Встречное фрезерование

Встречное фрезерование. Попутное фрезерование при нарезании зубчатых колес на зубофрезерном станке

При нарезании цилиндрических зубчатых колес на зубофрезерном станке осуществляются следующие рабочие движения:

• вращение фрезы — главное движение при резании
• вращение стола с заготовкой, согласованное с вращением фрезы,— обкатка
• перемещение суппорта с фрезой параллельно оси стола — движение подачи

Суппорт при фрезеровании может перемещаться или сверху вниз или снизу вверх.

Попутное и встречное фрезерование

#1 OFFLINE bubu27

• Пол: Мужчина
• Город: Астана
• Из:Астана

Добрый день. раньше при создании УП я не обращал внимания на способ обработки. использовал то что стоит по умолчанию. задался вопросом какой способ и в каком случае нужно выбирать, и из чего исходить.

• Наверх

#2 OFFLINE Buzl

• Пол: Мужчина
• Город: СССР, Пенза
• Из:USSR, Komsomolsk-on-Amure

поиск и флаг в руки.
встречка — отжимает фрезу от материала, попутка прижимает.
на разном материале по разному..

• Наверх

#3 OFFLINE Vara

• Пол: Мужчина
• Из:Москва

• 4

• Наверх

#4 OFFLINE Rionet

• Пол: Мужчина
• Город: Волгоград
• Из:Волгоград

Чистовая обработка металлов — только попутная.

Встречный рез всегда втягивает фрезу в материал, а попутный выталкивает. Если хотите получить размер не используйте встречное направление на финише ибо в таком случае размер детали будет зависеть от величины съема. Лучше сделать пару попутных чистовых и получить размер.

• Наверх

#5 OFFLINE zipman

• Из:Almaty

Вопрос знатокам насчёт встречного/попутного фрезерования. Правда ли, что встречное фрезерование всегда лучше? я правильно понимаю, что при стратегии «смещение» результат должен быть лучше чем при растре, так как там чередуется встречное/попутное фрезерование?

Сообщение отредактировал Admin: 14 Декабрь 2018 — 11:38
Перенесено

• Наверх

#6 OFFLINE Stein82

• Пол: Мужчина
• Из:Владимир

Всем привет, тоже недавно обратил внимание на направление резания дерева. резал фанеру кукурузой по умолчанию попуткой. оставался всё равно ворс. решил попробовать спиральную с отводом стружки вниз профрезеровал, ворса меньше но он есть и тут на одном из форумов мне посоветовали поменять направление резания на фанере поставил встречное. та же спиральная фреза однозаходная с отводом стружки вниз- рез чистый гладкий в обработке практически не нуждается. фанера 8 мм фреза 2мм стружка вниз однозаходная. режу за один проход 18 тыс об. скорость подачи 1200 мм/мин.

Встречное фрезерование

В данном случае заготовка подается навстречу режущему инструменту. Из плюсов данной технологии можно выделить очень мягкое воздействие на поверхность заготовки и то, что обработанная поверхность упрочняется в ходе деформации металла. К отрицательным моментам относится необходимость применить дополнительные крепления для надежности фиксации заготовки. В противном случае силы резания будут ее отрывать от инструмента. Также при такой обработке инструмент быстрее изнашивается, поэтому не применяют высокоскоростные режимы резания.

Стружка выходит прямо перед фрезой и есть риск ее попадания в зону резания. Если это случится, то на обработанной поверхности будут царапины.

рис.1 Виды фрезеровки

Как видим, токарно фрезерные работы СПб с применением обоих методов имеют свои нюансы. Поэтому выбирать вид фрезеровки следует исходя из начального качества заготовки и требуемого конечного результата.

В зависимости от направления вращения фрезы выделяют 2 типа фрезерования: встречное и попутное.

Во время встречного фрезерования зуб фрезы во время снятия стружки с обрабатываемого материала нагружается плавно, благодаря чему ресурс инструмента исчерпывается гораздо дольше по сравнению с попутным фрезерованием. Такой способ фрезерования также поможет продлить срок службы фрезы в случае с поверхностно уплотненной заготовкой, так как снятие стружки начинается с неплотного подкоркового слоя материала.

Попутным фрезерованием называют такой способ фрезерования, при котором подача инструмента совпадает с направлением вращения фрезы, рис.1.

