Разновидности фрез для маникюра и их назначение. Фрезы для аппаратного маникюра

Работа 3

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ШИРОКОУНИВЕРСАЛЬНОМ ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ

Цель работы : изучить устройство и принцип работы широкоуниверсального фрезерного станка; изучить основные типы фрез; ознакомить­ся с параметрами режима резания и научиться определять основное время при фрезеровании.

Оборудование рабочего места

1. Широкоуниверсальный фрезерный станок.

2. Набор фрез.

3. Методические указания.

I. УСТРОЙСТВО ШИРОКОУНИВЕРСАЛЬНОГО ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА

Фрезерование - один из высокопроизводительных и распростра­ненных методов обработки горизонтальных, вертикальных, наклонных и фасонных поверхностей. Методом фрезерования получают уступы, выемки и пазы различного профиля. Фрезерование осуществляют на фрезерных станках с помощью многолезвийного режущего инструмента - фрезы. Главное движение при фрезеровании - вращение фрезы; дви­жение подачи - поступательное перемещение заготовки или фрезы.

На рис. 5.1 дана схема широкоуниверсального фрезерного станка. Этот станок согласно классификации металлорежущих станков относят к 6 группе, 7 типу (например, станок модели 675). Опорой станка
служит полое основание 1, где размещается резервуар для смазочно-охлаждающей жидкости и насосная станция, состоящая из электродви­гателя и центробежного насоса. В основании установлен также элек­тродвигатель главного привода. К основанию станка крепится станина 8 с вертикальными и горизонтальными направляющими. Внутри станины размещены коробка скоростей 9 и коробка подач 10, органы управления
которых вынесены на боковую поверхность станины. В верхней части станины по горизонтальным направляющим, обеспечивая поперечную подачу (S n), перемещается бабка 6 с горизонтальным шпинделем. К переднему торцу бабки крепят вертикальную головку 5 с вертикаль­ным шпинделем 4. При работе с горизонтальным шпинделем вертикальная головка не устанавливается. Зажим инструмента в шпинделе произво­дится шомполом. Для работы с двухопорными фрезерными оправками на верхних направляющих корпуса бабки крепится хобот 7 с серьгой. Та­ким образом, фреза, закрепленная в шпинделе станка, выполняет вра­щательное главное движение (V) и может выполнять поступательное движение поперечной подачи (S n).

Рис. 3.1. Схема широкоуниверсального фрезерного станка

На вертикальных направляющих станины установлен суппорт 2 с горизонтальными направляющими, на которых смонтирован стол 3 для крепления заготовки. В суппорте размещены механизмы, обеспечиваю­щие поступательное перемещение суппорта в вертикальном и стола в горизонтальном (продольном) направлениях. Таким образом, заготовка, установленная на столе, может получать подачу в двух направлениях: в вертикальном (S b) и в продольном (S пр).

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ФРЕЗ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Фреза представляет собой режущий инструмент в виде тела вра­щения, на образующей поверхности или на торце которого расположе­ны режущие зубья.

Весьма широкий диапазон фрезерных работ обуславливает много­образие режущего инструмента, применяемого на фрезерных станках.

Фрезы различают по следующим признакам:

Конструкции зубьев - цельные и вставные;

Направлению зубьев - прямые и винтовые;

Профилю зубьев - остроконечные и затылованные;

Конструкции - цельные и насадные;

Форме и назначению - цилиндрические, торцовые, дисковые, про­- резные и отрезные, концевые, угловые, фасонные, резьбовые.

На рис. 3.2 схематично показаны основные типы фрез.

Рис. 3.2. Основные типы фрез

Цилиндрические фрезы (рис.3.2,а) применяют для обработки открытых плоскостей. Их изготавливают с левыми и правыми винтовыми канавками.

Торцовые фрезы (рис.3.2,б) имеют зубья на торцовой и цилинд­рической поверхностях. Эти фрезы применяют для обработки открытых плоскостей. Изготавливают их обычно со вставными зубьями, закреп­ленными в массивном корпусе.

Дисковые фрезы (рис.3,2,в) применяют для обработки уступов, пазов, лысок. Дисковые фрезы могут быть одно-, двух- или трехсто­ронними. Трехсторонняя дисковая фреза имеет режущие кромки на двух торцах и цилиндрической поверхности. Двухсторонняя дисковая фреза - на одном торце и цилиндрической части. У односторонней дисковой фрезы режущие кромки имеются только на цилиндрической части.

Прорезные и отрезные фрезы (рис.3.2,г) применяют для выполне­ния узких пазов и отрезки заготовок. Эти фрезы имеют режущие кром­ки на цилиндрической поверхности,

Концевые фрезы (рис.3.2,д) имеют режущие кромки на цилиндри­ческой и торцовой поверхностях. Концевые фрезы применяют для обработки плоскостей, уступов, пазов, криволинейных контуров.

Угловые фрезы (рис.3.2,е) применяют для обработки поверх­ностей, расположенных под углом друг к другу.

Фасонные фрезы (рис.3.2,ж) применяют для обработки фасонных поверхностей; профиль фасонной фрезы должен соответствовать про­филю обработанной поверхности.

Фрезерование цилиндрическими и дисковыми фрезами может про­изводиться двумя методами. Если направление вращения фрезы и пе­ремещения заготовки не совпадают (рис.3.3,а), нагрузка на зуб увеличивается постепенно, т.к. толщина среза изменяется от нуля при входе зуба в обрабатываемый металл до максимума при выходе зуба из металла. Такой метод фрезерования называется встречным фрезерованием. Зуб работает из-под корки, подламывает и выбрасы­вает ее из зоны резания, что очень важно при обработке деталей, имеющих литейную корку, наклеп или окалину. Недостаток встречного фрезерования состоит в том, что усилие резания Р, направленное вверх, стремится оторвать деталь от стола, что при больших сече­ниях среза приводит к вибрации и ухудшению шероховатости обработан­ной поверхности.

