Фрезерование — наиболее универсальная операция, с помощью которой можно получить любую форму детали.
Необходимо различать фрезерование как операцию и как метод обработки. Под методом фрезерования следует понимать обработку перемещающегося материала режущим инструментом (на фуговальных, рейсмусовых, фрезерных, шипорезных и других станках). Под операцией фрезерования принято понимать обработку различного профиля брусков и узлов, выборку фальцев, пазов и других элементов на специальных фрезерных станках.
На станках выполняют пять видов фрезерных работ: фрезерование прямолинейных поверхностей по линейке; фрезерование криволинейных поверхностей по кольцу и шаблону; формирование шипов и проушин; торцовое фрезерование по копиру или по программе (на станках-автоматах); объемное фрезерование. От вида фрезерных работ зависит выбор типа оборудования.
Для фрезерования плоских И профильных прямолинейных поверхностей целесообразно использовать одношпиндельные фрезерные станки с нижним расположением шпинделя с ручной подачей типа ФЛ, ФЛ-1 (легкие т. е. с высотой обработки до 80 мм), ФС-1А (средние, с высотой обработки до 100 мм), ФТ, Ф-1 (тяжелые, с высотой обработки до 125 мм); с механизированной подачей ФС-2А, ФТ-1А и др.
Для фрезерования криволинейных поверхностей пригодны одношпиндельные фрезерные станки с нижним расположением шпинделя, а также карусельные с верхним расположением шпинделя одношпиндельные и двухшпиндельные.
Формирование шипов и проушин осуществляют на одношпиндельных фрезерных станках с нижним расположением шпинделя и шипорезной кареткой ФЛШ, ФСШ, ФТШ, а также на аналогичных станках с механической подачей ФСШ-11, ФСШ-12, ФСШ-1А, ФТШ-11, ФТШ-12. На фрезерных станках с шипорезной кареткой можно производить также фрезерование деталей с ручной подачей по направляющей линейке и криволинейное фрезерование по шаблону.
Торцовое фрезерование выполняют на копировальных фрезерных станках с верхним расположением шпинделя ВФК-2, ВФК-2А. Последний имеет приводные съемные ролики для перемещения шаблона. Обработку проводят с помощью копира и шаблона.
Объемное фрезерование выполняют на специальных копировально-фрезерных станках с помощью модели. Копировальный ролик повторяет форму отлитой модели, а фрезерные головки — траекторию ролика и обеспечивают форму, идентичную модели.
Сквозное фрезерование прямолинейных и профильных кромок выполняют по направляющей линейке, которая состоит из двух частей (рис. 11.15, а, б). Плоскость задней части находится на уровне касательной окружности, описываемой режущей кромкой фрезы, а передней части располагается с уступом на величину снимаемого слоя (как и у двустороннего фуговального станка). Скорость подачи при ручном фрезеровании зависит от площади снимаемого слоя и может быть до 15 м/мин, при механизированном — до 24 м/мин.
Ркс. 11.15. Схема обработки деталей на фрезерных станках: а, б — фрезерование кромок по направляющей линейке; в — сквозное фрезерование: г — фрезерование по упорам: д, е — фрезерование по шаблону и нижнему опорному кольцу: ж — фрезерование по периметру при верхнем расположении кольца и шаблона; з — двусторонний шаблон; и — фрезерование по шаблону и верхнему опорному кольцу: f — задняя направляющая линейка; 2 — болт для крепления направляющей линейки; 3 — фрезерная головка; 4 — дуга направляющей линейки; 5 — передняя направляющая линейка; 6 — обрабатываемая деталь; 7 — стол станка; 8 — упор; 9 — шаблон (цулага): 10 — прижим; 11 — шайба; 12 — опорное кольцо |
При сквозном фрезерования на неполную ширину заготовки (выборке паза, четверти и т. п.) обе части направляющей линейки ставят в одной плоскости, а фрезу выпускают на глубину фрезерования (рис. 11.15, в). Шпиндель строго выверяют по высоте относительно ирофиля детали. Несквозное фрезерование выполняют аналогично, только вначале и в конце направляющей линейки ставят упоры на расстоянии в зависимости от длины заготовки и длины фрезеруемой части. Заготовку вначале упирают в прямой упор (рис. 11.15, г), потом подводят к линейке и подают до левого упора.
