Фрезерование. 
Технология обработки материалов

Наиболее универсальной операцией технологического процесса деревообработки является фрезерование. Фрезерованием можно получить любую требуемую форму, сформировать любой конструктивный элемент. Фрезерованием обрабатывают заготовки из пиломатериалов и из плитных материалов, а также уже собранные щитовые и рамные конструкции.

В процессе окончательной обработки заготовок фрезерование используют для получения различных профилей сечения, контура и рельефа заготовки.

Фрезерование осуществляют на фрезерных станках различных конструкций. В качестве инструментов используют фрезы — многолезвийные инструменты разных типов.

Существует две принципиальных схемы фрезерования, которые различаются положением режущей кромки инструмента относительно оси вращения: цилиндрическим и торцовым (рис. 5.12). Сочетанием этих двух схем получают различные типы комбинированного, конического и фасонно го фрезерования.

Рис. 5.12. Основные схемы фрезерования:

а — цилиндрическое; б — торцовое; 1 — поверхность резания; 2 — обработанная поверхность; 3 — обрабатываемая поверхность; v — направление вращения инструмента; S — направление подачи заготовки¹

При цилиндрическом фрезеровании лезвия инструмента параллельны оси вращения и при вращении они описывают цилиндрические поверхности. При торцовом фрезеровании режущие кромки расположены перпендикулярно оси вращения инструмента п при вращении они описывают плоские круговые поверхности.

В зависимости от взаимного направления движения заготовки и инструмента фрезерование может быть попутным и встречным. При встречном фрезеровании движение резца осуществляется навстречу движению подачи заготовки (рис. 5.13, а), а при попутном фрезеровании направление подачи заготовки совпадает с направлением вращения инструмента (рис. 5.13, б).

Рис. 5.13. Схемы фрезерования:

а — встречное; б — попутное; v — направление вращения инструмента;

5 — направление подачи заготовки¹

По характеру обрабатываемой поверхности фрезерование можно разделить на три типа:

• 1) фрезерование прямолинейных заготовок по линейке;
• 2) фрезерование криволинейных заготовок с кольцом по шаблону;
• 3) фрезерование поверхности сложной кривизны.

Фрезерование прямолинейных заготовок но направляющей линейке (рис. 5.14) выполняют на вертикально-фрезерных станках с нижним расположением шпинделя. По этой схеме выполняют такие виды работ, как формирование и выверка гладких поверхностей и прямых плоскостей (в том числе кромок); сквозное и несквозное фрезерование профиля, формирование фасонного профиля постоянного сечения на прямолинейных заготовках (плинтуса, молдинги, карнизы и др.) с помощью профильных фрез. Для фрезерования по такой схеме применяют линейку с прорезыо для фрезы.

Рис. 5.14. Фрезерование кромки прямолинейной заготовки по линейке:

1 — фреза; 2 — рабочий стол; 3 — направляющая линейка с прорезью; 4 — заготовка; v — направление вращения инструмента; S — направление подачи заготовки²

Криволинейные поверхности, как гладкие, так и профильные, фрезеруют с помощью упорного кольца, установленного на рабочий шпиндель непосредственно под фрезой, и шаблона (рис. 5.15). Упорное кольцо 1, диаметр которого выбирают около 70—75 мм, вращается вместе со шпинделем. Шаблон для фрезерования 3 представляет собой щит толщиной 25—50 мм, направляющая кромка которого имеет ту конфигурацию, которую необходимо придать обрабатываемой заготовке.^[1][2]

Рис. 5.15. Схема фрезерования криволинейных поверхностей, но кольцу и шаблону:

а — фрезерование криволинейных деталей; б — установка инструмента для фрезерования с нижним расположением кольца и шаблона; в — установка инструмента для фрезерования с верхним расположением кольца и шаблона; 1 — упорное кольцо; 2 — фреза; 3 — шаблон; 4 — обрабатываемая заготовка; 5 — линейка шаблона; 6 — прижим; 7 — упор;

8 — направляющая кромка шаблона^[3]

Заготовку, предварительно опиленную на ленточнопильном станке в соответствии с кривизной кромки и с припуском на фрезерование, укладывают на шаблон (см. рис. 5.15, б) или на рабочий стол станка (см. рис. 5.15, в). На шаблоне или рабочем столе для фиксации заготовки установлены упоры 7 и одно или несколько прижимных устройств 6.

Заготовку, прижатую к шаблону, подают на вращающуюся фрезу 2 и плотно прижимают кромку шаблона 8 к упорному кольцу 1. Шаблон в процессе фрезерования перемещают относительно инструмента со скоростью 4—8 м/мин. Вращаясь, упорное кольцо повторяет кривизну кромки шаблона, передавая движение на фрезу. Соответственно кромка обрабатываемой заготовки детали приобретает форму кромки шаблона.

Фрезеруемая кромка может иметь любую кривизну, ограничением служит лишь радиус закруглений, который не может быть меньше радиуса упорного кольца.

Описанным способом выполняют обработку как гладких, так и профильных кромок (см. рис. 5.15, б, в).

Фрезерование сложных рельефов выполняют посредством оборудования с программно-числовым управлением (станки ЧПУ). Фрезерные станки с ЧПУ представляют собой высокотехнологичное современное оборудование, позволяющее получать изделия высокого качества.

Станки с ЧПУ управляются электронной системой, имеющей прямую связь, посредством специального программного обеспечения, с компьютером. Программное обеспечение разрабатывается специально для станков и поставляется производителем вместе с основными рабочими системами. Программное обеспечение принимает с компьютера векторное изображение, разработанное в графических пакетах программ, и переводит его в специализированный G-код, отвечающий за координацию перемещений управляющих режущим инструментом микрошаговых двигателей.

Инструментами для работы на станках с ЧПУ служат цилиндрические твердосплавные или алмазные концевые фрезы.

Алгоритм построения детали со сложным профилем включает в себя: построение конфигурации в графическом редакторе (AutoCad, CorelDraw и др.); выставление необходимых для работы режимов и параметров работы станка; запуск программы; работу станка в автоматическом режиме. Функции оператора станка в процессе работы сводятся к визуальному контролю процесса.

• [1] URL: http://mgplm.org.
• [2] URL: http://ya-mebelshik.narod.ru.
• [3] URL: http://www.stroitelstvo-new.ru.