Какие способы вырезания при обработки пазов

Фрезерование пазов

Фрезерование паза – это операция представляющая собой выемку металла с детали ограниченной плоскими или фасонными поверхностями. В зависимости от формы пазы подразделяются на прямоугольные, «ласточкин хвост», Т-образные, фасонные, сквозные, открытые и др. Вырезание пазов является одной из основных операций в фрезеровании и ниже мы рассмотрим её особенности.

Особенности выбора и применения инструмента

При выборе фрез для нарезания пазов и канавок, а также в процессе их нарезки, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• Для сквозных прямоугольных пазов желательно использовать дисковые трехсторонние, концевые или дисковые пазовые фрезы.
• Фрезерование точных размеров производится инструментом меньшего диаметра в несколько проходов.
• Работа с концевой фрезой требует правильного выбора направления вращения – взаимно противоположным относительно винтовых канавок инструмента.
• Для замкнутых пазов необходима концевая фреза с обработкой на вертикальном станке диаметром на 1-2 мм меньше чем требуемая ширина.
• Врезка замкнутого паза осуществляется путем продольного и поперечного перемещения стола. Далее, при продольном движении стола производится фрезерование на требуемую глубину и чистовые проходы по боковым сторонам.
• Фрезеровка криволинейных пазов осуществляется за один проход на полную глубину. В местах изменения направления ведётся обработка фрезой с минимальным вылетом и сниженной скоростью.
• Для специального Т-образного профиля необходимо три прохода фрезы с подачей не более 0,03 мм/зуб и скоростью реза 20-25 м/мин.

Фрезерование шпоночных пазов

Методика фрезерования шпоночного паза зависит от его типа – сквозного, открытого, закрытого или полузакрытого. Для фрезерования используются пазовые дисковые, шпоночные, пазовые затылованные или насадные фрезы. При нарезке открытых пазов с выходом по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, используется дисковый инструмент. Если выход канавки по окружности не допускается, то необходимы концевые или шпоночные фрезы. Для сегментных шпонок используются насадные или хвостовые фрезы при направлении подачи строго к центру вала.

При высоких требованиях к точности шпоночного паза используются шпоночно-фрезерные станки с маятниковой подачей инструмента. Особенностью данного способа металлообработки является поочередный заход инструмента с противоположных направлений – по 0,2 – 0,4 мм съёма за проход по всей длине сначала с одной, затем с другой стороны.

Для дисковых пазовых и шпоночных фрез рекомендуются следующие характеристики работы:

• Дисковые пазовые. Скорость реза от 25 до 40 м/мин, подача от 0,03 до 0,06 мм/зуб.
• Шпоночные. Скорость реза от 15 до 20 м/мин, подача от 0,02 до 0,04 мм/зуб.

Прорезание канавок производится аналогично фрезерованию пазов. Данная операция может производиться на торцовой, цилиндрической или конической части детали с помощью одно- или двухугловых фрез.

Особенности фрезерования закрытых пазов

Для нарезания данного типа пазов используется две схемы. В первом случае применяется ручная операция врезания инструмента на всю глубину уступа. Далее производится механическая подача в продольном направлении. Второй способ – это маятниковая подача. Производится ручное врезание на требуемую глубину и продольная подача, затем повторение цикла, но движение осуществляется в противоположную сторону. Данный способ применяется для фрез сечением более 14 мм.

Источник

Фрезерование пазов в древесине

Паз широко применяется при креплении дна выдвижного ящика, задней стенки шкафа, стыковых соединениях, сплачивании и т. п. Паз, выполненный поперек волокон, может называться врубкой, врезкой и другими названиями, в зависимости от страны, местности, области применения и т.п. Он используется, например, при креплении стационарных полок в стенках шкафа.

Как паз, так и врубка могут проходить насквозь, то есть через всю поверхность изделия, или не доходить до одного края либо обоих краев. Существует много методов обеспечения точности работы, но управление машиной остается более-менее одинаковым.

