Фрезерование — одно из самых популярных процессов механической обработки
Что такое фрезерование?
Фрезерование — это процесс механической обработки, при котором вращающийся режущий инструмент удаляет материал с заготовки контролируемым образом. Данная субтрактивная технология направлена на то, чтобы придать заготовке требуемую форму.
Современные фрезерные станки часто оснащаются системой числового программного управления (ЧПУ), что позволяет автоматизировать весь процесс.
История фрезерования
Традиционно изготовление сложных форм выполнялось вручную с помощью напильников. Такой метод требовал высокой квалификации рабочего.
В начале XIX века фрезерные станки начали заменять этот процесс. Фрезерный станок устранил необходимость в утомительной ручной обработке. Для работы на нём требовалась лишь краткая подготовка, и пользоваться станком могли даже малоопытные операторы.
Первые фрезерные станки применялись для производства деталей ружей для армии. До середины XX века они управлялись вручную.
С развитием вычислительной техники в 1950-х годах фрезерные станки начали оснащаться ЧПУ. Это стало началом современного этапа автоматизированных фрезерных станков, которые сегодня широко применяются в промышленности.
Кто изобрёл первый фрезерный станок?
Первый фрезерный станок был изобретён Эли Уитни в 1818 году. Его целью было производство ружей для правительства США. Конструкция и основные характеристики станка оказались настолько удачными, что использовались без существенных изменений более 150 лет.
Любопытный факт: Эли Уитни также приписывают изобретение хлопкоочистительной машины (джина).
Как работает фрезерование?
Фрезерование — это процесс механической обработки, при котором вращающийся режущий инструмент удаляет материал с заготовки контролируемым образом. Данная субтрактивная технология направлена на то, чтобы придать заготовке требуемую форму.
Современные фрезерные станки часто оснащаются системой числового программного управления (ЧПУ), что позволяет автоматизировать весь процесс.
История фрезерования
Традиционно изготовление сложных форм выполнялось вручную с помощью напильников. Такой метод требовал высокой квалификации рабочего.
В начале XIX века фрезерные станки начали заменять этот процесс. Фрезерный станок устранил необходимость в утомительной ручной обработке. Для работы на нём требовалась лишь краткая подготовка, и пользоваться станком могли даже малоопытные операторы.
Первые фрезерные станки применялись для производства деталей ружей для армии. До середины XX века они управлялись вручную.
С развитием вычислительной техники в 1950-х годах фрезерные станки начали оснащаться ЧПУ. Это стало началом современного этапа автоматизированных фрезерных станков, которые сегодня широко применяются в промышленности.
Кто изобрёл первый фрезерный станок?
Первый фрезерный станок был изобретён Эли Уитни в 1818 году. Его целью было производство ружей для правительства США. Конструкция и основные характеристики станка оказались настолько удачными, что использовались без существенных изменений более 150 лет.
Любопытный факт: Эли Уитни также приписывают изобретение хлопкоочистительной машины (джина).
Как работает фрезерование?
Основной рабочий элемент фрезерного станка — это вращающаяся режущая фреза. Именно она отвечает за процесс снятия материала. Фрезерные станки могут использовать как одноточечные, так и многоточечные инструменты.
Фреза при фрезеровании движется перпендикулярно оси вращения. Например, если резание происходит в плоскости X–Y вокруг оси Z, то движение инструмента также осуществляется в плоскости X–Y. Заготовка встречается с фрезой по касательной к окружности вращения, и в этот момент происходит удаление материала.
Этапы процесса фрезерования
Ниже приведён пошаговый разбор работы фрезерного станка:
Фреза при фрезеровании движется перпендикулярно оси вращения. Например, если резание происходит в плоскости X–Y вокруг оси Z, то движение инструмента также осуществляется в плоскости X–Y. Заготовка встречается с фрезой по касательной к окружности вращения, и в этот момент происходит удаление материала.
Этапы процесса фрезерования
Ниже приведён пошаговый разбор работы фрезерного станка:
- Установка заготовки. Первоначальная подготовка включает размещение заготовки на столе станка и её надёжное закрепление. Слабое или шаткое крепление приводит к ошибкам обработки и потере точности.
