skatter

Funksjoner for opp- og nedfreseteknologier. Nosenko S.V., Kremenetsky L.L., Morozova L.K.

Arbeidsstykket mates i rotasjonsretningen til skjæreverktøyet. Ofte kaller eksperter denne typen behandling "ved arkivering". Fordelen er at arbeidsstykket presses mot selve spennanordningen. Tennene til skjæreverktøyet på bakoverflatene slites mindre og jevnt ut. Derfor er holdbarheten til kutteren flere ganger høyere enn ved motbearbeiding. Tillegget som skal fjernes på arbeidsstykket egner seg til deformasjon gradvis.

Ulempene med denne typen fresing inkluderer det faktum at arbeidsstykker med ru overflate, som støpegods, ikke kan bearbeides på grunn av harde inneslutninger i skorpen. Hvis du risikerer å bearbeide disse arbeidsstykkene ved klatrefresing, vil skjæreverktøyet veldig raskt bli ubrukelig. Kutteren på maskinen må være sikkert festet, siden behandlingen utføres under sjokkbelastning.

For å unngå vibrasjoner bør det ikke være hull i bordmekanismene. Imidlertid kan dette ofte ikke oppnås, så du må jobbe nøye.

Opp fresing

I dette tilfellet mates arbeidsstykket mot skjæreverktøyet. Blant fordelene med denne teknologien kan man skille ut en veldig myk effekt på overflaten av arbeidsstykket og det faktum at den behandlede overflaten herdes under metalldeformasjon. De negative punktene inkluderer behovet for å bruke ekstra festemidler for å feste arbeidsstykket sikkert. Ellers vil skjærekreftene rive det vekk fra verktøyet. Med slik behandling slites også verktøyet ut raskere, slik at skjæreforhold med høy hastighet ikke brukes.

Spon kommer ut rett foran kutteren og det er fare for at de kommer inn i skjæresonen. Hvis dette skjer vil det oppstå riper på den behandlede overflaten.

fig.1 Typer fresing

Som du kan se, har dreie- og fresearbeid i St. Petersburg ved bruk av begge metodene sine egne nyanser. Derfor bør type fresing velges basert på den opprinnelige kvaliteten på arbeidsstykket og ønsket sluttresultat.

I tilfeller der behandlingen av arbeidsstykket utføres ved hjelp av skive og sylindriske kuttere, er fresing delt inn i to typer. I samsvar med denne inndelingen skilles klatre- og motfresing.

1 Hva er typene materialbehandling med en fres?

Fresing forstås som prosessen med å behandle deler med formede og flate overflater ved hjelp av et spesielt arbeidsverktøy. Det er følgende hovedtyper fresing:

Ansikts- og sylindrisk mølle. De brukes til å jobbe med vanlige flater.
Skivekutter med tre sider, som er skjærekanter. Disse kantene er plassert langs endene av verktøyet og langs den ytre delen. En tresidig armatur brukes til å behandle avsatser.
skrå overflater. Denne typen bearbeiding er nødvendig for produksjon av føringer for enheter klassifisert som metallskjæring.
Formede overflater (kuler, ellipser og så videre). I dette tilfellet brukes et verktøy, hvis form er identisk med konfigurasjonene som delen må ha etter bearbeiding.
skruspor. Type fresing, som oftest utføres på enheter med numerisk kontroll ved utløsning.
Kurvilineær kontur. Arbeidsverktøyet går langs linjen og freser arbeidsstykket langs en gitt kontur.

Sporfresing utføres med slisse- og endefreser. Slots brukes nesten aldri i dag, på grunn av den lave nøyaktigheten og utilstrekkelig ytelsen til teknikken. Men endefreser utnyttes ganske aktivt. Med deres hjelp oppnås rettsidede spor av forskjellige former og geometriske parametere på sylindriske og flate produkter.

