Фрезерование плоских поверхностей.
Геометрически плоской поверхность считается в случае: если, соединив любые две точки, принадлежащие поверхности, прямой все точки этой прямой будут находиться на поверхности. Качество плоской поверхности легко проверить, приложив к ней ребро лекальной линейки. Чем меньше образующийся зазор, тем выше качество поверхности. Качество обработки плоскостей характеризуется следующими показателями:
Точность размеров, ᴛ.ᴇ. соответствие фактических размеров детали, указанным на чертеже;
Допустимые отклонения от правильной геометрической формы полученной поверхности не должны выходить за пределы допуска на неточность изготовления (допуск прямолинейности, допуск плоскостности).
Отклонение расположения отдельных граней детали относительно других поверхностей должны быть в заданных пределах (отклонение от параллельности, перпендикулярности, наклона, симметричности и др.)
При фрезеровании плоскостей торцовыми и цилиндрическими фрезами различают: грубую черновую, черновую, получистовую, чистовую обработку. Грубая черновая обработка – обработка с большим и неравномерным припуском – более 8 мм, а также работа по корке. Черновая обработка – обработка плоскостей с относительно равномерным припуском, без корки, с глубиной резания от 3 до 8 мм. Получистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания от 1,5 до 3 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Rz=40 мкм. Чистовая обработка – обработка плоскости с равномерным припуском и глубиной резания до 1,5 мм и высотой микронеровностей обработанной поверхности не более Ra=20 мкм.
Фрезерование цилиндрическими фрезами . Зубья цилиндрической фрезы располагаются по винтовой линии с определенным углом наклона винтовой канавки ω. Основными размерами цилиндрических фрез являются длина фрезы L, диаметр фрезы D, диаметр отверстия d, число зубьев z.
По направлению вращения фрезы делят на право- и леворежущие. Выбор типа и размера фрезы зависит от конкретных условий обработки. Фрезы с крупным зубом применяют при черновой обработке, с мелким при получистовой и чистовой.
Выбор оптимального размера фрезы для заданных условий можно осуществить по следующей номограмме:
Порядок пользования номограммой следующий: сначала выбирается длина фрезы в соответствии с шириной фрезерования. При этом длина фрезы должна быть больше ширины фрезерования на 5%. Далее в соответствии с условиями обработки определяется диаметр посадочного отверстия, затем диаметр фрезы, и наконец число зубьев. При этом используются следующие обозначения: Т – труднообрабатываемые материалы; С – материалы средней трудности обработки; Л – легкообрабатываемые материалы. I – черновая обработка; II – чистовая обработка.
Фрезерование торцевыми фрезами по сравнению с цилиндрическими имеет ряд преимуществ. Более жесткое крепление на оправке или шпинделе, более плавная работа большого числа одновременно работающих зубьев. По этой причине обработку плоскостей целесообразно производить торцевыми фрезами.
Основными размерами торцевых фрез являются диаметр, длина, диаметр отверстия, число зубьев. Стандартом предусмотрено, что у торцовых фрез, каждому диаметру фрезы соответствует определенное значение длины, диаметра отверстия, и числа зубьев. Данное обстоятельство следует учитывать при выборе типа фрезы.
Диаметр фрезы исходя из ширины фрезерования t выбирается по следующей формуле:
При этом минимально возможный диаметр фрезы выбирают из соотношения:
Фрезы меньшего диаметра имеют меньшую стоимость, а соответственно им крайне важно отдавать предпочтение. Также предпочтение следует отдавать фрезам оснащенным пластинами из твердого сплава, минимально возможного для данной ширины фрезерования, диаметра, так как при этом сокращается основное машинное время обработки за счёт увеличения минутной подачи. Для повышения чистоты обработки крайне важно снизить подачу на зуб, и увеличить скорость резания.
Фрезерование набором фрез осуществляют группой фрез установленных на одной оправке. Такой метод позволяет одновременно обработать несколько поверхностей. Применение набора фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве.
При фрезеровании плоских поверхностей цилиндрическими и торцовыми фрезами, возможны следующие виды дефектов:
Несоблюдение размеров детали;
Погрешности формы, возникает в случае обработки заготовок с большим и особенно неравномерным припуском, а также при недостаточной жесткости технологической системы;
Погрешности расположения обработанных плоскостей. Причина – неправильная установка заготовки, плохая очистка опорной поверхности приспособления от стружки, наличие заусенцев на установочной поверхности детали. При работе набором фрез указанный дефект может возникнуть вследствие неправильного расположения фрез на оправке;
Повышенная шероховатость может возникнуть при неправильной заточке фрезы, большого износа режущих кромок, неправильного выбора режимов резания, недостаточно жесткой системе СПИД;
Эффект подрезания возникает в случае остановки подачи, когда рабочий ход не закончен. При этом фреза продолжает вращении и врезается в заготовку под действием упругих сил оправки, которая ранее (до выключения подачи) под действием сил резания была изогнута. Другим условием возникновения эффекта подрезания является наличие большого зазора в соединении винт-гайка, при попутном фрезеровании. В этом случае процесс резания протекает толчками. В случае если своевременно не прекратить обработку, то дальнейшая работа может привести, кроме порчи обработанной поверхности, к износу винтовой пары, поломки оправки или фрезы. В этом случае крайне важно использовать метод встречного фрезерования. При этом следует учитывать, что при встречном фрезеровании эффект подрезания может возникнуть если установлена чересчур большая подача на зуб.