- Выбор инструмента. Существует множество типов фрез. Подбор правильного инструмента зависит от материала заготовки и требуемого результата.
- Настройка станка. Включает установку параметров: скорость вращения шпинделя, подача охлаждающей жидкости, скорость подачи, глубина резания и др.
- Запуск обработки. После завершения подготовки оператор начинает процесс фрезерования.
- Черновая обработка. На этом этапе удаляется основной объём материала, чтобы придать заготовке общие очертания детали. Процесс выполняется на высокой скорости резания и подаче.
- Получистовая обработка. После черновой скорость уменьшается, и заготовка приобретает форму, максимально приближенную к конечной.
- Чистовая обработка. Выполняется при очень малой подаче и небольшой глубине реза. Цель — повысить точность размеров и максимально приблизить поверхность к требуемым параметрам.
- Снятие заготовки. Готовая деталь извлекается из станка.
- Контроль и проверка качества. Изделие проверяется на наличие дефектов. При необходимости деталь снова устанавливается на станок и проходит дополнительный чистовой проход. Этот этап повторяется до достижения нужных стандартов.
- Постобработка. После фрезерования деталь может пройти дополнительные операции: удаление заусенцев, очистку, шлифование, обработку поверхности и т.д.
Виды фрезерных операций
Существует множество видов фрезерных операций. Каждая из них позволяет формировать детали определённой формы. Основные из них:
Существует множество видов фрезерных операций. Каждая из них позволяет формировать детали определённой формы. Основные из них:
- Торцевое фрезерование. Торцевая фреза по форме напоминает сверло, однако, в отличие от него, может резать как радиально, так и аксиально. Сверлильный станок работает только вдоль оси, а обычный фрезер — только радиально. Торцевая фреза совмещает обе возможности.
- Фрезерование плоскости. Применяется для обработки поверхности заготовки. Такая фреза способна превратить неровную поверхность в ровную плоскость и придать ей очень гладкую отделку. Существуют как ручные, так и автоматические варианты.
- Фрезерование фасок. Используется для снятия фасок и скосов. Кроме того, такие фрезы применяются для удаления заусенцев, зенковки и разметки центров.
- Прорезное фрезерование. С помощью длинной вращающейся фрезы создаются пазы в заготовке. Пазы могут быть закрытыми или открытыми и иметь различные формы. По глубине они больше, чем те, что можно получить торцевым фрезерованием.
- Периферийное фрезерование. При этом способе инструмент располагается параллельно поверхности заготовки, и резание происходит боковой частью фрезы. Это противоположно фрезерованию плоскостей. Такой метод используют, когда требуется снять большой объём материала.
- Фрезерование “вдогон”. В этом случае фреза вращается в направлении подачи. В отличие от встречного фрезерования, здесь инструмент «наезжает» на заготовку, и стружка образуется позади фрезы, что предотвращает её накопление перед режущей частью.
- Профильное фрезерование. Применяется для обработки вертикальных и наклонных поверхностей. Может выполняться как на этапе черновой, так и чистовой обработки, в зависимости от типа используемого инструмента.
- Винтовое фрезерование. Позволяет изготавливать винтовые канавки, каналы и отверстия в цилиндрических заготовках. Заготовка при этом закрепляется на поворотном столе, а фреза движется по винтовой траектории. Чаще всего используется для создания масляных каналов и отверстий.
- Погружное фрезерование. Подача осуществляется вдоль оси инструмента. Обычно применяется на стадии черновой обработки: фреза врезается в заготовку и формирует карманы.
- Фрезерование резьбы. Используется для нарезания резьбы внутри заготовки. Такие фрезы работают только в предварительно просверленных отверстиях, вращаясь и одновременно двигаясь по окружности. На практике чаще применяются метчики, однако резьбовое фрезерование также имеет применение.
- Фрезерование с числовым программным управлением. В этом случае движение инструмента задаётся компьютерной программой. Такой способ позволяет быстро изготавливать сложные детали. В зависимости от поставленных задач применяются станки с разным числом осей.
Какой тип фрезерования применяется чаще всего?
Наиболее распространены торцевое и плоскостное фрезерование. Они часто используются вместе с другими методами обработки и позволяют работать как с поверхностью, так и с внутренними элементами детали.