Траектории инструмента при фрезеровании

Существуют два основных метода формирования траектории при фрезерной обработке: зигзагообразный и спиралевидный. Зиг­загообразный метод характеризуется тем, что инструмент в про­цессе обработки совершает возвратно-поступательные движения вдоль параллельных, в общем случае непрямолинейных строчек с переходом от одной строки к другой вдоль границы области. Спиралевидный метод отличается от зигзагообразного тем, что обра­ботка ведется круговыми движениями инструмента, совершаемыми вдоль внешней границы области при разном расстоянии от нее.

Зигзагообразный метод является в настоящее время наиболее распространенным, хотя и обладает определенными недо­статками. Основной недостаток этого метода заключается в пере­менном характере фрезерования: если вдоль одной строки инстру­мент работает по подаче, то вдоль следующей он будет работать против подачи. Аналогичная картина наблюдается и при переходе от одной строки к другой вдоль границы. Все это приводит к изме­нениям сил резания и отрицательно сказывается на точности и чис­тоте обработки. Вместе с тем следует отметить, что в тех случаях, когда расстоя­ние между соседними строками, определяющее глубину фрезерова­ния, незначительно отличается от диаметра инструмента, то и из­менение сил резания невелико. Другим недостатком зигзагообразной схемы является повышен­ное число изломов на траектории инструмента. Это также отрица­тельно сказывается на динамике резания и приводит во многих слу­чаях к увеличению времени обработки в связи с необходимостью •выполнения операций по разгону-торможению, которые обусловли­ваются динамикой приводов подачи станка с ЧПУ.

Зигзагообразная схема может иметь несколько разновидностей, связанных с поряд­ком обработки границ: без обхода границ (Рис. 23.1, наименование ЗИГЗАГ); с проходом вдоль границ в конце обработки области (13ИГЗАГ); с предварительным проходом вдоль границ (23ИГЗАГ).

Предварительная прорезка границ обеспечивает симметричные условия резания для инструмента в процессе выполнения этого про­хода, а также облегчает условия работы инструмента при после­дующей обработке в начале и в конце каждой строки. Однако усло­вия работы инструмента при предварительной прорезке границ тя­желые, так как он работает на полную глубину. Последующая зачистка границ облегчает условия работы инст­румента, однако ухудшает динамику обработки, поскольку инстру­мент работает в условиях переменной глубины резания.

Рис. 24.1 - Схемы фрезерной обработки.

По этой причине при использовании разновидности 13ИГЗАГ, как правило, должен оставляться вдоль границы припуск под последующую обработку.

Спиралевидная схема выгодно отличается от зигзагообразной бо­лее плавным характером обработки. Она обеспечивает неизменный характер фрезерования (по или против подачи) и не дает допол­нительных (кроме имеющихся на контуре) изломов траектории. Спиралевидная схема имеет две основные разновидности, одна из которых характеризуется движением инструмента от центра облас­ти к периферии (Рис. 23.1, схема СПИР), а другая—наоборот, от границы области к ее центру (Рис. 23.1, схема АСПИР). При использовании этих разновидностей следует иметь в виду, что при обработке колодцев с тонким дном на деталях из легких сплавов возможен подрыв дна в конце обработки при схеме от пе­риферии к центру.

Для того, чтобы обеспечить необходимый характер фрезерова­ния при использовании правого и левого направлений вращения шпинделя станка, каждая из описанных разновидностей спирале­видной схемы имеет два типа: с движением инструмента в направ­лении по или против часовой стрелки при наблюдении со стороны шпинделя (обозначается соответственно ЧС и ПЧС). Выдержать одинаковый характер фрезерования можно также с помощью схемы Ш-образного типа. При этой схеме инструмент после выполнения прохода вдоль строки отводится на небольшое расстояние от обработанной поверхности и на ускоренном ходу воз­вращается назад. Ш-образная схема может иметь такие же разно­видности (ШТИП, 1ШТИП, 2ШТИП), как и зигзагообразная. Су­щественным недостатком этой схемы является большое число вспомогательных ходов. Важным моментом при программировании фрезерной обработ­ки областей является программирование врезания инструмента в металл. Наиболее простым способом является врезание с использо­ванием подачи вдоль оси инструмента. Однако этот метод неприем­лем для фрез, имеющих технологические центровые отверстия. Для остальных типов фрез он также неэффективен, поскольку фрезы плохо работают на засверливание. Использовать этот метод наи­более удобно при предварительной обработке места врезания свер­лом (схема ЗАСВ). Наиболее технологичным способом являет­ся врезание при движении инструмента вдоль одной из строк с постепенным его снижением (СПУСК).

СПУСК может также осу­ществляться при движении инструмента по окружности или вдоль границы обрабатываемой области. В случае чистовой обработки контуров врезания, как правило, осуществляют по дуге окружности, касательной к контуру в точке, с которой должно быть начато движение инструмента вдоль кон­тура. Такой метод обеспечивает наиболее плавное изменение сил резания и минимальную погрешность обработки в упомянутой точ­ке, а также он наиболее удобен с точки зрения ввода в управляю­щую программу коррекции на радиус инструмента.