Последовательность выбора инструмента при фрезеровании
1. Определить группу обрабатываемого материала. К какой группе по ISO относится заданный материал заготовки. Стандарт ISO разделяет все обрабатываемые материалы на четыре основные группы (P/M/K/N): ISO Р (сталь), ISO М (нержавеющая сталь), ISO К (чугун): ISO N (алюминий, цветные металлы).
В табл.1 приведены коды обрабатываемых материалов, принятых в каталоге CoroKey, используемых в индивидуальных заданиях.
Таблица 1
| ISO | СМС | Обрабатываемый материал | ||
| Р | 01.1, 01.2, 01.3 | Нелегированная сталь | _ | _ |
| 02.1 | Низколегированная сталь Содержание легирующих элементов ≤5% | Незакаленная | _ | |
| 02.2 | Закаленная | _ | ||
| 03.11 | Высоколегированная сталь Содержание легирующих элементов ≤5% | Отожженная | _ | |
| 03.21 | Закаленная | |||
| 06.2 | Стальное литье низколегированное | Незакаленная | Литье | |
| М | 05.21, 05. 22, | Нержавеющая сталь | Аустенитная, ферритная | Поковки прутки |
| 15.21, 15.22 | Аустенитная | Литье | ||
| К | 07.1, 07.2 | Ковкий чугун | _ | _ |
| 08.1, 08.2 | Серый чугун | _ | _ |
2. Определить вид фрезерования в соответствии с типом операции: торцевое фрезерование, фрезерование уступов, фрезерование пазов и т.д.
3. Выбрать тип применяемой фрезы, обеспечивающий максимальную
производительность данного вида фрезерования: СоrоМіll245, СоrоМіll290, СоrоМіll390 и т.п. по каталогу CoroKey. Тип фрезы определяется конструкцией обрабатываемой поверхности и видом оборудования.
4. Выбрать параметры фрезы. Размеры фрезы определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя.
Диаметр фрезы Dс выбирают по возможности наибольшим для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, учитывая при этом жесткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки. При торцевом фрезеровании диаметр фрезы Dс должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. Dс = (1,25 – 1,5) B. При этом формирование стружки и нагрузка на режущую кромку будут оптимальными.
Шаг зубьев – это расстояние между одинаковыми точками соседних зубьев фрезы. Шаг зубьев фрезы может быть крупным L – первый выбор для работы на маломощном и нежестком оборудовании, при работе с большими вылетами и в нестабильных условиях;
нормальным М – первый выбор для большинства операций;
мелким Н – для обработки материалов дающих элементную стружку, для высокопроизводительного фрезерования при высокой жесткости СПИД, для фрезерования жаропрочных сплавов.
Некоторые фрезы имеют исполнение с неравномерным шагом зубьев, т. е. неравным расстоянием между пластинами. Преимуществом такого исполнения фрезы является снижение склонности к вибрациям. Такие фрезы рекомендуются при большом значении ширины фрезерования и увеличенном вылете.
Число зубьев фрезы Zn – связано с понятием шага.
Главный угол в плане Кr является основным геометрическим параметром фрез. Он измеряется между главной режущей кромкой и обрабатываемой поверхностью и определяет направление сил резания и толщину срезаемой
стружки. В основном фрезы выпускаются с главными углами в плане 45°,
90° и 10° и фрезы с круглыми пластинами.
Кr=90° Кr=45° Кr=10°
Рис. 3. Главный угол в плане
При угле в плане 90° сила резания направлена в основном радиально в соответствии с направлением подачи, поэтому обрабатываемая поверхность не подвергается большому давлению, что благоприятно для нежестких заготовок. Основная область применения таких фрез - обработка прямоугольных уступов.
При работе фрезами с углом в плане 45° осевые и радиальные силы резания практически одинаковы и потребляемая мощность не высока. Это фрезы универсального применения. Особенно они рекомендуются для обработки материалов, дающих элементную стружку. Меньшая толщина срезаемого слоя при угле в плане 45° позволяет увеличить подачу стола, т.е. повысить производительность обработки.
Фрезы с углом в плане 10° рекомендуются для продольного фрезерования с большими подачами и плунжерного фрезерования, когда характерны небольшие толщины стружки и высокие скоростные параметры.