Вибрации отрицательно сказываются на качестве обработанной поверхности. Вибрации при фрезеровании возникают из-за неравномерности процесса резания. Для уменьшения вибраций крайне важно стремиться к тому, чтобы число одновременно работающих зубьев фрезы было как можно больше, соблюдать условия попутного и встречного фрезерования, а также условие равномерности фрезерования.
Фрезерование плоских поверхностей. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Фрезерование плоских поверхностей." 2017, 2018.
При фрезеровании поверхность обрабатывается не однолезвийным инструментом - резцом, как при строгании, а многолезвийным вращающимся инструментом - фрезой. Подача осуществляется путем перемещения обрабатываемой детали, закрепленной на столе станка. Фреза получает вращение от шпинделя станка.
Плоские поверхности можно фрезеровать торцовыми и цилиндрическими фрезами. Фрезерование торцовыми фрезами более производительно, чем цилиндрическими. Это объясняется тем, что при торцовом фрезеровании происходит одновременное резание металла несколькими зубьями, причем возможно применение фрез большого диаметра с большим числом зубьев.
Фрезерование цилиндрическими фрезами производится двумя способами. Первый способ - встречное фрезерование (рис. 2, а), когда вращение фрезы направлено против подачи; второй способ - попутное фрезерование (рис. 2, б), когда направление вращения фрезы совпадает с направлением подачи.
Рис. 2. Схемы фрезерования: a - встречное; б - попутное
При первом способе фрезерования толщина стружки постепенно увеличивается при резании металла каждым зубом фрезы, достигая величины а тах. Перед началом резания происходит небольшое проскальзывание режущей кромки зуба по поверхности резания, что вызывает наклеп обработанной поверхности и затупляет зубья.
При втором способе фрезерования толщина стружки постепенно уменьшаеся. Производительность может быть больше и качество обработанной поверхности лучше, чем при первом, но при втором фрезерования зуб фрезы захватывает металл сразу на полную глубину резания и, таким образом, резание происходит с ударами. Ввиду этого второй способ фрезерования можно применять только для работы на станках с большой жесткостью конструкции и устройством для устранения зазоров в механизмах подачи. По этой причин первый способ фрезерования применяется чаще, чем второй.
Фрезерные станки разделяются на следующие виды: 1) горизонтально-фрезерные, 2) вертикально-фрезерные, 3) универсально - фрезерныe, 4) продольно-фрезерные, 5) карусельно - фрезерцые, 6) барабанно - фрезерные и 7) специальные.
Фрезерные станки первых трех видов являются станками общего назначения и применяются во всех видах производства; остальные относятся к высокопроизводительным и применяются в серийном, преимущественно крупносерийном и массовом производстве. На горизонтально-фрезерных и вертикально-фрезерных станках можно устанавливать на стол станка 3 одну деталь 1 или несколько деталей рядами, обрабатывая их одновременно или последовательно (рис. 3) фрезами 2, закрепленными в приспособлении 4
Рис. 3. Фрезерование деталей, установленных рядами:1 - обрабатываемые детали; 2 - набор фрез; 3 - стол станка; 4 - приспособление.
Рис. 4. Производительные методы фрезерования:
1 и 2 - обрабатываемые детали; 3 - стол станка; 4 - поворотный стол
На рис. 4, а показано фрезерование деталей торцовой фрезой на вертикально-фрезерном станке так называемым методом маятниковой подачи (подача в обе стороны); при этом вспомогательное время затрачивается только на передвижение стола 3 на длину расстояния между деталями. Применение этого метода может значительно повысить производительность станка. Универсально-фрезерные станки в отличие от горизонтально-фрезерных имеют поворотный стол, которому можно придавать положение в горизонтальной плоскости под углом к оси шпинделя. Это дает возможность фрезеровать винтовые поверхности при использовании универсальной делительной головки.
Продольно-фрезерные станки бывают с горизонтальными и вертикальными шпинделями в различном сочетании: с одним горизонтальным или с одним вертикальным шпинделем; с двумя горизонтальными; с двумя горизонтальными и одним вертикальным; с двумя горизонтальными и двумя вертикальными. Такие станки бывают больших размеров (с ходом стола до 8 м, а иногда и более); их применяют для обработки крупных деталей - одновременно с двух или трех сторон.
На рис. 4, показано высокопроизводительное фрезерование на продольно-фрезерном (а) и горизонтально-фрезерном (б) станках с применением поворотного стола 4, благодаря которому смена обработанных деталей 1, 2 производится во время фрезерования; вспомогательное время затрачивается только на обратный отвод стола и поворот его, что не превышает 0,2-0,5 минуты на две детали.
Карусельно-фрезерные станки имеют круглые вращающиеся столы большого диаметра и один (рис. 5, а) или два (рис. 5, б) вертикально расположенных шпинделя.
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Плоскости обычно фрезеруют торцовыми и цилиндрическими фрезами. Диаметр торцовой фрезы D (мм) выбирают в зависимости от ширины В (мм) фрезерования с учетом соотношения D=(1,3...1,8)B. При фрезеровании торцовыми фрезами предпочтение следует отдавать несимметричной схеме резания. Размер смещения (мм) k = (0,03...0,06)D (рис. 5.18).
