Обработка деталей фрезерованием. Основные операции обработки на фрезерных станках

Обработка плоских поверхностей в зависимости от расположения относительно поверхности стола станка подразделяется на горизонтальную, вертикальную и наклонную. Она может производится цилиндрическими и торцевыми фрезами соответственно на горизонтально- или вертикально-фрезерных станках.

При обработке плоских поверхностей цилиндрическими фрезами наладка станка начинается с установки фрезы на оправку. Весьма важным является правильное сочетание направления винтовой линии зуба фрезы с направлением вращения шпинделя станка. При определении этого сочетания следует учитывать направление осевой составляющей силы резания Рх, которая в процессе обработки должна быть направлена в сторону шпинделя станка (рис. 6.30).

Заготовка при обработке устанавливается непосредственно на столе или в приспособлении. При установке на столе заготовка должна быть выверена в горизонтальном или вертикальном положении по разметочным рискам или с помощью контрольно-измерительных инструментов. Закрепление заготовки осуществляется только после ее выверки.

Выбор частоты вращения шпинделя и подачи осуществляется по справочным таблицам для определения режимов фрезерования. Установка фрезы на заданную глубину резания осуществляется по лимбу станка, после касания фрезой поверхности заготовки и вывода ее за пределы рабочей зоны.

Обработка плоских поверхностей торцевыми фрезами

Торцевые фрезы по сравнению с цилиндрическими имеют ряд преимуществ: более жесткое крепление, плавная работа большого числа одновременно работающих зубьев, а также большие скорости резания и подачи, особенно для фрез, оснащенных пластинами твердого сплава. Поэтому в большинстве случаев обработку плоских поверхностей целесообразно выполнять торцевыми фрезами.

При обработке торцевыми фрезами точность обработки увеличивается, а шероховатость обработанной поверхности уменьшается с увеличением скорости резания и уменьшением подачи. Установка торцевой фрезы на глубину резания осуществляется так же, как и при установке цилиндрической фрезы.

Обработка пазов и уступов фрезерованием

Уступом называется выемка, ограниченная двумя взаимно-перпендикулярными плоскостями, образующими ступень. На детали может быть один или несколько уступов.

Паз представляет собой выемку, ограниченную плоскими или фасонными поверхностями с трех сторон (рис. 6.31). В зависимости от формы выемки различают пазы прямоугольные (рис. 6.31, а), Т-образные (рис. 6.31, б), типа «ласточкин хвост» (рис. 6.31, в), V-образные (рис. 6.31, г, д) и фасонные. Пазы любой формы могут быть сквозными, открытыми и закрытыми.

Уступы и пазы могут обрабатываться дисковыми и концевыми фрезами, кроме того, обработка уступов может выполняться торцевыми фрезами. Метод обработки уступов и пазов выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к точности размеров и геометрической формы обрабатываемых пазов и уступов, а также к шероховатости обработанной поверхности.

Сквозные и открытые, т. е. имеющие выход с одной стороны, пазы обрабатываются дисковыми пазовыми фрезами, которые обеспечивают наиболее точную обработку. Ширина и форма фрезы должна соответствовать ширине и форме паза Дисковые пазовые фрезы имеют режущую кромку только на цилиндрической поверхности, а боковые поверхности фрезы для уменьшения трения имеют поднутрение приблизительно В связи с этим при переточках размер фрезы уменьшается, поэтому во избежание переточек процессе обработки такими фрезами обрабатывают, как правило, пазы небольшой глубины.

Концевыми фрезами уступы и пазы можно обрабатывать на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.

При наладке станка на обработку пазов и уступов дисковыми и концевыми фрезами важно правильно установить инструмент относительно обрабатываемой заготовки. Достаточно просто эта операция осуществляется при использовании установов при обработке заготовки в приспособлении. Положение установа относительно базовых элементов приспособления задается размером Д (рис. 6.32). Установка фрезы, как правило, осуществляется с использованием щупа — металлической пластины, имеющей фиксированный размер (1,3 или 5 мм). Для настройки инструмента по вертикали (рис. 6.32, а) консоль станка осторожно перемещают вверх до тех пор, пока щуп не войдет в зазор между установом и зубьями фрезы плотно и без качки. Запрещается быстрый и резкий подъем консоли, так как это может привести к выкрошиванию зубьев фрезы при ударе о нее установа при резком подъеме или к повреждению щупа. Настройка инструмента по горизонтали (рис. 6.32, б, в) относительно боковой его поверхности осуществляется также с использованием щупа, но стол в этом случае перемещается в поперечном направлении.

При отсутствии установов настройку станка можно выполнять по разметочным рискам или поступить следующим образом: подвести фрезу к боковой поверхности обрабатываемой заготовки до касания, перемещая стол станка в поперечном направлении, и установить лимб маховика поперечной подачи на ноль; затем отвести стол в поперечном направлении так, чтобы фреза вышла за пределы обрабатываемой заготовки, и, наконец, переместить фрезу в поперечном направлении в положение, необходимое для обработки.

