Ф. Барбашов. Фрезерное дело.

Основные сведения о фрезеровании. Понятие о процессе резания металлов

Процесс резания металлов заключается в срезании с заготовки липшего слоя в виде стружки с целью получения детали требуемой формы, размеров и классов шероховатости обработанных поверхностей.

Основными видами механической обработки являются: точение, строгание, сверление, фрезерование, шлифование и др. Все эти виды обработки осуществляют на металлорежущих станках с помощью различных режущих инструментов - резцов, сверл, фрез и др. Основой всех разновидностей процесса резания является точение, а основой всех видов режущего инструмента - токарный резец.

Для осуществления процесса резания необходимо, иметь два движения - главное (рабочее) и движение подачи. Главное движение при точении - это вращательное движение обрабатываемой заготовки (1, а). При фрезеровании главным движением является вращение фрезы (1, б). Скорость главного движения определяет скорость резания.

Поступательное перемещение резца в продольном или поперечном направлении является движением подачи при точении. При фрезеровании движением подачи является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном, поперечном или вертикальном направлениях. Скорость главного движения всегда больше скорости движения подачи. В процессе резания образуется стружка.

На 2 показана схема образования стружки при резании материалов. Заготовка и резец закреплены на станке. Резец, установленный на некоторую глубину резания, перемещается под действием силы, передаваемой станком.

При резании пластичных материалов различают следующие фазы образования элемента стружки (по И. А. Тиме). В начале резания происходит соприкосновение резца с обрабатываемой заготовкой (2, а). Затем резец своей вершиной вдавливается в материал (2, б), который претерпевает деформацию сдвига. Дальнейшее внедрение резца преодолевает силы сцепления между отделяемым слоем и основным материалом и приводит к скалыванию (или сдвигу) первого элемента стружки (2, в). Затем резец, продолжая движение, отделяет от основной массы материала последующие элементы стружки (второй, третий и т. д.). Цифрами 1, 2, 3..., 10 (2, в, г,) показаны последовательно образуемые элементы стружки.

Срезанный в виде стружки слой металла может иметь различный вид в зависимости от условий обработки, обрабатываемого материала и других факторов.

Различают следующие виды стружек (3). Стружка надлома (3, а) получается при обработке хрупких материалов (чугуна, бронзы и др.). Частицы стружки не связаны между собой. Даже при обработке стали с большими подачами и очень малыми скоростями резания образуется стружка надлома. Стружка скалывания (3, б) образуется при обработке стали со средними скоростями резания. Сторона стружки, которая касалась передней поверхности инструмента (при-резцовая сторона), гладкая, блестящая, а внешняя сторона - с зазубринами. Сливная стружка (3, в) получается при резании пластичных материалов (медь, алюминий, сталь и др.) с большими скоростями резания. Стружка имеет вид ленты, завивающейся в плоскостную или винтовую спираль (при точении), или отдельных стружек (при фрезеровании) без зазубрин, свойственных стружке скалывания.

Понятие о геометрии резцов

Резцы являются простейшими и наиболее распространенными режущими инструментами.

Элементы резцов. Резец состоит из головки (рабочей части) и державки (4). Державка служит для закрепления резца в резцедержателе, установленном на суппорте станка. Державка характеризуется размерами по высоте Н, ширине В и длине* L. Иногда применяют резцы с державками круглого сечения.

Головка резца образуется специальной заточкой и состоит из следующих элементов: передней поверхности (грани), задних поверхностей (граней), режущих кромок и вершины (4).

Передней поверхностью 1 называют поверхность, по которой сходит стружка.

Задними поверхностями называют поверхности, обращенные к обрабатываемой заготовке. У резцов их две - главная 2 и вспомогательная 3.

Режущие кромки образуются пересечением передней и задних поверхностей. Их также две- главная и вспомогательная.

Главная режущая кромка б образуется пересечением передней и главной задней поверхностей. Она выполняет основную работу резания.

Вспомогательная режущая кромка 5 образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей.

Вершиной резца 4 называется место сопряжения главной режущей кромки со вспомогательной.

На обрабатываемой заготовке в процессе резания различают следующие поверхности (5): обрабатываемую 1, обработанную 3 и поверхность резания 2.

Обрабатываемой поверхностью называется поверхность, подлежащая обработке.

Обработанной поверхностью называется поверхность, полученная на заготовке после снятия стружки.

Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно режущей кромкой инструмента.

Углы заточки резца. Для определения углов заточки режущего инструмента устанавливают координатные (исходные) плоскости: основную и плоскость резания.

Основной плоскостью 5 (5) называется плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам. У токарных резцов с призматическим сечением державки за основную плоскость принимают нижнюю опорную поверхность резца.

Плоскостью резания 4 называют плоскость, перпендикулярную основной плоскости и проходящую через главную режущую кромку резца.

Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость (6).

Главный заданный угол а- угол между касательной к главной задней поверх- ' ности резца в данной точке режущей кромки и плоскостью резания. Задний угол нужен для того, чтобы уменьшить трение задней поверхности инструмента об обрабатываемую заготовку. Он выбирается обычно в пределах от 2 до 12°.

Угол заострения /?- угол между передней и главной задней поверхностью резца. От этого угла зависит прочность режущей части инструмента.

Передний угол 7- угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца. Этот угол необходим для уменьшения силы резания, а также для уменьшения трения сходящей стружки о переднюю поверхность резца. При обработке вязких металлов передний угол выбирается в пределах от 10 до 20° и более. При обработке сталей, в особенности твердыми сплавами, передний угол выбирается близким к нулю или даже отрицательным. При работе фасонными инструментами (фасонными резцами, фасонными фрезами, резьбовыми фрезами, зуборезным инструментом и др.) передний угол должен быть равным нулю либо иметь небольшие положительные значения (от. 2 до 43).

Общие сведения об устройстве фрез

Фрезерование осуществляется режущим инструментом, называемым фрезой. Режущие зубья могут быть расположены как на цилиндрической поверхности, так и на торце. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент - резец (7). Фрезы, как правило, многозубый инструмент. Иногда применяют однозубые фрезы.

Режущую часть фрез изготавливают из инструментальных углеродистых сталей, быстрорежущих инструментальных сталей, твердых сплавов и минералокерамических сплавов (подробнее см. § 62).

Поверхности, кромки и другие элементы. Поверхности и режущие кромки зубьев фрез (рис.7) имеют следующие названия (по аналогии с резцами).

Передняя поверхность зуба 1- поверхность, по которой сходит стружка.

Задняя поверхность зуба 4 - поверхность, обращенная в процессе резания к поверхности резания.

Спинка зуба 5 - поверхность, смежная с передней поверхностью одного зуба и задней поверхностью соседнего. Она может быть плоской, ломаной или криволинейной.

Торцовая плоскость - плоскость фрезы, перпендикулярная к ее оси.

Осевая плоскость - плоскость, проходящая через ось фрезы и рассматриваемую точку на ее режущей кромке. Режущая кромка 2 (7) - линия, образованная пересечением передней и задней поверхностей зуба.

Главная режущая кромка - кромка, выполняющая основную работу резания.

У цилиндрических фрез главная режущая кромка может быть прямолинейной (по образующей цилиндра), наклонной к образующей цилиндра и винтовой.

Вспомогательной режущей кромки у цилиндрических фрез нет.

У фрез, работающих торцовыми зубьями, как и у резцов (см. 4), различают:

главную режущую кромку - кромку, расположенную под углом к оси фрезы; вспомогательную режущую кромку - кромку, расположенную на торцовой части фрезы, а также переходную режущую кромку - кромку, соединяющую главную и вспомогательную режущие кромки.

Ширина задней поверхности зуба (фаска 3, 7) - расстояние от режущей кромки до линии пересечения задней поверхности зуба с его спинкой, измеренное в направлении, перпендикулярном к режущей кромке.

