Основы технологии фрезерной обработки дерева, фрезы их назначение, виды фрез

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя бывают: с ручной подачей для профильного фрезерования по линейке, кольцу и копиру (легкие — ФЛ, средние — ФС, тяжелые — ФТ); с шипорезной кареткой, позволяющей вырабатывать на концах деталей шипы и проушины (средние— ФСШ, тяжелые—ФТШ); с механической подачей для прямолинейной обработки (легкие—ФЛА, средние — ФСА, тяжелые — ФТА).

Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков  с механической подачей

Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков  с шипорезной кареткой

2. Рациональные правила  и приемы работы

Перед фрезерованием необходимо осмотреть заготовку со всех сторон, выявить все дефекты {трещины, сучки, пороки строения и ненормальности окраски, гниль, червоточины, дефекты предшествующей механической обработки, покороблениость), мысленно оценить их размеры, взаимное положение, проанализировать возможное влияние дефектов па качество обработки не только на фрезерных станках, но и при выполнении последующих операций технологического процесса. Не следует фрезеровать сильно покоробленные заготовки, стрела прогиба у которых заведомо больше припуска на обработку, т. к. они неизбежно окажутся браком. Это же относится к заготовкам, имеющим дефекты, не допускаемые техническими условиями на данный вид изделий.

Важный момент, предшествующий обработке, — правильный выбор технологических  баз и направления волокон  древесины по отношению к направлению подачи. База выбирается исходя из необходимости устойчивого базирования заготовки на переднем столе и поэтому для покоробленных заготовок должна иметь вогнутую форму. Одновременно необходимо учитывать, что значительная общая глубина фрезерования при формировании технологической базы позволяет удалять ряд дефектов с базовой поверхности, чего невозможно достичь при последующих операциях.

Размеры неровностей на фрезерованных поверхностях, а следовательно, и шероховатость поверхности обработки во многом зависят от угла подачи между направлением волокон древесины и вектором скорости подачи. Так, при подаче по волокнам со скоростью 12 м/мин шероховатость обработанной поверхности R_z max = 60… 100 мкм ( ), а при подаче против волокон (встречный косослой) достигает 320 мкм ( ). Таким образом, только правильной ориентацией заготовок, подаваемых в станок, можно добиться как минимум двукратного увеличения скорости подачп и соответственно производительности при сохранении заданного уровня шероховатости.

Глубина фрезерования на фрезерном  станке зависит от припуска на обработку. Необходимо стремиться к работе при малых глубинах фрезерования, т. к. это приводит к уменьшению сил резания–––– и усилий прижима, деформирующих заготовку, позволяет устранить нежелательное явление деформации заготовки при распределении внутренних напряжений, когда сфрезеровывается значительная часть материала. Одновременно работа с малыми глубинами фрезерования позволяет рационально использовать припуск на обработку и уменьшает возможность появления технологического брака, снижает утомляемость рабочих. Обрабатываемые заготовки и материалы надо подавать в станок справа налево.

При работе на фрезерном станке с  ручной подачей необходимо обеспечить плавную и равномерную подачу заготовок, плотно прижимая обработанные стороны заготовки к поверхностям стола и направляющих устройств. После рабочего хода обработанную поверхность (или поверхности) осматривают и, если на детали остались непрофрезерованные места или дефекты, которые невозможно устранить последующей механической обработкой, ее бракуют. Плоскостность без заготовок проверяют поверочной линейкой и щупом или «на просвет» по щели между двумя заготовками, сопри-, касающимися обработанными поверхностями. Перпендикулярность смежных поверхностей заготовки контролируют угольником и щупом. Профиль обработанной детали проверяют по шаблону.

Для фрезерных станков с нижним расположением шпинделя установлены  по ГОСТ 69—75 следующие допуски на обработку деталей, в мм: равномерность  ширины паза 0,1 на 1000; параллельность паза базовой поверхности 0,25 на 1000; равномерность ширины проушины 0,1 на 100; параллельность проушины базовой поверхности (для станков с шипорезной кареткой) 0,1 на 100.

Для безопасной работы на станках  заготовки короче 400 мм, уже и тоньше 40 мм, а также заготовки с фасонным профилем разрешается фрезеровать только при помощи колодок-толкателей. Фрезерование кромок шпона необходимо вести в пакетах с использованием специальных приспособлений — цулаг, обеспечивающих обжатие и надежное крепление пакета. Для обработки заготовок небольшой толщины и, как правило, невысокой жесткости можно использовать вальцевые механизмы подачи с независимой подвеской подающих вальцов. При обработке заготовок длиной более 2 м спереди и сзади станка необходимо устанавливать опоры в виде стоек с роликами, приставных столиков, роликовых столов. Ролики должны располагаться на 0,6—1 м один от другого и легко вращаться.