Криволинейные кромки незамкнутого и замкнутого контуров фрезеруют по кольцу и шаблону (цулаге). Кольцо может быть закреплено ниже фрезы (рис. 11.15, д, е) и выше (рис. 11.15, ж, и). В качестве кольца обычно используют шарикоподшипник. В первом случае кольцо может быть закреплено на столе станка, но обязательно соосно со шпинделем. Шпиндель по высоте выверяют так, чтобы цулага касалась упорного кольца, а фреза обрабатывала деталь по заданному контуру. На фрезерных станках по всему периметру за одну установку цулаги можно обрабатывать только щитовые детали. Крепление щита осуществляют с помощью четырех шпилек, установленных на цулаге. Брусковые детали базируют в цулаге по трем (рис. 11.15, е) или двум (рис. 11.15, з) поверхностям и дополнительно крепят кулачковым или винтовым прижимом. Для двусторонней обработки детали применяют двусторонние цулаги (рис. 11.15, з). Одна сторона предназначена для базирования еще не обработанной заготовки, другая — для базирования заготовки с уже обработанной одной стороной.
Для фрезерования гнезд, канавок и различных сложных контуров поверхности заготовок применяют копировальнофрезерные станки с верхним расположением шпинделя (рис. 11.16). Обрабатываемая деталь закрепляется в специаль-
Рис. 11.16. Схема фрезерования на копировально-фрезерном станке:
1 — шаблон; 2 — копировальный палец;
3 — стол; 4 — обрабатываемая заготовка;
5 — фреза
ном шаблоне с пазами на нижней стороне, соответствующими обрабатываемому контуру. В столе станка закреплен палец- копир. Шаблон укладывается на стол так, чтобы палец-копир оказался в пазу. При работе шаблон передвигается по контуру паза. Высококачественный электродвигатель (18 ООО мин"1) с концевой фрезой поднимается ножной педалью. Скорость резания может достигать 30-34 м/с. На станке можно выбирать пазы шириной 2-35 мм. Подача шаблона с заготовкой осуществляется вручную.
Для профильной обработки дверей, передних стенок ящиков и других элементов мебели на ряде крупных мебельных предприятий широко используют копировально-фрезерные станки с программным управлением. В Беларуси первый такой станок был установлен в объединении «Гомельдрев», он использовался для фигурной обработке дверей набора «Ипуть». Последние модели станков (деревообрабатывающих центров) состоят из двух взаимосвязанных участков последовательной обработки заготовок, смонтированной на общей станине. Обрабатываемая деталь закрепляется с помощью вакуумного прижима. При изменении профиля обрабатываемой детали меняется только инструмент, притом автоматически.
В России ВНИИДМашем создан многоцелевой деревообрабатывающий центр МДЦ20, предназначенный для продольной плоской и профильной обработки брусков и рамочных конструкций. Использование центра вместо универсального оборудования позволяет уменьшить занимаемую площадь в 4-5 раз, сократить продолжительность переналадки в 20 раз, повысить производительность труда в 2-3 раза.
Организация рабочих мест у фрезерных станков показана на рис. 11.17. Перед началом работы проверяют надежность
Рис. 11.17. Организация рабочих мест у фрезерных станков: а — одношпиндельного; б — копировально-фрезерного
крепления всех движущихся частей, прижимных устройств, защитных приспособлений. При фрезеровании коротких деталей по линейке необходимо применять направляющие колодки. При использовании цулаг и шаблонов заготовки должны надежно закрепляться эксцентриками, винтовыми или другими зажимами.
Часовую производительность одношпиндельных станков (заготовок/ч) определяют по формуле
Пч = 60 и Кр Км / 1,
где а — скорость подачи, м/мин;
Кр = 0,9-0,93;
Км — коэффициент использования машинного времени,
при фрезеровании по линейке Км = 0,6-0,8, по кольцу
Км = 0,3-0,4;
1 — длина участка фрезерования одной детали, и.
Производительность копировальных станков (заготовок/ч) определяется по формуле
Пч = 60 и Кр / tn, где п — число одновременно обрабатываемых деталей;
Кр — 0,9-0,93;
tri — продолжительность цикла обработки одной заготовки деталей, мин.