Окружной шаг зубьев - расстояние между одноименными точками режущих кромок двух смежных зубьев, измеренное по дуге окружности с центром на оси фрезы и в плоскости, перпендикулярной к этой оси. Окружной шаг может быть равномерным и неравномерным.

Величина затылования К (8, б) - величина понижения кривой затылования между режущими кромками двух соседних зубьев.

Элементы и форма канавок. Канавка (7, поз. 6) - выемка для отвода стружки, ограниченная передней поверхностью одного зуба и задней поверхностью и спинкой соседнего зуба. Канавки делятся на прямые и винтовые.

Шаг винтовой канавки Н - расстояние между двумя последовательными точками на режущей кромке фрезы, лежащими на одной образующей цилиндрической поверхности.

Профиль канавки в нормальном сечении - линия пересечения поверх-

ности канавки с плоскостью, нормальной к режущей кромке.

Профиль канавки в поперечном сечении - линия пересечения поверхности канавки с плоскостью, перпендикулярной к оси фрезы (торцовой плоскостью).

Радиус канавки -радиус закругления дна канавки.

Элементы режимов резания при фрезеровании

Скорость резания у - длина пути (в метрах), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

За один оборот фрезы точка режущей кромки, расположенная на окружности фрезы диаметром Д пройдет путь, равный длине окружности, т. е. nD.

При фрезеровании различают следующие виды подач (12): подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи.

Подачей на зуб (sz, мм/зуб) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб.

Подачей на один оборот фре-з ы (so, мм/об) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за один оборот фрезы.

Минутной подачей (sM, мм/мин) называется величина относительного перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за одну минуту.

Как видно на 12, каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой. Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза. Из 12 видно, что толщина среза изменяется от нуля до максимального значения.

На обрабатываемой заготовке при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания (13).

Для всех видов фрезерования различают глубину резания и ширину фрезерования. Глубина фрезерования - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями (см. 13). Ширина фрезерования - ширина обработанной за один проход поверхности. Обычно глубину фрезерования принято обозначать буквой t, а ширину фрезерования - В. Это справедливо в том случае, когда указанные параметры рассматриваются как технологические. Параметр (глубина или ширина фрезерования), который оказывает влияние на длину контакта главных режущих кромок фрезы с обрабатываемой заготовкой, будем обозначать буквой В, второй, не влияющий на указанную длину, - буквой t. На 14 видно, что параметром, влияющим на длину контакта главных режущих кромок с обрабатываемой заготовкой и обозначенным буквой В, будет ширина фрезерования при фрезеровании плоскости цилиндрической

фрезой (14, а), паза или уступа дисковой фрезой (14, бив), или глубина фрезерования при фрезеровании паза или уступа концевой фрезой (14, г и д), уступа торцовой фрезой (14, е), торцовой фрезой с угловым лезвием (14, ж), симметричное фрезерование торцовой фрезой (14, з) и несимметричное фрезерование торцовой фрезой (14, и).

Поэтому в дальнейшем буквой В будем обозначать ширину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или глубину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами. Буквой t - глубину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или ширину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами.

Слой материала, который необходимо удалить при фрезеровании, называется припуском на обработку. Припуск можно удалить в зависимости от его величины за один или несколько проходов. Различают черновое и чистовое фрезерование. При черновом фрезеровании обработку производят с максимально допустимыми по условиям обработки глубинами резания и подачами на зуб. Чистовым фрезерованием получают детали с окончательными размерами и поверхностью высокого класса шероховатости.

Встречное и попутное фрезерование

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование (фрезерование против подачи) и попутное фрезерование (фрезерование по подаче).

Встречным называется фрезерование, которое осуществляется при противоположных направлениях движения фрезы и обрабатываемой заготовки в месте их контакта (15, а, б).

Попутное фрезерование производится при совпадающих направлениях вращения фрезы и движения обрабатываемой заготовки в месте их контакта (15, в, г).

При встречном фрезеровании толщина среза изменяется от нуля при входе зуба в точке А до максимального значения при выходе зуба из контакта с обрабатываемой заготовкой в точке В. При попутном фрезеровании толщина среза изменяется от максимальной величины в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой в точке В до нуля при выходе в точке А.

При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно, следовательно, нагрузка на станок возрастает постепенно. При попутном фрезеровании в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой сказывается удар, так как именно в этот момент будет максимальная толщина среза. Поэтому попутное фрезерование можно производить на станках, обладающих достаточной жесткостью и виброустойчивостью, и главным образом при отсутствии зазора в сопряжении ходовой винт- маточная гайка продольной подачи стола.

Кроме того, при попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол - к направляющим, что обеспечивает лучшее качество поверхности.

При попутном фрезеровании значение угла наклона главной режущей кромки будет положительным, при встречном - отрицательным (независимо от направления подъема винтовой канавки).

При прочих равных условиях стойкость* фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, кроме случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является также стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

Общие сведения об устройстве консольно-фрезерных станков, управлении и уходе за ними

В ra.VI дано подробное описание фрезерных станков. В этом параграфе ограничимся рассмотрением основных узлов консольно-фрезерных станков и правил ухода за ними. В зависимости от расположения шпинделя консольно-фрезерные станки делятся на горизонтальные и вертикальные.

Горизонтально-фрезерные станки характеризуются горизонтальным расположением шпинделя и наличием у станка трех взаимно перпендикулярных движений - продольного, поперечного и вертикального. Горизонтально-фрезерные станки делятся на две разновидности- простые и универсальные. В универсальных горизонтально-фрезерных станках рабочий стол помимо указанных перемещений может еще поворачиваться вокруг вертикальной оси на угол до 45° в каждую сторону. Для установки стола на требуемый угол к оси шпинделя между салазками и рабочим столом имеется поворотная часть, на периферии которой нанесены градусные деления.

На 16 показан общий вид консольно-фрезерных станков 6Р82, 6Р82Г, 6Р83 и 6Р83Г с обозначением составных частей станка. Основными составными частями станка являются: станина 1, шкаф для электрооборудования 2, коробка скоростей 3, коробка переключения 4, хобот 5, стол и салазки б, консоль 7 и коробка подач 8.

Станина станка служит для крепления всех узлов и механизмов станка. Хобот перемещается по верхним направляющим станины и служит для поддержания при помощи серьги конца фрезерной оправки с фрезой. Он может быть закреплен с различным вылетом. Серьги можно перемещать по направляющим хобота и закреплять гайками. Следует иметь в виду, что перестановка серег с одного станка на другой не допускается. Для увеличения жесткости крепления хобота применяют поддержки, которые связывают хобот с консолью.

Консоль представляет собой отливку коробчатой формы с вертикальными и горизонтальными направляющими. Вертикальными направляющими она соединена со станиной и перемещается по ним. По горизонтальным направляющим перемещаются салазки. Консоль закрепляется на направляющих специальными зажимами и является базовым узлом, объединяющим все остальные узлы цепи подач и распределяющим движение на продольную, поперечную и вертикальную подачи. Консоль поддерживается стойкой, в которой имеется телескопический винт для ее подъема и опускания. Стол монтируется на направляющих салазок и перемещается по ним в продольном направлении. На столе закрепляют заготовки, за-, жимные и другие приспособления. Для этой цели рабочая поверхность стола имеет продольные Т-образные пазы.

Салазки являются промежуточным звеном между консолью и столом станка. По верхним направляющим салазок стол перемещается в продольном направлении, а нижняя часть салазок вместе со столом перемещается в поперечном направлении по верхним направляющим консоли.

Шпиндель фрезерного станка служит для передачи вращения режущему инструменту от коробки скоростей. От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависит точность' обработки.

Коробка скоростей предназначена для передачи шпинделю станка различных чисел оборотов.