Рис. 3.3. Методы фрезерования

Если направление вращения фрезы и перемещения заготовки сов­падают (рис. 3.3,б), зуб сразу подвергается максимальной нагрузке. Усилие резания Р прижимает заготовку к столу.

Такой метод фрезерования называется попутным фрезерованием. Если на поверхности обрабатываемой заготовки имеется корка упрочненного металла, то это может привести к резкому снижению стойкости фрезы. Но при отсутствии корки, этот метод фрезерования обеспечивает большую стойкость фрезы, малую шероховатость обрабо­танной поверхности и меньший расход энергии.

Таким образом, при черновой обработке, когда снимается боль­шой объем металла, а на поверхности заготовки возможна корка упро­чненного металла, целесообразно применять встречное фрезерование, а при чистовой обработке - попутное.

Профессиональные советы по подбору фрез для станка с ЧПУ от опытных операторов станка.

Введение

Для разных операций важно разбираться и иметь разные фрезы, используемые на фрезерных станках с ЧПУ. Данная статья представляет обзор различных типов фрез.
Итак, давайте рассмотрим разные виды фрез, которые используются в станках.

Примечание:Если Вы используете роутер с ЧПУ, то сможете использовать большинство описанных фрез за исключением крупных, не приспособленных для больших скоростей вращения, например - торцевых фрез.

Концевые фрезы

Концевые фрезы

Наиболее часто используемые фрезы - концевые. Они бывают разных размеров, форм, имеют разные покрытия и изготавливаются из разных материалов. Мы опишем основные.

Твердосплавные фрезы или фрезы из быстрорежущей стали

Прежде всего, следует обратить внимание на материал, из которого изготовлены концевые фрезы. Как правило, это твердый сплав или быстрорежущая сталь, хотя иногда используются и более экзотичные материалы, например, порошковый металл.

Для большинства цехов вопрос, использовать твердосплавные фрезы или фрезы из быстрорежущей стали кажется глупым. Твердосплавные фрезы всегда лучше, верно?

Оказывается, многое зависит от материала, подлежащего резке, а также от максимальной скорости шпинделя станка и от некоторых других факторов.

Если Вы работаете с мягкими материалами, например, алюминием, и шпиндель не сможет достичь рекомендуемой скорости для твердосплавной фрезы, возможно, будет иметь смысл использовать концевые фрезы из быстрорежущей стали.

Для небольших станков, шпиндель которых не превышает скорость 6000 об/мин, я обычно рекомендую использовать для резки алюминия быстрорежущую сталь для фрез диаметром свыше 1/2", а карбид вольфрама - для концевых фрез меньшего диаметра. Это позволяет сэкономить на стоимости больших концевых фрез (которые можно использовать с индексируемой пластиной и вставками из карбида вольфрама) и использовать прочность небольших фрез.

Размеры концевых фрез

Концевые фрезы доступны в разных метрических и дюймовых размерах. Даже крошечные микро-фрезы могут применяться для механической обработки небольших поверхностей. Неожиданный факт о размерах концевых фрез - допустимое отклонение диаметра для большинства концевых фрез указывается не точно. Если Ваша работа требует точности, может потребоваться провести пробную резку фрезой, чтобы определить ее реальный диаметр. Вы можете также прямо измерить диаметр, но пробная резка - более надежный метод.

Микро-фреза

Сколько канавок?

Количество канавок (заходов) концевой фрезы напрямую зависит от материала, подлежащего резке, и от возможностей Вашего станка. Наиболее распространенные варианты - 2, 3 или 4 захода. Как правило, с алюминием не используется более 3 канавок. Причина в том, что алюминиевая стружка крупнее, чем от других материалов, и она относительно вязкая. Канавки отводят стружку, когда концевая фреза погружается в материал. Фрезы с 2 и 3 канавками имеют достаточно места для удаления стружки. 4-заходные же фрезы легко забиваются, стружка застревает, что почти всегда приводит к заклиниванию и поломке фрезы.

Для большинства других материалов 4 канавки - норма. Вы можете использовать столько канавок, сколько захотите; они выступают как своего рода "усилитель шпинделя". При заданной скорости шпинделя 4-заходные фрезы позволяют подачу в 2 раза выше, чем 2-заходные, в результате чего качество поверхности будет лучше. Большее количество режущих кромок стабилизирует фрезу – больше кромок в постоянном контакте с материалом, меньше дребезг на этапах «отрыв кромки-врезание в материал». 3 канавки были разработаны в качестве компромисса между использованием 2 или 4 канавок на алюминии. У 3 канавок достаточно пространства для отвода стружки любых сплавов алюминия, кроме особенно вязких, и, в то же время, им можно поставить подачу примерно на 50% быстрее, чем 2-заходным на такой же скорости шпинделя.

Гораздо реже встречаются другие конструкции. Концевые фрезы с более чем 4 канавками прекрасно подходят для того, чтобы увеличить производительность на жестких материалах, таких как титан, когда шпиндель просто не может вращаться слишком быстро.

Концевая фреза с одной канавкой

Резка по центру или нет?

Большинство концевых фрез с 2 и 3 канавками являются центрорежущими. Некоторые фрезы с 4 канавками - не центрорежущие. Центрорежущая концевая фреза может врезаться прямо в материал, вертикально. Нецентрорежущие концевые фрезы имеют углубление в середине без лезвия, поэтому они могут врезаться на очень небольшое расстояние, после чего врезание в материал обязательно должно быть с движением в горизонтальной плоскости.

Центрорежущая фреза – слева, не центрорежущая фреза - справа

Единственное серьезное основание для покупки концевой не центрорежущей фрезы - ее невысокая цена. Я предпочитаю пользоваться только центрорежущими фрезами, поэтому резка не центрорежущей фрезой кажется мне намного сложнее.

С другой стороны, есть мнение, что концевыми фрезами никогда (почти никогда) нельзя врезаться в заготовку вертикально. Это самая большая нагрузка для концевой фрезы, врезание под углом или по спирали намного мягче. Учитывая это, возможно, иногда можно предпочесть и не центрорежущую фрезу.

