧПУ достаточно молодая, в ее основе – система рычагов, использующихся на обычных фрезерных станках.

По мере развития электроники и вычислительной техники, фрезерный станок стал управляться при помощи компьютера. Теперь по технологии фрезерные работы выполняет не фрезеровщик, а оператор станков с ЧПУ с помощью специальных программ.

Использование технологии фрезерных работ (разработанной для станков с ЧПУ) увеличивает точность и производительность, понижает процент брака, появляется возможность изготавливать по данной технологии серийные партии деталей со сложной геометрией.

При соблюдении технологии фрезерных работ компьютер с помощью установленной программы выставляет количество оборотов шпинделя, определяет параметры его движения (линейные координаты и глубину фрезеровки).

Сейчас существуют такие станки с ЧПУ, при помощи которых можно выполнять 3D-фрезеровку (когда сразу несколько рабочих органов, находящихся в разных плоскостях, придают заготовке нужную форму).

Технология фрезерных работ в таком случае подразумевает предварительное построение оператором на компьютере 3D-модели детали. Затем станок приступает к изготовлению детали, выполняя задание с максимально возможной точностью. Операторы к такой работе должны быть специально подготовлены.

Лазерная обработка детали на станке с ЧПУ

Технология лазерной обработки детали подразумевает использование станка с ЧПУ. Данное оборудование стоит очень дорого, поэтому за лазерную обработку детали придется заплатить больше, чем за ту же работу, выполненную на обычном фрезерном станке. Однако использование такой технологии стоит того: готовая деталь будет иметь максимальную точность при минимальных временных затратах.

Используя технологию лазерных фрезерных работ на станках с ЧПУ, можно как просто придавать определенную форму материалу, так и создавать самые сложные объемные геометрические детали (кроме округлых конструкций, имеющих форму сферы).

Можно выбрать одну из двух технологий лазерных фрезерных работ:

• В нужном месте станок с помощью теплового лазера выжигает заготовку, затем шлифуют кромку.
• Шлифовочный лазер убирает с детали слой материала за слоем, много раз проходя по одному и тому же месту.

После выполнения лазерных фрезерных работ по заданной технологии из заготовки получается изделие с гладкой поверхностью, без заусенцев, поэтому последующей его шлифовки не предусмотрено.

Технология фрезерных работ в зависимости от вида фрезерования

• Обработка плоских поверхностей.

Работа может проводиться на горизонтальных, вертикальных, наклонных плоских поверхностях и уступах.

Горизонтальные поверхности обрабатывают с помощью цилиндрических и торцовых фрез на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. В соответствии с технологией фрезерных работ, используемые заготовки могут быть разными по форме и размерам, в зависимости от этих параметров их устанавливают либо на столе в специальных машинных тисках, либо крепят болтами, линейками и подкладками.

Технология фрезерных работ на вертикальных поверхностях предполагает использование тех же горизонтально- и вертикально-фрезерных станков, но фрезы заменяют на дисковые трехсторонние концевые и торцовые (или используют продольно-фрезерные станки с торцовыми фрезами). Закрепление деталей осуществляется таким же способом, как описано выше.

В соответствии с технологией фрезерных работ, при обработке наклонных поверхностей нужно использовать горизонтально-фрезерные станки и одноугловые фрезы, а также вертикально-фрезерные станки со шпинделем, установленным под углом с торцовыми фрезами. Необходимый угол получают только на тех станках, где шпиндельная головка поворачивается в вертикальной плоскости.

При фрезерных работах на уступах применяются вертикально-фрезерные станки с концевыми фрезами; это позволяет осуществлять обработку сразу по двум взаимно-перпендикулярным плоскостям поверхности.

• Обработка пазов, канавок и шлицев.

Технология фрезерных работ по пазам, имеющим форму прямоугольника, буквы Т, ласточкина хвоста, осуществляется на вертикально-фрезерных станках с использованием соответствующих концевых фрез. Такой способ позволяет осуществлять обработку прямоугольных пазов на горизонтально-фрезерных станках дисковыми трехсторонними фрезами.

