Фрезерование отверстий, выборок и карманов

Фрезерование – это процесс механической обработки, который включает в себя использование вращающегося резца для удаления материала с заготовки. При фрезеровании отверстий и карманов цель состоит в том, чтобы удалить материал с заготовки для создания полости определенного размера и формы.

Существует несколько методов фрезерования отверстий и карманов, в зависимости от конкретных требований к обрабатываемой детали и желаемого конечного результата:

• Плунжерное фрезерование
• Линейное фрезерование с врезанием под углом (в 2-х осях)
• Расфрезеровывание отверстия
• Фрезерование с осевым врезанием
• Фрезерование с малой шириной контакта
• Фрезерование острых углов и закрытых карманов
• Винтовая интерполяция
• Наружная круговая или винтовая интерполяция

Формирование отверстий

Операция фрезерования отверстий представляет собой использование вращающегося режущего инструмента, такого как сверло или концевая фреза, с целью удаления материала с заготовки:

• для обработки выборок в цельной детали
• для расширения отверстия или выборки
• для вскрытия или расширения выборки или кармана

Обработка выборки в цельной детали

Фрезерование выборки в цельной детали производят методом линейного фрезерования с подачей под углом или фрезерованием с осевой подачей.

Вскрытие кармана. Линейное фрезерование с подачей под углом (в 2-х осях) является лучшим решением по сравнению с фрезерованием с осевой подачей. Фрезерование с осевой подачей является альтернативным методом, но часто приводит к образованию длинной стружки и нежелательной нагрузке на фрезу.

Вскрытие отверстия или выборки. Вскрытие отверстия или выборки выполняется путем сверления, винтовой интерполяцией или фрезерованием выборки с подачей под углом.

Сверление – это простой и быстрый способ получения отверстий, но при работе с некоторыми материалами могут возникать сложности со стружкодроблением. Кроме того, требуется большое количество переналадок для обработки отверстий разного диаметра и выборок не круглой формы.

Винтовое врезание (в 3-х осях) – менее эффективный метод, чем сверление, однако оно становится целесообразным в следующих случаях:

• Обработка отверстий большого диаметра при ограниченной мощности станка
• Фрезерование отверстий разных размеров
• Фрезерование глухих отверстий с плоским дном
• Фрезерование нежёстких тонкостенных деталей
• Прерывистое резание
• Фрезерование материалов, при сверлении которых возникают сложности со стружкодроблением
• Отсутствие возможности подачи смазочно-охлаждающей жидкости
• Фрезерование выборок или карманов не круглой формы

Винтовое врезание также становится экономически выгодным при мелкосерийном производстве для обработки отверстий диаметром более 25 мм при размере партии до 500 отверстий.

Расширение отверстия или выборки

Для расширения отверстий или выборки используется растачивание, винтовая или круговая интерполяция.

Расширение отверстия. Растачивание – это простой и быстрый способ расширения отверстия, но фрезерование также может быть целесообразным. Для этой цели применяют два вида фрезерования: винтовая интерполяция (в 3-х осях) или круговая интерполяция (в 2-х осях). При обработке отверстий, глубина которых больше максимального значения осевой глубины резания и когда существует высокий риск вибрации, лучшим решением будет применение фрезерования методом винтовой интерполяции. Винтовое врезание под углом оказывает положительное воздействие на круглость и концентричность отверстия, особенно при использовании инструмента с большим вылетом. Круглость отверстия улучшается при обоих видах интерполяции, если деталь, а не фреза выполняет движения по круговой траектории.

Расширение выборки. Как при внутреннем фрезеровании уступов, так и при плунжерном фрезеровании необходимо сначала выполнить сверление отверстия, в то время как фрезерование выборки с врезанием под углом можно использовать для цельной детали.

• Подача фрезы под углом (в 3-х осях) является приоритетной, она может обеспечить обработку сложнопрофильных поверхностей с помощью одного инструмента. Использование высокоэффективных методов фрезерования обеспечивает равномерное распределение сил резания и сводит к минимуму риск вибрации.
• Плунжерное фрезерование помогает решить задачи, связанные с большими вылетами и/или глубокими полостями.
• Внутреннее фрезерование уступов выполняется быстрее плунжерного фрезерования, но требует более тонкого программирования

Фрезерование остаточного припуска. После черновой обработки выборки обычно остаётся припуск, особенно в углах. Чтобы получить необходимую форму выборки, максимально приближенную к чистовой, используют плунжерное фрезерование инструментом малого диаметра. Еще один быстрый и простой способ обработки углов – это фрезерование с малой шириной контакта. Вариантом этого процесса является трохоидальное фрезерование, которое также можно использовать для обработки карманов, пазов и т.д.

Вскрытие или расширение выборки и кармана

Существуют два способа вскрытия или расширения выборки и кармана: винтовая интерполяция (в 3-х осях) и круговое фрезерование (в 2-х осях).

Винтовая интерполяция (в 3-х осях)

Этот способ предусматривает использование инструмента с небольшим главным углом в плане или, как альтернатива, фрезы с круглыми пластинами.

Винтовая интерполяция – это простой и быстрый способ, который обеспечивает отличные показатели скорости съема материала и является приоритетным для станков с пониженной стабильностью (в соответствии с ISO 40), а также при обработке выборок профилированными поверхностями, таких как штампы и пресс-формы.

Круговое фрезерование (в 2-х осях)

При круговом фрезеровании просверливается отверстие, а затем концевая фреза или фреза с длинной кромкой используются для фрезерования уступа. Данная технология является наиболее подходящей для обработки титановых деталей фюзеляжа летательных аппаратов.

Правильный выбор и использование технологии и режущих инструментов, а также соответствующие скорости резания и подачи имеют решающее значение для достижения точных и стабильных результатов фрезерования отверстий.