В сложном мире прецизионного машиностроения эти, казалось бы, незначительные узкие канавки часто играют решающую роль в соединении, направлении или герметизации, обеспечивая стабильную работу целых систем. Создание этих пазов зависит от важного процесса обработки, известного как фрезерование пазов. Но что именно делает фрезерование пазов уникальным? Чем оно отличается от обычного фрезерования плоскостей или торцевого фрезерования? Эта статья углубляется в различные аспекты фрезерования пазов, чтобы помочь вам освоить этот важный навык.

Фрезерование пазов, как следует из названия, представляет собой метод обработки, при котором используются вращающиеся режущие инструменты для создания определенных форм канавок на заготовках. Эти пазы служат различным целям, таким как крепление крепежных деталей, направление механических компонентов или облегчение сборки. Геометрия пазов варьируется в широких пределах — они могут быть закрытыми, линейными (прямоугольными), изогнутыми (круглыми) или представлять собой отдельные или парные элементы. Фрезерование пазов не является универсальным процессом; разные инструменты и методы выбираются в зависимости от характеристик пазов и области применения.

Концевые фрезы — наиболее часто используемые инструменты для фрезерования пазов, имеющие режущие кромки как на торцевых, так и на боковых поверхностях. Они подаются осевым способом вдоль заготовки для создания пазов, соответствующих ширине инструмента. Их универсальность позволяет обрабатывать нелинейные траектории, изменять глубину и даже закрытые пазы (например, полости пресс-форм).

Торцевые фрезы, предназначенные в первую очередь для обработки поверхности, также могут создавать неглубокие линейные пазы на больших плоских заготовках. В отличие от концевых фрез, они превосходно удаляют материал с больших площадей, например, при черновой обработке каналов для охлаждающей жидкости в блоках цилиндров. Их большие диаметры резания обеспечивают устойчивость, но снижают точность, что делает их непригодными для узких, глубоких пазов.

Эти специализированные инструменты создают Т-образные пазы, часто используемые в столах станков или системах крепления для фиксации зажимов. Обработка Т-образных пазов обычно включает два этапа: сначала стандартная концевая фреза вырезает вертикальный паз, а затем Т-образная фреза (с горизонтальным профилем резания) формирует подрез.

Эти небольшие дискообразные инструменты с периферийными режущими зубьями создают полукруглые канавки. Эти дуги предназначены для шпонок Вудруффа, которые закрепляют компоненты передачи мощности или несущие нагрузку, такие как шестерни, на валах.

Эта техника предполагает установку нескольких фрез на одном оправке для одновременной обработки нескольких пазов. Распространенным применением является нарезание параллельных пазов, например, ребер радиатора. Хотя групповое фрезерование обеспечивает высокую скорость удаления материала для массового производства, оно создает значительные силы резания, требующие жестких настроек для предотвращения вибрации или смещения.

Самый простой подход, при котором инструмент входит в заготовку с одной стороны и перемещается линейно вдоль оси паза. Подходит для неглубоких пазов и большинства стандартных инструментов, этот метод упрощает программирование, но испытывает трудности с глубокими пазами (превышающими 3-кратный диаметр инструмента) из-за вибрации и рисков радиальной силы.

Аналогично сверлению, инструмент осевым способом врезается в заготовку. Хотя качество обработки поверхности может пострадать, этот метод превосходен при обработке глубоких пазов, уменьшая радиальные силы и сводя к минимуму отклонение инструмента — что делает его идеальным для твердых материалов, таких как титан.

Здесь инструмент следует по спиральной или круговой траектории, что позволяет обрабатывать пазы, ширина которых больше диаметра фрезы, одним инструментом. Эта техника уменьшает радиальные силы и улучшает удаление стружки, что особенно полезно для нержавеющей стали или инконеля. Однако сложное программирование траектории инструмента часто требует передового программного обеспечения CAM, и может потребоваться вторичная обработка для устранения спиральных следов.

• Постепенный вход:Избегайте резких зацеплений, которые могут привести к сколам или отклонению инструмента. Вместо этого используйте наклонные входы (подходы под постепенным углом) или осевые врезания на 180° для глубоких/твердых материалов.
• Управление стружкой:Используйте несколько проходов или концевые фрезы с зубчатыми краями для разрушения стружки в сочетании с охлаждающей жидкостью/воздухом высокого давления для удаления мусора — особенно в закрытых пазах.
• Выбор диаметра инструмента:Большие диаметры противодействуют отклонению в глубоких пазах, но должны соответствовать требованиям к ширине паза.
• Предпочтение попутному фрезерованию:Этот метод (вращение инструмента соответствует направлению подачи) уменьшает износ и улучшает качество обработки, прижимая заготовку вниз, сводя к минимуму вибрацию.
• Непрерывная резка:Убедитесь, что зацеплен хотя бы один зуб, чтобы избежать дефектов поверхности и неэффективности.

В то время как концевые фрезы являются инструментами общего назначения, способными выполнять профилирование, контурирование и торцевание по нескольким осям, пазовые фрезы специализируются на нарезании канавок и шпоночных пазов. Пазовые фрезы обычно имеют прямые режущие кромки, оптимизированные для зацепления на всю ширину. Выбор инструмента зависит от геометрии паза и материала — концевые фрезы обрабатывают стандартные пазы, а специальные инструменты, такие как Т-образные фрезы или фрезы Вудруффа, обрабатывают определенные профили.

Фрезерование пазов подходит для различных материалов, включая металлы (алюминий, сталь, титан), пластмассы (ABS, нейлон) и закаленные сплавы (инструментальные стали). Мастерство этого процесса обеспечивает точность при создании функциональных элементов, которые лежат в основе механической надежности во всех отраслях.