Выполнение проходного паза

Опустите и зафиксируйте механизм вертикального перемещения фрезера. Поставьте базу машины на заготовку, не касаясь фрезой древесины, затем включите двигатель. Равномерно подавайте машину вперед вдоль заготовки до выхода фрезы из материала на другом краю детали. Выключите двигатель и дождитесь полной остановки фрезы перед тем, как положить инструмент.

Выполнение непроходного паза

Перед включением фрезера с механизмом вертикального перемещения опустите фрезу на поверхность заготовки и установите ее точно в начало паза. Приподнимите фрезу, включите двигатель и медленно опускайте фрезу до установленной максимальной глубины. Доведите фрезу до конца намеченного паза и освободите механизм вертикального перемещения и выключите двигатель. Стамеской подровняйте концы паза. Выполнение паза параллельно кромке Большинство пазов вырезаются параллельно кромке и рядом с ней.

В комплекте с любым фрезером изготовители поставляют боковые линейки (упоры) с болтовым винтовым креплением, которые могут быть отрегулированы для установки фрезы на требуемое расстояние от края. Если они у Вас есть, то поставьте фрезер на за готовку и выровняйте режущую кромку по одной стороне паза, размеченного на поверхности. Отрегулируйте линейку так, чтобы она касалась кромки детали, и затяните ее зажимные винты. Сделайте паз, прижимая линейку к заготовке во время всей обработки.

Для более эффективной обработки закрепите на рабочей грани линейки деревянную рейку из твердых пород древесины

Выполнение пазов для врубки

На поверхности заготовки укрепите, например струбиннами, брусок или рейку используйте ее в качестве направляющей при вырезании паза на широкой доске. Peйкa должна быть больше доски и выходить за ее пределы с обеих сторон, чтобы фрезер надежно прижимался к направляющие на длине всего проходного паза. Для выполнения паза шире диаметра фрезы зафиксируйте две параллельные направляющие рейки, выравнивающие фрезу по обеим сторонам паза.

Всегда делайте первый проход инструментом по правой направляющей, затем переместите фрезер для прохода по левой направляющей. При этом методе вращение фрезы помогает двигать машину вдоль линейки при вырезании одностороннего ласточкина хвоста после первого прохода замените фрезу для ласточки на хвоста на прямую фрезу.

Выполнение рельефных фасок и фальцев

Монолитные панели и pамы часто делают с рельефными, закруглниями и другими фасками, чтобы украсить внешний вид, придать легкость и обезопасить острые кромки. Фалец — более функциональная деталь, например, он используется при креплении панели в раме.

Выполнение фальца прямой фрезой

Можно вырезать фальцы прямой фрезой при помощи линейки, перемещая ее вдоль кромки заготовки. Такой же метод можно использовать для выполнения фаскн со скосом фрезой для желобка V-образной формы или вогнутой фаски при помощи фрезы для круглых пазов.

Выполнение фасок

Выполнение фигурных фасок или фальцевых широких панелей осуществляется при помощи фрез для фасок с направляющими наконечниками. Потренируйтесь на обрезках древесных материалов, чтобы научиться вести инструмент лишь слегка касаясь наконечником кромки доски — это снизит трение и предотвратит обжигание древесины.

Снимайте фаски с краев искусственной панели, обрабатывая их по очереди против часовой стрелки. чтобы вращение фрезы способствовало врезанию ее в заготовку. Если панель сделана из цельной древесины, сначала обработайте торцевые кромки. а затем переходите к боковым. При этом возможные сколы на выходе фрезы из дальних концов торцевых кромок можно будет исправить проходами фрезы по боковым кромкам. При обработке только торцевых кромок прижмите к дальнему краю обрезок бруска или рейки, чтобы укрепить его.

Обработка внутренних кромок рамы

Иногда удобнее обрабатывать внутренние кромки рамы уже после ее сборки. Внешние кромки обрабатываются, как описано выше, а внутренние — с помощью фрезера для внутренних кромок или деревянного блока в форме прямоугольного треугольника, прикрепленного гипотенузой к направляющей линейке. При этом важно, чтобы геометрическая вершина прямого угла (фактически она срезается) совпадала с центром фрезы. Перемещайте машину по внутренним кромкам рамы по часовой стрелке. После фрезы останутся закругленные углы, но их при желании можно сделать прямоугольными с помощью стамески.