Рис. 1. Встречное фрезерование — а. Попутное фрезерование — б.

Если же направление фрезерования и подача противоположно направлены, то имеем дело со встречным фрезерованием

Как недостатки, так и преимущества есть у обоих способов.

При попутном фрезеровании зуб фрезы в момент входа в заготовку нагружается скачкообразно, происходит удар о поверхность обрабатываемого материала. Как следствие из этого получаем повышенный износ инструмента. Наиболее существенно этот эффект проявляется при обработке поверхностно уплотненного материала и обработке поверхности прямозубыми цилиндрическими фрезами.

При попутном фрезеровании происходит уплотнение обрабатываемой поверхности. Это, конечно, нельзя однозначно отнести к достоинствам или недостаткам. Уплотнение связано с тем, что непосредственно в зоне обработки происходят пластические деформации срезаемого слоя материала, а благодаря тому, что силы давления фрезы и реакции заготовки в зоне обработки направлены встречно, происходит сминание (то самое уплотнение) слоя материала заготовки.

Благодаря тому, что фреза в процессе работы давит на заготовку, прижимая ее к опорной поверхности и тем самым увеличивая жесткость сопряжения, точность обработки получается выше, по сравнению со встречным фрезерованием.

Во время встречного фрезерования зуб фрезы во время снятия стружки с обрабатываемого материала нагружается плавно, благодаря чему ресурс инструмента исчерпывается гораздо дольше по сравнению с попутным фрезерованием. Такой способ фрезерования также поможет продлить срок службы фрезы в случае с поверхностно уплотненной заготовкой, так как снятие стружки начинается с неплотного подкоркового слоя материала. В области же плотной корки разделение материала происходит во многом за счет сил растяжения и изгиба. Эти виды нагрузки требуют гораздо меньшего усилия для разрушения материала, в отличие от сминания, которое имеем в случае с попутным фрезерованием.

При встречном фрезеровании изменение плотности обрабатываемого слоя материала происходит в меньшей степени. Однако при этом возможно проскальзывание зуба по поверхности заготовки, что приведет к упрочнению продавленного слоя и последующему увеличению требуемой для обработки нагрузки.

При встречном фрезеровании материала фреза в процессе работы стремится вытянуть слой материала из заготовки. При этом толщина срезаемой стружки непостоянна. Из-за вызываемых при этом упругих деформаций возникает вибрация и, как следствие, снижается качество обрабатываемой поверхности.

Итак, учитывая названные преимущества и недостатки рассматриваемых способов фрезерования можно сделать выводы, что попутное фрезерование больше подходит для:
— чистовой обработки;
— в случаях, когда снимается тонкий слой за проход;
— обработки поверхностно не уплотненных материалов.

Встречное фрезерование больше подходит для:
— черновой обработки материала;
— обработки поверхностно уплотненных материалов.

Достоинства и недостатки попутного метода

Способ попутного фрезерования (иначе он называется фрезерованием по подаче) означает, что заготовка подается в том же направлении, что и скорость фрезеровки. Схема точно такая же, как у встречного фрезерования, различие только в направлении. При использовании способа встречной фрезеровки вся пыль, образующаяся в процессе резки, летит на поверхность режущей кромки, а при использовании способа фрезеровки по подаче она остается позади фрезы и не наносит ей вреда. В этом состоит основное отличие этих двух способов.

Если особенности оборудования позволяют использовать способ фрезерования по подаче, то он, безусловно, предпочтительнее для обработки. При использовании попутного фрезерования происходит уменьшение толщины стружки по пути из входа в резание до выхода из него. Таким образом, зубья режущей кромки не затираются, а заготовка по поверхности не выглаживается в момент начала резания. Соотношение диаметра фрезы и ширины фрезеровки для каждого типа станка выверяется отдельно, общих правил нет. Есть плюсы в том, что стружка имеет большую толщину. По воздействием силы в процессе резьбы фреза плотно прижата к обрабатываемой детали, именно поэтому обеспечивается постоянное контактирование зубчиков на режущей кромке с деталью.

Чтобы стружка не стала излишне толстой, а режущая кромка не получила повреждений, механизм подачи в рабочем столе должен быть оборудован беззазорным приводом. Для этого нужно обзавестись специальным устройством, уничтожающим зазор, который возникает между гайкой и ходовым винтом в результате воздействия сил резания. Если такой привод обеспечить нельзя, лучше использовать встречную фрезеровку.