Она находится внутри станины и управляется с помощью коробки переключения. Коробка переключения скоростей позволяет выбирать требуемую скорость без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрых перемещений стола, салазок и консоли.

Вертикальные консолыго-фрезерные станки характеризуются вертикальным расположением шпинделя. Основными узлами вертикальных консольно-фрезерных станков являются: станина, поворотная головка, консоль, коробка скоростей с рабочим шпинделем, коробка переключения, коробка подач, электрооборудование, стол и салазки. Назначение узлов такое же, как и у горизонтально-фрезерных станков. В вертикально-фрезерных станках нет хобота. Поворотная головка крепится к горловине станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости на угол от 0 до 45° в обе стороны.

Управление станка - кнопочно-рукояточ-ное. Основными движениями в станке можно управлять спереди и сбоку станка. Работающий на станке пользуется переключателями, расположенными с наружной стороны дверок электрошкафов. Открывать дверки электрошкафов разрешается только электрослесарям.

Уход за фрезерным станком

Приступая впервые к управлению фрезерным станком, необходимо тщательно изучить его устройство, ознакомиться с паспортом и руководством по уходу и обслуживанию станка.

Перед пуском станка очистить все направляющие от пыли и стружки, проверить исправность работы его смазочной и охлаждающей систем, наличие в них смазки и охлаждающей жидкости.

Перед установкой оправки или фрезы надо тщательно протереть коническое отверстие шпинделя и оправку. Выколачивать оправку или фрезу из шпинделя рекомендуется латунным или медным молотком.

Шпиндель станка должен быть затянут так, чтобы биение шпинделя не превышало установленной нормы.

Особое внимание должно быть уделено состоянию поверхности стола. Перед установкой на стол станка тисков, зажимного приспособления или заготовки необходимо тщательно очистить поверхность стола от стружки. Нельзя класть на стол станка никаких инструментов и посторонних предметов во избежание повреждения поверхности стола (забоины, царапины и др.). При работе с продольной подачей надо закреплять (стопорить) консоль и салазки для увеличения жесткости системы и обеспечения устойчивости процесса фрезерования без вибраций (дрожания). Консоль необходимо стопорить и при работе с поперечной подачей.

Большое значение для увеличения срока службы станка и повышения надежности его работы имеет регулярная смазка трущихся частей станка.

Для смазки станков используют масло марки «ИС-30» (ГОСТ 8672-62) или густые консистентные смазки.

При смазке станков различных моделей нужно пользоваться рекомендуемыми схемами и режимами смазки, которые приведены в руководстве по уходу и обслуживанию станка.

При первоначальной смазке или после смены смазки необходимо заливать масло в коробки станка до уровня рисок маслоуказа-телей.

Ежедневно после окончания смены станок следует очищать от стружки и пыли, протирать насухо направляющие и поверхность стола и смазывать их тонким слоем смазки.

Знание станка, налаженный и правильный уход за ним увеличивают производительность труда, повышают срок его службы и улучшают качество обработанных деталей.

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей при фрезеровании

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) применяют главным образом для отвода тепла от режущего инструмента. Они снижают температуру в зоне обработки и тем самым повышают стойкость режущего инструмента, улучшают качество обрабатываемой поверхности и предохраняют от коррозии режущий инструмент и обрабатываемую заготовку. К смазочно-охлаждающим жидкостям предъявляются следующие требования: высокая охлаждающая и смазывающая способность, антикоррозионность, безвредность для работающего.

Подвод СОЖ в зону резания осуществляется поливом в зону резания, поливом под давлением со стороны задней поверхности инструмента, распылением и другими способами.

Рациональное применение СОЖ позволяет в ряде случаев повысить стойкость режущего инструмента от 1,5 до 4 раз. Смазочно-охлаждающие жидкости и способы их применения, эффективные для одной группы обрабатываемых материалов и видов обработки, могут быть малоэффективными для других обрабатываемых материалов и видов обработки и даже оказывать вредное влияние. Каждой комбинации: обрабатываемый материал - вид обработки - инструментальный материал - режим резания должна соответствовать определенная, наиболее эффективная для данных условий смазочно-охлаждающая жидкость.

Фрезами, оснащенными пластинками твердого сплава, обычно обрабатывают без СОЖ или с обильным охлаждением эмульсией.

В ряде случаев получены положительные результаты, например, на Горьковском автозаводе при охлаждении распыленной жидкостью или сжатым воздухом.

Фрезерование серого чугуна на универсальных фрезерных станках обычно производится без охлаждения, а ковкого - с охлаждением эмульсией. Однако иногда рекомендуется применять СОЖ при обработке серого чугуна. Так, например, при обработке длинных чугунных деталей типа станин и кареток металлорежущих станков, которые при фрезеровании без охлаждения могут нагреваться до 60-70°, рекомендуется применять охлаждение во избежание деформации.

Разработанные в последнее время новые СОЖ имеют, как правило, высокие антикоррозионные свойства. Так, например, при фрезеровании чугуна можно применять Укринол-1.

Алюминиевые сплавы твердосплавными фрезами целесообразно фрезеровать с охлаждением эмульсией, Укринолом-1, распыленным маслом или распыленной эмульсией.

Понятие об организации рабочего места и его обслуживании

Рабочее место - часть производственной площади, оснащенная оборудованием, инструментами и приспособлениями, необходимыми для выполнения производственного задания.

Основным оборудованием рабочего места фрезеровщика является один или несколько фрезерных станков. В состав вспомогательного оборудования и оснащения рабочего места фрезеровщика входят:

комплект технологической оснастки (приспособления, режущий, измерительный и вспомогательный инструмент) постоянного пользования;

комплект технической документации, постоянно находящейся на рабочем месте (инструкции, справочники, вспомогательные таблицы и т. д.);

На 18 приведен пример типовой планировки рабочего места фрезеровщика-универсала. Около вертикально-фрезерного станка 3 расположены: справа - инструментальный шкафчик 5 и слева - ящики для заготовок 2 и обработанных деталей 1. В ящиках для обработанных деталей предусмотрены перегородки для раздельного хранения деталей. Защитный экран 4 предохраняет станочника от стружки.

Ниже приводятся некоторые рекомендации по организации рабочего места:

на рабочем месте не должно быть ничего лишнего;

рабочее место должно содержаться в чистоте;

каждый предмет надо класть на одно и то же отведенное для него место. При этом те предметы, которыми приходится пользоваться чаще, следует располагать ближе предметов, которыми приходится пользоваться реже;

чертежи деталей, операционные карты, рабочие наряды и т. п. должны быть вывешены на специальной подставке, расположенной на рабочем месте;

заготовки не должны загромождать рабочее место фрезеровщика. Их нужно складывать на специально отведенные стеллажи. Готовые детали укладывают в передвижную тару и увозят по мере их накопления;

проходы между станками должны быть свободными;

на полу вокруг станка не должно быть подтеков и капель масла. Система трубопроводов в местах соединений должна быть плотной;

следует своевременно очищать станок от стружки.

Перед началом работы фрезеровщик обязан:

проверить исправность станка и наличие заземления, смазать его в соответствии с инструкцией;

убедиться в правильности наладки станка.

Во время работы фрезеровщик должен:

строго соблюдать установленную настройку станка на заданный режим;

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

не класть режущий и измерительный инструмент, ключи, заготовки и детали на рабочие поверхности станка. Работать только исправным, хорошо заточенным инструментом;

следить за прочностью крепления обрабатываемых заготовок, инструмента и приспособлений;

не производить измерений и не сметать стружку при работе станка;

следить за правильным подводом охлаждающей жидкости в зону резания;

экономить электроэнергию, не допускать работу станка вхолостую;

обязательно выключать станок при уходе от него даже на короткое время, при перерывах в подаче электроэнергии, уборке и смазке станка, а также при закреплении и измерении обрабатываемой заготовки.