Фрезерование окружностей и узоров

Пользуясь заводскими или самодельными шаблонами, копирами и другими приспособлениями, можно вырезать достаточно сложные узоры, ровные окружности, круги и изгибы.

Вырезание окружностей

С помощью эллипсографа (стержня с центриком) можно перемещать фрезер по кругу для фрезерования круговых пазов или обработки фасок заготовок в форме диска. Эллипсограф обычно устанавливается в одном из зажимов направляющей линейки. Средний эллипсограф хорошо подходит для небольших изделий, таких, например, как разделочные доски для резки хлеба или сыра.

Для более крупномасштабных работ (к примеру, обработка кромки круглого стола) закрепите фрезер винтами или болтами на одном конце полосы фанеры, вырежьте в ней отверстие для фрезы, а на другом конце вбейте гвоздь, который будет играть роль центрика. Чтобы центрик не оставил отверстия на поверхности изделия, приклейте небольшой кусок фанеры с помощью двусторонней клейкой ленты (скотча), затем отметьте центр уже на этой накладке.

Работа с шаблоном или копиром

Работа по шаблону является быстрым и простым способом выполнения идентичных элементов, и если качество самого шаблона достаточно высокое, то каждый раз гарантирован отличный результат. С целью точного повторения формы шаблона изготовители фрезеровальных машин выпускают для них направляющие втулки.

Это просто кольцо с цилиндрическим бортиком по его внутреннему радиусу. Оно крепится на базовой плате фрезера соосно с фрезой, которая проходит сквозь отверстие этой втулки. Бортик скользит по кромке шаблона, точно повторяя его профиль. При изготовлении шаблона необходимо учитывать разницу между диаметрами бортика и самой фрезы.

Изготавливайте шаблоны из стабильного листового материала, такого, как фанера, ДСП или ДВП средней плотности. Шаблон можно крепить на изделии как с помощью гвоздей, так и двусторонним скотчем.

Свободное фрезерование

Фрезеры также используются при изготовлении различных табличек, вывесок, низкопрофильных рельефных орнаментов и узоров для нанесения резьбы на плоских древесных материалах. При свободном фрезеровании часто применяются фрезы для У-образных пазов, так как даже твердые породы древесины легко подаются под их заостренными кончиками. Прямые фрезы тоже подходят, но потребуется отрегулировать машину на небольшую глубину обработки. Поскольку важно вести инструмент достаточно плавно и непрерывно, выбирайте шрифты и узоры, способствующие такой работе.

Стандартные 6уквы лучше всего выполнять по шаблону или трафарету. Места с плотной текстурой отклоняют фрезу. Чтобы избежать неожиданного ухода фрезы с требуемого направления, держите фрезер за базу, слегка касаясь руками поверхности изделия.

Изготовление соединений с помощью фрезеров

Изготовление соединений станет намного проще, если, перевернув фрезер, закрепить его в обрабатывающем центре и превратить, например, в поперечно-строгальный станок.

Соединения с использованием фальцев и пазов

Соединения внахлест, так же как и врубка, являются вариантами одного принципа. Зафиксировав несколько компонентов на верстаке, можно изготовить любое из этих соединений прямой фрезой и с помощью направляющего бруска.

Врубка ласточкиным хвостом

Вырезание соединения врубкой ласточкиным хвостом машиной с прямой фрезой максимально просто. Фрезеруйте паз (шпунт) врубки, двигая фрезер по направляющему бруску.

Затем зажмите заготовку ответной части соединения между двух деревянных обрезков и, используя направляющую линейку, отфрезеруйте на этом компоненте обе стороны гребня, который точно совпадает с пазом.

Соединения в шпунт

Соединения в шпунт (в паз и гребень) применяются для сплачивания досочных материалов и выполняются фрезером. Для прямоугольного гребня пользуйтесь прямой фрезой как при изготовлении гребня ласточкина хвоста.