Фрезы с одним и двумя концами, вылет фрезы

На рынке доступны концевые фрезы с одним и двумя концами:

Концевая фреза (с двумя концами как 2 фрезы в одной)

За немного больше денег, чем стоимость фрезы с одним концом, и намного меньше, чем цена двух фрез с одним концом, Вы можете купить концевую фрезу с двумя концами. Когда один конец затупится, Вы сможете просто перевернуть его в держателе инструмента и получить новенькую фрезу, готовую к работе. Как правило, концевая фреза ломается на нижней стороне, которую не всегда можно перевернуть. Поэтому такие фрезы могут значительно уменьшить затраты, если они у Вас в основном тупятся, а не ломаются.

Вылет и отгиб фрезы

Так мы подходим к важному понятию "вылета". Вылет инструмента - расстояние от держателя инструмента до конца фрезы:

Вылет фрезы

Чем больше вылет, тем менее прочен инструмент. Чем он сильнее выступает, тем сильнее отгибается под усилиями резания. Вот утрированное изображение этого явления:

Хотя покупка максимально длинных фрез может показаться разумной, ведь Вы сможете использовать их для большого разнообразия операций, это - не лучшее решение. Более короткие концевые фрезы прочнее.Приберегите длинные фрезы для тех случаев, когда у Вас просто нет другого выбора!

Похожую ситуацию мы будем наблюдать у спиральных сверл.

Покрытия концевых фрез

Правильное покрытие может невероятно улучшить характеристики концевой фрезы (или другого режущего инструмента, например, спирального сверла).

Существует много разнообразных покрытий, некоторые из которых просто прекрасны, некоторые - весьма экзотичны и дороги. Выбор фрезы с покрытием - это выбор цены против выгоды. Если в Ваших условиях механическая обработка значительно выиграет от дополнительной производительности премиум-покрытия, покупайте концевую фрезу с таким покрытием.

Торцовые фрезы, фрезы с большим шагом спирали и другие формы

Подобно тому, как покрытия дешевых и дорогих фрез могут значительно разниться по качеству, форма фрез также очень влияет на производительность.

Производители хвалят самые разные формы, но выбирать следует опытным путем. Некоторые вещи менее спорны, некоторые - едва заметны. Для начала купите концевые фрезы приличного качества, а не гоняйтесь за причудливыми формами. Когда даже небольшое улучшение качества будет сулить реальные деньги, попробуйте премиум-фрезы, посмотрите, насколько они Вам подойдут.

Две формы фрез, которые пригодятся с самого начала - торцовые фрезы со скругленными углами и фрезы с большим шагом спирали. Фрезы первого вида имеют небольшой радиус на углах кромок, поэтому дают более качественную поверхность и менее склонны к задирам. Это два очень серьезных преимущества.

Фрезы с большим шагом (т.е. малым углом подъема) спирали могут значительно улучшить удаление стружки в материалах, подобных алюминию:

Черновые концевые фрезы (обдирочные фрезы со стружколомом)

Обдирочные фрезы имеют небольшую зазубренность на режущих кромках. Эта зазубренность называется «стружколом» и служит для нескольких полезных вещей. Во-первых, она, как следует из названия, ломает стружку в мелкую крошку и упрощает ее удаление(крошка легко вымывается СОЖ и не застревает в канавках, особенно полезно для алюминия). Во-вторых, такие зубцы менее подвержены дребезгу. Все эти зазубренности производят множество вибраций, которые накладываются друг на друга и не складываются в один общий звон. Фрезы со стружколомом не очень дорогие и могут неплохо увеличить производительность, т.к. подачи и заглубления для таких фрез выше, чем для чистовых фрез

Сферические концевые фрезы

Когда мы говорим о концевых фрезах, следует помнить, что они часто применяются в "2.5D-фрезеровке". Это такой вид обработки, при котором Z, или высота поверхности изделия, меняется уступами, не плавно, т.е. состоит из выступов, выемок и карманов, поверхность которых, как правило, являются ровными горизонтальными плоскостями. Такая особенность наблюдается у огромного количества деталей, но в тех, где она не наблюдается, Вы будете применять настоящую "3D" обработку, а для этого Вам понадобится сферическая концевая фреза.

Литьевые формы часто требуют 3D-обработки

Сферы создают волнообразные неровности, размер которых зависит от диаметра сферы, глубины резки и шага между последовательными проходами:

Волнообразные неровности от сферы

Концевые фрезы с индексируемыми режущими пластинами и торцовые фрезы

Концевая фреза с индексируемыми режущими пластинами работает в кармане

Большие концевые фрезы могут снять много материала, но они также очень дорогие. Индустрия механической обработки быстро это поняла и предложила в качестве альтернативы фрезы со сменными режущими пластинами. В инструментах с индексируемыми режущими пластинами режущие кромки - съемные вставки из карбида вольфрама. На рынке представлено такого инструмента, но в этом обзоре мы ограничимся концевыми и торцовыми фрезами.

Для эффективной черновой обработки удобно иметь концевую фрезу диаметром 15-25 мм. Цельные фрезы такого размера уже весьма дорогие, но в то же время, это достаточно небольшой размер для наборной фрезы. Можно проводить черновую обработку концевой наборной фрезой, а чистовую обработку - цельной концевой фрезой. В зависимости от операции, также может иметь смысл применение и весьма больших концевых фрез с индексируемыми пластинами. В общем-то, это компромисс между возможностями(жесткостью) Вашего станка, прочностью материала заготовки и совокупной стоимостью владения парком наборного инструмента и вставок.

Совместно с наборными концевыми фрезами используются также торцовые фрезы. Они так называются, потому что фрезерование возможно производить всем торцом. Они отличаются от концевых тем, что ими производят обработку большой плоской поверхности, как правило, верхней части детали.

Стандартная торцовая фреза со вставками под углом 90 градусов

Спиральные сверла

Вездесущее спиральное сверло было, наверное, первым режущим инструментом, который каждый из нас когда-то начал использовать, ну, например, в ручной электродрели. В то время как концевые фрезы есть только у станочников, спиральные сверла имеются в доме почти каждого мастера-любителя.

Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. Статистика показывает, что отверстия составляют абсолютное большинство всех операций, выполняемых на станках с ЧПУ. Кроме того, интенсивность удаления материала спиральными сверлами очень высока и обычно превосходит эту характеристику у концевых фрез. Иногда может иметь смысл высверлить множество отверстий, а затем обработать на станке сетку между отверстиями с помощью концевой фрезы.

Как и концевые фрезы, спиральные сверла выпускаются в разных размерах, с разными покрытиями, материалами и длиной.

Размеры спирального сверла

Спиральные сверла имеют большее разнообразие диаметров и размеров, чем концевые фрезы. Впрочем, в этом нет ничего удивительного, учитывая распространенность операций по производству отверстий и сложность использования одного сверла для отверстий разного диаметра, тогда как концевые фрезы намного более гибкие в этом отношении.

Помимо метрических и дюймовых размеров существуют также особые размеры, например, числовые и буквенные.

Быстрорежущая сталь, кобальт и карбид вольфрама + Покрытие или отсутствие покрытия

Если Вам нужна прочность и жесткость карбида вольфрама для быстрой обработки жестких материалов - альтернативы быть не может. В других случаях просто купите полный набор сверл из быстрорежущей стали или кобальта.

Покрытие или его отсутствие - дело вкуса. Покрытия могут оказаться полезными, хотя и не настолько, как в концевых фрезах, возможно, потому что большинство спиральных сверл изготавливаются не из карбида вольфрама.

Винтонарезной станок и длина короткой серии

Длина спирального сверла может быть различной. Большинство непрофессионалов используют спиральные сверла короткой серии. Вот чем они отличаются:

Сверло длиной для винтонарезного станка имеет такой же диаметр, но намного короче сверла короткой серии. Также оно более прочное.

Поскольку они короче, они также намного прочнее. Отверстие, производимое таким сверлом, будет точнее, а вероятность, что Вы сломаете сверло - меньше. Большинство станочников предпочитает использовать спиральные сверла для винтонарезного станка именно из-за этих преимуществ.

Сверла больших диаметров

Стандартные наборы спиральных сверл имеют диаметр только до 14 мм. Для сверления больших отверстий Вы можете использовать фрезы с коническим или уменьшенным хвостовиком (на Западе похожие сверла называют сверла Силвера-Деминга).

У этих сверл хвостовик 14 мм и более крупные канавки. Хвостовик небольшой, поэтому подходит для стандартных сверлильных патронов.

Что также хотелось бы сказать. Во-первых, стандартный кулачковый сверлильный патрон не очень точный, и для механической обработки на станке с ЧПУ мы будем часто использовать вместо него цанговый патрон. Во-вторых, большие спиральные сверла требуют мощного шпинделя, поэтому убедитесь, что Ваш станок потянет крупное сверло.

Параболические канавки для глубоких отверстий

Высверливание действительно глубоких отверстий - сложная задача. Как только отверстие достаточно углубляется, становится очень трудно извлечь стружку, продолжая сверление. Если стружка накапливается и блокирует канавки, спиральное сверло сломается в отверстии, что всегда представляет собой сложную для устранения неприятность. Новшество, которое значительно помогает при высверливании глубоких отверстий, называется "параболические канавки." Сверла такого типа дороже, чем обычные спиральные сверла, но они могут производить значительно более глубокие отверстия, и их покупка вполне оправдана, если Ваши операции требуют таких глубоких отверстий. Глубина зависит от диаметра спирального сверла.

На острие

Вы будете часто пользоваться спиральными сверлами, и нет ничего более раздражающего, чем тупой инструмент. Если суметь заточить сверло, оно может прослужить Вам еще долго. Сверлозаточные станки доступны в разных ценовых диапазонах. Кроме того, можно затачивать сверла вручную на точильном камне.

Точечные и центровочные сверла

Это сверла особого типа, но их сфера применения довольно широкая. Теоретически нет смысла использовать центровочное сверло на фрезерном станке. Центровочные сверла предназначаются для создания отверстий в конце заготовки, для пиноля на токарном станке. Их вторичный "направляющий" наконечник делает их более тонкими, чем точечные сверла. Однако большинство операторов с радостью возьмут их, если они удобны, и будут использовать как точечные сверла.

Точечное сверло – справа, центровочное сверло - слева

Сверла этого типа не имеют слишком длинных канавок. Они используются только для намечания небольших углублений перед началом работы спирального сверла. Не всегда нужно намечать отверстие.

Сверло с механическим креплением многогранных пластин

Учитывая как часто наши станки должны производить отверстия, а также преимущества инструментов с индексируемыми пластинами для фрезерования концевыми и торцовыми фрезами, неудивительно, что существуют сверла с многогранными пластинами. Как правило, их лучше использовать для больших отверстий. На данном этапе больше знать о них необязательно. Просто помните о них и о том, что они могут облегчить труд.

Эта разновидность режущего инструмента представлена в большом ассортименте. С его помощью можно проводить различные технологические операции. Сам процесс заключается в медленной подаче быстровращающейся фрезы в рабочую область. По точности обработки заготовок такая методика лишь не намного хуже наружного протягивания металла.

Разнообразие фрез по металлу позволяет производить выборку материала на самых сложных участках. Главное – определить нужный вид инструмента и способ его подачи (например, винтовой, поступательно-вращательный). Его режущие кромки изготавливаются из особых сортов стали, керамики, твердых сплавов, алмазов и ряда других материалов (кардная проволока и так далее). Рассмотрим основные разновидности фрез по металлу для фрезерного станка и их назначение.

Классификация фрез по металлу

• По расположению режущих частей (зубьев).
• По их заточке.
• По направлению (наклонные, винтовые и так далее).
• По конструкции инструмента (монолитный, сборный, составной).
• По креплению режущих элементов.
• По их материалу.

Поэтому перечислить все разновидности данного инструмента, с учетом специфики его исполнения и особенностей применения, несколько затруднительно.