При фрезеровке шпоночных канавок прямоугольного сечения используют концевые и специальные шпоночные фрезы. Технологией в данном случае предусмотрены фрезерные работы на вертикально-фрезерных станков. Иногда такие канавки выполняют на горизонтально-фрезерных станках с использованием дисковых трехсторонних фрез.

Изделие при этом закрепляется на столе станка с помощью специальных машинных тисков с установочной призмой и поворотными губками.

Обработка шлицев происходит на горизонтально-фрезерных станках с использованием прорезных фрез.

• Обработка фасонных поверхностей.

Технологией фрезерных работ предусмотрена возможность обработки малых фасонных поверхностей на горизонтально-фрезерных станках с использованием фасонных фрез, профиль которых соответствует профилю изготовляемой детали. Если деталь имеет достаточно сложную геометрию поверхности, то для ее обработки потребуется набор отдельных простых фрез или специальные копиры. Способ фрезеровки по объемным фасонным поверхностям (например, штампы) осуществляется при помощи копировально-фрезерных станков.

• Обработка зубчатых колес и винтовых канавок.

При обработке цилиндрических зубчатых колес применяется технология фрезерных работ с помощью либо дисковых модульных фрез на горизонтально-фрезерных станках либо модульных пальцевых фрез на вертикально-фрезерных станках. В этих случаях важно правильно подобрать профиль фрезы: он должен подходить по форме и размеру профилю впадины нарезаемого зуба. Если производство поставлено на поток, для нарезки зубчатых колес используют специальные станки. В таких случаях технологией фрезерных работ предусмотрены делительные головки, необходимые для поворота обрабатываемых заготовок на требуемый угол, т. е. окружность таким образом делится на части.

Делительные головки бывают разные: универсальные (с простым и дифференциальным делением), оптические и прочие. Первые наиболее востребованы, так как благодаря им можно делить окружность на части, а также вращать обрабатываемую заготовку при фрезеровке на винтовых канавках, зубьях.

Технология фрезерных работ по обработке титановых деталей

Изделия, изготовленные из титана, активно применяются в аэрокосмической сфере. Данный металл непросто поддается фрезерной обработке, а причина этому – низкая теплопроводность. Известно, что при фрезеровке изделий, выполненных из данного металла, вместе со стружкой удаляется лишь малая часть тепла, следовательно, составные части станка и заготовка подвергаются сильному нагреву.

Для достижения максимально высокого качества обрабатываемой детали, необходимо выполнять следующие требования технологии фрезерных работ:

• минимизировать (насколько это возможно) площадь соприкосновения титанового изделия с режущим инструментом;
• режущая часть фрезерного инструмента должна быть хорошо заточена;
• предпочтительнее использование режущего инструмента с большим количеством зубцов;
• образующиеся опилки должны быть малой толщины;
• предварительное дуговое фрезерование;
• снятие фаски (работа выполняется под углом 45 градусов) после окончания прохода инструмента;
• рекомендуется фреза с большим задним углом;
• важно внимательно следить за глубиной осей;
• глубины осей фрезеровки должны быть небольшими, если у заготовки малая толщина;
• диаметр инструмента должен составлять 70 % по отношению к диаметру подбираемого паза;
• рекомендуется использовать фрезы, работающие на высоких скоростях.

Технология фрезерных лазерных работ имеет свои особенности, в том числе – высокую стоимость. Поэтому нужно всегда анализировать, какой способ обработки материала будет наиболее целесообразным.

Технология фрезерных работ: основные этапы

1. Выбор фрезы.

Фрезеровка по мягким породам дерева и алюминия должна выполняться фрезой из быстрорежущей стали.

2. Определение частоты вращения.

Кроме определения частоты вращения, технология фрезерных работ предусматривает установку требуемого количества оборотов на инструменте.

3. Установка фрезы.