Никакой особенной фиксации для фрезерования по подаче не требуется, деталь и так прижмется к поверхности рабочего стола.

Преимущества для этого способа характерны следующие:

у изделия отсутствуют лишние шероховатости и неровности;

режущая кромка подвергается значительно меньшему давлению;

стружка снимается плавно, а значит, срок службы фрез возрастает;

плавность снятия стружки делает изделие более гладким, то есть, оно не нуждается в дополнительной обработке.

Есть у этого способа и изъяны. Операции, которые производятся во время фрезерования по подаче, менее точны. Если на рабочем столе имеются зазоры, процесс фрезеровки будет сопровождаться высокой вибрацией, что, разумеется, ухудшит итоговое качество изделия. Увеличится и нагрузка на зубчики режущего инструмента. И, поскольку нагрузка на зубчики фрезы во время обработки ударная, то необходима жесткая фиксация оборудования на станок. А также и станок не может быть нежестким, он обязательно должен быть устойчивым, хорошо зафиксированным, не иметь провисающих или ненадежных поверхностей.

Особенности встречного метода

При встречном фрезеровании направление вращения фрезы противоположно движению детали. Поэтому если при попутном основной действующей силой реза является сминание поверхностного слоя, то при встречном большую часть работы выполняют растяжение и изгиб. Это обеспечивает плавное погружение зуба и увеличение ресурса эксплуатации инструмента даже при обработке деталей с упрочненным поверхностным слоем. Но при этом возможно и проскальзывание зуба, что приводит к увеличению прочности продавленного слоя металла.

Недостатком метода является сложность удаления стружки, непостоянство её толщины. Вследствие этого возникает вибрация и снижается качество обработки. Поэтому требуется максимально прочная фиксация детали.

Если заготовка требует всестороннего фрезерования, шаблон м…

• Изображение
• Текст

Если заготовка требует всестороннего фрезерования, шаблон может состоять из нескольких секций pieced вместе, как показано на рис. 47.

Гарантия точности Шаблона

Есть различные методы, используемые, чтобы обеспечить соответствие шаблона для заготовки. Опытный оператор выберет самое соответствующее согласно форме, размеру, и изготовит шаблон. Например, если заготовка является достаточно большой, чтобы располагаться вне фронта стола и все же оставить достаточно места для необходимого ведения заготовки, это может быть надежно закреплено к шаблону с зажимами «C», как показано на рис. 48.

Во многих ситуациях заготовка помещена против шаблона, используя шканты как соединители площадки и правильные вырезы в древесине, чтобы помочь оператору, как показано на рис. 49.

Встречное и попутное фрезерование

Несмотря на то, что у большинства операторов ЧПУ есть привычка использовать встречное фрезерование, бывают случаи когда попутное предпочтительней . Прежде чем приступить к рассмотрению каждого из них, давайте определим разницу.

Фрезерование попутное – когда направление подачи и движения кромки в точке среза совпадает. Такой способ обеспечивает наилучшую чистоту поверхности. Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая разницу при работе на подаче и против подачи.

Стрелки показывают движение заготовки

Имейте в виду, что на этой иллюстрации движется заготовка, а не шпиндель. На некоторых станках, например на портальном фрезере, шпиндель перемещается, поэтому метки могут меняться.

Попробуйте провести эксперимент на своем станке по резке в обоих направлениях, и вы увидите, что попутное фрезерование дает более гладкую поверхность (это в большинстве случаев. Однако, бывают и ситуации, когда встречное дает лучший результат). Обратите внимание, что в зависимости от того, каким образом вы фрезеруете, вам необходимо убедиться, что деталь не сместится от нагрузок, приложенных в этом направлении.

