Фрезерование

Фрезерова́ние

В металлообработке, процесс резания металлов и др. твёрдых материалов фрезой (См. Фреза). Ф. применяется для обработки плоских и фасонных поверхностей (в т. ч. резьбовых поверхностей, зубчатых и червячных колёс) и осуществляется на фрезерных станках (См. Фрезерный станок). Схема Ф. цилиндрической фрезой показана на рис. 1. Главное движение при Ф. — вращение инструмента, движение подачи — поступательное перемещение заготовки; скорость резания равна окружной скорости наиболее удалённых от оси фрезы точек её зубьев. При Ф. различают три вида подачи. Минутная подача S (в мм/мин); подача на один оборот фрезы S₀ (в мм/об); подача на один зуб фрезы S_z (в мм/зуб) — относительное перемещение фрезы и заготовки при повороте фрезы на один угловой шаг ε = . S_z характеризует интенсивность нагрузки зуба в процессе Ф. (стойкость фрезы) и вычисляется по формуле

,

где z — число зубьев фрезы, n — частота вращения фрезы (об/мин). Глубина резания t (мм) при Ф. — толщина срезаемого слоя металла, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности. Ширина Ф. В (мм) — ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном оси фрезы. Существуют две возможные схемы Ф.: против подачи (встречное Ф.), когда в нижней точке контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой векторы скорости резания и подачи противоположны (рис. 2, а), и по подаче (попутное Ф.), когда эти векторы совпадают (рис. 2, б), amax — наибольшая толщина срезаемого слоя металла; Ψ — угол контакта фрезы. При черновом Ф. обычно применяется вторая схема, при чистовом Ф. — первая. Площадь поперечного сечения слоя металла, срезаемого зубом фрезы, меняется в каждый момент времени резания и, следовательно, меняются и действующие на зуб силы. Равномерное Ф. может быть достигнуто при использовании фрез с винтовыми зубьями, работа которых характеризуется примерным постоянством площади поперечного сечения срезаемого слоя металла. Основное технологическое время при Ф.:

мин,

где L — общая длина прохода заготовки (в мм) относительно фрезы в направлении подачи, i — число проходов. Скорость резания, допускаемая при Ф., зависит от типа фрезы, материала и геометрических параметров её режущей части и др. элементов, режима резания, состояния поверхностного слоя заготовки и т.п. (см. Обработка металлов резанием). В процессе Ф. возникают силы сопротивления резанию. По окружной силе может быть определён крутящий момент на шпинделе фрезерного станка. Осевая сила действует на подшипник шпинделя станка, устройство для закрепления заготовки, а также детали и узлы механизма подачи. Радиальная сила действует на опоры шпинделя и оправку, в которой закрепляется фреза. Горизонтальная сила нагружает механизм подачи и устройство для закрепления заготовки. В деревообработке Ф. может осуществляться также на фуговальных станках (См. Фуговальный станок), рейсмусовых станках (См. Рейсмусовый станок) и др. с помощью ножевых валов или головок со вставными ножами (см. Дереворежущий инструмент).

Лит. см. при ст. Обработка металлов резанием.

Д. Л. Юдин.

Рис. 1. Схема резания при фрезеровании цилиндрической фрезой: 1 — обрабатываемая поверхность; 2 — обработанная поверхность; 3 — поверхность резания.

Рис. 2. Схемы фрезерования: а — против подачи; б — по подаче.