Базированием называется придание детали определенного положения относительно режущего инструмента при ее механической обработке на станках. Оно осуществляется путем доведения базовых поверхностей детали до соприкосновения с установочными элементами приспособления. При этом, если установочная и исходная базы детали не совпадают, неизбежно возникает погрешность базирования, величина которой определяется предельными отклонениями исходной базы относительно режущего инструмента. О погрешности базирования можно говорить только при обработке способом автоматического получения заданного размера, когда для всей партии обрабатываемых деталей настройка режущего инструмента постоянна. И, наоборот, при обработке способом пробных проходов при любом расположении установочной и исходной баз погрешность базирования отсутствует, так как для каждой обрабатываемой детали расположение режущего инструмента корректируется по исходной базе. Погрешность выдерживаемого размера обрабатываемой детали DИ можно представить как сумму погрешности базирования - D баз и всех прочих погрешностей, связанных с процессом обработки - w. Откуда, допускаемое значение погрешностей базирования (3.2) Следовательно, обеспечение требуемой точности размера возможно при соблюдении условия где - фактическое значение погрешности базирования. При обратном соотношении этих величин, во избежание брака, необходимо уменьшить значение , для чего необходимо: Или изменить схему базирования; Или ужесточить допуски на базисные размеры; Или расширить поле допуска выдерживаемого размера (если это не нарушает правильность функционирования детали). Величина рассчитывается аналитически и представляется виде полного дифференциала уравнения размерной цепи, в котором приращение вектора, связывающего исходную базу детали с установочной базой приспособления, выражена через соответствующего приращения базисных размеров. Объясним суть метода на примере. Предположим у детали цилиндрической формы требуется профрезеровать уступ, выдержав размер И (см. рис.3.1). 1. При установке на плоскости (схематически показанной на рис. 3.2), погрешность базирования будет равна нулю, т.к. исходная база у всех заготовок занимает одно и то же положение и совпадает с установочной. Рис. 3.2 Рис. 3.3 Исходя из равенства И=Н (с учетом, что Н = const, DН = 0), можем написать, что (3.5) 2. Оставив все прочие условия постоянными, вместо приспособления, показанного на рис 3.2, примем для установки деталей призму, схематически показанную на рис 3.3. При данной установке, где исходная и установочная базы не совпадают, будем иметь погрешность базирования, что зависит от погрешности заданного размера DD . При этом исходный размер выражается в соответствии с рис 3.3: . (3.6) Подставляя значение О / К (что определяется из DОО / m ) в выражении (3.6), получим . (3.7) Откуда погрешность базирования (с учетом, что DН= 0) будет равна (3.8) Итак, при этом, погрешность базирования имеет место и обратно пропорциональна величине погрешности заданного размера - DD=d D . Работа выполняется на вертикально фрезерном станке. Режущий инструмент – фреза концевая с цилиндрическим хвостовиком, диаметром D =25мм. Заготовка – валики, в количестве 5 штук с диаметром Æ20 -0,36 мм, длиной L= 100мм, (желательно брать партию заготовок с большим полем рассеивания). Работу следует выполнять в следующей последовательности: 1) Ознакомиться с рабочим чертежом заготовки (рис 3.1.) и схемами установки (рис 3.2 и 3.3) 2) Установить заготовку по первой схеме и по заданной настройке, обработать партию деталей с одного конца. Величина исходного размера и режимы резания задаются руководителем занятий. 3) Установить детали по второй схеме см. рис. 3.3) и профрезеровать уступ с другой стороны. Во избежание путаницы, на торцевых поверхностях наносить знаки кернером.

Смазочно-охлаждающие жидкости Для повышения стойкости режущих инструментов необходимо отводить тепло из зоны резания. Наиболее эффективным средством для отвода тепла из зоны резания и снижения работы трения являются смазочно-охлаждающие жидкости СОЖ. Смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при токарных работах Название СОЖ Область применения Водный раствор I Сода кальцинированная техническая - 1,5%. Черновое обтачивание. Водный раствор II Сода кальцинированная техническая - 0,8%. Нитрит натрия - 0,25%. Черновое обтачивание. Введение в раствор нитрита натрия повышает его антикоррозионные свойства. Водный раствор мыла I Мыло специальное калийное 0,5 - 1,5%. Сода кальцинированная техническая или тринатрийфосфат 0,5 - 0,75%. Нитрит натрия 0,25%. Черновое и фасонное точение. Наряду с жидким калийным мылом может быть использовано любое водорастворимое мыло при отсутствии в нём хлористых соединений. Эмульсия на стандартном эмульсоле I Эмульсол Э-2 2 - 3%. Сода кальцинированная техническая 1,5%. Обработка поверхностей, которые не требуют особой чистоты, производящаяся при высоких скоростях резания, с образованием длинной завивающейся стружки большого поперечного сечения. Эмульсия на стандартном эмульсоле II Эмульсол Э-2 (Б) 5 - 8%. Сода кальцинированная техническая или тринатрийфосфат 0,2%. Чистовое точение. Смешанное масло. Индустриальное масло 20 70%. Льняное масло (2-й сорт) 15%. Керосин 15%. Нарезание резьбы с высокой точностью. Обработка дорогостоящими фасонными инструментами. Сульфофрезол Черновая обработка с малым сечением среза. Применение сульфофрезола при черновых работах не рекомендуется, так как вследствие образования большого количества тепла происходит разложение сульфофрезола (выделение серы), вредное для токаря. Смесь сульфофрезола с керосином Сульфофрезол 90%. Керосин 10% Нарезание резьбы. Глубокое сверление, чистовая обработка поверхностей. Обработка алюминия. Обработка деталей на фрезерных станках Фрезерование На фрезерных станках отрезают заготовки, фрезеруют плоские поверхности, пазы, уступы, криволинейные и винтовые поверхности, тела вращения, резьбы. Различают фрезерные станки с прерывистым циклом обработки (простые и универсальные, резьбофрезерные и другие), предусматривающие вспомогательный обратный ход или выключение подачи для снятия и закрепления заготовок, и станки с непрерывным циклом (с вращающимся столом, барабаном или конвейерного типа), на которых заготовки снимают и закрепляют во время рабочего хода. На эффективность обработки кроме форсирования режимов резания влияет сокращение вспомогательного времени на управление станком, закрепление заготовки, смену и настройку инструмента. высокопроизводительное фрезерование сопровождается значительными силами резания, резко колеблющимися по величине, поэтому следует уделять особое внимание жёсткости технологической системы. На универсально-фрезерных станках отрезают литники и прибыли; набором дисковых отрезных фрез отрезают крышки коренных подшипников двигателя, отлитые в общий блок и подвергнутые ранее механической обработке, а также выполняют другие операции, используя фрезы: из быстрорежущей стали, сборные с вставными ножами, твердосплавные монолитные и с припайными пластинами. На многошпиндельных фрезерных станках с непрерывным циклом проводят последовательную обработку плоских поверхностей черновыми и чистовыми фрезами, а при двусторонней обработке поверхностей - с перекладыванием заготовок, обеспечивая их высоту с точностью 11 - 13 квалитета и параметр шероховатости поверхности Ra=3,2 ч 1,25 мкм. Плоские поверхности обрабатывают цилиндрическими фрезами с встречной или попутной подачей. Попутное фрезерование способствует повышению стойкости фрез и уменьшению параметра шероховатости обработанной поверхности, но для его осуществления требуется устройство, компенсирующее зазоры в механизме подачи. Уступы, пазы и проушины обрабатывают двумя способами: дисковыми или концевыми (торцовыми насадными) фрезами. Выбор варианта зависит от конструктивно заданного на изделии выхода инструмента и от высоты (глубины) обрабатываемой поверхности, которую лимитируют диаметры дисковой фрезы и проставочных колец или длина режущей части концевой фрезы. Концевыми и насадными торцовыми фрезами обрабатывают открытые пазы с продольной подачей на всю глубину. Для обработки закрытых пазов предварительно сверлят отверстие на глубину паза, а затем вводят в отверстие концевую фрезу и с продольной подачей проводят обработку на заданной длине. Шпоночные пазы закрытого типа обрабатывают на валах двухзубной концевой фрезой с ручной или автоматической осевой подачей в конце каждого продольного хода. Шпоночные пазы, расположенные на валах с угловым шагом, фрезеруют последовательно с поворотом вокруг оси, а диаметрально расположенные пазы - одновременно на двусторонних фрезерных станках. Глубокие проушины обрабатывают на горизонтально-фрезерном станке с поддержкой инструмента втулкой. Т-образные пазы фрезеруют за две операции: дисковой и грибковой фрезами, угловые пазы (ласточкин хвост) - угловой фрезой на вертикально-фрезерном станке с поворотной головкой. Профильные поверхности фрезеруют фасонными фрезами, наборами фрез, червячными фрезами и с помощью копирных устройств. Для нарезания зубцов храповиков и звёздочек методом обкатывания на зубофрезерных станках используют червячные фрезы. Копирное фрезерование осуществляют на станках прямого действия и на станках со следящим приводом. В первом случае изменение формы копира передаётся непосредственно на копировальный ролик, который воспринимает силы резания, возникающие при фрезеровании. Во втором случае изменение формы копира воспринимает следящее устройство (электрическое, гидравлическое или пневматическое), которое через усилитель передаёт рабочему механизму станка. Станки со следящим приводом более совершенны, обеспечивают бесступенчатое регулирование скоростей подач. Контурное фрезерование поверхностей тел вращения является наиболее производительным способом обработки, заменяющим точение. Фрезерование проводят периферией дисковой фрезы при внешнем касании и поверхностью отверстия кольцевого инструмента - при внутреннем касании. В обоих случаях заготовку обрабатывают по всему контуру, включая подрезание торцов фланцев. Тела вращения фрезеруют путём внешнего или внутреннего касания фрез. Подача при этом может быть врезная (радиальная) или круговая (при вращении заготовки или планетарном движении инструмента). Винтовые поверхности фрезеруют дисковыми, концевыми и червячными фрезами. Условно винтовые поверхности можно разделить на несопрягаемые (канавки режущих инструментов, копиров) и сопрягаемые (резьбы, винтовые шестерни). Интенсификация фрезерной обработки Оснащение фрезерных станков специальными линейками с визирами и устройством цифровой индикации повышает точность выполнения фрезерных операций по трём координатам до сотых долей миллиметра, значительно упрощает обслуживание станков и повышает производительность фрезерных работ. Применение специальных приспособлений на обычных фрезерных станках сокращает или полностью исключает потери времени на вспомогательный ход и закрепление заготовок. Оснащение универсальных фрезерных станков пневматическими или гидравлическими зажимными приспособлениями и комманд-аппаратами, управляющими производственным циклом, превращает их в полуавтоматы. Фрезерные и многооперационные станки с ЧПУ особенно целесообразно использовать для комплексной обработки деталей в серийном производстве.