Фрезерование плоскостей производят в такой последовательности: подводят заготовку под вращающуюся фрезу до легкого касания, затем отводят из-под фрезы, выключают шпиндель станка, устанавливают лимб вертикальной подачи (при фрезеровании плоской поверхности) или поперечной подачи (при фрезеровании плоской торцовой поверхности) на глубину фрезерования, включают шпиндель станка и перемещают вручную стол с заготовкой до касания с фрезой, после чего включают продольную подачу стола.
При обработке цилиндрическими фрезами длина фрезы должна на 10...15 мм перекрывать требуемую ширину обработки. Диаметр фрезы выбирают в зависимости от ширины фрезерования и глубины резания t (мм).
При черновом фрезеровании обычно достигается точность размеров, соответствующая 11 и 12-му квалитетам, при чистовом - 8 и 9-му квалитетам. В отдельных случаях при тонком фрезеровании можно получить точность размеров, соответствующую 6 и 7-му квалитетам. Шероховатость обработанной поверхности колеблется от Rz 80 мкм до Ra 0,63 мкм. Наиболее низкие параметры шероховатости (Ra 1,25...0,63 мкм) получают тонким фрезерованием. Другой метод достижения низких параметров шероховатости плоских поверхностей на заготовках - это применение составных фрез, в корпусах которых закреплены черновые и чистовые резцы. Чистовые резцы устанавливают ниже черновых на величину, равную глубине чистового фрезерования. В корпусе фрезы можно устанавливать один или несколько чистовых резцов. При подаче Sz = 1,5... 2,5 мм/зуб и скорости резания v = 240... 250 м/мин достигается шероховатость поверхности Rz 5...2,5 мкм.
При обработке поверхностей торцовыми фрезами благодаря конструкции крепления инструмента процесс резания происходит спокойнее, чем при фрезеровании цилиндрической фрезой.
Концевыми фрезами можно фрезеровать вертикальные и небольшие горизонтальные плоскости. Применение наборов фрез при фрезеровании плоскостей позволяет повысить производительность процесса обработки и обрабатывать фасонные поверхности. Набор представляет собой группу фрез, установленных и закрепленных на одной оправке.
Плоскую поверхность детали, расположенную под определенным углом к горизонтали, называют наклонной, а наклонную плоскость небольших размеров - скосом.
Для фрезерования наклонных плоскостей и скосов используют следующие инструменты:
При фрезеровании с поворотом на требуемый угол заготовку закрепляют в универсальных тисках или на универсальной плите и поворачивают на угол так, чтобы плоскость, подлежащая обработке, располагалась параллельно поверхности стола.
Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцовыми и концевыми фрезами можно производить, поворачивая на требуемый угол не заготовку, а шпиндель инструмента. Это возможно осуществить на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости.
Фрезерование заготовок с наклонными плоскостями и скосами в условиях серийного и массового производств целесообразно производить в специальных приспособлениях, позволяющих устанавливать и закреплять заготовки без выверки.
Угловыми фрезами обрабатывают небольшие наклонные плоскости и скосы. В этом случае нет необходимости в повороте детали и фрезы.
Погрешность плоскостности при обработке торцовой фрезой возникает, если ось вращения фрезы неперпендикулярна к обрабатываемой поверхности или, иначе, к плоскости стола станка. Плоскость получается вогнутой (рис. 5.20), и тем больше, чем больше угол β и чем меньше диаметр D торцовой фрезы.
При фрезеровании плоскости цилиндрической фрезой (набором фрез) погрешность плоскостности может быть вызвана так называемым подрезанием, которое выражается появлением лунки 1 на обработанной поверхности (рис. 5.21) и является результатом временного прекращения движения подачи, вследствие чего фреза некоторое время работает, вращаясь на одном месте. Упругие силы, действующие между фрезой и заготовкой, стремятся при этом сблизить их, что приводит к непроизвольному появлению лунки («выработки»), и тем большей, чем меньше жесткость системы СИД, чем больше усилие резания и чем дольше находится фреза на одном месте.
Контроль плоскостности обработанной поверхности производят лекальной линейкой. Неплоскостность при обработке торцовых поверхностей проверяют плоским угольником или рейсмасом. Неплоскостностью, или отклонением от плоскостности, называют наибольшее расстояние от реальной обработанной поверхности (плоскости) до прилегающей поверхности в пределах контролируемого участка. Прилегающей называется поверхность, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки обработанной реальной поверхности было минимальным в пределах контролируемого участка.
Наклонные плоскости и скосы контролируют с помощью шаблонов и рейсмасов.
Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоскостей. Зубья цилиндрической фрезы располагают по винтовой линии с определенным углом наклона винтовой канавки со.
Цилиндрические фрезы изготовляют по ГОСТ 3752-71 с мелкими зубьями и с крупными зубьями, со вставными ножами по ГОСТ 9926-61 и со вставными ножами составные. Фрезы, оснащенные винтовыми пластинками твердого сплава, изготовляют по ГОСТ 8721 - 69.
Основными размерами цилиндрических фрез являются длина фрезы L, диаметр фрезы Д диаметр отверстия d, число зубьев z.
Цилиндрические фрезы изготовляют из быстрорежущей стали, а также оснащают пластинками твердых сплавов. Изготовление цилиндрических фрез со вставными ножами (зубьями) позволяет более экономно использовать дорогостоящий инструментальный материал.
