
Качество поверхности является результатом следов от режущих кромок фрезы или неровностей, оставленных ими. К таким неровностям относятся:
Шероховатость — измерение следов инструмента в терминах RMS (среднеквадратичное значение); измеряется на относительно коротком участке выборки и не учитывает волнистость.
Волнистость — широко расположенные неровности, лежащие в основе шероховатости (рис. 1).
Плоскостность — общее состояние всей фрезерованной плоскости; измеряется с помощью крупных линеек или щупов.
Стыки проходов — сопряжение последовательных проходов; обычно зависит от того, насколько точно фрезерная головка выставлена перпендикулярно столу и насколько жёстко она зафиксирована в этом положении.
Опорная поверхность — несущее качество фрезерованной поверхности; сочетание всех перечисленных неровностей.
Вся компоновка станка должна быть жёсткой, поскольку любой люфт или недостаток жёсткости отразится на качестве фрезерованной поверхности. «Пятка», или задняя кромка фрезы, должна выходить из контакта с заготовкой. Поэтому шпиндель следует наклонять на очень небольшой угол в направлении подачи.
Если фреза расположена параллельно заготовке, то: (1) обработанная поверхность повторно обрабатывается задней стороной фрезы, (2) режущие кромки могут переносить мелкую стружку, царапающую поверхность, (3) повышенное трение создаёт тепловыделение в заготовке и на режущих кромках, и (4) увеличенный контакт фрезы может вызвать вибрации.
Чрезмерный наклон шпинделя создаёт избыточное «выгибание» или огранку поверхности. Этот эффект усиливается с увеличением диаметра фрезы (рис. 2).
Геометрия фрезы. Передний угол в осевом направлении существенно влияет на осевую силу и на осевое усилие, воздействующее на шпиндель и заготовку. Чем более положителен осевой передний угол, тем меньше осевая сила. Отрицательный осевой передний угол увеличивает осевую силу. Положительный осевой передний угол отводит стружку от обработанной поверхности, тогда как отрицательный передний угол направляет стружку обратно к поверхности.
Радиальный передний угол существенно влияет на тангенциальные и радиальные силы. Положительный передний угол снижает эти силы, минимизируя образование заусенцев и сколов на выходе.
Дважды отрицательные фрезы обеспечивают экономичность и прочность режущей кромки, необходимую для обработки твёрдых материалов и прерывистого резания. Однако такая прочность зачастую не требуется при лёгких чистовых проходах, и экономия может быть сведена на нет временем, затраченным на попытки достичь желаемого качества поверхности. Дважды отрицательная геометрия скорее «продавливает», чем режет материал. Эти повышенные силы потребляют больше мощности и создают больше давления и тепла.
Дважды положительные фрезы обеспечивают более свободное резание и потребляют меньше мощности, но имеют менее прочные режущие кромки. Более низкие силы резания создают меньшую нагрузку на заготовку и станок, поэтому снижается склонность к вибрациям и отжиму. Однако следует помнить, что слишком большой положительный угол может изменить направление силы и приподнять заготовку навстречу фрезе.
Фрезы с отрицательно-положительной геометрией обеспечивают наилучшую геометрию резания для чистового фрезерования. Положительный осевой передний угол, отрицательный радиальный передний угол и правильный угол наклона режущей кромки заставляют стружку подниматься и отводиться от обработанной поверхности, освобождая фрезу и заготовку. Такой тип фрезы сочетает в себе лучшие качества отрицательной и положительной
| Наклон шпинделя | Диаметр фрезы | Значение A |
|---|---|---|
| .001" на фут | 6" | .00006" |
| .001" на фут | 12" | .00013" |
| .001" на фут | 18" | .00019" |
| .003" на фут | 6" | .00019" |
| .003" на фут | 12" | .00038" |
| .003" на фут | 18" | .00057" |
| .005" на фут | 6" | .00032" |
| .005" на фут | 12" | .00064" |
| .005" на фут | 18" | .00095" |
| .008" на фут | 6" | .00051" |
| .008" на фут | 12" | .00102" |
| .008" на фут | 18" | .00153" |
Рис. 1: Шероховатость в сравнении с волнистостью.