Обработку Т-образных пазов и пазов типа «ласточкин хвост» выполняют за несколько переходов. Сначала дисковой фрезой фрезеруют прямоугольный паз (рис. 6.33, а); затем Т-образной фрезой обрабатывают боковые поверхности (рис. 6.33, б); далее угловой фрезой снимают фаски (рис. 6.33, в) и, наконец, калиброванной фрезой обеспечивают получение заданного размера В паза (рис. 6.33, г). Обработка паза типа «ласточкин хвост» проводят за два прохода: сначала концевой или дисковой фрезой выполняют прямоугольный паз, а затем специальной концевой фрезой обрабатывают боковые поверхности паза.

Организация рабочего места на месте фрезерного станка

На рабочем месте фрезеровщика (рис. 6.34) размещены фрезерный станок 1 и шкаф 8 с инструментами и принадлежностями к станку. Пульт 9 служит для вызова мастера или механика (применяется только в условиях заводского производства, при использовании станка в учебных мастерских отсутствует). Справа от станка расположен контейнер 7 (контейнеры) для заготовок, подлежащих обработке, и обработанных деталей. Обтирочная ветошь хранится в ящике 5, а отработанная стружка помещается в ящик б. Около станка находится деревянная подставка 4. В шкафу 3 размещаются приспособления, а на стеллаже 2 — оправки для закрепления фрез.

При работе на фрезерном станке следует соблюдать перечисленные ниже правила.

Перед началом работы необходимо:

Проверить исправность станка;

Проверить исправность заземления и наличие ограждения рабочей зоны;

Последовательно проконтролировать работоспособность всех механизмов станка, системы охлаждения и смазки;

Произвести смазку узлов станка, заполнив масленки до указанного уровня;

Изучить технологическую документацию, а также проверить наличие и исправность соответствующей оснастки;

Закрепить на станке приспособления и режущий инструмент;

Установить согласно технологической карте частоту вращения шпинделя и минутную подачу;

Удалить с рабочего места все посторонние предметы;

Убедиться в правильности наладки станка.

Во время работы необходимо:

Строго соблюдать настройку станка на заданный режим;

Работать только исправным и хорошо заточенным инструментом;

Детали, инструменты и приспособления класть только на свои места и использовать только по прямому назначению;

Следить за тем, чтобы режущий и измерительный инструмент, ключи, заготовки и обработанные детали не находились на рабочих поверхностях стола;

Следить за прочностью крепления обрабатываемых заготовок, инструмента и приспособлений;

Назначение и разновидности фрезерных станков. На фрезерных станках можно обрабатывать наружные и внутренние поверхности различной конфигурации; чаще всего эти станки используют для обработки плоскостей, пазов, канавок; нередко фрезерные станки применяют для обработки линейных фасонных поверхностей. Специальные виды фрезерных станков приспособлены для обработки сложных пространственных фасонных поверхностей.