2 Klatrefresing - fordeler og ulemper

Med denne prosessen menes slik bearbeiding hvor bevegelsen av arbeidsstykket faller sammen med bevegelsesretningen til arbeidsverktøyet for fresing. Den tilhørende operasjonen er preget av følgende fordeler:

spon fjernes lett fra arbeidsstykket, da det forblir bak kutteren;
det er ikke nødvendig å montere spesielle klemmemekanismer på fresemaskinen (skjærekreftene presser selve arbeidsstykket til skrivebordet);
metallet fjernes jevnt fra arbeidsstykket, noe som gir overflaten en utmerket indikator på ruhet;
kuttertennene slites sakte og samtidig jevnt ut (reduserer driftskostnadene, øker verktøyets levetid).

Klatrefresing har sine ulemper, selvfølgelig. For det første skal det ikke være hull i bevegelsesinnretningen til maskinbordet. Hvis det er noen, vil behandlingen foregå med en merkbar vibrasjon, og dette fører til en reduksjon i kvaliteten på fresingen og effektiviteten generelt. For det andre opplever tennene på arbeidsverktøyet høye støtbelastninger.

I denne forbindelse er bruk av dunfreser kun tillatt på stive maskiner, som i tillegg lar deg feste den freste delen sikkert og så stivt som mulig. Den tredje ulempen er at klatrefresing ikke utføres i tilfeller hvor det er nødvendig å frese stemplinger, ulike smidninger og andre produkter som har en i tillegg ubehandlet overflate. Inneslutningene som finnes i slike arbeidsstykker kan veldig raskt deaktivere kutteren.

3 Konvensjonell fresing og dens funksjoner

Hvis rotasjonen av verktøyet er motsatt av retningen som arbeidsstykket mates i, er dette motfresing, og eksperter refererer vanligvis til denne teknikken som "motmatende" maskinering. I dette tilfellet fjernes sponene dårlig - denne prosessen er upraktisk, siden restene av behandlingen går foran arbeidsverktøyet, og kutterne slites veldig raskt (og samtidig veldig merkbart).

I tillegg må produktet festes til fresemaskinen så godt som mulig ved hjelp av geniale klemmer som kompliserer utstyrets design og reduserer effektiviteten av bruken.

Motfreseoperasjonen utføres nesten aldri for etterbehandling på grunn av det faktum at metallspon alvorlig skader overflaten til arbeidsstykket. Et annet "minus" av teknikken er inkonstansen i tykkelsen på sjetongene, som kuttes av under arbeidet. Fordelene med motfresing inkluderer det faktum at når du fjerner spon, på grunn av deformasjonen av materialet, er det en herding av det øvre laget av produktet; operasjonen utføres skånsomt, uansett hvilket metall (selv veldig sterkt) delen er laget av, mens det er en jevn belastning på freseenheten.

En av de to fresemetodene som vi har beskrevet har således sine fordeler og klare ulemper. Og dette betyr at i hvert enkelt tilfelle velges kutteteknikken under hensyntagen til kvaliteten på overflaten som skal oppnås etter bearbeiding.

Opp og ned fresing- operasjoner utført av skive eller sylindriske kuttere og avhengig av materetningen.

Disse fresemetodene er forskjellige ikke bare i valg av verktøy og materetning, men også i tykkelsen på kuttet. Den kan ha en nullverdi ved kutterinngangen eller omvendt en maksimal verdi, avhengig av hvilken type fresing som brukes.

Opp fresing

Et trekk ved oppskjæringsfresing er misforholdet mellom bevegelsen til kutteren og arbeidsstykket som bearbeides. Kutteren og arbeidsstykket beveger seg i motsatte retninger.

Under oppfresing skjer endringen i skivetykkelse fra minimumsverdien til maksimumsmerket i sluttfasen.

Glattheten til oppfresingen skyldes den gradvise økningen i tykkelsen på kuttet og den jevne fordelingen av maskinbelastningen.

Klatrefresing

Klatrefresing betyr sammentreffet av bevegelsene til kutteren og arbeidsstykket.

Ved klatrefresing endres tykkelsen på kuttet fra maksimalverdien i det øyeblikket kutteren går inn til minimumsmerket ved utgangen av skjæreverktøyet fra den maskinerte overflaten.

