Существует множество способов обработки, каждый из которых обладает уникальными преимуществами, и боковое фрезерование, несомненно, является одним из лучших. Этот метод широко используется в станкостроении с ЧПУ для создания плоских поверхностей, канавок, пазов и контуров. Боковое фрезерование играет решающую роль в изготовлении прецизионных деталей с жесткими допусками и высокой чистотой поверхности. В этой статье рассказывается о принципах бокового фрезерования, его применении и преимуществах.
Что такое боковое фрезерование?
Обычно это выполняется на фрезерных станках с ЧПУ, где режущий инструмент перемещается по нескольким осям для создания сложной геометрии, направление вращения фрезы перпендикулярно направлению подачи заготовки, а материал удаляется за счет вращения инструмента и перемещения заготовки. Боковое фрезерование обычно используется для обработки таких форм, как плоские поверхности, канавки и криволинейные поверхности.
Типы боковых фрез
Фреза с расположенными в шахматном порядке зубьями
У этих инструментов боковые режущие зубья расположены на достаточном расстоянии друг от друга. Неравномерное расстояние между зубьями помогает свести к минимуму усилие резания во время работы. Неравномерное расположение зубьев помогает снизить нагрузку на каждый зуб. Кроме того, это помогает добиться эффективных результатов при срезании стружки.
Фреза с расположенными в шахматном порядке зубьями отлично подходит для удаления тяжелых материалов или обработки более широких канавок. Благодаря расположенным в шахматном порядке зубьям, они снижают вибрацию и продлевают срок службы инструмента. Фрезы с расположенными в шахматном порядке зубьями помогают эффективно резать твердые материалы и обеспечивают плавную работу, поскольку позволяют равномерно распределять усилия резания.
Обычная фреза
Конструкция обычных фрез совершенно иная. Они имеют равномерное расположение зубьев по всему инструменту, что делает их пригодными для обработки плоских поверхностей. Благодаря равномерному расстоянию между зубьями они могут обеспечивать гладкие и стабильные результаты. Вы можете использовать обычные фрезы в тех областях применения, где важна точность и гладкость обработки поверхности.
Обычные фрезы изготавливаются из различных материалов, таких как твердые сплавы и быстрорежущая сталь. Фрезы из твердых сплавов долговечны и способны выдерживать высокие температуры. Фрезы из быстрорежущей стали широко используются, поскольку их можно применять для обработки различных типов материалов. Однако вы можете использовать эти фрезы для высокоскоростных или тяжелых работ.
Фреза с расположенными в шахматном порядке зубьями и обычная фреза могут обеспечить отличные результаты при использовании. Однако выбор используемой фрезы зависит от ваших требований к области применения. Исходя из их преимуществ и недостатков, каждая из этих фрез хорошо зарекомендовала себя в различных областях применения.
Как обеспечить точность обработки и качество поверхности?
При боковом фрезеровании для обеспечения точности обработки и качества поверхности требуется всесторонний учет множества факторов. Ниже приведены некоторые ключевые меры:
1. Выбор и установка инструмента
Точность инструмента: Выбор высокоточного инструмента напрямую влияет на точность обработки с точки зрения точности размеров, формы и качества режущей кромки. Например, допуск по диаметру фрезы должен контролироваться в пределах ± 0,01 мм, а значение Ra шероховатости поверхности режущей кромки не должно превышать 0,8 мкм.
Установка инструмента: Установка инструмента должна быть надежной, без эксцентриситета или неплотностей. После установки необходимо проверить радиальное биение и осевое смещение инструмента. Радиальное биение не должно превышать 0,01 мм, а осевое смещение не должно превышать 0,005 мм.
2. Зажим и позиционирование заготовки
Выбор приспособлений: Выбирайте подходящие приспособления в зависимости от формы заготовки и требований к обработке, например плоскогубцы, прижимные пластины или специальные приспособления. Точность позиционирования приспособления должна быть высокой, чтобы избежать ошибок при обработке, вызванных неисправностями приспособления.
Точность зажима: Для выравнивания заготовки используйте стрелочный датчик или микрометр, следя за тем, чтобы плоскость отсчета заготовки совпадала с координатной осью станка. Для деталей, которые зажимались несколько раз, необходимо установить установочные штифты или шпонки, чтобы обеспечить согласованность положения зажима.
3. Оптимизация параметров резания
Скорость резания и скорость подачи: Разумно установите скорость резания и скорость подачи, чтобы избежать чрезмерных или недостаточных параметров, которые могут привести к повышенному износу инструмента или ухудшению качества поверхности во время обработки. Например, при обработке стальных деталей скорость резания может быть установлена на уровне 100-200 м/мин, а скорость подачи — на уровне 0,1-0,3 мм/сек.
Глубина и ширина резания: При начальной обработке можно использовать больший объем резания, в то время как при прецизионной обработке объем резания следует уменьшить, чтобы улучшить качество поверхности и точность обработки.