У фрез с круглыми пластинами главный угол в плане меняется от 0° до 90° в зависимости от глубины резания. Эти фрезы имеют очень прочную режущую кромку и могут работать при больших подачах стола. Фрезы с круглыми пластинами рекомендуется применять для обработки труднообрабатываемых материалов, таких как титан и жаропрочные сплавы.
5. Подобрать режущую пластину. При выборе геометрии пластины решающим является материал обрабатываемой детали, глубина резания и подача. Выбор геометрии передней поверхности пластин условно упрощен до трех возможных геометрий, различающихся характером резания: легкая геометрия - L, средняя геометрия – М и тяжелая геометрия – Н.
Легкая геометрия - L имеет более острую, но менее прочную режущую кромку и предназначена для выполнения фрезерования с небольшими нагрузками. Применяется для обработки нежестких заготовок и для чистового фрезерования. Характеризуется малыми подачами и низкой потребляемой мощностью.
Средняя– М универсальная геометрия для разнообразных условий обработки геометрия, средние величины подач.
Тяжелая геометрия – Н имеет наибольшую прочную и более тупую режущую кромку, применяется для черновой обработки, для обработки поверхностей с ковочной или литейной коркой, а также при опасности вибраций. Работает при больших глубинах резания и подачах.
Например, геометрия пластин для обработки чугунов: KL, KM, KH.
6. Определить элементы режима резания.
В табл. 2 приведены условные обозначения, принятые в Sandvik Coromant
и в России.
Глубина фрезерования ар (мм) – измеряется вдоль оси вращения фрезы. При торцевом фрезеровании - это расстояние между обработанной и еще необработанной поверхностями, измеренное вдоль оси фрезы. При дисковом
фрезеровании – это, как правило, ширина фрезы.
Ширина фрезерования ае (мм) – это величина срезаемого припуска, измеренная в радиальном направлении.
Скорость резания Vc (м/мин) – это длина пути (в м), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки. Эта величина определяет эффективность обработки и лежит в рекомендованных для каждого инструментального материала пределах.
Таблица 2
Условные обозначения
| Обозначения, принятые SandvikCoromant | Обозначения, принятые в России | Параметры |
| vc | v | Скорость резания, м/мин |
| n | n | Частота вращения шпинделя, мин-1 |
| fz | Sz | Подача на зуб, мм/зуб |
| fn | Sо | Подача на оборот, мм/об |
| Vf | Sм | Минутная подача, мм/мин |
| hмаx | hмаx | Максимальная толщина стружки, мм |
| ap | t | Глубина фрезерования, мм |
| aе | В | Ширина фрезерования, мм |
| kr | φ | Главный угол в плане, ο |
| Рс | N | Мощность резания, кВт |
Частота вращения шпинделя n (мин-1) – соответствует числу оборотов фрезы в минуту.
Подача на зуб fz (мм/зуб) - это величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб. Подача на зуб рассчитывается исходя из максимально рекомендуемой толщины стружки. При повышенной твердости обрабатываемого материала и повышенных требованиях к шероховатости поверхности необходимо снизить подачу на зуб, а при возникновении вибрации или интенсивном износе режущих кромок, наоборот, повысить.
Подача на оборот fn (мм/об) – это величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы.
Минутная подача Vf (мм/мин) – это величина перемещения заготовки и,
соответственно, стола станка в минуту.
Эти подачи связаны между собой зависимостью:
Vf = fn×n= fz×z×nГде: n – частота вращения фрезы (мин-1); z – число зубьев фрезы.
Максимальная толщина стружки hмаx (мм) является важным ограничительным фактором для инструмента. Режущая кромка фрезы проектируется для снятия стружки определенной толщины с начальным, минимальным и максимальным значениями. Средняя толщина стружки зависит от величины подачи на зуб, глубины резания и диаметра фрезы. Для дисковых фрез средняя толщина стружки не должна быть меньше 0,04 миллиметра.
Мощность, необходимая для резания Рс (кВт) - характеристика станка, позволяющая оценить возможность применения инструмента и выполнения данного типа операции на данном оборудовании.
Рис. 4. Элементы режима резания