Соответствующий паз по центру второго компонента вырезайте, перемещая инструмент по опорной рейке, закрепленной на заготовке с обоих концов, чтобы обеспечить широкую ровную поверхность для опоры базы фрезера.

Соединения на шипах

Паз для шипа — короткое, глубокое непроходное гнездо. Вырезайте его описанным выше способом, помечая карандашом, где следует опускать и поднимать фрезу. Другой способ — приблизигь ограничительные блоки к одной из опорных реек, по которым перемещается база. Работайте поэтапно, постепенно увеличивая глубину фрезерования.

Для выполнения одинаковых шипов положите детали рядом и вырезайте заплечики на всех деталях одновременно, пользуясь прибитой рейкой как направляющей. Излишек заготовок древесины удалите свободном режиме.

Переверните заготовки, уприте их заплечиками в упорную рейку, закрепленную на верстаке по ширине заплечиков, и повторите фрезерование.

Соединения ласточкин хвост

Для вырезания элементов такого соединения используют специальные шаблоны и соответствующие направляющие гребенки. Более сложные копиры позволяют выполнять разнообразные соединения ласточкиным хвостом, но основная масса шаблонов разработана для изготовления простого углового соединения ласточкиным хвостом внахлестку.

Подробные инструкции по сборке шаблонов для выполнения соединений ласточкиным хвостом внахлестку даются изготовителем, но в принципе обе заготовки зажимаются в шаблоне с небольшим смещением. Ширину деталей выбирайте такой, чтобы на ней умещалось целое число шипов и пазов.

Установите в машину фрезу для ласточкина хвоста н перемещайте ее вперед и назад по очереди между зубцами гребенки шаблона. Освободите компоненты соединения из зажимов, придайте им правильное положение относительно друг друга для подготовки к сборке.

Источник: Библия работ по дереву / А. Джексон, Д. Дэй; пер. с англ. Ю.Е.Суслова.- Москва: АСТ: Кладезь, 2015. — 320 с. [ил.] — (Мастер Золотые руки).

Источник

Фрезерование пазов – как качественно выполнить операцию?

Фрезерование пазов – ответственная процедура, точность и правильность ее выполнения напрямую влияет на надежность и качество сопряжений в различных механических устройствах, где используются шпонки.

1 Виды шпоночных пазов и требования к их обработке

Соединения шпоночного типа можно встретить в самых разных устройствах. Чаще всего они применяются в машиностроительной отрасли. Шпонки для таких сопряжений бывают клиновыми, сегментными и призматическими, реже встречаются изделия с другими видами сечений.

Шпоночные пазы принято подразделять на следующие типы:

• с выходом (иначе говоря – открытые);
• сквозные;
• закрытые.

Любые из этих пазов необходимо фрезеровать максимально точно, так как от качества проведенной операции зависит надежность посадки изделий, сопрягаемых с валом, на шпонку. Квалитет точности пазов после обработки должен иметь такие показатели:

• 8 класс точности – длина;
• 5 класс – глубина;
• 3 либо 2 класс – ширина.

Квалитет точности должен соблюдаться неукоснительно. В противном случае после фрезерования придется выполнять трудоемкие и очень сложные работы по подгонке, в частности, подпиливание сопрягаемых элементов конструкции либо непосредственно шпонок.

Нормативные документы выдвигают строгие требования к точности расположения шпоночного паза, а также величине шероховатости его поверхности.

Квалитет шероховатости стенок (боковых) паза не может быть ниже пятого класса, а его грани обязаны размещаться абсолютно симметрично по отношению к проходящей через ось вала плоскости.

