Обработка корпусных деталей

Все эле­менты деталей, обрабатываемых фрезерованием, разделяют на две группы. К первой группе относятся элементы, поверхности которых получаются проходом фрезы вдоль контура детали. Элементы, по­верхности которых требуют многопроходной обработки заготовки, образуют вторую группу.

В зависимости от числа одновременно управляемых координат различают плоскую и объемную обработки контуров и поверхно­стей деталей. Плоская, обработка ведется по одной или двум коор­динатным осям одновременно в плоскости, параллельной одной из координатных плоскостей. Объемная обработка предполагает осу­ществление рабочих ходов одновременно по трем и более коорди­натам. Программируемой точ­кой траектории фрезы является ее вершина.

При обработке на фрезерных станках с ЧПУ, кроме фрез раз­личных типоразмеров, широко используются инструменты для об­работки отверстий: сверла, зенкеры, развертки. Операции фрезерования начинают с черновой обработки по­верхностей большой протяженности, затем производят их чистовую обработку. Далее обрабатывают отвер­стия.

Обработку контуров ведут, как правило, концевыми фрезами. Траектория перемещения при этом состоит из участков подвода фрезы к обрабатываемой поверх­ности, прохода ее вдоль обрабатываемого контура и отвода от об­работанной поверхности. Участок подвода фрезы к обрабатываемой поверхности включает участок врезания.

При чистовой обработке детали участок врезания должен быть построен таким образом, чтобы значение силы резания нарастало и плавно приближалось к значению силы, действующей на рабочем участке обрабатываемого профиля. Для этого ввод инструмента в зону резания осуществляется по касательной к обрабатываемому контуру. При черновой обработке детали врезание чаще производят по нормали к контуру. Аналогично строят участки вывода фрезы из зоны резания.

Типовые схемы плоской обработки контуров приведены на рис. 3.7. При обходе контура детали траектория перемещения инструмен­та может иметь участки с резким изменением направления движе­ния.

Рис. 3.7. Схемы обработки контуров:

а, в – наружного, б, г – внутреннего

Таким участкам вследствие упругих деформаций инструмента и динамических погрешностей привода подач станка, как правило, могут соответствовать искажения контура. Исключения искажения контура или уменьшения его величины добиваются путем изменения припуска на обработку, коррекцией траектории инструмента, регулированием подачи.

Обработку плоских по­верхностей (плоскостей) ведут преимущественно концевыми и тор­цевыми фрезами. В зависимости от расположения обрабатываемых плоскостей относительно граничащих с ними элементов детали раз­личают открытые, полуоткрытые и закрытые плоскости. Грани­ца открытой плоскости не является препятствием для ввода и вывода инструмента на всех ее участках. Полуоткрытая плоскость имеет границу, на одном из участков которой можно вводить и вы­водить инструмент на уровне плоскости. Закрытая плоскость огра­ничена со всех сторон стенками (инструмент вводят в зону резания либо сверху, либо врезанием).

Обработка открытых плоскостей ведется по схеме «зигзаг» при черновом фрезеровании (рис. 3.8, а)и по схеме «петля» при чисто­вом фрезеровании (рис. 3.8, б). Для обработки полуоткрытых плос­костей применяется схема «лента» (рис. 3.8, в). Закрытые плоскос­ти обрабатываются по схеме «виток» (рис. 3.8, г).

Рис. 3.8. Типовые схемы обработки плоскостей:

«зигзаг» (а), «петля» (б), «лента» (в), «виток» (г)

Для обработки закрытой плоскости, ограниченной окружностью, лучшей траекторией, обеспечивающей равномерное снятие припус­ка, является архимедова спираль. Такая траектория может быть получена на станке с поворотным столом при обработке плос­кости, ограниченной окружностью с центром, совпадающим с осью вращения стола (столу сообщается равномерное вращательное, а фрезе равномерное поступательное движение).

Однако совмещение центра окружности с осью вращения стола всегда связано с дополнительными затратами времени, особенно при обработке деталей с большим количеством таких плоскостей. Поэтому на станках с ли­нейно-круговой интерполяцией обработку закрытой плоскости, ограниченной окружностью, ведут по спирали, образованной сопря­женными дугами окружностей. Такие спирали строят с двумя и че­тырьмя полюсами.

Двухполюсная спираль (рис. 3.9, а) образуется из сопряженных дуг полуокружностей, центры которых поочередно находятся в полюсах А и В. Полюс А располагается в центре окружности R _к, огра­ничивающей закрытую плоскость. Полюс В находится от полюса А на расстоянии, равном половине шага h спирали, который выбирают из условия ее сопряжения с окружностью R _э,эквидистантной окружности радиуса R _к

, (3.1)

где D _ф– диаметр фрезы.

Значение h находят из выражения

, (3.2)

где величину а определяют из условия

(3.3)

и меньшее его значение округляют до большего целого числа.

Рис. 3.9. Схемы обработки закрытой плоскости,

ограниченной окружностью

Спираль, изображенная на рис. 3.9, а,образована дугами полу­окружностей радиусов R ₁ и R ₃сцентрами в полюсе В и дугой полу­окружности радиуса R ₂с центром в полюсе А. Начинается спираль в центре окружности радиуса R _к.

Четырехполюсная спираль (рис. 3.9, б)образуется из сопряжен­ных четвертей окружностей с центрами в полюсах А, В, С и D. По­люсы располагаются в вершинах квадрата со стороной, равной чет­верти шага спирали. Квадрат полюсов строят так, чтобы его сторо­ны были параллельны осям окружности радиуса R _к, а одна из вершин (полюс А) совпала с центром этой окружности. Шаг спира­ли выбирают так же, как и при построении двухполюсной спирали.

При обработке шпоночного паза концевой фрезой для ее ввода в зону резания предварительно сверлят отверстие (рис. 3.10, а). Фре­зерование полуоткрытой плоскости паза торцевой фрезой ведут, как правило, после предварительной обработки его боковых сторон концевой фрезой.

Рис. 3.10. Схемы обработки пазов

Пазы, полученные концевой фрезой, превращают обрабатываемую плоскость в открытую и позволяют использовать при торцевом фрезеровании схемы «зигзаг», «петля» и «елочка» (рис. 3.10, б).

При проектировании траектории движения инструмента следует уделять внимание методам построения вспомогательных ходов. Наружный контур детали может иметь прямые, тупые и острые углы.

Рис. 3.11. Схемы траекторий инструмента при обходе углов

Траекториями обвода углов при этом являются дуги окружности с радиусом равным радиусу фрезы (рис. 3.11, а) или дополнительные петлеобразные перемещения (рис. 3.11, б).