Виды фрез

Каждая из них используется лишь на определенном технологическом этапе обработки металла, в зависимости от задачи, которую необходимо решить.

Цилиндрические

Имеется 2 разновидности данного инструмента – с зубьями прямыми и винтовыми. Фрезы в первом исполнении применяются для более простых операций, как правило, на ограниченных (узких) участках.

Изделия с режущими винтовыми частями более универсальные.

Но так как осевые усилия бывают значительными, то их использование ограничивается углом наклона режущей грани (не более 450). Поэтому в подобных ситуациях устанавливаются фрезы цилиндрические сдвоенные. Особенность их исполнения в том, что режущие части в процессе работы «перекрывают» место стыка половинок инструмента.

Дисковые

• Прорезка пазов.
• Выборка металла на узком сегменте.
• Обрезка заготовок.
• Снятие фасок и для других целей.

Особенности – режущие грани могут располагаться или с одной, или с обеих сторон. Их размеры определяют специфику обработки металла – грубая она (предварительная) или финишная (чистовая). Такой инструмент эксплуатируется в довольно сложных условиях – повышенная вибрация, сложность отвода металлической стружки.

Разновидности:

• Прорезные.
• Отрезные.
• Пазовые.
• Для резания с двух или трех сторон.

Торцевые

В основном применяются для обработки деталей с поверхностями ступенчатыми или плоскими. Инструмент ставится так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна обрабатываемой поверхности.

Особенности – повышенная плотность зубьев на участке соприкосновения с заготовкой. Это обеспечивает равномерность и высокую скорость . Наличие дополнительных режущих кромок (в торцевой части) позволяет добиться более «чистой» поверхности при обработке на фрезерном станке.

Червячные

Имеют специфическое применение. Обработка материала производится методом обката.

Особенность – выборка металла происходит в процессе точечного касания фрезы заготовки.

Разновидности

• Левые или правые (в зависимости от направления витков).
• Одно- или многозаходные.
• Сборные или цельные.
• С зубьями шлифованными или нешлифованными.

Концевые

Разновидности

• Хвостовик – конический или цилиндрический.
• Для предварительной (крупные зубья) или финишной (мелкие) обработки материала.
• Монолитные или с напаянными режущими пластинами (коронками).

Обдирочные фрезы предназначены для обработки сплавов, полученных способом литья или ковки.

Шпоночные – разновидности концевых, которыми производится выборка Т-профилей. Оснащены двумя зубьями, один из которых расположен на конце, а другой – на срединной части инструмента. Интервал между ними и определяет параметры зоны выборки металла.

Отрезные

Предназначение понятно из названия. Обрезка заготовки может быть полной или частичной (секторальной). Режущие кромки – только на верхних гранях зубьев (на торцах отсутствуют).

Разновидности

Группируются по размерам зубьев:

• Мелкие.
• Средние.
• Крупные.

Особенности – первые две разновидности режущего инструмента служат для работы с чугуном и сталями, последняя – с легкими сплавами (на основе магния, алюминия и тому подобное).

8. Влияние отклонений формы и расположения поверхностей на работу деталей машин.

9. Виды отклонений формы и расположения поверхностей. Обозначение их допусков на чертежах.

10.Выбор средств измерения для контроля точности деталей.

11. Понятие о допуске, предельных размерах, отклонениях и посадках. Обозначение посадок и полей допусков на чертежах.

12. Типы посадок; посадки в системе отверстия и системе вала.

Теория резания

13. Показатели качества обработанной поверхности, их зависимость от условий резания. Контроль качества.

14. Инструментальные материалы, их выбор и сравнение между собой.

15. Тепловые явления при резании и их влияние на качество обработки.

16. Зависимость температуры резания от условий резания. Уравнение теплового баланса.

17. Сила резания, её составляющие и их зависимость от условий резания. Мощность резания. Влияние сил резания на качество обработки.

18. Виды износа режущего клина и его влияние признаки. Критерий износа. Влияние износа на качество обработки.

19. Зависимость периода стойкости инструмента от условий резанья. Порядок назначения и расчета элементов режима резания.

20. Методы повышения эффективности режущих инструментов.

21. Проверка и испытание станков на геометрическую и кинематическую точность, жёсткость и виброустойчивость.

22. Эксплуатация и ремонт станков. Система ппр. Установка станков на фундамент и виброопоры.

23. Конструктивные особенности и эксплуатация станков с чпу.

24. Разновидности систем управления станочным оборудованием.

25. Универсальность, гибкость и точность станочного оборудования.

26. Технико-экономические показатели станков, эффективноть, производительность и надежность станков.

27. Назначение, особенность применения и устройство промышленных роботов.

28. Основные узлы и механизмы универсальных металлорежущих станков (на примере токарных, фрезерных).

29. Основные технические характеристики промышленных роботов.

30. Типы производства и их влияние на техпроцесс.

31. Формы организации производства, понятие о производственном процессе.

32. Систематические погрешности обработки и их учёт при анализе и управлении точностью обработок.

33. Технологичность изделий и деталей.

34. Требования к технологичности деталей при обработке на станках с чпу.

35. Типизация техпроцессов, её сущность, преимущество и недостатки. Роль классификации деталей.

36. Случайные погрешности обработки и их учёт при анализе и управлении точностью обработки.

37. Методы расчета точности и анализа технологических процессов:

38. Сущность групповой обработки. Принцип образования группы и создания комплексной детали. Преимущество групповой обработки.

39. Структура расчетного минимального припуска. Методы расчета минимального припуска.

40. Принцип дифференциации и концентрации операций.

41. Классификация баз по числу лишаемых степеней свободы.

42. Классификация баз по функ-ому назначению.

43. Принципы постоянства и единства баз.

Автоматизация

44. Разновидность загрузочных устройств по способу сосредоточения в них деталей.

45.Классификация бзу и их целевые механизмы.

47. Классификация системы автоматического управления.

48.Система автоматического управления упругими перемещениями.

49. Экономическая эффективность автоматизации производства.

50. Особенности автоматизации сборочных работ.