2 Фрезы для обработки шпоночных пазов

Чтобы обеспечить требуемый квалитет точности различных пазов, для их обработки применяются разные виды пазовых фрез:

1. Затылованные по Госстандарту 8543. Они могут иметь сечение 4–15 и 50–100 мм. После переточки такой инструмент не изменяется по своей ширине. Затачивают затылованные фрезы исключительно по передней поверхности.
2. Дисковые по стандарту 573. Их зубья располагаются на цилиндрической части. Дисковый режущий инструмент рекомендован для обработки пазов небольшой глубины.
3. С цилиндрическим и коническим хвостовиком. Они бывают сечением 16–40 мм (конические) и 2–20 мм (цилиндрические). Для изготовления подобных фрез обычно применяются твердые сплавы (например, ВК8). Инструмент имеет 20-градусный угол наклона канавки. Режущее приспособление из твердого сплава дает возможность выполнять фрезерование уступов и пазов из плохо поддающихся обработке материалов и сталей прошедших закалку. Такой инструмент в несколько раз увеличивает квалитет точности и шероховатости поверхности, а также существенно повышает производительность работ.
4. Насадные под шпонки сегментного типа по Госстандарту 6648. Фрезы, позволяющие обрабатывать любые разновидности пазов под сегментные шпонки сечением от 55 до 80 мм. В этом же стандарте описывается и хвостовой инструмент под такие шпонки. С их помощью фрезеруют изделия сечением не более 5 мм.

Основным инструментом для обработки пазов на фрезерном станке являются специальные шпоночные фрезы, выпускаемые по Госстандарту 9140. Они располагают двумя зубьями с режущими торцовыми кромками, имеют хвостовик конической либо цилиндрической формы. Для обработки шпоночного паза они идеальны, так как рабочие кромки данных фрез направлены в тело инструмента, а не наружу.

Шпоночные фрезы работают и с продольной, и с осевой подачей (как на сверлильных станках), они гарантируют необходимый квалитет шероховатости уступов и пазов после обработки. Переточка подобного инструмента осуществляется по зубьям, расположенным в торцевой части фрезы, благодаря чему ее начальное сечение почти не изменяется.

3 Особенности обработки шпоночных уступов и пазов

Фрезерование элементов шпоночного соединения производится на валах. Для удобного крепления заготовок валов используют призму – специальное приспособление, облегчающее процесс обработки. Если вал имеет большую длину, применяют две призмы, если небольшую – достаточно и одной.

Призматическое приспособление для уступов и пазов должно располагаться максимально точно. Этого добиваются за счет наличия в его основании шипа, который вводится в паз рабочего стола. Для закрепления валов используют прихваты. Они опираются непосредственно на вал, что исключает вероятность прогиба последнего. Обычно под прихваты укладывают латунную либо медную (небольшую по толщине) пластинку. Она предохраняет готовую поверхность изделия от повреждений.

Крепление валов выполняют в обычных тисках, которые монтируют на стол так, чтобы их можно было развернуть на 90 градусов. За счет возможности поворота тиски без проблем устанавливают на вертикально- и горизонтально-фрезерные агрегаты.

На призме вал фиксируется губками (посредством маховичка его зажимают), вращающимися вокруг пальцев. Описываемое приспособление для обработки уступов и шпоночного паза имеет в своей конструкции упор. Он позволяет монтировать вал по длине.

Чаще всего применяются призмы с магнитом (оксидно-бариевым) постоянного действия. Призматический корпус сделан из двух частей. Между этими половинками и устанавливается магнит. Как видим, приспособление для фрезерования уступов и шпоночных соединений выполнено достаточно просто, но при этом гарантирует эффективную обработку изделий.

4 Как фрезеруют закрытые пазы?

Обработка пазов закрытого типа осуществляется на горизонтально-фрезерных агрегатах. Для работы используется описанное выше приспособление, которое снабжается призмами либо самоцентрирующимися тисками. Установка валов на них производится стандартным образом.

Кроме того, существует еще один вариант установки валов. Специалисты называют его «монтажом по яблочку». В этом случае вал размещается по отношению к рабочему инструменту (концевая либо шпоночная фреза для уступов и пазов) на глаз. Затем запускают режущее приспособление и аккуратно подводят его к валу до момента их взаимодействия.

При контакте фрезы и вала на последнем остается слабый след рабочего инструмента. Когда след получается в виде неполного круга, стол требуется слегка сместить. Если же рабочий видит перед собой полный круг, никаких дополнительных действий производить не нужно, можно начинать фрезерование.