Klatrefresing er forbundet med økt belastning på både verktøyet og maskinen. Dette skyldes den skarpe støtet som følge av kollisjonen mellom kutteren og arbeidsstykket. Klatrefresing anbefales utført på tilstrekkelig stive og vibrasjonsbestandige maskiner.

Fordeler med klatrefresing

Med alle de positive egenskapene til oppoverbakkefresing har klatrefresing store fordeler - den beste fikseringen av arbeidsstykket ved hjelp av et bord og guider; positiv helningsvinkel på skjærekanten; høy grad av kutterstabilitet. Under oppfresing har kutteren en tendens til å rive arbeidsstykket vekk fra bordet, noe som reduserer kvaliteten på behandlingen.

Freseutstyr

Fresemaskinen blir hovedutstyret for denne operasjonen. Fresing kan gjøres på en dreie-fresemaskin, som kombinerer funksjonene til en dreiebenk og freseutstyr. om nødvendig kan det også kjøpes som uavhengig utstyr som ikke kombinerer funksjonene til en fresemaskin.

Når du skjærer sylindriske tannhjul på en tannhjulsmaskin, utføres følgende arbeidsbevegelser:

kutterrotasjon - hovedbevegelsen ved kutting
rotasjon av bordet med arbeidsstykket, koordinert med rotasjonen av kutteren, - innkjøring
bevegelse av støtten med kutteren parallelt med bordets akse - matebevegelse

Støtten under fresing kan bevege seg enten fra topp til bunn eller fra bunn til topp.

ris. 38 a, c, d. Oppfresing

Ved flytting av kaliperen fra topp til bunn utføres motfresing. I dette tilfellet, når kutteren roterer, beveger tennene seg i forhold til arbeidsstykket i retning fra enden med den kuttede delen av tennene til enden med den ukuttede delen, dvs. mot det kuttede metalllaget (fig. 38, a). .

Når skyvelæret flyttes fra bunnen og opp, oppstår klatrefresing. I dette tilfellet beveger kutterens tenner i forhold til arbeidsstykket i retning fra enden med den ukuttede delen av tennene til enden med kuttet, dvs. sammen med det kuttede metalllaget (fig. 38, b).

På grunn av ulik kraftretning under oppover- og nedfresing, påvirker det skjæreprosessen på forskjellige måter.

Fordeler

Belastningen på maskinen er jevnere og uansett hvilken overflate arbeidsstykket har, er skjæreprosessen jevn og jevn.
Herding av den bearbeidede overflaten på grunn av metalldeformasjon

Ulemper ved konvensjonell fresing

Kuttekreftene er rettet mot å rive arbeidsstykket fra fiksturen, og dette faktum krever pålitelig festing i basisfestet.
Betydelig og rask slitasje på skjæreverktøyet, som igjen ikke tillater arbeid med høye skjæreforhold
Dårlig fjerning av spon. Den flyr ut foran kutteren og kan komme inn i skjæresonen, noe som vil føre til riper på den bearbeidede overflaten.

ris. 38 b, e, f. Klatrefresing

Trykkkraften på kuttertennene R, vinkelrett på overflaten, kan dekomponeres i to retninger: til en horisontal kraft RG og en vertikal kraft RB.

Ved opp-skjærfresing virker horisontalkraften på kutteren i retning fra dens akse (fig. 38, c) og presser kaliperen fra stativføringene, som et resultat av at stabiliteten til kutteren reduseres.

Ved klatrefresing virker en horisontal kraft på kutteren i retning av dens akse og presser kaliperen mot føringene, noe som øker stabiliteten til kutteren, noe som bidrar til økt maskineringsnøyaktighet og lar deg jobbe med høyere hastigheter.

Ved motfresing presser skruen som beveger kaliperen ned på oversidene av kalipermutteren (fig. 38, d), og den vertikale kraften rettes mot materetningen og presser muttervendingene mot skruenes; dette eliminerer gapene mellom dem og kutteren arbeider med en jevn mating uten vibrasjoner.

