Встречное и попутное фрезерование — отличия, достоинства и недостатки

Фрезерование дисковыми и цилиндрическими режущими инструментами предполагает выбор схемы движения фрезы относительно траектории подачи заготовки. Далее по тексту мы разберем суть встречного и попутного фрезерования, рассмотрим преимущества и недостатки той и другой схемы и дадим советы по выбору режима.

Основные отличия попутного и встречного фрезерования

При фрезерной обработки детали вращательное движение осуществляет режущий инструмент — фреза, а закрепленная на столе станка деталь совершает возвратно-поступательное перемещение. Подобная особенность фрезерных станков позволяет им работать в двух режимах:

• Попутном — если направление вращения фрезы совпадает с перемещением заготовки (на виде сбоку инструмент вращается против часовой стрелки, а деталь движется слева-направо)
• Встречном — когда фраза вращается против хода заготовки (в боковой проекции инструмент раскручивается по часовой стрелке, а деталь идет слева-направо).

При попутном режиме зуб фрезы вгрызается в необработанную поверхность, а при встречном — заходит со стороны обработанной плоскости. Поэтому попутное фрезерование предполагает более существенную нагрузку на зуб, что приводит к быстрому износу инструмента. При встречном режиме зуб может чиркнуть по обрабатываемой поверхности, усиливая вибрацию детали и снижая качество обработки.

Теперь вы знаете, как отличать попутное фрезерование от встречного, поэтому мы можем перейти к более глубокому изучению особенностей режимов и тех плюсов и минусов, которые они гарантируют технологическому процессу обработки материалов резанием.

Особенности встречного фрезерования

Формат фрезерной обработки влияет не только на инструмент и деталь. От направления фрезерования зависит форма стружки. При встречном формате стружка тонкая в начале и толстая в конце. Режущая кромка не встречает сопротивления при входе в заготовку и подвергается максимальной нагрузке на выходе, когда инструмент разогрет до максимальной температуры.

Встречный режим нарушает золотое правило фрезерования — чем тоньше стружка на выходе, тем лучше для инструмента и качества обработки. В дополнение к этому встречное вращение инструмента провоцирует возникновение в точке контакта радиальных нагрузок, которые буквально отрывают заготовку от фрезерного стола. Из-за этого к прочности оснастки предъявляют особые требования.

Достоинства и недостатки

В список преимуществ встречной фрезеровки деталей стоит записать:

• Минимальную ударную нагрузку на зубья фрезы — инструмент с твердосплавными пластинами можно использовать на предельно допустимых режимах глубины резания и подачи на зуб.
• Равномерный темп обработки, нивелирующий вибрацию. Встречным ходом можно фрезеровать даже шероховатую поверхность, что в принципе невозможно при попутном режиме.
• Уплотнение обработанной поверхности, что сказывается на качестве и сроке службы детали. Режущая кромка давит на заготовку, повышая поверхностную твердость обработанной заготовки.

Список минусов этой технологии металлообработки резанием начинается с быстрого износа зубьев фрезы. Возрастающее давление на инструмент приводит к перегрузке, причем максимальные нагрузки настигают зуб на выходе из заготовки, на фоне наибольших температур в зоне контакта. Следующий минус дает сила резания, вектор которой направлен в сторону от стола. Она работает на отрыв заготовки от поверхности, что требует разработки особой оснастки. Не менее важный недостаток — высокий риск налипания стружки на режущие плоскости, что сказывается на качестве обработки поверхности.

Встречное фрезерование на старых станках и новых моделях с ЧПУ оправдано только в случае широкой трактовки припуска на черновую обработку. Чистовое точение в это режиме — практически невозможная операция.

Особенности попутного фрезерования

В этом случае вектор скорости резания полностью совпадает с направлением подачи, а толщина срезаемой стружки уменьшается с максимума до нуля. Если станок или заготовка позволяют использовать этот режим — фрезеровщик всегда выбирает попутную, а не встречную обработку. Ведь он бережет режущий инструмент, снижая нагрузку на зуб к моменту выхода из заготовки, а также исключает уплотнение поверхности обрабатываемой детали.

При попутном режиме фреза остается в постоянном контакте с заготовкой, прижимая ее к столу станка. Этот факт предполагает особые требования к качеству привода стола (он должен работать без люфтов), но снижает сложность оснастки. Непрерывный контакт при высоком качестве привода, который работает без люфтов, повышает точность фрезерования и допускает обработку с высокими требованиями к припуску.

Преимущества и возможные проблемы при попутной обработке

Список преимуществ попутной фрезерной обработки деталей состоит из следующих пунктов:

• Простая оснастка — деталь фиксируется на столе давлением фрезы.
• Равномерный износ режущего инструмента, что увеличивает срок службы фрезы.
• Плавная деформация металла в точке контакта, что повышает качество обработки.
• Отсутствие проблем со стружкой — она вылетает из зоны резания, а не налипает на зубья.

Минусов у этого режима обработки всего два: во-первых, повышенные требования к качеству узлов и деталей станка, который должен противостоять вибрации, во-вторых, сильная ударная нагрузка на зуб, что ограничивает подачу, скорость и глубину резания.

В итоге, с помощью попутной фрезеровки можно получить поверхность с высоким качеством обработки, но не стоит забывать об ограничениях на подачу и глубину резания, кроме того, такое фрезерование очень чувствительно к начальному качеству поверхности. Поэтому обдирочные операции ведутся преимущественно встречной фрезеровкой, а для чистовых оставляют попутное фрезерование.

Смотрите также:

Фрезы по металлу 5