По окончании работы фрезеровщик должен:

выключить станок, сдать обработанные детали, очистить станок от стружки, а инструменты убрать в шкаф. При двух- или трехсменной работе станок убирают и сдают сменщику; необходимо сообщить своему сменщику и мастеру о замеченных недостатках в работе станка.

 В организационно-техническом обслуживании рабочего места большое значение имеет своевременное объяснение рабочему сменного производственного задания, а также, в зависимости от характера производства, задания на месяц, декаду. Такая организация работы дает возможность фрезеровщику заранее ознакомиться с чертежом, техническими условиями, заблаговременно затребовать и подготовить необходимый режущий и измерительный инструмент и приспособления.

Действующими нормативами для серийного и массового производства предусмотрены следующие основные условия по организационному обслуживанию рабочего места:

наряды на работу, заготовки, инструменты и приспособления доставляет к рабочему месту вспомогательный персонал;

инструменты затачивают в централизованном порядке;

рабочее место обеспечивают необходимыми комплектами технологической оснастки (комплектами оправок, быстродействующими гидравлическими и пневматическими приспособлениями и т. д.), способствующими сокращению затрат времени на выполнение вспомогательных операций.

Фрезерование плоских поверхностей цилиндрическими, торцовыми, ротационными фрезами и набором фрез

Требования, предъявляемые к обработке плоскостей

С точки зрения геометрии плоскостью можно назвать поверхность, обладающую следующим свойством: если две любые точки поверхности соединить прямой, то все точки прямой будут находиться на этой поверхности. Отсюда вытекает простейший способ контроля плоских поверхностей деталей. Если к плоскости* детали приложить ребро лекальной линейки, то величина образовавшегося между ними зазора будет характеризовать качество ее изготовления. Чем точнее изготовлена плоскость, тем меньше зазор.

Качество обработки плоскостей характеризуется следующими показателями:

1. Точностью размеров, т. е. соответствием фактических размеров детали размерам, указанным на чертеже.

2. Допустимые отклонения от правильной геометрической формы полученной поверхности не должны выходить за пределы допуска на неточность изготовления (неплоскостность, непрямолинейность).

3. Отклонением расположения отдельных граней поверхности детали относительно других поверхностей (непараллельность, неперпендикулярность, отклонение от требуемого угла между плоскостями, несимметричность и др.).

Отклонения формы

Неплоскостность (отклонение от плоскости) - наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости, допускается нормирование плоскостности числом пятен на заданной площади при контроле «на краску».

* Под плоскостью в дальнейшем будем понимать часть плоской поверхности, представляющей собой грань детали - плоский многоугольник (треугольник, прямоугольник, квадрат и др.).

Непрямолинейность (отклонение от прямолинейности) - наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей прямой. Элементарными (простейшими) видами неплоскостности и непрямолинейности являются:

вогнутость-- отклонение, при котором удаление точек реальной поверхности (профиля) от прилегающей плоскости (прямой) увеличивается от краев к середине; выпуклость - отклонение, при котором удаление точек реальной поверхности (реального профиля) от прилегающей плоскости (прямой) уменьшается от краев к середине.

Отклонения расположений

Непараллельность (отклонение от параллельности) плоскостей - разность наибольшего и наименьшего расстояния между прилегающими плоскостями на заданной площади или длине.

Непараллельность оси поверхности вращения и плоскости - разность наибольшего и наименьшего расстояний между прилегающей плоскостью и осью поверхности вращения на заданной длине.

Неперпендикулярность (отклонение от перпендикулярности) плоскостей или оси и плоскости - отклонение угла между осями или осью и плоскостью от прямого угла, выраженное в линейных единицах на заданной длине.

Несимметричность (отклонениеот симметрии) - наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью симметрии) рассматриваемой поверхности и плоскостью симметрии (осью симметрии) базовой поверхности.

Предельные отклонения формы и расположения поверхностей указывают на чертежах условными обозначениями (по ГОСТ 2.308-68) или в технических требованиях текстом.

Приспособления для установки и закрепления заготовок

Универсальные приспособления (прихваты, угловые плиты, призмы, машинные тиски и др.) предназначены для закрепления различных заготовок. Их применяют главным образом в единичном и мелкосерийном производстве.

Прихваты используют для закрепления заготовок сложной формы или больших габаритов непосредственно на столе станка.

На 19 показаны различные типы прихватов: плиточные (а), вилкообразные (б), корытообразные (в), изогнутые универсальные (г). Все прихваты имеют овальные отверстия для перемещения прихвата относительно обрабатываемой заготовки.

На 20, а показано закрепление обрабатываемой заготовки 5 на столе станка плиточным прихватом 2, который одним концом опирается на заготовку 5, а другим - на подкладку 1. Головка болта 4 заводится в Т-образный паз стола через отверстие прихвата. Завертывая ключом гайку 3, тем самым прижимают прихват к заготовке, крепят ее. В качестве подкладки под прихваты используют ступенчатые подставки (20, б), различные бруски требуемой высоты или специальные опоры для плиточных прихватов (20, в). Весьма удобным в работе является регулируемый по высоте изогнутый универсальный прихват б (20, г). Таким прихватом можно прижимать разные по высоте заготовки.

Разные по высоте заготовки можно закреплять с помощью универсального прижима (21). Он позволяет производить закрепление различных по высоте заготовок 1. Заготовка крепится прихватом 3 Г-образной формы с выемкой, в которую устанавливается сухарь 5. Закрепление заготовки осуществляется с помощью болта 2 и гайки 4.

При чистовом фрезеровании затяжка болтов не должна вызывать деформаций обрабатываемой заготовки.

Угловые плиты применяют для установки и крепления заготовок, имеющих две плоскости, расположенные под углом 90°.

На 22, а показана обычная угловая плита. Она имеет одно или два ребра жесткости 1 и две полки (равнобокие или неравнобокие, широкие или узкие), расположенные под углом 90°. На 22, 6 показана поворотная угловая плита, полку которой можно поворачивать вокруг оси 1 после освобождения гайки и устанавливать на требуемый угол по шкале 2. Такие плиты применяют при обработке наклонных плоскостей.

На 22, в показана универсальная угловая плита, допускающая поворот закрепленной заготовки в двух плоскостях: горизонтальной - рукояткой 1 и вертикальной - поворотом колодки 4, закрепляемой болтами 5. Плита представляет собой поворотный стол 3 с тремя Т-образными пазами. Угол поворота стола отсчитывают по шкале 2.

На 23 показано крепление к угловой плите 2 с помощью струбцинок длинной и широкой, но тонкой планки 1. Для правильной установки угловой плиты на столе ее основание имеет шип 3, который входит в паз стола.

Прежде чем закреплять заготовку на угловой плите, надо тщательно выверить правильность установки самой плиты на столе станка с помощью рейсмаса или индикатора.

Машинные тиски по конструкции подразделяют на простые, поворотные и универсальные (24). Основным отличием поворотных тисков (24, б) от простых (24, а) является то, что верхняя часть тисков вместе с обрабатываемой заготовкой может быть повернута на требуемый угол. Универсальные тиски (24, в) могут поворачиваться не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной. Их применяют при фрезеровании плоскостей, расположенных под углом к горизонтальной плоскости. Применяют также тиски, у которых подвижная губка может поворачиваться вокруг вертикальной оси (24, г). Такими тисками можно пользоваться без применения специальных подкладок при обработке деталей с наклонными опорными поверхностями. Тиски с эксцентриковым зажимом (24, д) применяют для быстрого и надежного закрепления сравнительно небольших заготовок.

В настоящее время широко применяют машинные тиски с ручным быстродействующим пневматическим или гидравлическим приводом.