Under klatrefresing presser skruen som beveger kaliperen oppover på de nedre sidene av muttersvingene (fig. 38, e), og retningen til den vertikale kraften faller sammen med materetningen. I det øyeblikket kutterens tenner skjæres, øker den vertikale kraften (R В > S) og presser mutterens omdreininger fra skruen på grunn av gapet mellom dem; skyvelæret vibrerer, og skaper en ujevn mating, noe som resulterer i vibrasjoner. For å eliminere at mutteren klemmes i kaliperbevegelsesmekanismen, brukes enheter som presser mutteren til skruen (kompenserende muttere, motvekter, hydrauliske systemer).

Hvis maskinen er utstyrt med en kompensasjonsanordning, har klatrefresing en fordel fremfor motfresing, da det gir en høyere renslighet av de kuttede tennene og lar deg jobbe med høyere hastigheter.

Fordeler med klatrefresing:

På grunn av at skjærekreftene som oppstår under klatrefresing rettes i retning av arbeidsstykket, presses det mot spennanordningen og det er derfor ikke nødvendig å bruke geniale spennanordninger og frata arbeidsstykket alle frihetsgrader.
Verktøyets levetid er mye høyere enn ved opp- og nedfresing, siden slitasjen på verktøytennene på bakoverflatene er mindre betydelig og går jevnt.
Kvaliteten på overflatene har god ruhet på grunn av den jevne deformasjonen av metallgodtgjørelsen som skal fjernes
Praktisk brikkeretning. Den forblir bak skjæreverktøyet og tas enkelt av.

Ulemper med klatrefresing:

Sannsynligvis er den største ulempen umuligheten av å bruke denne metoden når du behandler arbeidsstykker med grove uferdige overflater (smiing, støping, stempling). Dette skyldes det faktum at ulike harde inneslutninger som finnes i skorpen kan slite ut instrumentet eller til og med føre til at det går i stykker.
Siden kutterens tenner arbeider under støtbelastning, er det nødvendig at fiksturen er stivt og sikkert festet til maskinen. Og selve maskinen må være ganske stiv.
Det må ikke være hull i mekanismene for å flytte bordet for å eliminere forekomsten av vibrasjoner.

a - engangssyklus med passerende fôr
b - engangssyklus med tellermating
c - engangssyklus med radiell innmating og tilhørende mating
d - to-pass syklus med tilhørende fôring
e - to-pass syklus med tellermating
e - to-pass syklus med passering og teller feeds

Malakhov Ya.A. Gir- og gjengefresemaskiner og deres justering. VSh, Moskva, 1972. Andrey Belazor.

Selv om de fleste CNC-operatører har for vane å bruke oppfresing, er det tider når nedfresing er å foretrekke. Før vi begynner å se på hver av dem, la oss definere forskjellen.

Klatrefresing - når materetningen og kantens bevegelse ved skjærepunktet er den samme. Denne metoden gir den beste overflatefinishen. Nedenfor er et diagram som illustrerer forskjellen mellom å jobbe på fôret og mot fôret.

Piler viser arbeidsstykkets bevegelse

Husk at arbeidsstykket beveger seg i denne illustrasjonen, ikke spindelen. På noen maskiner, for eksempel en portalruter, beveger spindelen seg, slik at merkene kan endre seg.

Prøv å eksperimentere med maskinen din som skjærer i begge retninger, og du vil se at klatrefresing gir en jevnere overflate (dette er tilfellet i de fleste tilfeller. Imidlertid er det situasjoner der oppfresing er bedre). Merk at avhengig av hvordan du freser, må du sørge for at delen ikke beveger seg fra belastninger som påføres i den retningen.