По направлению вращения фрезы делят на право- и леворежущие. Праворежущими называют такие фрезы, которые при работе должны вращаться по часовой стрелке, если на фрезу смотреть со стороны заднего конца шпинделя (или против часовой стрелки, если смотреть со стороны подвески-серьги). Леворежущими фрезами называют такие фрезы, которые при работе должны вращаться против часовой стрелки, если смотреть со стороны заднего конца шпинделя (или по часовой стрелке, если смотреть со стороны подвески).
Если смотреть на фрезу со стороны подвески, то праворежущая фреза отбрасывает стружку вправо, а леворежущая - влево.
Цилиндрические фрезы в зависимости от того, какой стороной они установлены на оправке, могут быть использованы и как праворежущие, и как леворежущие. Направление резания можно изменить, перевернув фрезу на оправке.
Выбор типа и размера цилиндрической фрезы
Выбор типа и размера фрезы зависит от данных конкретных условий обработки (размеры обрабатываемой заготовки, марка обрабатываемого материала, величины припуска на обработку и др.).
Фрезы с крупным зубом применяют для черновой и получистовой обработки плоскостей, фрезы с мелким зубом - для получистовой и чистовой обработки.
Рис. 31. Номограмма для выбора оптимального типоразмера цельных цилиндрических фрез
На рис. 31 приведена номограмма для выбора оптимального размера цельных цилиндрических фрез с мелкими и крупными зубьями для заданных условий обработки. На рис. 31 приняты следующие обозначения материалов:
Т - труднообрабатываемые материалы (нержавеющая жаропрочная сталь и др.);
С - материалы средней трудности обработки (конструкционная сталь, серый чугун и др.);
Л - легкообрабатываемые материалы (медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы и др.);
I - черновая обработка;
II - чистовая обработка.
Порядок пользования номограммой поясним на примере. Требуется определить размеры цельной цилиндрической фрезы при черновом фрезеровании заготовки из стали 45 (σ в = 75 кГ/мм 2), ширина фрезерования В = 15 мм, глубина резания t = 5 мм.
1. Определяем длину фрезы. Длина фрезы должна быть больше ширины обрабатываемой заготовки. В правой верхней части номограммы по оси абсцисс даны две шкалы: нижняя, по которой откладывается ширина фрезерования В, и верхняя, по которой отложены стандартные значения длины цилиндрических фрез, соответствующие различным значениям ширины фрезерования. Так, для нашего случая для ширины В = 75 мм ближайшая длина фрезы L = 80 мм.
2. Далее необходимо определить диаметр отверстия фрезы (или диаметр оправки). Из точки, соответствующей L = 80 мм, проводим вертикальную линию до пересечения с наклонной линией, соответствующей условиям обработки - С-I (черновая обработка материала средней трудности обрабатываемости). Из полученной точки проводим горизонтальную линию до пересечения с осью d (диаметр оправки). Точка пересечения находится ближе к d - 40 мм. Поэтому выбираем фрезу с диаметром отверстия d = 40 мм.
3. Определяем диаметр фрезы. Из точки, соответствующей d = 40 мм, проводим горизонтальную линию до пересечения с наклонной линией I (черновая обработка). Из полученной таким путем точки проводим вертикальную линию вниз до пересечения с осью D - диаметр фрезы. Как видно из графика, ближайший диаметр фрезы равен 100 мм.
4. Находим число зубьев фрезы. Из точки, соответствующей D = 100 мм, проводим вертикальную линию вниз до пересечения с линией, соответствующей заданным условиям обработки С-Ь Из точки пересечения указанных линий проводим горизонтальную линию до пересечения с осью z (число зубьев фрезы) - нижняя левая часть номограммы. Эта точка находится между z = 12 и z = 14. Принимаем z = 12, так как фрезы полученных параметров с z = 14 по стандарту нет. Таким образом, искомые параметры фрезы: цилиндрическая фреза с крупными зубьями L = 80 мм, D =100 мм, d = 40 мм, z = 12.
Для заданных условий фрезерования определяем по справочникам технолога оптимальные геометрические параметры фрезы: γ = 15°, α = 5°.
На рис. 32 приведена номограмма, по которой можно произвести выбор оптимального типоразмера цилиндрических фрез со вставными ножами.
Рис. 32. Номограмма для выбора оптимального типоразмера цилиндрических фрез со вставными ножами
Наладка и настройка
фрезерного станка для
выполнения различных работ
Наладка - подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению определенной технологической операции (установка оправки на станке; установка фрезы и установочных колец на оправке; проверка биения фрезы; установка приспособления на станке; выверка заготовки относительно инструмента; расстановка упоров, ограничивающих ход стола и др.).
Настройка фрезерного станка заключается в установлении требуемого числа оборотов шпинделя станка, заданной минутной подачи и глубины фрезерования.
Установка и закрепление фрезы . После того как выбран оптимальный для данных условий обработки типоразмер цилиндрической фрезы, производят ее установку и закрепление. В соответствии с размером диаметра отверстия фрезы выбирают необходимый диаметр оправки.
На отечественных заводах применяются оправки стандартных диаметров: 16, 22, 27, 32, 40, 50 и 60 мм. На рис. 33 показана фрезерная оправка 3 для крепления цилиндрической или дисковой фрез или набора фрез с установочными кольцами 5.