51. Классификация средств активного контроля деталей и требования предъявляемые к ним.

52. Классификация сапр.

53. Состав и структура сапр.

54. Типовые решения при проектировании. Выбор типового решения.

55. Различные подходы к организации информационного фонда: размещение данных непосредственно в теле программы, запись данных в файл, использование баз данных, их преимущества и недостатки.

56. Основные методики автоматизированного проектирования технологических процессов: метод прямого проектирования (документирования), метод анализа (адресации, аналога), метод синтеза.

57. Назначение и возможность сапр «Компас-График»

Режущий инструмент

59. Инструментальная оснастка станков сЧпу.

60. Виды свёрл, их назначение.

61. Конструктивные элементы и геометрия зенкеров, их назначение.

62. Конструктивные элементы и геометрия разверток, их назначение.

63. Расточной инструмент.

64. Абразивные инструменты.

65. Виды фрез, их назначение.

66. Инструменты для образования резьбы.

67. Конструктивные элементы и геометрия протяжек, их виды и назначение.

68. Виды зуборезных инструментов, их конструктивные элементы и геометрия.

Проектирование мсп

69. Классификация механосборочных цехов. Основные вопросы, разрабатываемые при проектировании мсц.

70. Определение количества оборудования, численности работающих и площади мсц.

71. Планировка оборудования и рабочих мест механического цеха.

Проектирование и производство заготовок

72. Выбор рационального метода получения заготовки.

73. Виды заготовок и область их применения.

74. Специальные виды литья.

75. Технико-экономическое обоснование выбора заготовок.

Безопасность жизнедеятельности

76. Организация службы безопасности труда на предприятии.

77. Расследование и оформление актов несчастных случаев,связанных с производством

78. Заземление и зануление. Назначение, область применения и устройство.

65. Виды фрез, их назначение.

Фреза - лезвийный инструмент для об­работки с вращательным главным движе­нием резания инструмента без возмож­ности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпа­дают с осью вращения (ГОСТ 25751-83). Фрезы представляют собой тела враще­ния с формой производящей поверхнос­ти, зависящей от формы обрабатываемой поверхности и расположения оси фрезы относительно детали. При работе произво­дящая поверхность фрезы с образован­ными на ней зубьями касается обраба­тываемой поверхности.

Кинематика процесса фрезерования ха­рактеризуется вращением фрезы вокруг своей оси и движением подачи заго­товки или фрезы, которое может быть прямолинейным (поступательным), вра­щательным или винтовым. При прямо­линейном движении подачи обрабатывают плоскости, уступы, пазы, детали с фасон­ной образующей и прямолинейной на­правляющей. При вращательном движе­нии подачи обрабатывают поверхности вращения, а при винтовом движении по­дачи - винтовые поверхности.

Фрезерование является одним из наибо­лее распространенных методов обработки. Из общего парка металлообрабатывающе­го оборудования в машиностроении удель­ный вес фрезерных станков составляет около 20 %, а в отдельных отраслях машиностроения - до 60 %. По уровню про­изводительности фрезерование уступает только наружному протягиванию.

Отклонения размеров деталей после обработки фрезерованием могут находить­ся в пределах 7-9-го квалитетов (ГОСТ 25347-82) при параметрах шероховатости до Rа=1,25 мкм (ГОСТ 2789-73).

Фрезы отличаются большим разнообра­зием типов, форм и назначения как стан­дартизованных (рис. 2.35), используемых на универсальных фрезерных станках, так и специальных, проектируемых для обработки конкретных изделий.

Классификацию фрез проводят по сле­дующим показателям.

По расположению зубьев относительно оси различают: фрезы цилиндрические с зубьями, расположенными на поверхности цилиндра (рис. 2.35, а); фрезы торцовые с зубьями, расположенными на торце цилиндра (рис. 2.35, б); фрезы угловые с зубьями, расположенными на конусе (рис. 2.35, в); фрезы фасонные с зубья­ми, расположенными на поверхности с фасонной образующей (рис. 2.35, г) (с выпуклым и вогнутым профилем). Неко­торые типы фрез имеют зубья как на цилиндрической, так и на торцовой по­верхности, например дисковые двух- и трехсторонние (рис. 2.35, д), концевые (рис. 2.35, е), шпоночные (рис. 2.35, ж, з).

По направлению зубьев фрезы могут быть: прямозубыми (рис. 2.35,д), в кото­рых направляющая линия передней по­верхности лезвия прямолинейна и перпен­дикулярна направлению скорости главного движения резания (под направляющей ли­нией передней поверхности понимают линию, по которой движется точка пря­мой, описывающей эту поверхность); косозубые (рис. 2.35, г), у которых направ­ляющая линия передней поверхности лез­вия прямолинейна и наклонена под углом к направлению скорости главного движения резания; с винтовым зубом (рис. 2.35,а), в которых направляющая линия передней поверхности является винтовой.

По конструкции фрезы могут быть: цельными; составными, например с при­паянными или приклеенными режущими элементами; сборными, например осна­щенными многогранными пластинами из твердого сплава; наборными, состоящими из нескольких отдельных стандартных или специальных фрез и предназначенные для одновременной обработки нескольких поверхностей.

По конструкции зубьев фрезы могут быть с острозаточенными (рис. 2.35,и) и; затылованными (рис. 2.35,к) зубьями. Затылование - процесс образования задней поверхности инструмента по некоторой кривой (обычно спираль Архимеда) для получения задних углов. У острозаточенных фрез задние углы получают заточкой. Фрезы работают с малыми подачами на зуб, поэтому их изнашивание происходит по задней поверхности, и затачивать их целесообразно по задней поверхности. По задней поверхности затачивают острозаточенные фрезы. Однако такую заточку не всегда возможно и не всегда целесообразно выполнять. Форма производящей поверхности может быть сложной, исключающей возможность заточки задней поверхности зуба шлифовальным кругом. Нелесообразно производить заточку задней поверхности у фрез с точным профилем, например у червячных зуборезных и шлицевых, потому что в этом случае нужно вновь обеспечить требуемую точность профиля и шага зубьев. Для приведенных случаев целесообразнее применять затылованные зубья, заточка кото рых производится по передней поверхности, что обеспечивает ее простоту. По способу крепления на станке различают фрезы насадные с отверстием под оправку и концевые с коническим или цилиндрическим хвостовиком.

