Від правильного вибору типу ріжучого інструменту і режимів обробки багато в чому залежить якість готової продукції. При цьому важливо забезпечити також і високу продуктивність випуску, яка безпосередньо впливає на собівартість виробів. Оптимальним режимом обробки буде вважатися той, при якому з найменшими витратами (як за часом процесу, так і по зносу інструменту і верстата в цілому) забезпечується необхідна чистота поверхні готової деталі і точність її геометричних розмірів.
Вибрати оптимальний режим – значить для конкретного матеріалу і розмірів заготовки підібрати тип різального інструменту (фрези), призначити швидкість обробки (частоту обертання шпинделя і величину подачі), визначити потрібну потужність обробки і витрати часу на технологічний процес.
Вибір типу фрези
Слід розуміти, що ідеальний режим фрезерування для даних конкретних умов може бути визначений тільки експериментально. Однак в умовах виробництва тривалий пробний пошук, що веде до порожніх витрат часу і матеріалів, просто неможливий. У цьому випадку, вибір прийнятних умов слід вести виходячи з рекомендованих довідкових даних (таблиць, номограм і інших матеріалів).
Перш за все, необхідно вибрати тип різального інструменту (фрези), оцінюючи матеріал заготовки, її розміри і складність технологічного маршруту обробки (величину припусків, наявності пазів, отворів і т.д.).
Фрези однозахідні як правило застосовуються для обробки матеріалів з низькою твердістю – в’язких (таких як пластик, акрил, ПВХ, органічне скло, композитні алюмінієві панелі і т.п.), а також крихких (дерево, фанера та ін.). Даний тип фрез застосовується для швидкого різання (розкрою) заготовок в разі, коли якість країв зрізу не критично, або ж буде виправлено при подальшій чистовій обробці.
Фрези двохзахідні використовуються для роботи з більш твердими матеріалами. Спіральні канавки фрези (з двома-і більш заходами) добре відводять дрібну тендітну стружку, дозволяючи знімати більше матеріалу за один прохід, одночасно забезпечуючи більшу чистоту обробленої поверхні.
Круглі фрези забезпечують найменшу шорсткість поверхні (внаслідок малих вібрацій при обертанні) і застосовуються для гравіювання поверхні заготовки або обробки складних рельєфних візерунків.
Фрези з роздвоєним лезом (у вигляді «риб’ячого хвоста») пристосовані для обробки наскрізних отворів – хитра форма ріжучої частини дозволяє запобігти відколам й дефектам при виході фрези з тіла матеріалу з тильного оброблюваного боку.
І нарешті, гравери – особливий тип різального інструменту (без спіральних, відвідних стружок, канавок) – призначені для нанесення зображень або тексту на поверхню виробів, а також тонкої обробки рельєфу 3D-об’єктів.
При виборі типу фрези на слід враховувати особливості устаткування. Наприклад, сучасні фрезерні верстати з ЧПУ мають значну жорсткість конструкції, що в поєднанні з потужними шпинделями дозволяє обробляти заготовки на високих швидкостях. У цьому випадку в якості ріжучого інструменту повинні застосовуватися спеціальні фрези з підвищеною твердістю і стійкістю ріжучої частини.
Розміри фрези слід вибирати виходячи з габаритів заготівлі та потужності фрезерного верстата, а також способі підведення різального інструмента до оброблюваної поверхні (тобто взаємного переміщення фрези і заготовки). Діаметр фрези буде залежати від ширини зони обробки і кількості чорнових і чистових підходів.
Призначення режимів обробки
Аналогічно вибору типу фрези, режим обробки слід підбирати, керуючись інформацією довідкових таблиць. В якості вихідних даних використовується ширина і глибина фрезерування, тип різального інструменту.
Ширина фрезерування – це розмір оброблюваної поверхні заготовки. Як правило, задається кресленням деталі і залежить від геометричних розмірів заготовки. Глибина фрезерування – це товщина зрізаного за один прохід шару матеріалу. Відповідно, глибина першого (чорнового) етапу якраз вибирається рівної товщині припуску на обробку (який бажано повністю зняти за один прохід). При невеликому припуску або розташовуваним потужним шпинделем верстата (а також фрезою з підвищеною стійкістю зубів) припуск на обробку може бути знятий за один прохід. В іншому випадку, необхідно розбивати обробку на кілька етапів, останній з яких (т.зв. «чистової») буде виконаний з невисокою глибиною фрезерування для забезпечення чистоти поверхні.
Значення ширини і глибини фрезерування дозволяє визначити швидкість різання. Остання сильно залежить від стійкості фрези, отже при виборі швидкості слід перш за все виходити з рекомендацій виробника ріжучого інструменту.
Величина швидкості різання і діаметра фрези дозволяють визначити частоту обертання шпинделя.
Отримавши таким чином всі необхідні дані, можна занести їх в програму обробки. Слід враховувати, що недотримання рекомендованих режимів веде до нераціонального використання можливостей верстата, зниження ресурсу ріжучого інструменту і погіршення якості обробки – аж до появи бракованих деталей.