Рис. 33. Оправка для закрепления фрез
Фрезерная оправка ставится в конус шпинделя и затягивается шомполом 7. На оправку надевают установочные (проставные) кольца и на требуемом расстоянии от торца шпинделя - фрезу 4. Затем снова надевается ряд колец и конусная втулка 8 под серьгу с учетом желаемого удаления серьги от фрезы. Набор колец с фрезой (или набором фрез) и конусной втулкой затягивается на оправке гайкой 1. После этого серьга подвигается на конусную втулку оправки до отказа и крепится на хоботе гайки 2. Хобот также должен быть закреплен на станине гайками 6. При тяжелых работах устанавливается вторая серьга, для чего в набор включается и вторая конусная втулка.
Для расположения одной или нескольких фрез на оправке пользуются установочными кольцами двух типов различной ширины (рис. 34, а, б).
Рис. 34. Установочные кольца
Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит и * колец шириной от 1 до 50 мм; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 3,0; 5,0; 8,0;10; 15. 20; 30; 40 и 50 мм.
Когда устанавливают на оправке одну фрезу, ее желательно располагать ближе к шпинделю станка, так как в этом положении прогиб оправки будет минимальным. Требуемое расположение фрезы относительно обрабатываемой заготовки при этом достигается соответствующей установкой стола в поперечном направлении.
Если невозможно установить фрезу вблизи шпинделя, рекомендуется применять дополнительную подвесную серьгу 1 (рис. 35). Если на оправке должно быть установлено несколько фрез, не имеющих торцового кантакта, то правильность их взаимного расположения достигается набором промежуточных колец 2, которые устанавливают между ними.
Рис. 35.
Порядок установки и закрепления фрезы
1. Выдвинуть хобот станка поворотом торцового ключа, предварительно отвернув стопорящие винты (рис. 36).
Рис. 36. Выдвижение хобота и снятие серьги
2. Снять серьгу, предварительно отвернув винт.
3. Вставить оправку концческим концом в отверстие шпинделя, совместить пазы во фланце оправки с сухарями на конце шпинделя и закрепить оправку шомполом. Конический хвостик оправки должен плотно входить в коническое отверстие шпинделя. Поэтому необходимо оберегать конический хвостик оправки и гнездо в шпинделе от забоин, тщательно очищать их от пыли перед закреплением.
4. Надеть на оправку подобранные установочные кольца и фрезу. Обратить внимание на соответствие направления вращения шпинделя станка направлению винтовых канавок фрезы
Следует запомнить, что надо выбирать обязательно схемы с разноименными направлениями винтовых канавок фрезы и направлением вращения шпинделя.
При работе на горизонтально-фрезерных станках следует применять цилиндрические фрезы с левым направлением винтовых канавок при правом вращении фрезы или с правым направлением винтовых канавок при левом направлении вращения фрезы. Это объясняется тем, что в случаях с разноименным направлением винтовых канавок фрезы и направлением ее вращения осевая составляющая силы резания Рх направлена в сторону шпинделя, т. е. более жесткой опоры. При этом она будет вдавливать оправку в отверстие шпинделя, а не вытягивать фрезу с оправкой из гнезда шпинделя и давить на менее жесткую опору - серьгу. Теперь возвратимся к установке и закреплению фрезы. После того как надели на оправку установочные кольца и фрезу, далее следует надеть на оправку остальные установочные кольца и затянуть гайку на конце оправки. При этом надо следить за тем, чтобы гайка не закрывала шейки оправки, которая входит в подшипник серьги.
5. Установить серьгу так, чтобы конец оправки (шейка) вошел в подшипник серьги (рис. 37, а).
Рис. 37. Закрепление фрезы на оправке
6. Закрепить фрезу на оправке, затянув ключом гайку (рис. 37, 6).
7. Закрепить хобот и смазать подшипник серьги.
8. Проверить биение фрезы и оправки, которое должно соответствовать существующим нормам. Для проверки биения оправки и фрезы следует пользоваться индикатором со штативом.
Проверка биения фрезы
Для проверки биения фрезы применяют прибор, показанный на рис. 38. Радиальное биение режущих кромок относительно отверстия для фрез диаметром до 100 мм не должно превышать 0,02 мм для двух смежных зубьев и 0,04 для двух противоположных зубьев. Биение опорных торцов при проверке на оправке 0,02 мм для фрез длиной до 50 мм и 0,03 мм для фрез длиной более 50 мм.
Рис. 38. Прибор для проверки фрез на биение
Радиальное биение двух смежных зубьев фрез диаметром от 100 до 125 мм не более 0,02 мм, а фрезы - не более 0,05 мм; для фрез диаметром свыше 125 мм - соответственно 0,03 мм и 0,08 мм.
Применение упоров . Фрезерные станки снабжены устройствами для автоматизации рабочего цикла, которые позволяют настроить станок на быстрый подвод стола, переключение его на рабочую подачу и останов в конечном положении. На рис. 39 показана расстановка упоров, ограничивающих продольный ход стола широкоуниверсального станка 6Р82Ш. Упорные кулачки 7 и 2 устанавливают и закрепляют в боковом продольном пазу стола, в положении, соответствующем началу и окончанию рабочего хода стола, в зависимости от требуемой длины фрезерования. После включения вправо рычагом 3 механической подачи стол с обрабатываемой заготовкой начинает перемещаться слева направо до тех пор, пока кулачок 1 не упрется в выступ рычага 3 и не поставит его в среднее положение, выключив тем самым механическую подачу.