Вследствие высокой производительности и широкой универсальности фрезерные станки являются самой распространенной группой после токарных станков.

Различают следующие основные типы фрезерных станков: консольно-фрезерные (вертикальные, горизонтальные, универсальные и широкоуниверсальные); бесконсольно-фрезерные; продольно-фрезерные; копировально-фрезерные.

Кон сольно-фрезерные станки характеризуются тем, что у них стол вместе с обрабатываемой деталью может перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а у некоторых моделей - и под углом к оси шпинделя.

Бесконсольно-фрезерные станки могут быть вертикальными и горизонтальными. Вертикальные бесконсольно-фрезерные станки используются для обработки сравнительно крупных деталей. Они характерны тем, что у них стол может перемещаться только в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольном и поперечном. Вертикальное перемещение имеет сама шпиндельная бабка.

Понятие о процессе фрезерования. Фрезерованием называется технологический метод обработки поверхностей фрезами.

При фрезеровании главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи (прямолинейное и перпендикулярное к оси фрезы) - заготовка, закрепленная на столе станка.

Работа фрезы принципиально отличается от работы других многолезвийных инструментов: зенкеров, разверток, метчиков и т. п.,

при резании которыми все режущие кромки инструмента одновременно участвуют в работе. При фрезеровании подача направлена перпендикулярно к оси вращения инструмента, вследствие чего каждый зуб фрезы находится в контакте с обрабатываемой деталью только в течение незначительной части своего оборота и в работе одновременно участвуют один или несколько зубьев фрезы. Большое количество зубьев у фрезы, каждый из которых работает небольшую часть времени и в течение большей части оборота фрезы успевает охладиться, обеспечивает большую стойкость инструмента и высокую производительность фрезерования.

Рис.1. Виды фрезерования: а-цилиндрическое, б-торцовое, в-комбинированное.

Виды фрезерования. Существует два основных вида фрезерования: цилиндрическое и торцовое.

При цилиндрическом фрезеровании (рис. 1, а) обработанная поверхность 2 профилируется главной режущей кромкой 1, расположенной на поверхности вращения фрезы. Поэтому поперечный профиль обработанной поверхности полностью зависит от профиля образующей фрезы и является обратным ему, т. е. если фреза будет выпуклой, то обработанная поверхность вогнутой, и наоборот.

Продольный профиль обработанной поверхности при этом виде фрезерования будет волнистым, причем расстояние а между волнами зависит от величины подачи на зуб, а их глубина, кроме того, еще и от диаметра фрезы.

Чтобы получить высокую чистоту обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании, приходится работать с небольшими величинами подач.

При торцовом фрезеровании (рис. 1, б) обработанная поверхность 3 образуется не главными 2, а вспомогательными / режущими кромками, которые расположены на торцовой поверхности фрезы. Поэтому независимо от профиля образующей фрезы обработанная поверхность всегда является плоскостью.

При торцовом фрезеровании чистота обработанной поверхности также зависит от величины подачи на зуб.

При обработке пазов, канавок, уступов и т. п. фреза работает комбинированно; при этом некоторые из обработанных поверхностей образуются главными режущими кромками зубьев фрезы, а некоторые - торцовыми (рис. 1, в).

Элементы резания при фрезеровании. При фрезеровании, так же как и при других видах обработки, режимы резания характеризуются скоростью резания, величиной подачи, глубиной резания и дополнительно шириной фрезерования.

Скоростью резанияv при фрезеровании называется окружная скорость наиболее удаленных точек режущих кромок зубьев фрезы. Она измеряется в м/мин.

Г лубиной резания tназывается наикратчайшее расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, т. е. толщина снимаемого за один проход слоя материала в мм (см. рис. 1, а, б).

Шириной фрезерования В(см. рис. 1, а, б) называется ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном к оси фрезы (для торцового фрезерования - в направлении, перпендикулярном к оси фрезы). ширина фрезерования измеряется в миллиметрах.

Подачей на зуб szназывается величина перемещения заготовки относительно фрезы за время ее поворота на один зуб (измеряется в мм/зуб).

Подачей на оборот so6 называется величина перемещения заготовки относительно фрезы за один ее оборот (измеряется в мм/об).

Минутной подачей sMназывается скорость перемещения заготовки относительно фрезы (измеряется в мм/мин).

Подачи при фрезеровании связаны между собой следующей зависимостью:

SM=So6n - Sz zпмм/мин,

где г - число зубьев фрезы;

п - число оборотов фрезы в минуту.

Основные типы фрез (рис. 2). Фрезы классифицируют по различным признакам: по назначению, форме зубьев и их направлению, по конструкции, методу крепления на станке и т. п.

Рис. 2. Типы фрез

По конструкции фрезы разделяют на цельные, напайные, наборные и со вставными быстросменными зубьями (фрезерные головки).

Цельные фрезы 1, 2, 4, 7 изготовляют целиком из высококачественного инструментального материала.

Напайные фрезы изготовляют из дешевых конструкционных сталей, а на рабочие части их зубьев напаивают пластинки из высококачественных инструментальных материалов.

Наборные фрезы3 состоят из корпуса, выполняемого излегированной конструкционной стали, и вставных зубьев, закрепляемых в корпусе фрезы механическими средствами: клиньями, коническими штифгами ит. п. Затачивают наборные фрезы в собранном виде.

Фрезерные головки 15 имеют быстросменные зубья, которые представляют собой обычные резцы. Такие зубья затачивают как отдельно от корпуса с последующей установкой зубьев в корпусе фрезы по шаблону, так и целиком - в собранном виде.

По профилю зубьев различают фрезы с остроконечными и затылованными зубьями. По расположению режущей кромки относительно оси фрезы бывают с прямым и спиральным (винтовым) зубом.

Прямой зуб входит в работу сразу, а спиральный зуб - постепенно. Поэтому фрезы со спиральными зубьями работают более плавно и спокойно, чем фрезы с прямыми зубьями.