Рис. 2.35. Типы фрез и обрабатываемых поверхностей

"

Существуют различные виды механической деревообработки, среди которых особое место занимает фрезерование.

Фреза по дереву – это многолезвийный инструмент широкой номенклатуры, позволяющий добиться высокого качества работ при декорировании и кромочной обработке изделий из дерева, а также врезке в них петель и различной фурнитуры.

Классификация

В соответствии с общепринятой классификацией для обработки дерева применяют фрезы форм, отраженных в таблице.

Виды фрез по дереву	Основные виды работ
Торцевые	Обработка торцевых поверхностей
Конусообразные	Обработка любых пород дерева под разными углами
V-образные	Гравировка надписей, снятие фасок под углом 45° и выполнение V-образных пазов
Дисковые	Выполнение горизонтальных пазов различных размеров для отрезных работ
Профильные	Декорирование изделий
Фальцевые	Фрезеровка четвертей
Калевочные	Скругление кромок
Ласточкино гнездо	Выполнение шиповых соединений различного вида
Фигирейные	Обработка кромок филеночных деталей
Галтельные	Создание галтелей (желобков) на кромках изделий

Существуют разнообразные подвиды, отличающиеся по конструкции, форме лезвий, применению.

Так, с помощью шарового (шарообразного или сферического с круглой головкой) инструмента можно выполнять художественную резьбу по дереву. Есть изделия специального назначения, применяемые для резки ламината, деталей мебели, ручек, поручней.

Комбинированный вид представляет собой комбинацию пазовой фрезы и шиповой, применяется для сращивания досок.

Погружные инструменты применяют для фрезеровки пазов. Для получения аккуратных пазов выпускают модели с удлиненным хвостовиком.

Основные характеристики

Любой вид фрез можно охарактеризовать несколькими параметрами. Основные из них:

• геометрия (общая форма);
• форма режущих кромок (лезвий);
• конструкция;
• материал, из которого изготавливаются лезвия;
• диаметр внешний, посадочный, хвостовика.

Независимо от параметров, все виды должны обладать высокой прочностью, поэтому их делают из твердых, прочных материалов с последующей термической обработкой. Применяется напыление, увеличивающее износостойкость изделий.

Конструктивное исполнение

Хвостовик и режущие зубцы или лезвия – основные части фрезы по дереву. Их делают из цельного куска металла (такие инструменты называют монолитными) или из отдельных частей с последующим скреплением (сборные, составные).

Монолитные фрезы изготавливаются из инструментальной стали (твердость не ниже HRC 58…62) заодно с режущей частью, которую затем затачивают. Они имеют небольшой эксплуатационный ресурс, что связано с невозможностью замены режущих пластин по мере их износа. Основное их преимущество – низкая стоимость.

Сборные фрезы представляют собой стальную болванку с напаянными лезвиями, которые изготавливаются из инструментальной стали или твердосплавных металлов. Большое значение при их изготовлении уделяют рецептуре и качеству припоя, которым припаивают лезвия. Это должна быть тугоплавкая марка, содержащая медь и серебро. К таким припоям относятся, например, ПСр 37,5 и ПСр 40.

Обратите внимание! Фрезы с напаянными лезвиями не перетачиваются.

Фрезы со сменными лезвиями (фрезерные головки) – это разновидность сборных. В них лезвия устанавливаются таким образом (механическое крепление), чтобы их можно было менять по мере износа.

Встречаются также фрезерные головки, в которых объединены в единое целое несколько разновидностей режущих лезвий, их называют наборными. При этом можно изменить порядок набора режущих частей и расстояние между ними. Инструмент при такой замене не должен во время работы терять свою продольную устойчивость.

Наборы используют для получения фасонных изделий из дерева и других работ с древесиной.

Для того чтобы упростить выполнение работ, связанных с точным фрезерованием при помощи ручного деревообрабатывающего инструмента, кромочную фрезу по дереву часто оснащают небольшим подшипником. Он монтируется у одного из краев режущей кромки (вверху или внизу) и при работе обеспечивает правильное направление движения, упираясь в край деревянной детали.

Типы лезвий

По типу лезвий фрезы по дереву делятся на твердосплавные (маркируются аббревиатурой HSS) или быстрорежущие (обозначаются буквами НМ). При этом инструментом с быстрорежущими кромками обрабатывают мягкую древесину, а с твердосплавными лезвиями – твердые породы дерева.

Твердосплавные лезвия обладают высоким температурным коэффициентом и улучшенными рабочими характеристиками.

При этом лезвия у всех типов фрез могут располагаться вертикально или под наклоном. Вертикально-ориентированные лезвия рубят материал. Наклонные ножи срезают слой материала, что позволяет избежать сколов древесины по краям деталей. Встречается также и спиральное расположение режущих кромок. Использование инструмента с наклонными или спирально-ориентированными лезвиями значительно повышает качество обработки поверхности.

Геометрические параметры

Основным параметром, влияющим на совместимость фрез с конкретной моделью деревообрабатывающего станка (фрезер, станок с ЧПУ и др.), служит размер хвостовика. Вызвано это тем, что для их установки в станок используются специальные цанговые зажимы (цанги), надежно охватывающие и зажимающие хвостовик. На практике используются цанги, у которых диаметр посадочного места измеряется в дюймах (1/2″ и 1/4″) или миллиметрах (6,12 или 18 мм).

Обратите внимание! Нельзя вставлять в дюймовую цангу фрезу с миллиметровым хвостовиком и наоборот. Это может поломать инструмент.

Посадочные размеры фрез зависят также от способа установки. Насадные фрезы, устанавливаемые на шпиндель стационарного фрезерного станка, имеют диаметр посадочной части 32 мм. У концевых (пальчиковых) фрез, которые предназначены для установки в патрон ручной дрели или цангу фрезера, диаметр хвостовика может быть разным – от 6 до 12 мм.