На 25 показаны машинные тиски с ручным зажимом. Они представляют собой упрощенную модификацию пневматических ма-шинных.тискоб с высокой степенью унификации (80%). Для питания гидропривода машинных гидрофицированных или пневматических тисков используется индивидуальная гидростанция типа ГМТ или пневмогидроусилитель типа ПМТ, работающий от заводской пневмосети. Применение специальных съемных губок и подкладок к машинным тискам приводит к значительному сокращению затрат времени на установку заготовок. На 26 приведено несколь-ко примеров конструкций сменных губок для закрепления заготовок (а - с наклонными плоскостями; б - обрабатываемых по наружным плоскостям и торцам; в, г - валов). Подобные губки можно изготовить при необходимости для любых обрабатываемых заготовок.

Гидравлические и пневмогидравлические тиски обеспечивают большую силу зажима, чем тиски с пневматическим приводом. На 27 показаны гидравлические поворотные тиски, особенностью которых является одновременное перемещение обеих губок, обеспечивающее самоцентрирование детали.

Закрепление заготовок осуществляется под давлением масла 50 кГ/см2, поступающего из гидравлической системы станка или от отдельного насосного агрегата в полость основания 9. Под давлением масла поршень 8 перемещается вниз, а рычаги 7, поворачиваясь вокруг своих

осей 6 на винтах 3 и 4, обжимают обе губки на равные расстояния.

Для установки и закрепления обрабатываемых заготовок или специальных наладок на верхней и боковых плоскостях губок предусмотрены Т-образные пазы 2. Предварительная наладка тисков производится винтами. Возможность поворота корпуса 1 относительно основания 9 позволяет производить обработку заготовок с поворотом вокруг оси в пределах 360° с точностью до 1° по шкале 5.

Механизированный ход подвижных губок в этих тисках составляет 24 мм. При настройке губки разводятся от 0 до 200 мм. Сила зажима при указанном давлении масла достигает 5500 кГ.

В последнее время начали применять приспособления с оксидно-бариевыми магнитами (28) для закрепления стальных и чугунных заготовок с плоской опорной поверхностью. Приспособления с оксидно-бариевыми магнитами имеют ряд преимуществ по сравнению с ранее применявшимися магнитными устройствами, а именно:

в закрепленных заготовках отсутствует остаточный магнетизм;

металлорежущий инструмент не намагничивается;

для изготовления таких приспособлений используют недефицитные материалы.

Установку машинных тисков можно производить с помощью шпонок (сухарей), вставляемых в паз основания тисков. Эти шпонки заводят в средний паз стола станка.

Завинчивание гаек прижимных болтов производится постепенно. Если сильно затянуть одну гайку, а затем все остальные, то это может привести к перекосу тисков. Установка тисков может быть осуществлена непосредственно по фрезерной оправке (29). Губки тисков уста-

навливают параллельно оси фрезерной оправки. В этом случае оправку 2 приводят в соприкосновение с неподвижной губкой тисков 1 (29, а) и затем затягивают гайки прижимных болтов. На 29, б показана установка тисков для случая, когда губки расположены перпендикулярно оси фрезерной оправки. В губках тисков 1 закрепляют угольник 3, который свободной полкой прижимают к фрезерной оправке 2. Во избежание деформации оправки необходимо пользоваться щупом, который вводят между фрезерной оправкой и неподвижной губкой или свободной полкой угольника. При правильной установке щуп можно вытащить при небольшом усилии.

Выверка заготовок, обрабатываемых в тисках. Одновременно с закреплением обрабатываемой заготовки производят проверку правиль-

ности ее положения и исправление погрешностей установки. Правильность установки заготовки в тисках по отношению к столу станка проверяется с помощью рейсмаса (30). Для более точной установки заготовки вместо рейсмаса используют индикатор со стойкой.

При использовании различных съемных подкладок к тискам упрощается процесс установки заготовки и в ряде случаев не требуется последующая выверка.

Плотное прилегание нижней плоскости заготовки к подкладке достигается постукиванием медным или латунным молотком. Перед закреплением в тисках заготовок с уже обработанными поверхностями надо обязательно снять заусенцы, образовавшиеся во время предшествующего перехода, если они могут помешать правильной установке или закреплению заготовки. На губки тисков следует надеть накладки из листовой меди, латуни или алюминия для предохранения от вмятин обработанных поверхностей. Кроме того, необходимо всегда перед обработкой сметать стружку со стола, опорных поверхностей заготовки., зажимных приспособлений, тисков, подкладок. Тонкостенные заготовки малой жесткости не следует зажимать с большой силой во избежание их деформаций, а следовательно, и искажения размеров и формы после, обработки.

В крупносерийном и массовом производстве находят широкое применение специальные п риспособлениЯ для установки и закрепления определенной детали.

Установка тисков на столе фрезерного станка

Закрепление заготовок в специальных приспособлениях позволяет не только сократить время на ее установку и выверку, но и обеспечивает более высокую точность обработки. Пнев-матическая система должна быть проверена в действии на утечку воздуха. То же самое должно быть проделано в отношении гидравлических зажимов.

Фрезерование плоскостей цилиндрическими фрезами

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 нотами 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 (см. табл. 3). Право-режущими 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 праворежушие. 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.

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 33 показана фрезерная оправка 3 для крепления цилиндрической или дисковой фрез или набора фрез с установочными кольцами 5.

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 (34, а, б).

Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит из 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 (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.

Установка дополнительной серьги

Порядок установки н закрепления фрезы

1. Выдвинуть хобот станка поворотом торцового ключа, предварительно отвернув стопорящие винты (36).

2.         Снять  серьгу,  предварительно  отвернув винт.

3.         Вставить оправку коническим концом вотверстие 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 (табл. 3).

Из таблицы видно, что при работе на горизонтально-фрезерных станках следует приме-

нять цилиндрические фрезы с левым направлением винтовых канавок при правом вращении фрезы (вариант 1, табл. 3) или с правым направлением винтовых канавок при левом направлении вращения фрезы (вариант 2, табл. 3). 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 (37, а).

6.         Закрепить фрезу на оправке, затянув ключом гайку (37, б).

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 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.

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 39 показана расстановка упоров, ограничивающих продольный ход стола широкоуниверсального станка 6Р82Ш. Упорные кулачки 1 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 упрётся в выступ рычага 3 и не поставит его в среднее положение, выключив тем самым механическую подачу.

После поворота рычага 3 влево стол полу-, чит 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 (подробнее см. стр. 99).

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*.

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.

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 sz = 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.

Далее в зависимости от диаметра фрезы и принятой скорости резания определяем число оборотов шпинделя по формуле (2) и выбираем ближайшую ступень чисел оборотов, которая имеется на данном станке.

Для определения числа оборотов шпинделя по заданной скорости резания и выбранному

 диаметру фрезы можно воспользоваться графиком (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.

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 (40).

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 (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).

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 и 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 осто-

рожно 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.

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.

Приспособление для фрезерования наклонных плоскостей

Установка заготовок в специальных приспособлениях. При обработке заготовок с наклонными плоскостями или скосами в условиях крупносерийного- и массового производства целесообразно  уста-

новку заготовок под требуемым углом к оси фрезы производить в специальных приспособлениях.

На 44 показано приспособление для фрезерования наклонных плоскостей. В приспособлении устанавливают две обрабатываемые заготовки и фрезеруют одновременно торцовой или цилиндрической фрезой.

Фрезерование плоскостей торцовыми фрезами

Торцовые фрезы предназначены для обработки плоскостей на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Торцовые фрезы в отличие от цилиндрических имеют зубья, расположенные на- цилиндрической поверхности и на торце.

Торцовые фрезы делятся на насадные (ГОСТ 9304-69) с мелкими зубьями и с крупными зубьями и насадные со вставными ножами по ГОСТ 1092-69.