По способу крепления фрезы подразделяются на насадные, хвостовые и торцовые.

Насадные фрезы1,3,4,7имеют отверстие и шпоночный паз и закрепляются на шпиндельной оправке.

Хвостовые фрезы 6и9 изготовляются за одно целое с коническим или цилиндрическим хвостовиком. Фрезы с коническим хеостовиком закрепляются или непосредственно в шпинделе станка, или с помощью конических переходных втулок. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляются в цанговом патроне.

Торцовые фрезы 15 устанавливаются непосредственно на торце шпинделя и закрепляются четырьмя болтами.

По назначению фрезы разделяются на следующие основные типы: для обработки плоскостей, прорезные, пазовые, угловые, фасонные, зубонарезные, резьбовые и специальные.

К фрезам для обработки плоскостей относятся торцовые фрезы, которые более других приспособлены для высокопроизводительной и высококачественной обработки плоскостей, а также цилиндрические фрезы с прямыми и спиральными зубьями.

Прорезные фрезы 5 являются циркульными пилами и служат для прорезания шлицев, канавок и разрезания материалов.

Фрезы для обработки пазов бывают различных конструкций: трехсторонняя, дисковая фреза 4 служит для прорезания прямоугольных пазов, пальцевые фрезы 9 используют для обработки тавровых пазов и пазов типа «ласточкин хвост». Концевой фрезой 6 обрабатывают шпоночные пазы, окна и криволинейные пазы.

Угловые фрезы бывают одноугловые 7 и двуугловые 8.

Фасонные фрезы10применяют для обработки фасонных профилей, вогнутых, выпуклых и криволинейных.

К зубонарезным фрезам относятся дисковые модульные фрезы 11, пальцевые модульные фрезы 12 и червячные модульные фрезы 16. Все они служат для нарезания зубчатых колес. Сюда же относятся специальные фрезы для нарезания конических зубчатых колес.

Резьбовые фрезы бывают двух типов: дисковые 14 и гребенчатые 13. Первые применяют для фрезерования длинных и глубоких по профилю резьб, вторые - для нарезания коротких крепежных резьб.

К специальным фрезам относятся: гравировальные фрезы и фрезы для объемного копирования, используемые при изготовлении штампов, матриц, прессформ и т. п.

Работы, выполняемые на фрезерных станках. На фрезерных станках обрабатывают плоскости горизонтальные, вертикальные, наклонные; пазы обычные, угловые на цилиндрических и призматических деталях, типа «ласточкин хвост», многогранники и шпоночные канавки; всевозможные фасонные поверхности; зубчатые колеса; спиральные канавки; резьбовые поверхности.

На копировально-фрезерных станках фрезеруют детали по копиру, форма которого соответствует форме обрабатываемой детали.

Фрезерование плоскостей. Плоскости можно обрабатывать разными фрезами: цилиндрическими, торцовыми, концевыми, дисковыми двухсторонними при использовании как горизонтально-фрезерных, так и вертикально-фрезерных станков (см. рис. 2, а, б). Наибольшая производительность труда и экономичность обработки достигается при использовании торцовых фрез, оснащенных твердыми сплавами.

Фрезерование фасонных поверхностей и криволинейных контуров. Узкие фасонные поверхности обрабатывают радиусными (с выпуклым и вогнутым профилем) фрезами. Более широкие фасонные поверхности и криволинейные контуры заготовок обрабатывают набором фрез (рис. 163, в).

Криволинейные контуры, имеющие форму дуги окружности, обрабатывают концевыми фрезами при установке заготовок на поворотном круглом столе.

При изготовлении деталей с криволинейным контуром в серийном и крупносерийном производстве используют специальные копировальные приспособления или применяют копировально-фрезерные станки.

При применении копирного фрезерования могут быть использованы разные методы: механические, гидравлические, электроконтактные и бесконтактные (фотоэлементное, программное управление и др.).

markmet.ru

Обработка на фрезерных станках - Технарь

В промышленности широко применяются одношпиндельные фрезерные станки - горизонтальные, вертикальные и универсальнофрезерные горизонтальные. Имеются, кроме того, специализированные и специальные фрезерные станки. К специализированным фрезерным станкам относятся многошпиндельные продольно-фрезерные с расположением шпинделей в различных плоскостях; торцово-фрезерные для обработки плоскостей, карусельно-фрезерные с вращающимися столами; барабанно-фрезерные с вращающимся барабаном и копировально-фрезерные для обработки фасонных поверхностей. К специальным станкам относятся резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, агрегатно-фрезерные и реечные.

В одношпиндельном горизонтально-фрезерном станке шпиндель расположен горизонтально; в вертикально-фрезерном станке - вертикально; в остальном устройство станка принципиально не отличается от горизонтально-фрезерного. Вертикально-фрезерные станки снабжают как прямоугольными, так и круглыми столами.

Универсально-фрезерные станки отличаются от описанных тем, что они имеют поворотный стол, который позволяет выполнять операции по фрезерованию винтовых канавок (например, у спиральных сверл) и зубчатых колес с винтовыми зубьями.

Продольно-фрезерный станок является характерным для группы специализированных фрезерных станков. Такие станки изготовляют с одним или несколькими вертикальными и горизонтальными шпинделями; в последнем случае заготовку можно обрабатывать одновременно с нескольких сторон. На рис. 175, а показан общий вид четырехшпиндельного продольно-фрезерного станка. По направляющим станины 1 может перемещаться стол 2, на котором закрепляют заготовки. Обработку выполняют фрезами, установленными в шпинделях, находящихся в шпиндельных бабках 3, 5, 6 и 7. Так как стол неподвижен, то чтобы получить требуемые размеры при обработке, инструмент устанавливают выдвижением шпинделей вдоль их оси и перемещением шпиндельных бабок 5 и 6 по направляющим поперечины 4 перпендикулярно осям шпинделей этих бабок.

