Особенности процесса и режимы резания при фрезеровании

При обработке заготовок на изношенных станках применение попутного фрезерования приводит к прерывистости процесса резания.

Причины этого явления лежат в конструктивном исполнении механизма движения подачи стола. Для преобразования вращательного движения в поступательное используется пара «винт – гайка». Этот механизм выполнен с зазорами по резьбе, и чем более изношен станок, тем больше эти зазоры. При направлении горизонтальной составляющей силы резания по подаче гайка, связанная со столом, обгоняет винт в пределах зазоров в резьбе. При больших зазорах процесс резания прерывается. Когда винт «догонит гайку», резание возобновится. Процесс прерывания циклически повторяется. Для плавного резания необходимо использовать станки со специальными гидравлическими компенсаторами зазоров в паре «винт – гайка», станки с беззазорными шарико-винтовыми парами или применять встречное фрезерование, при котором горизонтальная составляющая силы резания прижимает гайку к винту и процесс резания становится непрерывным.

Особенностями процесса фрезерования является прерывистый характер процесса резания каждым зубом фрезы и переменность толщины срезаемого слоя. Каждый зуб фрезы участвует в резании только на определенной части оборота фрезы, остальную часть проходит по воздуху, вхолостую, что обеспечивает охлаждение зуба и дробление стружки.

При цилиндрическом фрезеровании плоскостей работу резания осуществляют зубья, расположенные на цилиндрической поверхности фрезы. При торцевом фрезеровании плоскостей работу резания осуществляют зубья, расположенные на цилиндрической и торцевой поверхностях фрезы.

К режимам резания при фрезеровании относят скорость резания, подачу (минутную, на оборот и на зуб), глубину резания и ширину фрезерования В.

Скорость резания, мм/мин, рассчитывается как окружная скорость вращения фрезы:

V = π D ф n / 1000,

где D ф – наружный диаметр фрезы, мм; n – частота вращения шпинделя станка, об/мин.

Влияние диаметра фрезы на производительность обработки неоднозначно. С увеличением диаметра фрезы повышается расчетная скорость резания при постоянной стойкости. Это объясняется тем, что уменьшается средняя толщина срезаемого слоя, улучшаются условия охлаждения зуба фрезы, так как удлиняется время нахождения зуба вне зоны резания.

С целью повышения производительности лучше выбирать фрезы большего диаметра, поскольку с увеличением скорости резания пропорционально увеличивается частота вращения фрезы и минутная подача (при пропорциональном увеличении числа зубьев фрезы). Возможности увеличения диаметра фрез ограничиваются мощностью и жесткостью станка, размерами инструментального отверстия в шпинделе станка.