Согласно технологии фрезерных работ, для правильной установки фрезы необходимо выполнить следующие действия:

• положите инструмент набок;
• используя гаечный ключ или кнопку-фиксатор, зафиксируйте шпиндель, это предотвратит его случайное проворачивание;
• отпустите или накрутите зажимную гайку цанги (зависит от особенностей конструкции оборудования);
• вставьте фрезу до упора (минимум на 20 мм);
• на данном этапе может пригодиться еще один гаечный ключ, так как необходимо затянуть зажимную гайку и отпустить шпиндель.

4. Настройка глубины фрезерования.

Для того чтобы настроить глубину фрезерования, необходимо отрегулировать вертикальный ступор, у которого, как правило, несколько ступеней:

• нужно установить инструмент его опорной площадью на деталь, которую надо обработать;
• установите самый низкий упор;
• ослабьте винт ограничителя;
• разблокируйте механизм погружателя;
• постепенно опускайте двигатель до тех пор, пока не соприкоснетесь с поверхностью детали;
• выберете глубину погружения «0»;
• установите ограничитель на требуемую глубину погружения;
• зажмите винт стопора;
• разблокируйте механизм погружателя, в результате чего двигатель поднимется вверх.

5. Выбор режима скорости фрезы.

Обратите внимание, что чем выше скорость фрезы, тем более качественным будет результат: обрабатываемая поверхность получится гладкой и ровной. Однако при работе на очень больших скоростях может произойти оплавление срезов, которые подвергаются обработке.

6. Установка направления вращения фрезы.

Направление вращения фрезы может быть встречным (кромка материала и инструмент направлены в одну сторону) или попутным (кромка материала и инструмент направлены в противоположном друг другу направлении). В соответствии с технологией выполнения фрезерных работ, направление должно быть встречным, второй вариант используется крайне редко.

7. Фрезерование.

Необходимо соблюдать технологию фрезерных работ, выполняемых ручным инструментом. Особенно внимательно нужно относиться к соблюдению техники безопасности, с которой можно ознакомиться, прочитав инструкцию к инструменту:

• сначала включите мотор и опустите фрезу в нужном месте – либо в заготовку, либо за ее пределами – это зависит от вида выполняемых фрезерных работ;
• теперь зафиксируйте стопором «головку» фрезера;
• начинайте продвигать фрезер в нужном направлении;
• если потребуется, то повторите процесс.

Какие меры безопасности предусматривает любая технология фрезерных работ

Все, что касается безопасности выполнения фрезерных работ, подробно изложено в инструкции по эксплуатации фрезерной установки. Самыми важными являются следующие требования:

1. Крепить фрезу и настраивать фрезер можно только после того, как выдернули из розетки шнур питания.
2. Работать на ручном фрезере нужно очень внимательно, буквально сконцентрироваться на данном процессе. Важно твердо стоять на ногах и крепко держать инструмент в руках. Категорически нельзя приступать к выполнению фрезерных работ по какой-либо технологии в состоянии усталости, рассеянности, а также после употребления алкоголя или наркотиков. Несоблюдение данного правила может привести к вырыванию фрезера из рук и серьезной травме.
3. Важно крепко закрепить заготовку, иначе фреза может сорвать ее с места и бросить с большой силой и скоростью.
4. При соприкосновении фрезы с материалом может произойти обратный удар (фреза ударяет по материалу и получает ответный реактивный удар), это может вырвать фрезер из рук, поломать его и травмировать человека, выполняющего работу. Во избежание такого развития событий необходимо очень крепко держать инструмент в руках, надежно прижимая его к основанию и плавно перемещая при работе. Срезаемый слой должен быть не более 3 мм толщиной.
5. Одеваться надо таким образом, чтобы никаких лишних элементов не болталось, иначе их может намотать на фрезу.
6. Нельзя вдыхать мелкую пыль, образующуюся при выполнении фрезерных работ по определенной технологии, так как она вредна для легких. Для того чтобы избавиться от пыли, можно пользоваться пылесосом либо надеть респиратор.