Барабанно-фрезерные станки относятся к группе непрерывно действующих станков. Они имеют преимущественное распространение в крупносерийном и массовом производстве. На таких станках может производиться одновременная обработка двух плоскостей заготовок. На рис. 175, б приведена схема станка. На валу 5, проходящем через раму станины, смонтирован барабан 3, имеющий форму правильного четырехугольника (а иногда пяти- и шестиугольника), на гранях которого установлены приспособления 6 для закрепления детали. Вал вместе с барабаном 3 вращается от отдельного привода 4. Частота вращения барабана может регулироваться коробкой подач, помещенной в корпусе станины.

На двух стойках 1 размещены фрезерные головки 2, которые представляют собой самостоятельные узлы с индивидуальными приводами. Фрезерные головки могут перемещаться на стойках и закрепляться в любом положении согласно настройке станка. Для регулирования глубины фрезерования шпиндели кроме вращательного движения имеют поступательное движение по направлению оси вращения. Производительность станка зависит от количества одновременно обрабатываемых заготовок и частоты вращения барабана.

На фрезерных станках плоские поверхности можно обрабатывать цилиндрическими фрезами при движении стола станка с закрепленной заготовкой навстречу направлению движения зубьев, т. е. методом встречного фрезерования (рис. 176, а) или в том же направлении методом попутного фрезерования (рис. 176, б). В обоих случаях стружка, снимаемая каждым зубом фрезы, имеет форму запятой, но в первом случае толщина стружки постепенно увеличивается в процессе резания, а во втором уменьшается.

Преимущество встречного фрезерования заключается в плавном увеличении нагрузки на зуб и во врезании зубьев в металл под коркой. Недостатком этого метода является стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

Точность фрезерования зависит от типа станка, инструмента, режимов резания и других факторов. При фрезеровании может быть достигнута точность по 8…11-му квалитетам, а при скоростном и тонком фрезеровании - до 7-го квалитета. Шероховатость поверхности при чистовом фрезеровании Rа=6,3…1,6 мкм.

На рис. 177 приведены различные виды обработки на фрезерных станках: α - обработка плоскости цилиндрической фрезой; б - обработка плоскости торцевой фрезой; в, г - обработка вертикальной плоскости и паза дисковой трехсторонней фрезой; д - обработка паза концевой фрезой; е - обработка боковых плоскостей двумя торцевыми фрезами; ж - обработка сложного профиля набором фрез.

tehnar.net.ua

Работа на фрезерном станке. Обработка на фрезерных станках - Черчение

На фрезерных станках можно обрабатывать плоскости, фасонные по­верхности, прорезать пазы, нарезать зубья зубчатых колес, резьбу, разре­зать металл.

При фрезеровании шпиндель фрезерного станка вместе с фрезой совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплен­ная на столе станка, получает пря­молинейное перемещение - движе­ние подачи, перпендикулярное к оси фрезы.

Существуют различные типы фрезерных станков: вертикально- фрезерные, горизонтально-фрезерные, консольно-фрезерные, бесконсольно-фрезерные, продольно-фре­зерные, копировально-фрезерные и др. Кратко остановимся на двух из них консольно-фрезерном и копировально-фрезерном,

Для консольно-фрезерного стан­ка (рис. 27) характерно перемеще­ние стола с обрабатываемой деталью в любом из трех взаимно перпенди­кулярных направлений.

Станок состоит из следующих частей: станины 2 (коробчатой формы), в которой смонтированы коробка скоростей и управление коробкой, шпин­дельного узла 4, хобота 3 с подвеской 6, служащей для поддержания шпин­дельных фрезерных оправок 5, консоли 9, поперечных салазок 8, продольного стола 7, на котором устанавливают обрабатываемую деталь, и плиты 1 основания.

Основные типы фрез. Фреза представляет собой режущий ин­струмент, снабженный несколькими зубьями. Каждый из зубьев представ­ляет собой резец, снимающий стружку.

Процесс резания при фрезеровании отличается от непрерывного резания при точении и сверлении тем, что зубья фрезы работают не все сразу, а по­переменно. Этим обеспечивается стойкость инструмента, а наличие у фрезы большого количества зубьев повышает производительность обработки.

Основные операции, выполняемые фрезерованием с применением различ­ных фрез, показаны на рис. 28. Цилиндрические (рис. 28.1) и торцовые (рис. 28.2) фрезы применяют для обработки плоскостей; дисковые, концевые, па­зовые и угловые (рис. 28.3) - для получения канавок и пазов; фасонные - для обработки фасонных поверхностей (рис. 28.4); модульные дисковые (рис. 28.5) и пальцевые (рис. 28.6) - для нарезания зубьев зубчатых колес.

Фрезы изготовляют из легированных сталей марок 9ХС и ХВГ, быстро­режущей стали Р18, с пластинками твердого сплава Т15К6, Т14К8, ВК2, ВК4 и др.

На рис. 29 дан пример чертежа детали, прорези у которой выполняются дисковой фрезой на фрезерном станке.

cherch.ru

7. Обработка на фрезерных станках

7.1. Фрезерные станки

Фрезерование – процесс обработки плоскостей, фасонных и винтовых поверхностей, нарезания резьбы и зубчатых колес, получения винтовых канавок при помощи вращающегося режущего инструмента, называемого фрезой.

Фрезерование происходит при одновременном вращательном движении фрезы и обычно поступательном движении обрабатываемой детали .

В зависимости от направления вращения фрезы и поступательного перемещения обрабатываемой детали различают: 1) встречное фрезерование, когда заготовка подается навстречу вращения фрезы; 2) попутное фрезерование, когда направление подачи заготовки совпадает с направлением вращения фрезы.

При встречном фрезеровании нагрузка на каждый зуб фрезы возрастает постепенно и на выходе достигает максимального значения. Это обеспечивает плавную работу станка. Вместе с тем качество обработанной поверхности при этом методе фрезерования получается ниже, вследствие чего применяют его при черновой обработке.

При попутном фрезеровании зуб фрезы должен сразу снимать толстую стружку, поэтому инструмент подвергается максимальной нагрузке. Это ухудшает условия работы инструмента и станка.

Основными элементами режима резания при фрезеровании являются: 1) скорость резания; 2) подача; 3) глубина и ширина фрезерования; 4) площадь поперечного сечения среза; 5) машинное время.

Скорость резания V при фрезеровании представляет собой окружную скорость фрезы, измеренную по ее наружному диаметру.