Высота выкладываемых стоп обработанных деталей и заготовок не должна быть более 1,7 м. Оптимальные решения по организации рабочих мест, размещению подстопных мест и проходов необходимо принимать из конкретных условий производственного процесса.

3. Виды режущих инструментов

В станках фрезерной группы применяются  многочисленные конструкции режущего инструмента — фрезы, которые по основным отличительным конструктивным признакам могут быть разбиты на две группы: насадные (цельные, составные, сборные) и концевые (цельные затылованные и цельные незатылованные).

3.1 Инструментальные материалы  для фрез.

Одно из основных условий высокопроизводительной работы режущего инструмента — правильный выбор инструментального материала. Для изготовления режущих элементов фрезерного инструмента в деревообработке применяют инструментальные стали (легированные, быстрорежущие), твердые сплавы, металлокерамические материалы. Для изготовления корпусов инструментов используют конструкционную качественную сталь, конструкционную легированную сталь, а также специальные легкие сплавы.

Легированные инструментальные стали. Эти стали в своем составе содержат легирующие элементы (хром X, вольфрам В, ванадий Ф и др.), повышающие их режущие и другие свойства (например, износостойкость возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с износостойкостью углеродистых инструментальных сталей). Для изготовления цельных насадных фрез, а также сменных резцов и ножей в сборных фрезах широко используют хромовольфрамованадиевые стали марок Х6ВФ и 9Х5ВФ.

Быстрорежущие инструментальные стали. Эти стали обладают более высокими режущими свойствами по сравнению с обычными легированными сталями вследствие большего содержания вольфрама В, а также присутствия молибдена М. Для дереворежущих инструментов используют следующие марки быстрорежущих сталей: Р4, Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5. Вольфрамомолибденовые стали марок 6РМЗ и Р6М5 значительно повышают прочность и износостойкость инструмента. Вследствие значительного содержания молибдена режущие свойства этих сталей близки к режущим свойствам быстрорежущих сталей Р12 и Р18, несмотря на то, что содержание вольфрама в них в 2—3 раза меньше.

Твердые металлокерамические  сплавы. Основные компоненты твердых сплавов — карбиды вольфрама, титана и тантала. Кобальт в составе твердых сплавов играет роль цементирующей связки. В деревообработке наибольшее распространение получили однокарбидные металлокерамические твердые сплавы, содержащие карбиды вольфрама (марки ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В, ВК15).

При изготовлении инструмента с  пластинками твердого сплава, как правило, используют стандартные пластинки, которые крепят к державке или корпусу методом пайки или механическими устройствами.

3.2 Насадные фрезы

Для фрезерования древесины и древесных  материалов широко используют насадные фрезы, отличительная особенность которых— отверстия для насадки на шпиндель станка или непосредственно на вал электродвигателя.

Насадные фрезы в зависимости  от конструктивного исполнения разделяют  на цельные и сборные. В свою очередь  цельные насадные фрезы могут быть одинарными и в виде наборов фрез (составные). Набор цельных фрез чаще всего представляет собой группу фрез, подобранных для обработки профилей деталей, получение которых одинарными фрезами трудно, непроизводительно или невозможно. Набор цельных фрез закрепляют на одном общем валу. В набор могут входить фрезы одинаковые по параметрам или разные. Цельные, фрезы изготавливают из одной заготовки легированной стали или из конструкционной стали с припаянными пластинками твердого сплава или легированной стали. По оформлению задней поверхности зуба дельные фрезы разделяют на затылованные и с прямой задней гранью (с остроконечными зубьями). Затылованные цельные фрезы чаще всего предназначены для фасонного фрезерования различных профилей, режущая кромка у них фасонная.

В зависимости от формы режущих  кромок получается тот или иной профиль  обрабатываемых деталей. Зубья фасонных затылованных фрез имеют плоскую  переднюю грань; заднюю их грань чаще всего оформляют по кривым архимедовой  спирали или по дугам окружности, проведенным из смещенного центра. Особенность затылованных фрез в том, что при переточках по передней грани они сохраняют постоянство профиля режущей кромки в осевом сечении зуба фрезы.

Диаметры посадочного отверстия d у фрез цельных фасонных составляют 22; 27 и 32 мм, что в большинстве случаев совпадает с соответствующими размерами оправок фрезерных станков. Внешний диаметр D фасонных фрез 80; 100 и 125 мм.

Фасонные цельные затылованные фрезы имеют ряд достоинств: сохраняют  угловые параметры за весь срок службы инструмента, что обеспечивает постоянство профиля обрабатываемых деталей, удобны в эксплуатации, хорошо сбалансированы. Однако имеют и недостатки, основной из которых — нерациональное использование легированной инструментальной стали: эффективно используется не более 10—20 % массы фрезы.