Рис. 39. Растановка упоров для автоматического выключения продольной подачи
После поворота рычага 3 влево стол получит автоматическую подачу справа налево и будет перемещаться до тех пор, пока кулачок 2 не упрется в выступ на рычаге 3 и не поставит его в среднее положение, выключив механическую подачу. Подобные устройства применяют во фрезерных станках для ограничения и автоматического выключения поперечной и вертикальной подачи. В тех случаях, когда по условиям обработки не требуется автоматическое выключение подачи стола, кулачки устанавливают и закрепляют в крайних рабочих положениях стола.
Подача смазочно-охлаждающей жидкости . Следует подобрать для данных условий обработки соответствующую СОЖ (см. § 7) и убедиться в надежности работы системы подачи жидкости.
Выбор режимов фрезерования . Выбрать режимы фрезерования означает, что для заданных условий обработки (материал и марка заготовки, ее профиль и размер) выбрать оптимальный тип и размер фрезы, марку материала фрезы и геометрические параметры режущей части, а также оптимальные параметры режимов фрезерования: ширина фрезерования, глубина фрезерования, подача на зуб, скорость резания, число оборотов шпинделя, минутная подача, эффективная мощность фрезерования и машинное время.
В гл. IX подробно разобран вопрос об установлении режимов фрезерования. Здесь ограничимся лишь некоторыми сведениями по этому вопросу(в серийном производстве все данные для выбора фрезы и режимов фрезерования указывают в операционных технологических картах).
Выбор типа и размера цилиндрических фрез и их геометрических параметров разобран ранее. Режим резания определяют по таблицам, которые приведены в справочниках фрезеровщика, технолога, нормировщика или в справочниках по режимам резания. Ширину фрезерования, как правило, не выбирают, так как она зависит от размеров заготовки детали. Глубина чернового фрезерования зависит от припуска на обработку и мощности электродвигателя станка. Припуск на обработку желательно снять за один проход. При чистовом фрезеровании глубина резания не превышает 1-2 мм.
Подача на зуб фрезы выбирается в зависимости от характера обработки (черновое или чистовое фрезерование). При черновом фрезеровании подача на зуб больше, чем при чистовом, так как чем меньше подача на зуб, тем выше класс шероховатости обработанной поверхности.
По выбранным значениям глубины, ширины фрезерования и подачи на зуб определяют скорость резания. Разберем подробно настройку горизонтально-фрезерного станка 6Р82 на случай чернового фрезерования заготовки из стали 45 (σ в 75 кГ/мм 2), ширина фрезерования В 15 мм, глубина резания t 5 мм. В данном примере выберем типоразмер цилиндрической фрезы со вставными ножами, а не цельной.
Решение . По номограмме (см. рис. 32) определяем типоразмер цилиндрической фрезы со вставными ножами. Решение примера на рис. 32 показано стрелками. Для ширины фрезерования В = 15 мм ближайший размер длины фрезы равен 100 мм. Из точки с отметкой L = 100 мм проводим вертикальную прямую до пересечения с линией С-I (черновая обработка, материал средней трудности обработки). Далее из полученной точки проводим горизонтальную линию до пересечения с осью d (диаметр оправки). Ближайший размер оправки d = 40 мм. Из точки с отметкой d = 40 мм проводим горизонтальную прямую до пересечения с линией I (черновая обработка). Затем из полученной точки проводим вниз вертикальную линию до пересечения с осью, на которой обозначен диаметр фрезы D. Получаем промежуточное значение диаметра фрезы (между 90 и 110 мм). Из точки, соответствующей выбранному диаметру, например 110 мм, проводим вертикальную линию до пересечения с линией С-I. Из полученной точки проводим горизонтальную линию до пересечения с линией z (число зубьев фрезы). Таким образом, для данного случая оптимальные размеры фрезы будут: L = 100 мм, d = 40 мм, D = 90 мм, z = 8 или L = 100 мм, d = 40 мм, D = 110 мм, z = 10.
Предпочтительнее взять второй вариант, так как здесь z=10, а не 8, как в первом случае. Теперь для заданного обрабатываемого материала и материала режущей части фрезы Р6М5 находим по таблицам оптимальные геометрические параметры режущей части γ = 15°, α = 8°.
В порядке, указанном ранее, определяем режим резания по таблицам. Для фрез со вставными ножами и крупным зубом подача на зуб задается в пределах 0,05-0,4 мм/зуб. Примем подачу на зуб S z 0,02 мм/зуб. Скорость резания при обработке стали этими фрезами назначается в пределах 35-55 м/мин. Для нашего случая v = 42 м/мин.
Для определения числа оборотов шпинделя по заданной скорости резания и выбранному диаметру фрезы можно воспользоваться графиком (рис. 40). Из точки, соответствующей принятой скорости резания, проводят горизонтальную линию, а из точки с отметкой выбранного диаметра фрезы - вертикальную. В точке пересечения указанных линий определяют ближайшую ступень чисел оборотов фрезы, имеющихся на данном станке. Так, например, в нашем примере число оборотов шпинделя при фрезеровании цилиндрической фрезой диаметром D = 110 мм при скорости резания 42 м/мин согласно графику будет равно 125 об/мин.