Оборудование для работы с фрезами по дереву

Фреза – это основная деталь практически любого деревообрабатывающего инструмента. Ее можно установить:

• в обычную дрель;
• фрезерный станок (фрезер);
• промышленное оборудование.

Электроинструментом можно проводить грубую и более тонкую обработку дерева с высокой скоростью.

Дрель

Применение фрез дает возможность домашним умельцам значительно расширить функциональные возможности обычной дрели, предназначенной только для сверления. При этом дрель превращается в универсальный инструмент, при помощи которого можно будет обрабатывать детали, изготовленные из различных пород дерева.

Используя фрезы по дереву, предназначенные для работы с дрелью, можно получать отверстия большого диаметра без применения специальных насадок на дрель типа балеринка или коронка (корончатая насадка).

Для работы с дрелью используют только пальчиковые фрезы, режущие кромки которых имеют самую разнообразную форму. Кроме того галтельные, кромочные (четвертные) и конусные фрезы часто оснащают опорным подшипником, с помощью которого ограничивают глубину врезания лезвий в древесину.

Режущие лезвия могут быть заостренными или затылованными. У заостренных зубьев передняя и задняя поверхности плоские, причем затачивают по задней поверхности.

При этом во время перезаточки режущая часть может изменить свои геометрические размеры. Избежать этого можно, используя инструмент с затылованными лезвиями. У них плоской выполнена только передняя поверхность, по которой и осуществляется заточка. Перезатачивать такие фрезы можно много раз, не опасаясь, что изменится геометрия режущих кромок.

Фрезер

Ручной фрезер – это инструмент, который предназначен для обработки различных пиломатериалов и изделий из них. Он отличается от дрели наличием регулируемой опорной платформы и способностью работать на высоких оборотах (до 30 тыс. об/мин). С помощью фрезера можно с высоким качеством:

• сращивать разные заготовки, соединяя их способом «шип/паз» (кромочные работы), снимать фаску с бруса;
• врезать фурнитуру, замки, петли;
• формировать объемные формы на плоских поверхностях (декорирование);
• вырезать деревянные заготовки, имеющие сложную конфигурацию.

Для выполнения этих работ используют кромочные, пазовые, копировальные и концевые фрезы по дереву.

Пазовые фрезы используют, когда нужно получить углубления определенной формы, например, в форме буквы Т (Т-образные), полукруглые или типа «ласточкин хвост».

Кромочные фрезы используются при изготовлении кромок на деталях из дерева. Как правило, их оснащают упорным подшипником, который предотвращает излишнее погружение инструмента в тело детали. Кроме того, он позволяет регулировать глубину вылета. Если подшипник не предусмотрен, то надо применять параллельный упор или шаблон.

Для декоративной обработки филеночных деталей используются фигирейные фрезы горизонтального типа. Они достаточно тяжелые и имеют большой диаметр. Учитывая большие усилия, которые необходимы при работе с такими фрезами, их оснащают хвостовиком, диаметр которого составляет 12 мм. Их применяют на стационарном оборудовании.

У концевых фрез по дереву для ручного фрезера режущие кромки расположены на торце рабочей поверхности. Кроме того в работе принимает участие и боковая кромка, что позволяет перемещать вращающую фрезу в плоскости опорной площадки. Качество обработки поверхностей определяется количеством режущих лезвий. Как правило, концевые фрезы имеют монолитную конструкцию, но встречаются и составные.

Отдельную группу концевых изделий составляют фрезы Шейпера – шарошки (борфрезы).

Используют их на промежуточных этапах обработки, а также в случаях, когда необходимо осуществить финальную доводку конфигурации детали. Их режущая кромка представляет собой крупные насечки (зубья). Работая с шарошкой, важно правильно выбрать режим. Это позволит избежать поджога дерева, который возможен при повышенном числе оборотов. А оригинальная борфреза «кукуруза» (шарошка с винтовым расположением зубцов) обеспечит снижение нагрузки на вал электромотора фрезера.

Копировальные фрезы – это редко встречающийся вид инструмента для ручного фрезера. Они отличаются не только количеством режущих кромок, но и размещением опорных подшипников, которые могут располагаться с любой стороны. В некоторых моделях предусмотрено два подшипника (сверху и снизу). Во время работы подшипник двигается по шаблону, благодаря чему обрабатываемая заготовка приобретает заданную форму.

Промышленные деревообрабатывающие станки

Современное деревообрабатывающее предприятие немыслимо без фрезерно-гравировальных (ЧПУ), оснащенных инструментальным порталом, имеющим 3 степени свободы.

Эти станки способны в автоматическом режиме обрабатывать заготовки, придерживаясь заданного пространственного маршрута. При этом высокое качество обработки обеспечивается не только техническими параметрами станка (мощность шпинделя, высокоточная механика и пр.) и возможностью выбора математической модели в качестве шаблона, но и характеристиками режущего инструмента.

Номенклатура фрез по дереву для станков с ЧПУ для 3d-фрезерования отличается большим разнообразием. Связано это с тем, что процесс 3d-обработки считается одним из самых сложных и выбрать режущий инструмент, который обеспечит высокое качество обработки с минимальными затратами времени, совсем не просто. Так, исходя из типа заготовки, могут понадобиться фрезы, изготовленные из быстрорежущей или твердой стали. При этом материал режущей кромки не должен быть хрупким.

Для деталей со сложным рельефом, имеющим большое количество мелких деталей, используют цилиндрические или конусные сферические фрезы с диаметром 3…6 мм (для черновой обработки) и 1…3 мм (для финишных операций). Применяют чашечные сверла, позволяющие сверлить древесные плиты, композитные материалы.

Для получения глубокого 3d-рельефа используют конические двухзаходные фрезы из твердосплавных материалов. Это позволяет исключить операции чернового фрезерования. Для обработки особо твердых пород дерева используют сферические или V-образные граверы.