Выбор скорости резания зависит от свойств металла обрабатываемой заготовки и материала режущей части фрезы, диаметра и стойкости фрезы, подачи, глубины резания и ширины фрезерования, а также от числа зубьев фрезы, охлаждения и т. д.

Подачей S при фрезеровании называют величину относительного перемещения обрабатываемой детали и фрезы (рис. 52), выраженную соответствующей размерностью, мм/зуб. мм/об, мм/мин.

При черновом фрезеровании величину подачи выбирают возможно большей; так, для цилиндрических быстрорежущих фрез подача составляет для стали до 0,2 мм/зуб, для чугуна – до 0,4 мм/зуб.

При получистовом и чистовом фрезеровании величина подачи ограничивается требуемой чистотой поверхности обработки, конструкцией фрезы, прочностью деталей механизма подачи и другими факторами; например, при получистовом фрезеровании подача составляет: для стали – в пределах 0,08–0,05 мм/зуб, для чугуна – 0,15–0,1 мм/зуб.

Глубиной фрезерования t, или глубиной резания при фрезеровании, называют толщину слоя металла, мм, снимаемую с обрабатываемой де­тали за один проход фрезы (рис. 52, а). Глубина фрезерования при черновой обработке равна 3–8 мм, при чистовой – 5–1,5 мм.

Шириной фрезерования В называют ширину обрабатываемой поверхности детали в направлении, параллельном к оси фрезы (рис. 52, а).

Площадь поперечного сечения среза, снимаемого одним зубом фрезы (например, цилиндрической), представляет собой произведение ширины фрезерования В и толщины стружки а, мм2:

Толщина стружки в процессе фрезерования является величиной переменной и изменяется при встречном фрезеровании от нуля в момент врезания зуба в деталь до максимального значения а1 в момент выхода зуба из обрабатываемой детали (рис. 52, б).

Поскольку в контакте с деталью одновременно находятся не один, а несколько зубьев, то приходится иметь дело с суммарным сечением среза, снимаемым несколькими зубьями, у которых для случая, изображенного на рис. 52, б, толщина срезаемого слоя будет: для первого зуба а1 для второго а2, для третьего а3 и для четвертого а4 = 0.

Суммарная площадь сечения среза, снимаемая в процессе фрезерования в данный момент времени всеми зубьями, влияет на величину силы резания при фрезеровании.

Машинное время обработки детали при фрезеровании – это время, затраченное на процесс резания металла фрезой за один проход. При расчете машинного времени учитывают длину пути перемещения фрезы относительно детали, подачу и количество проходов.

Мощность, расходуемую на процесс фрезерования, определяют исходя из окружной силы резания и скорости резания.

Станки фрезерной группы в зависимости от выполняемых работ и конструктивных особенностей можно разделить на станки общего назначения и специализированные .

К первому типу фрезерных станков обычно относят горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные, названные так в зависимости от горизонтального или вертикального расположения в них оси шпинделя с фрезой. Обрабатываемая деталь в этих станках закрепляется на столе станка и перемещается чаще всего в продольном направлении.

На фрезерных станках можно обрабатывать плоскости, фасонные и винтовые поверхности, нарезать зубчатые колеса и выполнять другие работы. В зависимости от назначения фрезерные станки подразделяют на одношпиндельные – горизонтальные и вертикальные в обычном исполнении; одношпиндельные универсально-фрезерные в горизонтальном исполнении. Имеются, кроме того, специализированные и специальные фрезерные станки. К специализированным фрезерным станкам относятся: продольно-фрезерные с расположением шпинделей в различных плоскостях; торцово-фрезерные для обработки плоскостей; карусельно-фрезерные с вращающимися столами; барабанно-фрезерные с вращающимся барабаном и копировально-фрезерные для обработки фасонных поверхностей. К специальным станкам относятся резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, агрегатно-фрезерные и реечные.

На рис. 53 приведен общий вид горизонтально-фрезерного станка. По станине 2 может перемещаться в вертикальном направлении консоль 12, по направляющим которой передвигаются поперечные салазки 11 в направлении, параллельном оси шпинделя 5. По направляющим поворотной части 10, связанной с салазками 11, может совершать движение стол 9 в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. На станке имеется коробка скоростей 3 и коробка подач 1. Оправка 4 с фрезами 6 одним концом закреплена в шпинделе, а другим опирается на дополнительную опору 8 (серьгу), связанную с хоботом 7.

Хвостовые фрезы крепят в коническом отверстии конца шпинделя станка, в котором их зажимают длинным болтом, проходящим через отверстие шпинделя. В вертикально-фрезерном станке шпиндель расположен вертикально; в остальном устройство станка принципиально не отличается от горизонтально-фрезерного. Вертикально-фрезерные станки снабжают как прямоугольными, так и круглыми столами. Универсально-фрезерные станки отличаются от описанных тем, что они имеют поворотный стол, который позволяет выполнять операции по фрезерованию винтовых канавок (например, у спиральных сверл) и зубчатых колес с винтовыми зубьями. Продольно-фрезерный станок является характерным для группы специализированных фрезерных станков. Такие станки изготовляют с одним или несколькими вертикальными и горизонтальными шпинделями; в последнем случае заготовку можно обрабатывать одновременно с нескольких сторон.

На рис. 54 показан общий вид четырехшпиндельного продольно-фрезерного станка. По направляющим станины 1 может перемещаться стол 2, на котором закрепляют заготовки. Обработку делают фрезами, закрепленными в шпинделях, находящихся в шпиндельных бабках 3, 5, 6 и 7. Так как стол не может подниматься и перемещаться в поперечном направлении, то инструмент для получения требуемых размеров обработки устанавливают выдвижением шпинделей вдоль их оси и перемещением шпиндельных бабок 5 и 6 по направляющим поперечины 4 перпендикулярно осям шпинделей этих бабок.