Рис. 40. График выбора числа оборотов фрезы
Искомое число оборотов обычно находится между двумя соседними значениями чисел оборотов шпинделя. В таких случаях выбирают ближайшую ступень чисел оборотов к найденному значению по графику (рис. 40).
Численное значение минутной подачи и соответственно выбор имеющейся на данном станке величины S м можно определить без подсчета, пользуясь графиком (рис. 41).
Рис. 41. График выбора минутной подачи
Для нашего примера определим минутную подачу при фрезеровании фрезой с числом зубьев z = 10, при s z = 0,2 мм/зуб и n = 125 об/мин. Из точки, соответствующей подаче на зуб, s z = 0,2 мм/зуб, проводим вертикальную до пересечения с наклонной линией, соответствующей числу зубьев фрезы z = 10. Из полученной точки проводим горизонтальную линию до пересечения с наклонной линией, соответствующей принятому числу оборотов шпинделя n = 125 об/мин. Далее из полученной точки проводим вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с нижней шкалой минутных подач, имеющихся на данном станке, определяет ближайшую ступень минутных подач.
Для нашего примера, как видно из графика, минутная подача совпадает с одной из ступеней минутных подач, имеющихся на горизонтально-фрезерных станках серии М и Р, и равна 250 мм/мин. Для других типов станков легко построить подобные графики.
Если бы в разобранном выше примере была бы дана заготовка не из стали, а из серого чугуна твердостью НВ - 180, то при той же ширине фрезерования В = 75 мм и глубине резания t = 5 мм и для той же фрезы со вставными ножами (L = 100 мм, d = 40 мм, D = 110 мм, z = 10) следовало бы внести следующие изменения. Геометрические параметры фрезы для этого случая γ = 0°, α = 15°. Подача на зуб при обработке чугуна выбирается в пределах 0,1-0,5 мм/зуб, т. е. соответственно больше, чем при обработке стали. Скорость резания при обработке чугуна назначается в пределах 15-45 м/мин, т. е. меньше, чем при обработке стали 45.
Режим чистового фрезерования отличается от режимов чернового фрезерования тем, что при чистовом фрезеровании стали и чугуна назначается сравнительно малая подача на зуб фрезы (s z = 0,05-0,12 мм/зуб) при больших скоростях резания (по указанному выше верхнему пределу скоростей для обоих случаев).
Режимы фрезерования обычно указывают в операционных картах механической обработки. Следует иметь в виду, что несоблюдение этих режимов фрезерования приводит к нерациональному использованию станка и инструмента, снижению производительности труда или даже к получению бракованных деталей.
Настройка коробки скоростей и подач на заданное число оборотов в минутную подачу осуществляется путем установки рукоятки и лимба переключения скоростей и подач в соответствующие положения.
Установка на глубину фрезерования . Прежде чем поднимать или опускать стол, надо ослабить затяжку стопорных винтов. При вращающемся шпинделе осторожно подвести вручную стол вместе с закрепленной заготовкой под фрезу до момента легкого касания. Далее ручным перемещением стола в продольном направлении вывести заготовку из-под фрезы.
Затем вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на величину, равную глубине резания. Отсчет величины перемещения стола производят по лимбу, т. е. кольцу с делениями (рис. 42). Отсчет по лимбу можно принципиально вести от любого деления шкалы, однако для удобства и упрощения отсчета, после того как фреза коснулась обрабатываемой заготовки, лимб следует установить на нулевое положение (т. е. риску лимба с отметкой О совместить с визирной риской).
Рис. 42. Лимб для отсчета перемещений
Ценой деления лимба называется величина, на которую переместится стол станка, если рукоятку винта подачи стола повернуть на одно деление лимба. Если, например, цена деления лимба равна 0,05 мм и лимбовое кольцо имеет 40 делений, то это означает, что за один оборот рукоятки ручного подъема стола он переместится на величину 0,05 х 40 = 2 мм. Чтобы поднять стол на 3 мм, нужно повернуть лимб на 3:0,05 = 60 делений, т. е. на полтора оборота.
При вращении рукоятки вертикальной подачи стола нужно учитывать наличие «мертвого хода». В результате износа винта й гайки в соединении винт-гайка образуется зазор. Поэтому если вращать рукоятку подачи винта в одном направлении, а затем изменить направление вращения винта, то он повернется на какую-то часть оборота вхолостую (пока не будет выбран зазор в соединении винт-гайка), т. е. стол перемещаться не будет.
Поэтому подводить лимб до нужного деления надо очень плавно и по возможности осторожно (без рывков). Если же случайно все-таки повернули, скажем до 40-го деления, а нужно до 35-го, то нельзя исправить ошибку путем поворота лимба в обратном направлении на 5 делений. В таких случаях необходимо повернуть маховичок с лимбом в обратном направлении почти на полный оборот и осторожно подвести лимб заново до требуемого деления.
После установки фрезы на требуемую глубину фрезерования необходимо застопорить консоль и салазки поперечной подачи и установить кулачки включения механической подачи на требуемую длину фрезерования.
После осуществления наладки и настройки станка плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, немного не доводя, включить станок, включить механическую подачу и приступить к работе.