Характеристики встречного фрезерования:

• Ширина стружки начинается с нулевой и увеличивается по мере того, как фреза заканчивает нарезку;
• В процессе резки создаются восходящие силы, которые стремятся поднять заготовку во время фрезерования;
• При встречном фрезеровании требуется больше энергии, чем при попутном;
• Качество обрабатываемой поверхности становится хуже, потому что стружка поднимается стружечными канавками и падает перед режущим инструментом. В результате большинство стружки режется повторно. В данной ситуации может помочь подача СОЖ в зону реза;
• Инструмент изнашивается быстрее, чем при попутном фрезеровании;
• Встречное предпочтительно для обработки шероховатых поверхностей;
• Инструмент отклоняется параллельно направлению подачи

Особенности попутного фрезерования:

• Ширина стружки начинается с максимальной и уменьшается;
• Стружка падает за режущим инструментом, тем самым уменьшается ее повторный рез;
• Меньше износ инструмента – срок службы продлевается на 50%;
• Улучшается качество обработки поверхности из-за меньшего вторичного нарезания;
• Требуется меньшая мощность;
• Резание на подаче оказывает нисходящее усилие на деталь, что упрощает требования к ее креплению. Нисходящее усилие также может помочь уменьшить вибрацию при установке станка на тонких полах;
• Фрезерование на подаче снижает упрочнение детали;
• Тем не менее, оно может вызывать сколы при фрезеровании горячекатанных материалов из-за закаленного слоя на поверхности.
• Отклонение инструмента происходит перпендикулярно подаче, поэтому оно может увеличивать или уменьшать ширину разреза и влиять на точность.

Люфт и попутное фрезерование

Существует следующая проблема с попутной фрезеровкой, которая заключается в том, что инструмент может выбирать люфт передачи, если силы резания достаточно велики. Проблема в том, что в процессе резания рабочий стол будет тянуться на счет усилий на фрезе. И если в передаче есть люфт, это приведет к смещению стола с заготовкой на величину люфта. И, если величина люфта будет достаточной, и режущий инструмент работает с достаточной мощностью — это вызовет вибрацию, может привести к поломке инструмента и возможно даже травме оператора из-за летящих осколков. Поэтому многие мастерские запрещают попутную фрезеровку , на всех станках, у которых известен люфт. Некоторые станки оборудуются передачами с выборкой люфта, например ШВП с двойными гайками.

Один из способов рассмотреть этот вопрос – подойти к нему с точки зрения подачи зуб. Это показатель того, сколько материала каждый зуб режущего инструмента пытается срезать. Типичные значения для чистовой обработки составляют от 2-4 сотки на зуб. Для черновой обработки эта величина может увеличиться до нескольких десяток. В худшем случае попутное фрезерование может зацепить станину и рывком переместить деталь на всю величину люфта в тот момент, когда зуб режет деталь. Поэтому к моменту врезания следующего зуба подача увеличится на величину люфта. Предположим, что черновая подача на оборот равна 6 соток и есть люфт 4 сотки. В худшем случае подача на зуб может внезапно увеличиться до 0.1 мм. Это, конечно, еще не конец света, но уже порядочная нагрузка. Теперь предположим, что у вас более старый станок с люфтом 0.3 мм и подача на зуб составляет 8 соток. Если случится выборка люфта, то следующий зуб начнет резать стружку в 0.38 мм вместо 0.08. Это с большой вероятностью означает поломку инструмента.

Нужно учитывать, достаточно ли сила резания для того, чтобы выборки люфта. Многое будет зависеть от сценария точной обработки вашего станка. Если у вас легкий стол на шариковых направляющих с низким трением,, он может легко схватиться инструментом. Если у вас много железа на столе, и, вы работаете с затянутыми регулировочными клиньями, возможность схватывания будет меньше. Есть способы рассчитать силу резания, нов в общем подходе необходимы использовать меньшие концевые фрезы, меньшую глубину резания, более низкие подачи и более низкую скорость вращения шпинделя – все это уменьшает силу резания и вероятность схватывания и выборки люфта.

Кстати, станки с ЧПУ вообще-то не должны иметь заметного люфта, поэтому это больше касается ручных машин.

При определенных условиях попутное фрезерование создает отрицательную геометрию резания.

До этого момента, вы, вероятно, думали, что стоит использовать попутное фрезерование везде где можно. Ведь такой подход создает лучшее качество обрабатываемой поверхности, требует меньше энергии и менее подвержен отклонению режущего инструмента. А операторы, работающие в ручном режиме, говорят что не стоит использовать попутное, потому что это опасно при работе на машине с люфтом. На самом деле, правда где-то посередине. Можно отметить следующие эмпирические правила:

1. При фрезеровании на глубину в половину диаметра фрезы или меньше лучше использовать попутное (при условии, что у вашей машины низкий люфт, и это безопасно);
2. При фрезеровании на глубину ¾ диаметра фрезы способ фрезерования не имеет значения;
3. При фрезеровании на глубину ¾ — 1 диаметра фрезы лучше встречное.

