Инструменты для работы на фрезерном станке - это фрезы, основными типами которых являются торцовые и концевые цилиндрические. Торцовые фрезы применяются для обработки плоскостей, а концевые цилиндрические – для обработки контуров. Однако, в ряде случаев плоскости обрабатывают концевыми цилиндрическими фрезами. В зависимости от конфигурации детали и требований чертежа на операциях фрезерования используют концевые сферические, шаровые и конические фрезы, а также дисковые. При этом следует отдавать предпочтение сборному инструменту (рис. 1).
Рис. 1. Сборный инструмент Sandvik Coromant для фрезерного станка: а - торцовая фреза; б - дисковые фрезы; в - концевая фреза; г - сферическая фреза
С помощью сферических фрез (рис. 1, г) может быть обеспечена получистовая и чистовая обработки, а также обработка закаленных сталей с твердостью до 63 HRC.
Концевые цилиндрические фрезы также могут оснащаться СМП (рис. 2).
Рис. 2. Режущий инструмент фрезерного станка в работе
Наиболее эффективный съем большого объема материала можно достичь, работая плунжерными фрезами (рис. 3). Эти инструменты для фрезерного станка по металлу работают с осевой подачей. За счет этого они менее подвержены вибрациям, и можно более полно использовать все возможности станка, работая на больших подачах.
Рис. 3. Режущий инструмент фрезерного станка типа плунжерные фрезы
При выборе режущего инструмента для фрезерного станка с чпу вначале выявляют типы инструментов, необходимые для обработки детали на данной операции. Затем определяют технологические параметры каждого типа инструмента: материал режущей части, углы заточки режущих кромок и прочее. На заключительном этапе выбирают конструктивные параметры режущего инструмента: диаметр фрезы D, длину режущей части l, вылет фрезы L, число зубьев z, радиус заточки торца фрезы r.
Материал режущей части торцовой фрезы выбирается в зависимости от обрабатываемого материала по картам, приведенным в нормативах режимов резания. Здесь же, по нормативным картам производится выбор числа зубьев торцовой фрезы и главного угла в плане.
Диаметр торцовых фрез рекомендуется выбирать по зависимости
D = (1,4...1,8)В3,
где В3 - ширина фрезерования, мм.
Выбор материала режущей части концевых фрез, а также переднего и заднего углов, в зависимости от различных факторов можно выполнить в соответствии с нормативными рекомендациями.
Для чистовой обработки контуров диаметр D концевой фрезы выбирается по номинальному размеру наименьшего радиуса сопряжения элементов, образующих вогнутость на контуре, т. е. радиус инструмента для работы на фрезерном станке в этом случае должен быть не больше наименьшего радиуса кривизны вогнутого контура. Если конфигурация детали не накладывает ограничений на диаметр фрезы, то выбирается концевая фреза с таким максимальным диаметром, которую можно установить на станке.
Диаметр черновой фрезы Dmax выбирается из условия доступа инструмента во внутренние острые углы контура (рис. 4, а). При этом желательно, чтобы оставляемый во внутренних углах контура припуск не превышал (0,15...0,25) D, где D – диаметр инструмента, используемого на чистовом переходе.
Рис. 4. Процесс обработки при выборе параметров инструмента для фрезерных станков чпу
Радиус заточки торца фрезы r (рис. 4, б) для чистовой обработки определяется номинальным размером наибольшего типового конструктивного радиуса сопряжения стенок в вертикальном сечении.
При торцовой обработки ребер (рис. 4, в) диаметр фрезы целесообразно назначать из условия
D = (5...10)b + 2r,
где b - окончательная толщина стенки ребра; r - радиус закругления у торца инструмента.
Для обеспечения жесткости инструмента необходимо, чтобы его диаметр удовлетворял условию
H ≤ 2,5D,
где Н - максимальная высота стенки обрабатываемой детали (рис. 4, б).
Если это условие не выполняется, тогда выбирают фрезу с ближайшим большим типовым диаметром и обработку проводят за несколько проходов.
Длина режущей части инструмента l для обработки внутренних глухих контуров определяется по формуле:
l = H + (5...7).
Для обработки наружных и сквозных внутренних контуров
l = Н + r + 5,
где r - радиус скругления у торца фрезы.
Для обработки концевыми фрезами плоскостей рекомендуется выбирать инструмент, у которого торец самую большую площадь и у которого отсутствует радиусная заточка. После уточнения выявленных технологических и геометрических параметров, а также конструктивных особенностей инструмента, проводится его окончательный выбор соответствующим каталогам. При отсутствии подобного инструмента в каталогах и невозможности купить, режущий инструмент для фрезерных станков с чпу заказывается и проектируется как специальный.