Oppfresingsfunksjoner:

Sponbredden starter på null og øker etter hvert som kutteren er ferdig med å kutte;
Kutteprosessen skaper oppadgående krefter som har en tendens til å løfte arbeidsstykket under fresing;
Oppfresing krever mer energi enn nedfresing;
Kvaliteten på overflaten som skal bearbeides blir dårligere fordi sponene stiger i rillene og faller foran skjæreverktøyet. Som et resultat blir det meste av sjetongene omkuttet. I denne situasjonen kan tilførsel av kjølevæske til skjæresonen hjelpe;
Verktøyet slites raskere enn klatrefresing;
Counter er å foretrekke for bearbeiding av grove overflater;
Verktøyet avbøyes parallelt med materetningen

Klatrefresefunksjoner:

Sponbredden starter på maksimum og avtar;
Sponene faller bak skjæreverktøyet, og reduserer derved dets gjentatte kutt;
Mindre verktøyslitasje – verktøyets levetid forlenges med 50 %;
Forbedret overflatefinish på grunn av mindre omskjæring;
Mindre strøm kreves;
Matskjæring utøver en nedadgående kraft på delen, noe som forenkler klemkravene. Kraften nedover kan også bidra til å redusere vibrasjoner når du installerer maskinen på tynne gulv;
Fôrfresing reduserer delherding;
Det kan imidlertid forårsake flisdannelse ved fresing av varmvalsede materialer på grunn av det herdede laget på overflaten.
Verktøyavbøyning skjer vinkelrett på matingen, slik at den kan øke eller redusere kuttebredden og påvirke nøyaktigheten.

Tilbakeslag og klatrefresing

Det er et annet problem med klatrefresing, som er at verktøyet kan ta opp girslipp dersom skjærekreftene er høye nok. Problemet er at under skjæreprosessen vil skrivebordet strekke seg på grunn av kreftene på kutteren. Og hvis det er slark i giret, vil dette føre til en forskyvning av bordet med arbeidsstykket med mengden slark. Og hvis mengden av tilbakeslag er tilstrekkelig, og skjæreverktøyet arbeider med tilstrekkelig kraft, vil dette føre til vibrasjoner, kan føre til verktøybrudd og muligens til og med skade på operatøren på grunn av flygende fragmenter. Derfor forbyr mange verksteder tilhørende fresing, på alle maskiner som har kjent tilbakeslag. Noen maskiner er utstyrt med slakkreduserende gir, for eksempel kuleskruer med doble muttere.

En måte å se på dette problemet er å nærme seg det fra synspunktet om å sette en tann. Dette er et mål på hvor mye materiale hver tann på skjæreverktøyet prøver å kutte. Typiske verdier for etterbehandling er mellom 2-4 veving per tann. For grovbearbeiding kan denne verdien øke til flere tiere. I verste fall kan klatrefresing ta seg fast i sengen og rykke delen gjennom hele spillet samtidig som tannen kutter delen. Derfor, når neste tann settes inn, vil matingen øke med mengden tilbakeslag. Anta at grovfôret per omdreining er 6 dekar og det er et tilbakeslag på 4 dekar. I verste fall kan matingen per tann plutselig øke til 0,1 mm. Dette er selvfølgelig ikke verdens undergang, men allerede en anstendig byrde. La oss nå si at du har en eldre maskin med 0,3 mm tilbakeslag og en mating per tann på 8 dekar. Hvis tilbakeslagsprøvetaking forekommer, vil neste tann begynne å kutte spon ved 0,38 mm i stedet for 0,08. Dette betyr mest sannsynlig verktøyfeil.

Det må vurderes om skjærekraften er tilstrekkelig for å eliminere tilbakeslaget. Mye vil avhenge av det nøyaktige maskineringsscenarioet til maskinen din. Hvis du har et lett kulelagerbord med lav friksjon, kan det enkelt gripes av verktøyet. Hvis du har mye jern på bordet og du jobber med justerkilene strammet, vil det være mindre sjanse for å feste seg. Det finnes måter å beregne skjærekraft på, men den generelle tilnærmingen er å bruke mindre endefreser, grunnere skjæredybder, lavere matinger og lavere spindelhastigheter, som alt reduserer skjærekraften og sjansen for fastsetting og tilbakeslag.

CNC-maskiner skal for øvrig generelt ikke ha merkbart tilbakeslag, så dette handler mer om manuelle maskiner.

