Фрезерный станок с ЧПУ используется для преобразования блоков сырья в готовые детали путем вырезания материала в субтрактивном производственном процессе. Как правило, это три оси фрезерного станка. Ось x, которая находится влево при движении вправо; ось Y, которая направлена вперед при движении назад; и ось Z, которая представляет собой движение вверх и вниз. эти три оси движения позволяют шпинделю, который вращает фрезу с очень высокой скоростью, вырезать материал и оставлять после себя почти любую желаемую форму. Фрезеруемая деталь удерживается в тисках, которые в свою очередь крепятся к столу ЧПУ. Существуют более совершенные станки с дополнительными функциями и осями, но понимание простого трехосевого фрезерного станка — важный первый шаг к освоению производства.
Типы фрез
В мире станков с ЧПУ существует множество бесчисленных типов фрез. Понимание самых основных типов дает знания, необходимые для проектирования более качественных деталей.
-1- Плоская концевая фреза является наиболее распространенной концевой фрезой, она производит разрез с плоским дном, который полезен для материала и отделки вертикальных стенок.
-2- Концевая фреза с закругленным концом похожа на плоскую концевую фрезу, но с очень маленькими радиусами в углах, что увеличивает прочность инструмента за счет устранения тонких наконечников. подходит для быстрого удаления материала и оставляет на деталях небольшой радиус дна.
-3- Сферическая концевая фреза подходит для обработки поверхностей сложных трехмерных форм, а также для обработки больших радиусов дна.
-4- Сверло полезно только для проделывания вертикальных отверстий в деталях. Предпочтение отдается фрезам наименьшей длины и наибольшего диаметра.
Концевая фреза фактически представляет собой консольную балку. Каждое удвоение длины фрезы при одном и том же диаметре увеличивает отклонение в восемь раз, что требует значительного сокращения времени обработки. С альтернативной точки зрения, наличие диаметра концевой фрезы при той же длине увеличит прогиб в 16 раз. Две концевые фрезы прикладывают одинаковое усилие, но одна с вдвое большей длиной прогибается больше, чем другая.
Конструкция детали
Конструктор всегда должен думать о длине концевой фрезы, необходимой для обработки начерченного элемента.
-1- Короткие концевые фрезы большого диаметра обеспечат самое быстрое время обработки, что приведет к получению наиболее рентабельной детали.
-2- Внутренние скругления должны быть как можно больше. Это позволяет использовать инструмент большого диаметра, что сокращает время обработки. Как правило, радиус должен быть меньше одной трети высоты. Таким образом, карман глубиной 12 миллиметров должен иметь внутренний радиус не менее четырех миллиметров. Можно иметь меньшие внутренние скругления, но стоимость детали соответственно возрастет.
-3- Знайте размер инструмента, который вы используете, и всегда делайте внутренние радиусы скругления немного больше. Это удерживает инструмент от быстрого увеличения количества обрабатываемого материала, когда он доходит до угла. Если диаметр инструмента точно соответствует внутреннему скруглению, то, когда инструмент входит в угол, он внезапно получит огромное количество припуска для обработки, что может привести к поломке фрезы. Например, если используемый инструмент представляет собой концевую фрезу диаметром 10 миллиметров, увеличьте заполнение угла парковки немного больше, скажем, на шесть миллиметров.
-4- Следите за тем, чтобы высота элементов детали не превышала их ширину в четыре раза. Высокие и тонкие элементы будут сильно вибрировать во время обработки, что приведет к плохим допускам и качеству поверхности. Постарайтесь добавить армирование, где это возможно, чтобы уменьшить высокие изолированные элементы.
-5- Сквозное отверстие под резьбу всегда предпочтительнее глухого. Так как это позволяет лучще эвакуировать стружку. Не делайте отверстия глубже, чем в три раза больше диаметра. После этого значения не происходит увеличение силы крепления. Просто становится сложнее изготовить и вкрутить резьбу.
-6- Для глухих отверстий всегда лучше разрешить пилотному сверлу выйти за пределы резьбы на половину диаметра. Трудно нарезать резьбу до самого дна отверстия, и для этого требуется.
-7- Убедитесь, что ваши готовые детали соответствуют размерам стандартной заготовки. Уточните у поставщика металла общие размеры. Всегда оставляйте три миллиметра на припуск детали. У вас всегда будет обработанная поверхность, которая хорошо выглядит и имеет точные размеры.
-8- Задавайте угол фаски равным 45 градусам, так как это очень распространенный размер инструмента.
-9- Уменьшение количества наладок сокращает общее затраченное время, что делает деталь более рентабельной.
-10- Уменьшение количества установок увеличивает точность детали. Поскольку элементы, сделанные в одной и той же настройке, выполняются с повышенной точностью. Повторный зажим требует времени и создает возможность ошибки, поскольку деталь должна снова находиться в тисках, чтобы программа могла продолжить обработку.
-11- Всегда добавляйте небольшие скругления ко всем внешним углам. Это уменьшит острые края и устранит слабые углы, которые могут легко поцарапать или повредить другие детали во время сборки.
-12- Если требуются очень высокие допуски на плоскость, используйте небольшие бобышки с уменьшенной площадью. Особенно на больших деталях, это позволяет только определенным областям требовать высоких допусков. Остальные плоскости можно так не зажимать допуском.