Отклонение инструмента и точность реза при фрезеровании на подаче и против подачи

Каким образом направление фрезерования подачи влияет на отклонение и точность инструмента?

На следующем рисунке показаны небольшие стрелки (называемые векторами), показывают направление отклонение инструмента, когда резец перемещается по траектории инструмента:

Стрелки показывают где режущее усилие пытается отклонить фрезу. Встречный рез вверху, попутное фрезерование внизу

Обратите внимание, что вектор отклоняющей силы более параллелен разрезу при встречном фрезеровании (хотя стрелки длиннее и показывают более высокие силы резания). При фрезеровании на попутной подаче вектор силы практически перпендикулярен разрезу. Если ваша фреза отклоняется на 3 сотки, не является ли более предпочтительным направить его вдоль подачи? Также альтернативой может быть удаление или углубление фрезы в линию реза(изменения съема за проход). Обратно, длины векторов при встречном больше, чем при попутном. Это говорит о том, что силы резания более мощные, и инструмент с большей вероятностью отклонится.

Попробуйте использовать попутное фрезерование для черновой обработки, потому что это даст вам возможность работать быстрее, а эффект от отклонения инструмента существенно не влияет на точность и не имеет значения – последующий финишный проход обеспечит точность. Вы можете грубо работать значительно быстрее, потому что усилие резания меньше и толсто-тонкий профиль стружки переносит тепло на стружку. Стружка уносит тепло, что особенно важно для обработки твердых материалов таких как нержавеющая сталь. Тем самым обеспечивается лучшее качество обрабатываемой поверхности, если вы можете позволить повторный финишный проход.

Встречное фрезерование для финишной обработки

Это противоречит здравому смыслу, по мнению большинства операторов станков. При прочих равных условиях они правы, но есть нюансы.

Проблема в том, что отклонение влияет и на чистоту поверхности. Если вектор сил резания почти параллелен направлению подачи, вы можете считать, что часть вектора, которая толкает его «от параллели» очень мала. Потому инструмент будет иметь небольшую тенденцию отклоняться и наносить «волны».

Обратите внимание, что это может быть особенно важно при работе с тонкими стенками, где они очень тонки!

Поэтому важно перейти на встречное фрезерование для финишной обработки, если вам вообще неприемлемо отклонение. По крайней мере, следует избегать слишком большой глубины реза при попутном фрезеровании, чтобы избежать отклонений. Чтобы свести отклонения к минимуму, следует использовать не более 30% диаметра режущего инструмента для встречного фрезерования и 5% для попутного.

Правильное управление отклонением может помочь вам избежать необходимости дополнительного фрезерования для очистки поверхности.

Встречное фрезерование для микрообработки

По тем же причинам, а особенно если учесть, что отклонение намного хуже влияет на микрофрезерование, стоит выбирать встречный тип вместо попутного для обработки микрофрезами.

3 Встречное фрезерование и его особенности

Если вращение инструмента является противоположным по отношению к направлению подачи заготовки, речь идет о фрезеровании встречного типа, специалисты обычно именуют эту методику обработкой «против подачи». В данном случае стружка удаляется плохо – осуществлять этот процесс банально неудобно, так как остатки от обработки идут перед рабочим инструментом, и фрезы изнашиваются очень быстро (и при этом весьма ощутимо).

Кроме того, изделие требуется прикреплять к фрезерному станку максимально прочно с применением хитроумных зажимов, которые усложняют конструкцию оборудования и снижают эффективность его использования.

Встречная операция фрезерования почти никогда не выполняется для чистовой обработки из-за того, что металлическая стружка серьезно повреждает поверхность заготовки. Еще один «минус» методики – непостоянство толщины стружки, которая срезается в процессе выполнения работ. К преимуществам встречного фрезерования относят то, что при снятии стружки, благодаря деформации материала, наблюдается упрочнение верхнего слоя изделия; операция осуществляется мягко, из какого бы металла (даже очень прочного) не изготавливалась деталь, при этом отмечается плавная нагрузка на фрезерную установку.

Таким образом, любой из двух способов фрезерования, которые мы описали, имеет свои преимущества и явные недостатки. А это означает, что в каждом конкретном случае методика резки выбирается с учетом того, какую по качеству поверхность требуется получить после обработки.