Under visse forhold skaper klatrefresing en negativ skjæregeometri.

Frem til dette punktet har du sannsynligvis tenkt at du burde bruke klatrefresing der det er mulig. Tross alt skaper denne tilnærmingen en bedre kvalitet på den maskinerte overflaten, krever mindre energi og er mindre utsatt for avbøyning av skjæreverktøyet. Og operatører som jobber i manuell modus sier at du ikke bør bruke en forbipasserende, fordi det er farlig når du arbeider på en maskin med tilbakeslag. Faktisk er sannheten et sted i midten. Følgende tommelfingerregler kan noteres:

Når du freser til en dybde på halvparten av kutterens diameter eller mindre, er det bedre å bruke den tilhørende (forutsatt at maskinen din har lavt tilbakeslag og den er trygg);
Når du freser til en dybde på ¾ av kutterens diameter, spiller fresemetoden ingen rolle;
Når du freser til en dybde på ¾ - 1 av kutterens diameter, er det bedre å motvirke.

Verktøyavbøyning og skjærenøyaktighet ved matefresing og motmatingsfresing

Hvordan påvirker matefreseretningen verktøyets avbøyning og nøyaktighet?

Følgende illustrasjon viser små piler (kalt vektorer) som viser retningen for verktøyets avbøyning når kutteren beveger seg langs verktøybanen:

Pilene viser hvor skjærekraften prøver å avlede kutteren. Omvendt kutt øverst, klatrefresing nederst

Merk at avbøyningskraftvektoren er mer parallell med kuttet ved konvensjonell fresing (selv om pilene er lengre og indikerer høyere kuttekrefter). Ved klatrefresing er kraftvektoren nesten vinkelrett på kuttet. Hvis kutteren din er 3 dekar av, ville det ikke vært å foretrekke å kjøre den langs fôret? Et alternativ vil også være å fjerne eller fordype kutteren inn i kuttlinjen (fjerning endres per pass). Motsatt er lengdene på vektorene for motsatt retning større enn for retningen fremover. Dette antyder at skjærekreftene er kraftigere og at verktøyet er mer sannsynlig å bøye seg.

Prøv klatrefresing for grovfresing fordi det vil gi deg muligheten til å jobbe raskere og effekten av verktøyavbøyning påvirker ikke nøyaktigheten nevneverdig og spiller ingen rolle - den påfølgende etterbehandlingen vil sikre nøyaktigheten. Du kan grovarbeide mye raskere fordi skjærekraften er mindre og den tykke-tynne sponprofilen overfører varme til sponene. Spon bærer bort varme, noe som er spesielt viktig for bearbeiding av harde materialer som rustfritt stål. Dette sikrer en bedre overflatefinish hvis du kan tillate en ny etterbehandling.

Konvensjonell fresing for etterbehandling

Dette er i strid med sunn fornuft, mener de fleste maskinførere. Ellers har de rett, men det er nyanser.

Problemet er at avviket også påvirker overflatefinishen. Hvis skjærekraftvektoren er nesten parallell med materetningen, kan du anta at den delen av vektoren som skyver den "bort fra parallell" er veldig liten. Derfor vil verktøyet ha en liten tendens til å avvike og påføre "bølger".

Merk at dette kan være spesielt viktig når du har å gjøre med tynne vegger hvor de er veldig tynne!

Derfor er det viktig å gå over til oppfresing for etterbehandling dersom man ikke kan akseptere avvik i det hele tatt. I det minste bør for stor skjæredybde i klatrefresing unngås for å unngå avvik. For å holde avvikene på et minimum, bruk ikke mer enn 30 % av skjæreverktøyets diameter for oppfresing og 5 % for nedfresing.

Riktig nedbøyningskontroll kan hjelpe deg med å unngå behovet for ekstra fresing for å rydde opp i overflaten.

Konvensjonell fresing for mikrobearbeiding

Av samme grunner, og spesielt med tanke på at avviket har mye dårligere effekt på mikrofresing, er det verdt å velge en motsatt type i stedet for en bestått for bearbeiding.