Торцовые фрезы по сравнению с цилиндрическими имеют ряд преимуществ, главными из которых являются:

более жесткое крепление на оправке или шпинделе;-

более плавная работа из-за большого числа одновременно работающих зубьев.

Поэтому обработку плоскостей в большинстве случаев целесообразно проводить торцовыми фрезами.

Торцовые фрезы, как и цилиндрические, делятся на праворежущие и леворежущие.

Праворежущими называют такие фрезы, которые при работе должны вращаться по часовой стрелке (45, а), а леворежущие - против часовой стрелки (45, б), если смотреть на фрезу или фрезерную головку сверху (при работе на вертикально-фрезерном станке). Широкое распространение получили торцовые фрезы, оснащенные пластинками твердых сплавов. Фрезерование плоскостей торцовыми твердосплавными фрезами является более производительным, чем фрезерование цилиндрическими фрезами.

В последнее время большое распространение получили торцовые фрезы с неперетачиваемыми твердосплавными пластинками.

Наладка и настройка станка для выполнения различных работ. При работе на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами наладка и настройка принципиально ничем не отличаются от наладки и настройки горизонтально-фрезерного станка при работе цилиндрическими фрезами. Поэтому остановимся лишь  на  отличительных  особенностях

наладки и настройки при фрезеровании торцовыми фрезами.

Установка и закрепление торцовых фрез на вертикально-фрезерных станках. В зависимости от вида применяемой фрезы крепление ее на вертикально-фрезерном станке может производиться несколькими способами:

Торцовые фрезы, имеющие калиброванное сквозное отверстие, центрируются по цилиндрической части оправки 3 конусной частью, устанавливаются в конусное отверстие шпинделя и закрепляются в нем шомполом 1 и гайкой 2 (46, а). Базовый торец фрезы опирается на один из торцов переходного фланца 4, второй торец которого опирается на торец оправки 3. Шипы шпинделя 6 входят в пазы переходного фланца, а выступы фланца в пазы фрезы, передавая крутящий момент от шипнде-ля фрезе. Фреза крепится на оправке винтом 5 с помощью специального ключа.

Торцовые фрезы, имеющие центрирующую выточку (ф 128,57А), устанавливают непосредственно на головку шпинделя и закрепляют на нем четырьмя винтами 1 (46, б). Шипы шпинделя 2 входят в пазы корпуса фрезы, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе.

Торцовые фрезы с конусным хвостиком номинальным размером наибольшего диаметра конуса ф 59,85 мм и конусностью 7:24, выполненным за одно целое с корпусом фрезы, вставляют в конусное отверстие шпинделя, закрепляют в нем шомполом 1 и гайкой 2 (46, s). Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы.

Торцовые фрезы, имеющие сквозное калиброванное отверстие и пазы в корпусе, по ширине соответствующие размерам шипов шпинделя.

 Направление вращения фрез

устанавливают на оправке, закрепленной в шпинделе станка. Фрезу закрепляют на оправке винтом 1. Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы (46, г).

Концевые фрезы, имеющие хвостовик с конусом «Морзе» и резьбовым отверстием, центрируют в переходной втулке /, вставленной в конусное отверстие шпинделя и крепят шомполом 2 и гайкой 3. Шипы шпинделя 4 входят в пазы переходной втулки, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе (46, д).

Настройка вертикально-фрезерных станков на соответствующие режимы резания производится так же, как и настройка  горизонтально-фрезерных  станков.

Выбор типа и размера фрезы. Стандартом предусмотрено, что у торцовых насадных фрез параметры определены однозначно, т. е. каждому диаметру торцовой фрезы соответствует определенное значение длины фрезы L, диаметра отверстия d и числа зубьев г.

Для черновой обработки выбирают торцовые -насадные фрезы со вставными ножами или с крупными зубьями. При чистовой обработке следует взять торцовые насадные фрезы с мелкими зубьями.

Однако во всех случаях надо отдать предпочтение торцовым фрезам, оснащенным твердыми сплавами, так как машинное время обработки в этом случае значительно сокращается за счет увеличения скорости резания.

При чистовом фрезеровании стали и чугуна твердосплавными фрезами для получения поверхности более высокого класса шероховатости подачи на зуб уменьшают, а скорость резания соответственно повышают в зависимости от марки обрабатываемого материала, марки твердого сплава и других условий обработки.

У с тча н о в к а торцовой фрезы на глубину резания при работе на вертикально-фрезерном станке ничем не отличается от рассмотренного ранее случая установки цилиндрической фрезы на глубину резания.

При фрезеровании торцовой фрезой на горизонтально-фрезерном станке (47) применяют следующий порядок установки глубины фрезерования.

Включить станок и вращение шпинделя и с помощью рукбяток продольной, поперечной и вертикальной подач осторожно подвести заготовку к фрезе до легкого касания. Рукояткой продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы, выключить вращение шпинделя. Рукояткой поперечной подачи переместить стол в поперечном направлении на величину, соответствующую глубине резания 3 мм. После установки фрезы на требуемую глубину резания застопорить консоль стола и салазки поперечной подачи, установить кулачки включения механической подачи. Затем плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, не доводя до касания с ней, включить шпиндель, включить механическую подачу, профрезеро-вать плоскость, выключить станок и произвести измерение обработанной заготовки.

При фрезеровании торцовыми твердосплавными фрезами с большими скоростями резания надо уделить внимание соблюдению правил техники безопасности. В таких случаях следует применять защитные экраны или защитные очки во избежание получения ожогов лица или повреждения глаз раскаленной стружкой.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов. Наклонные плоскости и скосы можно фрезеровать торцовыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, устанавливая заготовки под требуемым углом, как и при обработке цилиндрическими фрезами, применяя универсальные тиски (48, а), поворотные столы или специальные приспособления (48, б). Фрезерование наклонных плоскостей 1 и скосов торцовыми фрезами 2 можно производить также путем поворота шпинделя, а не заготовки. Это возможно на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная бабка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости, например, как у станков 6Р12, 6Р13 (см. 17), а также на широкоуниверсальных станках типа 6Р82Ш, у которых вертикальная головка имеет поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцовыми фрезами можно производить с помощью накладной вертикальной головки.

Накладная вертикальная головка является специальной принадлежностью горизонтально-фрезерного станка.

На 49, а показана одна из конструкций накладной вертикальной головки, а на 49, б - различные положения шпинделя. Корпус 2 (49, а) накладной головки установлен на вертикальных направляющих станины станка и закреплен болтами 1. Шпиндель 5 вращается в поворотной части 6 головки. Освободив болты, соединяющие поворотную часть 6 головки с корпусом, шпиндель можно повернуть в вертикальной плоскости и под любым углом по шкале 4.

 Кольцо 3 служит для съема головки. Вращение от шпинделя станка к шпинделю головки передается при помощи пары цилиндрических зубчатых колес 7 и 8. Колесо 8 конусным хвостовиком насаживают на шпиндель горизонтально-фрезерного станка, оно передает вращение от шпинделя станка колесу 7, а затем через пару конических колес шпинделю 5 накладной вертикальной   головки.   В   коническое   отверстие шпинделя 5 устанавливают фрезу. С помощью пары   конических   зубчатых   колес   шпиндель накладной головки можно  повернуть вокруг шпинделя  станка  на  360°,   а   следовательно, установить фрезу под любым углом к плоскости стола  ( 49, б).  Наличие накладной вертикальной головки значительно расширяет технологические возможности горизонтально-фрезерных станков.

Проверка биения торцовых фрез. Схема проверки биения зубьев торцовых фрез аналогична рассмотренной ранее (см. 38).

Фрезерование плоскостей ротационными фрезами

Ротационные фрезы были разработаны Всесоюзным научно-исследовательским инструментальным институтом (ВНИИ) и физико-техническим институтом  АН БССР.