На рис. 55 показана упрощенная кинематическая схема широкоуниверсального консольно-фрезерного станка модели 6М82Ш. Выбор наивыгоднейшей скорости резания при фрезеровании достигается изменением передаточного числа коробки скоростей iкс путем переключения подвижного блока 20 зубчатых колес, расположенного на валу II, и блока 21, а также зубчатых колес 22 и 23, расположенных на валу IV. Таким образом, можно получить 18 чисел оборотов шпинделя V в интервале от 31,5 до 1600 об/мин, передаваемых на оправку 9 с фрезой.

Зная число оборотов nэд электродвигателя D1, общую формулу настройки чисел оборотов главного шпинделя nшп можно выразить как, об/мин,

nшп = nэд · iкс.

Привод механизма подачи получает вращение от электродвигателя D2. Выбор продольной, поперечной или вертикальной подачи производят переключением ряда блоков зубчатых колес и муфт коробки подач, охватывающих валы XIV–XXII. Путем этих переключений можно получить 18 скоростей подачи (продольные и поперечные в пределах 25–1250 мм/мин, вертикальные – 8–400 мм/мин), которые затем передаются на винты продольной, поперечной и вертикальной подачи (соответственно винты XXIV, XXIII и XXV).

Горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные станки относят к универсальному виду оборудования. Схемы компоновок вертикально-фрезерного и горизонтально-фрезерного станков представлены на рис.4.1 (обозначения аналогичных узлов станков приняты для схем «а» и «б» одинаковыми).

Рис.4.1. Схемы компоновок вертикально-фрезерного (а) и горизонтально-фрезерного (б) станков

В станине 1 (рис.4.1,б) горизонтально-фрезерного станка размещена коробка скоростей 2 и вмонтирован шпиндель 8, в котором закрепляют режущий инструмент. На горизонтально-фрезерных станках в основном используют насадные фрезы (цилиндрические, дисковые, угловые), которые можно закреплять с помощью центровой оправки, вставляемой в коническое отверстие шпинделя. На направляющей хобота 10 станка монтируют подвески 11, поддерживающие правый консольный конец оправки. Фреза со шпинделем совершает главное вращательное движение. Движение на фрезу передается от шпинделя через шпонку. Заготовку устанавливают в приспособлении, которое закрепляется на столе 7. При небольшом объеме производства в качестве приспособления применяют универсальные машинные тиски, прижимные планки и т.п. В массовом производстве используют специальные приспособления с механизированным приводом.

При обработке на горизонтально-фрезерном станке, как правило, используют продольную подачу, которую заготовка совершает вместе со столом при его перемещении по направляющим поперечных салазок 6. Реже используют поперечную и вертикальную подачи. Поперечная подача осуществляется при перемещении поперечных салазок по направляющей консоли 5, а вертикальная – при перемещении консоли по вертикальным направляющим станины. На универсальных горизонтально-фрезерных станках имеется дополнительная поворотная плита, которая позволяет поворачивать стол с заготовкой вокруг вертикальной оси на определенный угол по отношению к направлению продольной подачи.

На рис.4.1,а представлена схема компоновки вертикально-фрезерного станка. По вертикальным направляющим станины 1 станка перемещается консоль 5. Установочное вертикальное положение консоли зависит от габаритных размеров заготовки. Заготовка, установленная на столе станка, может получить движение подачи в трех направлениях: продольном вместе со столом 7; поперечном вместе с салазками 6; вертикальном вместе с консолью. Перемещение поперечных салазок и продольного стола осуществляется шаговыми электродвигателями с гидроусилителями. В консоли размещается привод - коробка подач 4. При обработке на вертикально-фрезерном станке в основном используют продольную и поперечную подачи в зависимости от пространственного расположения обрабатываемой поверхности заготовки. Вертикальную подачу на этом станке используют очень редко.

На вертикально-фрезерных станках шпиндель 8 вмонтирован в поворотную фрезерную головку 9, его можно поворачивать вокруг горизонтальной оси вместе со шпиндельной головкой.

Вертикально-фрезерные станки с ЧПУ, которые проектируются на базе универсальных станков, позволяют осуществлять программированные перемещения салазок, стола, шпинделя и автоматически устанавливать заготовку относительно инструмента по заданным координатам.

Для обработки на фрезерных станках в качестве режущего инструмента используют фрезы различных типов. Тип фрезы для каждого конкретного случая обработки выбирается в зависимости от вида обрабатываемой поверхности заготовки и модели используемого оборудования. Цилиндрические и дисковые односторонние фрезы имеют режущие кромки, расположенные на наружной цилиндрической поверхности. У дисковых двухсторонних, торцовых насадных, угловых, шпоночных и концевых фрез режущие зубья располагаются на наружной цилиндрической и одной торцовой поверхностях. У дисковых трехсторонних фрез зубья расположены на наружной цилиндрической поверхности и двух торцах. Соответственно, такими инструментами можно одновременно обработать одну, две или три плоскости.

В зависимости от типа режущего инструмента различают:

1) периферийное фрезерованиелезвийным инструментом;

2) торцовое фрезерование лезвийным инструментом;

3) охватывающее фрезерование инструментом, зубья которого расположены на внутренней поверхности его корпуса.

Конструктивно фрезы изготавливаются либо с осевым отверстием (насадные), либо с коническим или цилиндрическим хвостовиком (концевые). Эта конструктивная особенность обусловливает способ крепления инструмента на станке (рис.4.2). Насадные фрезы закрепляют на оправках 5, хвостовые – в отверстие шпинделя напрямую или через переходную втулку 3. При этом инструмент вместе с втулкой жестко крепится к шпинделю 2 специальным длинным резьбовым элементом 1, называемым шомполом.

Рис.4.2. Способы крепления фрез: а – хвостовых; б – насадных: 1 – шомпол; 2 – шпиндель; 3 – втулка; 4 – шпонка торцовая; 5 – оправка; 6 – втулка; 7 – инструмент (фрезы); 8 – шпонка осевая; 9 – гайка; 10 – цапфа оправки; 11 – серьга; 12 – хобот

Некоторые наиболее распространенные схемы фрезерования различных поверхностей на универсальных фрезерных станках показаны на рис.4.3.

 

---

Читайте:
Рабочее время в нестандартных ситуациях По пятницу с 9 00 Режим и график работы: все принципы правильной организации трудового распорядка Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований Проектный цикл включает следующие этапы Медицинские осмотры: кто за кого платит?