Поверхности в большинстве случаев подвергаются фрезерной обработке посредством цилиндрических и торцовых фрез. Сечение фрезы торцового направления D (мм) выбирается, исходя из размера В (мм) обработки, учитывая пропорцию D=(1,3…1,8)В. Фрезеруя торцовой фрезой, лучше использовать несимметричный тип резки. Смещение в мм k=(0,03…0,06)D (рис. 1).
Рис. 1. Установка торцовой фрезы относительно заготовки:
а – симметрично (не рекомендуется); б – несимметрично (рекомендуется); 1 – заготовка; 2 – фреза; D – диаметр фрезы; B – ширина заготовки; Dr – направление движения резания; Ds – движение подачи; k – смещение центра фрезы относительно оси симметрии заготовки
Методика фрезеровки поверхностей: заготовка подается до соприкосновения с фрезой и тут же убирается от нее, отключается шпиндель. Фрезеруя плоскую поверхность, располагают вертикальный лимб подачи на уровень фрезеровки, фрезеруя плоскую торцовую поверхность – поперечный лимб подачи на уровень фрезеровки. Включается шпиндель, вручную передвигается станина с деталью до соприкосновения с фрезой. Запускается продольная подача станины.
Обрабатывая детали фрезами цилиндрической конфигурации, подбирают их длину на 10…15 мм больше установленной ширины обработки. Сечение фрезы подбирается исходя из глубины резания t (мм) и ширины фрезеровки. Черновая фрезеровка выдает точность параметров 11 и 12 квалитетов. Чистовая обработка – 8 и 9 квалитетов. Иногда тонкая обработка позволяет получить 6 и 7 квалитет точности.
Шероховатость обработки лежит в пределах Rz 80 мкм – Ra 0,63 мкм. Оптимальные показатели шероховатости Ra 1,25…0,63 мкм удается получить после тонкой фрезеровки. Еще один способ достичь хороших показателей шероховатости – использование составных фрез. В их корпусах закрепляются резцы для чистовой и черновой обработки. Резцы для чистовой обработки расположены ниже, чем черновые, на размер чистовой фрезеровки.
Чистовые резцы в корпус фрезы могут быть установлены один либо несколько. Если установить подачу Sz=1,5…2,5 мм/зуб, а скорость резания v=240…250 м/мин, получим шероховатость Rz=5…2,5 мкм. Обрабатывая плоскости торцовыми фрезами, исходя из конструкции крепежа инструмента, резание осуществляется спокойнее, чем во время обработки цилиндрической фрезой.
Незначительные горизонтальные и вертикальные поверхности фрезеруются концевыми фрезами. Производительность фрезеровки и обработки фасонных поверхностей повышается от использования наборов фрез. Набор – это группа фрез, которые расположены и закреплены на одной оправке.
Плоская сторона заготовки, находящаяся под некоторым углом к горизонтали, называется наклонной. Небольшая наклонная плоскость называется скосом. При фрезеровке наклонных плоскостей и скосов применяют инструменты:
- угловые фрезы;
- кондукторы (рис. 2, в, г) для фрезерования с помощью торцовых и цилиндрических фрез;
- концевые и торцовые фрезы, совершающие поворот фрез на запланированный угол (рис. 2, б);
- концевые, торцовые, цилиндрические фрезы, совершающие поворот обрабатываемых деталей на требуемый угол универсальным поворотным столом (рис. 2, а).
Рис. 2. Фрезерование наклонных плоскостей:
а – фрезерование наклонной плоскости на универсальной поворотной плите; б – фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой; в и г – обработка наклонных плоскостей в специальных приспособлениях цилиндрической (в) и торцевой (г) фрезой; 1 – фреза; 2 - заготовка
Фрезерование с поворотом на заданный угол осуществляют с закреплением обрабатываемой детали в универсальных тисках либо на универсальном столе. Поворачивают всю конструкцию на такой угол, при котором вся обрабатываемая плоскость оказывается параллельной поверхности плиты.
Обработку скосов и наклонных поверхностей с помощью концевых и наклонных фрез рекомендуется осуществлять, поворачивая на величину требуемого угла не обрабатываемую деталь, а шпиндель инструмента. Такую возможность предоставляет вертикально-фрезерный станок. Его фрезерная головка поворачивается вместе со шпинделем в вертикальной плоскости.
Обработка деталей с наклонными плоскостями и скосами при массовом и серийном производстве осуществляется в специальных устройствах. Приспособления позволяют ставить и крепить заготовки, не производя выверку. Угловыми фрезами обрабатывают мелкие наклонные поверхности и скосы. Для этого нет надобности поворачивать фрезы либо детали.
Нарушение параметров плоскостности при фрезеровании торцовой фрезой происходит в том случае, когда ось вращения фрезы установлена не перпендикулярно к поверхности обработки, другими словами, к поверхности станины. На поверхности появляется впадина (рис. 3). Чем меньше сечение D торцовой фрезы и больше угол β, тем больше впадина.
Рис. 3. Неправильная установка торцовой фрезы при обработке плоскостей:
1 – стол станка; 2 – щуп; 3 – контрольная плита; β – угол поворота оси фрезы относительно перпендикуляра к плоскости стола; δ – неплоскостность обработанной заготовки
Когда плоскость фрезеруется набором фрез либо цилиндрической фрезой, нарушение параметров плоскостности может произойти от «подрезания». На поверхности обработки (рис. 4) появляется лунка 1. Это следствие временной остановки подачи. Из-за этого фреза какое-то время вращается на месте.
Силы упругости стремятся сблизить деталь и фрезу. Это приводит к появлению выработки на месте холостого вращения инструмента. Лунка будет тем больше, чем меньше степень жесткости системы СИД, чем дольше вращается на месте фреза, чем выше сила резания.
Рис. 4. Подрезание плоской поверхности вызываемое временным прекращение движения подачи цилиндрической фрезы:
1 – лунка; Dr – направление движения резания; Ds – направление движения подачи
Плоскостность обработанной поверхности проверяется лекальной линейкой. Степень неплоскостности на торцах деталей контролируется рейсмасом либо плоским угольником. Отклонение от плоскостности – это максимальное расстояние от реально обработанной плоскости до прилегающей плоскости, находящихся в пределах участка проверки.
Прилегающая плоскость – это та, которая прикасается к реальной поверхности и находится вне материала заготовки таким образом, чтобы погрешность от нее максимально удаленной точки отфрезерованной реальной плоскости было наименьшим в границах проверяемого участка. Поверхности наклона и скосы проверяют рейсмасами и шаблонами.