Они отличаются от обычных торцовых фрез тем, что режушая кромка зуба (чашка) во время резания поворачивается на некоторый угол за счет тангенциальной составляющей силы резания. Режущим элементом у них являются быстрорежущие или твердосплавные чашки, установленные на опорах скольжения или качения. Эти фрезы предназначены для чистового и получистового фрезерования открытых плоскостей при обработке трудно обрабатываемых материалов на основе титана и вольфрама, нержавеющих, жаропрочных сталей, чугуна и т. п.

Ротационные фрезы с поворачивающимися режущими кромками отличаются высокой стойкостью, что в отдельных случаях является важным фактором, так, при обработке длинных плоскостей стандартная торцовая фреза из-за недостаточной размерной стойкости не позволяет обеспечить непрерывность обработки без переточки ее или замены пластинок. После замены фрезы на обрабатываемой плоскости обязательно образуется уступ.

Фрезы с поворачивающимися режущими кромками обеспечивают получение плоскостей 7-го класса шероховатости и неплоскостность в пределах 0,01 мм на 500 мм длины.

Фрезерование плоскостей набором фрез

Набором фрез называют группу фрез, установленных и закрепленных на одной общей оправке для одновременной обработки нескольких поверхностей.

Применение наборов фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве при обработке деталей, требующих большого объема фрезерной обработки.

Наборы составляют из стандартных фрез специальных фрез и их комбинаций.

Существует несколько способов соединения фрез в наборе (50).

Так, соединение фрез одинакового диаметра осуществляют одним из следующих способов:

замком - торцовое шпоночное соединение, когда выступ на торце одной фрезы входит в паз другой фрезы (50, а и б).

соединение встык с помощью выступающих зубьев одной фрезы, входящих во впадины другой фрезы (50, в)

Соединение фрез разных диаметров чаще всего производится непосредственно встык с перекрытием ( 50, г).  При наличии пере-крытия даже небольшой сдвиг фрез в осевом направлении не окажет никакого влияния на работоспособность такого набора. Способ крепления фрез по схеме с разноименным направлением винтовых канавок (см. 50, б) предпочтительнее схемы с одноименным направлением винтовых канавок (см. 50, а).

Однако и в этом случае их необходимо устанавливать так, чтобы осевые составляющие силы резания были направлены навстречу друг другу и тем самым стремились сблизить обе фрезы (51, а).

На 51,6 показана неправильная установка спаренных фрез с винтовой канавкой, при которой осевые составляющие силы резания стремятся раздвинуть фрезы.

По виду обрабатываемого профиля наборы можно разделить на наборы для обработки сплошного профиля детали и для обработки прерывистого профиля детали.

Наборы для фрезерования сплошного профиля требуют применения фрез нестандартных размеров, перекрытия зубьев двух соседних фрез во избежание образования заусенцев и рисок на детали.

При сборке наборов фрез и регулировке размеров между фрезами на оправке используют жесткие кольца (см. 34) и регулируемые.

На 52, а показано регулируемое распорное кольцо, состоящее из наружного кольца с круговой шкалой, навинченного на внутреннее кольцо с линейной шкалой (по типу микрометра). Внутреннее кольцо устанавливают на оправку.

Регулирование расстояния между фрезами 4 с точностью до 0,01 мм осуществляется поворотом с помощью ключа 5 наружного регулируемого установочного кольца б, имеющего лимб для отсчета перемещений. Предварительная установка фрез производится с помощью жестких установочных колец 3. Оправка с фрезами, крепится одним концом в коническом отверстии шпинделя и затягивается шомполом, второй устанавливается в подшипник серьги 2 и затягивается гайкой 1. При выборе размеров фрез в наборе необходимо избегать применения несоразмерных по диаметру фрез. Надо стремиться к тому, чтобы отношение диаметра большей фрезы к диаметру меньшей фрезы было не более 1,5.

На 52, б показан регулируемый набор фрез. Такой набор позволяет регулировать расстояние между фрезами при помощи гайки с лимбом без мерных промежуточных колец. Фреза крепится к оправке винтами, расположенными в ее корпусе.

При фрезеровании набором фрез следует применять оправки больших диаметров, чем при одноинструментной обработке. Следует также применять дополнительные подвески. Контроль правильности расположения фрез в наборе производится по шаблонам или на оправке вне станка на специальных приборах. После сборки и установки фрез в наборе рекомендуется произвести пробную обработку на болванке или бракованной детали.

Контроль плоскостей

Измерительный инструмент, применяемый при контроле плоскостей, выбирают с учетом необходимой точности измерения, шероховатости измеряемой поверхности, типа производства (единичное, серийное, массовое).

Для измерения линейных размеров (наружных и внутренних) применяют следующие измерительные инструменты: измерительную линейку (жесткую), кронциркуль, нутромер, штангенциркуль (с величиной отсчет 0,1 и 0,05 мм), штангенглубиномер, штангенрейсмас и др.

Для определения отклонения обработанных плоскостей от горизонтального или вертикального положения служит уровень. Неперпендикулярность плоскостей можно установить с   помощью    угольников.    При  грубом контроле угла между двумя плоскостями применяют малку. Для точных измерений углов - универсальные и точные угломеры. Контрольные плиты применяются для контроля плоскостности и прямолинейности плоскостей. Линейки (лекальные, прямоугольные, двутавровые, мостиковые и угловые) используют для проверки прямолинейности плоскостей на просвет или по количеству пятен на краску.

Щупы необходимы для контроля зазоров между поверхностями в пределах от 0,03 до 1  мм.

Шероховатость обработанной поверхности контролируют либо непосредственным измерением высоты микронеровностей, либо путем сравнения с образцами (эталонами) различных классов шероховатости поверхности. В цеховых условиях применяют эталоны (цилиндрическое и торцовое фрезерование) 4, 5, 6 и 7-го классов шероховатости поверхности. При пользовании эталонами можно определить шероховатость обработанной поверхности с ошибкой в пределах одного класса.

В измерительной лаборатории шероховатость поверхности определяют с помощью специальных приборов - профилометров, профи-лографов, двойных микроскопов и др.

Измерительный и поверочный инструмент необходимо содержать в чистоте, в особенности его измерительные поверхности; соприкосновение измерительных поверхностей инструмента с деталью производить плавно; предохранять инструмент от нагрева (измерение производить при температуре 20" С); не измерять нагретые детали во время обработки; измеряемые поверхности детали перед измерением тщательно очистить от стружки, пыли, эмульсии и т. д.; оберегать от ударов.

Виды брака и меры его предупреждения

На обработанных цилиндрическими и торцовыми фрезами деталях возможны такие виды брака:

1.         Несоблюдение размеров детали из-за по грешностей отсчета перемещения стола станка в требуемых направлениях при установке глубины   фрезерования   или   из-за   погрешностей измерения.

2.         Погрешности   формы   (неплоскостность, непрямолинейность) появляются при обработке заготовок с большой глубиной фрезерования, особенно с неравномерным припуском при недостаточной жесткости системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД).

3.         Погрешности расположения обработанных плоскостей (непараллельность, неперпендикулярность) или отклонения от заданного угла наклона (для наклонных плоскостей и скосов) и др.

Причиной такого брака может быть неправильная установка заготовки в поворотных тисках, на поворотных столах или в приспособлениях. Этот вид брака может быть и при правильном отсчете углов поворота заготовки оси фрезы, но при плохой очистке от стружки поверхностей стола и опорных поверхностей тисков, поворотных столов и др., а также при наличии заусенцев на ранее обработанной плоскости. Причиной неточного угла наклона сопрягаемых плоскостей может быть и неточная разметка угла.