4. Мониторинг технологического процесса
Контроль вибрации: Поддерживайте жесткость и стабильность станка и избегайте вибрации в процессе обработки. При необходимости можно использовать устройства для снижения вибрации или отрегулировать параметры резания для снижения вибрации.
Мониторинг и настройка в режиме реального времени: внимательно следите за рабочим состоянием станка в процессе обработки, регулярно проверяйте размеры обрабатываемого материала и своевременно корректируйте параметры компенсации инструмента.
5. Использование охлаждающей жидкости
Важность охлаждающей жидкости: Использование достаточного количества охлаждающей жидкости может снизить температуру резания, уменьшить износ инструмента и удалить стружку, чтобы избежать ожогов или деформации поверхности.
6. Способ обработки и технология
Разумно спланируйте траекторию обработки: во время программирования выберите подходящую траекторию обработки, такую как контурная резка, спиральная резка и т.д., чтобы уменьшить воздействие инструмента на поверхность заготовки.
Поэтапная обработка: Для деталей с высокими требованиями к точности можно использовать многоступенчатый метод обработки, состоящий из чернового фрезерования, полуточного фрезерования и прецизионного фрезерования для постепенного повышения точности обработки.
Применение бокового фрезерования
1. Прорезание пазов и канавок
Боковое фрезерование используется для создания точных пазов и канавок в заготовках. Оно позволяет точно регулировать ширину, глубину и выравнивание.
2. Контурирование и профилирование
Сложные контуры и профили обрабатываются с помощью бокового фрезерования, при котором фреза повторяет форму заготовки. Это особенно полезно при изготовлении пресс-форм и деталей для аэрокосмической промышленности.
3. Отделка поверхности
Боковое фрезерование является эффективным методом получения высококачественной отделки поверхности. Плавное режущее действие бокового фрезерования помогает уменьшить следы от инструмента и улучшить конечный внешний вид.
4. Фрезерование шпоночных пазов и выступов
Боковое фрезерование идеально подходит для точной обработки шпоночных пазов и выступов. Оно обеспечивает высокую точность размеров и стабильное качество поверхности.
Распространенные неисправности при боковом фрезеровании и меры по их предотвращению
Распространенные сбои и причины
- Вибрация при механической обработке
Причины: Неправильные параметры резания (например, чрезмерная глубина резания, высокая скорость подачи), недостаточная жесткость инструмента, неплотный зажим заготовки, недостаточная жесткость станка или плохая смазка.
Проявления: Волнистый или вибрационный рисунок на обрабатываемой поверхности, снижение точности обработки.
- Низкое качество поверхности
Причины: Сильный износ инструмента, неправильные параметры резания (например, слишком низкая или слишком высокая скорость резания), недостаточное количество охлаждающей жидкости или ее загрязнение.
Проявления: Чрезмерная шероховатость поверхности, следы от инструмента или ожоги на обрабатываемой поверхности.
- Нестабильные размеры обработки
Причины: Износ направляющих станка или ходовых винтов, чрезмерный люфт в системе подачи или ослабление зажимных устройств.
Проявления: Большие отклонения в размерах, плохая повторяемость.
- Аномалии веретена
Причины: износ подшипников, плохая смазка или неисправность двигателя.
Проявления: перегрев шпинделя, чрезмерный шум или нарушение нормальной работы.
- Программные ошибки или сбои в работе
Причины: Неправильная программа обработки, несоблюдение оператором рабочих процедур.
Проявления: столкновение инструмента, неправильная траектория обработки.
Профилактические меры
- Оптимизируйте параметры резки
Разумно установите скорость резания, скорость подачи и глубину резания, чтобы избежать чрезмерных усилий резания.
- Выберите подходящие инструменты и приспособления
Используйте инструменты с высокой жесткостью и точностью и убедитесь, что заготовка надежно закреплена.
- Улучшите техническое обслуживание машины
Регулярно проверяйте и заменяйте изношенные механические компоненты, такие как ходовые винты и подшипники, и обеспечьте надлежащую смазку направляющих и шпинделей станка.
- Рационально заданные траектории обработки
Оптимизируйте траекторию движения инструмента, чтобы избежать ненужных ударов во время обработки.
- Обеспечьте достаточное количество чистой охлаждающей жидкости
Регулярно проверяйте подачу охлаждающей жидкости и своевременно заменяйте загрязненную охлаждающую жидкость.
- Усилить подготовку операторов
Повысьте уровень владения оборудованием у оператора, чтобы обеспечить корректность и безошибочность программы.
Вывод
Боковое фрезерование — это универсальный и точный метод обработки, необходимый для изготовления высококачественных деталей в различных отраслях промышленности. Правильно подобрав инструменты, оптимизировав параметры резания и следуя рекомендациям, производители могут добиться превосходной обработки поверхности и точности размеров. Понимание нюансов бокового фрезерования позволяет машинистам преодолевать трудности и максимизировать производительность при обработке с ЧПУ.