Закрытые пазы, которые впоследствии слегка пригоняются, обрабатывают по двум разным схемам:

1. Врезанием фрезы (ручная операция) на всю глубину уступа и механической подачей в продольном направлении.
2. Ручным врезанием инструмента на заданную глубину и механической продольной подачей в одну сторону, а затем еще одним врезанием и подачей, но уже в противоположную сторону.

Первая методика обработки уступов и пазов используется для фрез сечением 12–14 мм. В остальных случаях рекомендована вторая схема.

5 Тонкости обработки открытых и сквозных пазов и уступов

Такие элементы фрезеруют только после того, как все работы по их цилиндрической поверхности полностью завершены. Дисковый инструмент применяют в ситуациях, когда радиусы фрезы и канавки одинаковые.

Обратите внимание – эксплуатация фрез допускается до некоторого момента. При каждой новой заточке инструмента его ширина становится меньше на определенную величину. После нескольких таких операций фрезы становятся негодными для работы с пазами, их можно использовать для выполнения других операций, которые не выдвигают высоких требований к геометрическим параметрам по ширине.

Рассмотренное ранее приспособление подходит для обработки уступов и пазов сквозного и открытого типа. Здесь важно обеспечить правильную установку режущего инструмента на оправку. Монтаж нужно производить так, чтобы биение фрезы по торцу было как можно меньшим. Заготовка фиксируется в тисках с накладками (латунь, медь) на губках.

Точность монтажа фрезы проверяют штангенциркулем и угольником. Процесс выглядит следующим образом:

• инструмент ставят поперечно со стороны конца вала, который выступает из тисков, на заданную заранее дистанцию;
• при помощи штангенциркуля проверяют правильность выставленной дистанции;
• с другого конца вала устанавливают угольник и опять выполняют проверку.

Совпадение результатов замеров говорит о том, что фреза смонтирована правильно.

Добавим, что сегментные шпонки обрабатываются специальными фрезами (насадными либо хвостовыми). Двойной радиус канавок таких шпонок определяет диаметр инструмента, который можно использовать для фрезерования. При выполнении таких работ подача выполняется вертикально (по отношению к оси вала – в перпендикулярном направлении).

6 Шпоночно-фрезерные агрегаты для обработки валов

Если пазы должны иметь максимально точную ширину, их обработку следует выполнять на специальных шпоночных станках. Они работают шпоночным двузубым режущим инструментом, а подача на таких агрегатах выполняется по маятниковой схеме.

Шпоночно-фрезерное станочное оборудование обеспечивает обработку паза по всей его протяженности при врезании рабочего инструмента на глубину от 0,2 до 0,4 миллиметров. Причем фрезерование проводится дважды (врезание и подача в одну сторону, затем – те же операции в обратную сторону).

Описываемые станки оптимальны для массового и серийного изготовления шпоночных валов. Работают они в автоматическом режиме – после обработки изделия подача бабки в продольном направлении отключается автоматически и шпиндельный узел перемещается в начальное положение.

Кроме того, данные агрегаты гарантируют высокую точность получаемого паза, а фреза по периферии почти совсем не изнашивается, так как фрезерование ведется ее торцовыми частями. Минусом применения такой технологии считается ее длительность. Стандартная обработка пазов за два или один проход осуществляется в несколько раз быстрее.

Размеры пазов при использовании шпоночно-фрезерного оборудования контролируется либо калибрами, либо измерительным штрих-инструментом. В качестве калибров применяют круглые пробки. Замеры при помощи штангенглубиномера и штангенциркуля выполняются стандартно (устанавливается сечение, ширина, длина, толщина паза).

На современных предприятиях активно эксплуатируются два шпоночных станка: 6Д92 – для обработки концевым немерным инструментом закрытых пазов, и МА-57 – для фрезерования трехсторонним инструментом открытых пазов. Эти агрегаты, как правило, интегрируют в автоматизированные технологические линии.

Источник