Перед подачей стола в исходное положение (вывод детали из-под фрезы) надо удалить с помощью щетки всю стружку с обработанной поверхности, а стол немного опустить, чтобы не испортить обработанной поверхности детали при обратном ходе. Затем произвести измерение обработанной детали, размеры которой должны соответствовать размерам, указанным в операционной карте. В случае необходимости произвести исправление размера путем дополнительного прохода.
Фрезерование наклонных плоскостей и скосов . Плоскость детали, расположенную под некоторым углом к горизонтальной плоскости, называют наклонной плоскостью . Наклонную плоскость детали, имеющую небольшие размеры, называют скосом . Фрезерование наклонных плоскостей и скосов цилиндрическими фрезами может быть осуществлено путем установки заготовки под требуемым углом к оси фрезы. Этот поворот можно произвести разными путями.
Установка заготовки в универсальных тисках . При установке универсальных тисков на требуемый угол следует иметь в виду, что подлежащая обработке наклонная плоскость должна быть расположена горизонтально, т. е. параллельно оси фрезы.
Установка заготовки на универсальной поворотной плите . На рис. 43 показана заготовка, установленная под требуемым углом на универсальной поворотной плите.
Рис. 43. Фрезерование наклонной плоскости на универсальной поворотной плите
Поворотные плиты позволяют обрабатывать плоскости с любым углом наклона в пределах от 0 до 90° при возможности одновременного поворота обрабатываемой заготовки в горизонтальной плоскости на угол до 180°. Заготовку крепят к столу универсальной плиты прихватами или болтами, как и при закреплении на столе фрезерного станка. Универсальные тиски и универсальные поворотные плиты применяют в единичном или мелкосерийном производстве.
Установка заготовок в специальных приспособлениях . При обработке заготовок с наклонными плоскостями или скосами в условиях крупносерийного и массового производства целесообразно установку заготовок под требуемым углом к оси фрезы производить в специальных приспособлениях.
На рис. 44 показано приспособление для фрезерования наклонных плоскостей. В приспособлении устанавливают две обрабатываемые заготовки и фрезеруют одновременно торцовой или цилиндрической фрезой.
Рис. 44. Приспособление для фрезерования наклонных плоскостей
В массовом производстве фрезерование совершенно вытеснило применявшееся ранее строгание и частично долбление. При обработке фрезерованием можно обеспечить значительно большую производительность - благодаря применению многолезвийного инструмента можно обрабатывать в единицу времени значительно большую поверхность.
Производительность фрезерования выше еще и потому, что можно одновременно обрабатывать несколько заготовок несколькими одновременно работающими инструментами. Кроме того, сокращается продолжительность рабочих и холостых ходов заготовки и инструмента.
Основными способами фрезерования, обеспечивающими повышение производительности обработки, являются:
-параллельное, т. е. одновременное, фрезерование нескольких заготовок или нескольких поверхностей одной заготовки. Для этого на одной оправке устанавливают несколько цилиндрических, дисковых и фасонных фрез или несколько торцевых фрез на различных шпинделях. Обработку проводят также с помощью одной торцевой фрезы большего, диаметра или одной цилиндрической фрезы достаточной длины. Пpи таком фрезеровании резко сокращается трудоемкость обработки вследствие совмещения машинного времени отдельных переходов и уменьшения вспомогательного времени;
-последовательное фрезерование нескольких заготовок, установленных в ряд на столе станка (или нескольких поверхностей одной заготовки), по мере их подвода к фрезе в процессе рабочего движения стола станка. В этом случае резко сокращается вспомогательное время, так как оно перекрывается машинным временем;
-параллельно-последовательное фрезерование (рис.3.86), при котором одновременную обработку нескольких заготовок (или нескольких поверхностей одной заготовки), установленных в один или несколько рядов на столе станка, комбинируют с последовательной обработкой. Применение этого способа наряду со снижением трудоемкости благодаря сокращению вспомогательного времени позволяет резко снизить машинное время;
Рисунок 3.86 фрезерование деталей, установленных рядами:
1 – обрабатываемые детали; 2 – набор фрез; 3 – стол станка; 4 - приспособление
-фрезерование на поворотных столах и приспособлениях(рис.3.87) . В этом случае трудоемкость обработки уменьшается вследствие совмещения большой части вспомогательного времени с машинным, так как снимают обработанную заготовку и устанавливают новую во время фрезерования детали на другой позиции стола или в приспособлении;
Рисунок 3.87. Схема фрезерования на поворотном столе. 1,2 – обрабатываемые детали, 4 – поворотный стол
-фрезерование с подачей в обе стороны (маятниковая подача). Этот способ обработки является разновидностью предыдущего. Его применяют для небольших поверхностей длинных заготовок, для которых применение поворотных устройств затруднено;
Рисунок 3.88. Схема фрезерования.
1,2 – обрабатываемые детали, 3 –стол станка
-непрерывное фрезерование (рис.3.89) заключается в том, что обрабатываемые заготовки устанавливают на круглом непрерывно вращающемся столе или в барабанном устройстве и фрезеруют торцевыми фрезами, установленными на шпинделях станка. При таком фрезеровании штучное время может быть очень близким или равным машинному времени. Обработка плоскостей торцевыми фрезами в серийном и массовом производстве все больше вытесняет фрезерование цилиндрическими фрезами, так как этот способ более производителен, а также позволяет осуществлять обработку заготовок значительной ширины при жестком креплении инструмента. Кроме того, шероховатость поверхности также понижается до R а =0,8...0,4 мкм.