Для устранения возможности появления брака из-за погрешностей расположения сопряженных плоскостей детали необходимо обратить особое внимание на точность установки обрабатываемых заготовок, точность отсчета угловых величин, а также на очистку поверхностей стола станка и опорных поверхностей приспособлений от стружки и на снятие заусенцев с ранее обработанных опорных поверхностей заготовки.

4.         При работе набором фрез брак может быть   вызван   неправильным   расположением фрез по длине на оправке или неправильным выбором размера фрез.

5.         Пониженный  класс   шероховатости  по верхности может возникнуть и вследствие не правильной заточки фрезы, биения фрезы, большого износа или выкрашивания режущих кромок  зубьев,  неправильного  выбора  режимов резания  и  смазочно-охлаждающей  жидкости, недостаточно жесткого закрепления заготовки, недостаточной жесткости оправки и т. д.

В этом случае следует выявить причину брака, т. е. проверить правильно ли выбраны тип и размер фрезы, геометрические параметры режущей части, режимы резания и прежде всего подача на зуб, условия закрепления заготовки, биение фрезы и др. Многие причины можно предотвратить при внимательном наблюдении за работой станка и инструмента в процессе фрезерования.

6. Брак обработанной поверхности из-за подрезания при фрезеровании. Иногда приходится выключать подачу, когда проход еще не закончен, а фреза продолжает вращаться. Так как оправка была нагружена силой резания и немного изогнулась, а процесс резания прекращен, то под действием упругих деформаций она вернется в исходное положение (разогнется). При этом фреза врежется в металл несколько глубже в том месте, которое окажется под фрезой в момент выключения подачи (53). Это явление носит название «подрезание» и приводит к браку обработанной поверхности.

Явление подхватывания может иметь место при попутном фрезеровании и наличии большого зазора в соединении винт - гайка. В этом случае процесс резания протекает с неравномерной подачей (толчками), оправка прогибается и фреза подхватывает деталь (54, а), фреза стремится повернуться вокруг зуба А с наибольшей толщиной среза. Если своевременно не прекратить процесс резания, то дальнейшая работа может привести к быстрому износу винтовой пары, порче обработанной поверхности заготовки и даже к поломке оправки или фрезы.

В таких случаях необходимо устранить люфт в соединении винт - гайка или производить обработку по методу встречного фрезерования. И при встречном фрезеровании (54, б) может. произойти подхватывание, если производить фрезерование с чрезмерно большой подачей на зуб при закреплении фрезы на нежесткой оправке, особенно в условиях неравномерного фрезерования.

При чрезмерно большой нагрузке на зуб А фреза будет стремиться повернуться. вокруг него и последующий зуб будет подрезать обрабатываемую поверхность.

7. Брак из-за вибрации при фрезеровании.

Следует особо остановиться на вибрациях, которые могут иметь место в процессе фрезерования.

Наличие вибрации оказывает отрицательное влияние не только на шероховатость обработанной поверхности, но и значительно сокращает стойкость фрезы и уменьшает срок службы станка.

Вибрации при фрезеровании вызываются прежде всего неравномерностью самого процесса фрезерования. Для устранения или уменьшения вибраций необходимо стремиться к тому, чтобы число одновременно работающих зубьев фрезы было бы как можно больше. При фрезеровании цилиндрическими фрезами следует соблюдать условия равномерного фрезерования, при фрезеровании торцовыми фрезами в ряде случаев можно применить схему несимметричного фрезерования, при которой интенсивность колебаний уменьшается. Кроме того, снижения интенсивности вибраций можно достичь применением фрез с неравномерным окружным шагом зубьев, а также путем соблюдения оптимальных геометрических параметров для данных условий обработки. Причинами появления вибраций могут быть также и следующие: ослабленное крепление консоли, поперечных салазок, гайки серьги и хобота, неправильная установка фрезы относительно опор. В некоторых случаях приходится применять специальное устройство для гашения колебаний - виброгаситель.

Во всех случаях появления брака необходимо остановить станок и попытаться выяснить и устранить причины брака. В случае затрудне-ний следует обратиться к наладчику или мастеру участка.

При обработке плоскостей цилиндрическими и торцовыми фрезами необходимо соблюдать правила техники безопасности, изложенные в § 85.

Фрезерование уступов и пазов. Отрезка и разрезка заготовок. Фрезерование пазов и шлицев

Фрезерование уступов и пазов

Уступом называют выемку, ограниченную двумя взаимно перпендикулярными плоскостями, образующими ступень. Деталь может иметь один, два, три и более уступов (55). Паз - выемка в детали, ограниченная плоскостями или фасонными поверхностями. В зависимости от формы выемки пазы делятся на прямоугольные, Г-образные и фасонные (56, а, б, в, г, д, е). Пазы любого профиля могут быть сквозными (57, а), открытыми или с выходом (57, б) и закрытыми (57, в).

Обработка уступов и пазов является одной из операций, выполняемых на фрезерных станках.

К обработанным фрезерованием уступам и пазам предъявляют различные технические требования в зависимости от назначения, серийности производства, точности размеров, точности расположения и шероховатости поверхности. Все эти требования оказывают влияние на выбор метода обработки.

Фрезерование уступов и пазов производят дисковыми концевыми фрезами, а также набором дисковых фрез. Кроме того, уступы можно фрезеровать торцовыми фрезами.

Фрезерование уступов и пазов дисковыми фрезами

Дисковые фрезы предназначены для обработки плоскостей, уступов и пазов.

Различают дисковые фрезы цельные и со вставными зубьями. Цельные дисковые фрезы делятся на пазовые (ГОСТ 3964-69), пазовые затылованные (ГОСТ 8543-72), трехсторонние с прямыми зубьями (по ГОСТ 3755-69), трехсторонние с разнонаправленными мелкими и нормальными зубьями (ГОСТ 8474-60). Фрезы со вставными зубьями выполняются трехсторонними (ГОСТ 1669-69). Дисковые пазовые фрезы имеют зубья только на цилиндрической части, их применяют для фрезерования неглубоких пазов. Основным типом дисковых фрез являются трехсторонние. Они имеют зубья на цилиндрической поверхности и на обоих торцах. Их применяют для обработки уступов и более глубоких пазов. Они обеспечиваю! более высокий класс шероховатости боковых стенок паза или уступа. Для улучшения условий резания дисковые трехсторонние фрезы снабжены наклонными зубьями с переменно чередующимися направлением канавок, т. е. один зуб имеет правое направление канавки, а другой, смежный с ним, - левое. Поэтому такие фрезы и называют разнонаправленными. Благодаря чередующемуся наклону зубьев осевые составляющие силы резания правых и левых зубьев взаимно уравновешиваются. Эти фрезы имеют зубья и на обоих торцах. Основным недостатком дисковых трехсторонних фрез является уменьшение размера по ширине после первой же переточки по торцу. При использовании регулируемых фрез, состоящих из двух половинок одинаковой толщины с перекрывающими друг друга зубьями в разъеме, после переточки можно восстановить начальный размер. Это достигается с помощью прокладок соответствующей толщины из медной или латунной фольги, которые помещают в разъем между фрезами.

Дисковые фрезы со вставными ножами, оснащенными пластинками твердого сплава, бывают трехсторонние (ГОСТ 5348-69) и двусторонние (ГОСТ 6469-69). Трехсторонние дисковые фрезы применяют для фрезерования пазов, а двусторонние для фрезерования уступов и плоскостей.

Крепление вставных ножей в корпус у обоих типов фрез осуществляется при помощи осевых рифлений и клина с углом 5°. 'Достоинством такого способа крепления вставных ножей является возможность компенсации износа и слоя, снятого при переточке. Восстановление размера по диаметру достигается перестановкой ножей на одно или несколько рифлений, а по ширине - соответствующим выдвижением ножей. Трехсторонние фрезы имеют ножи с попеременно чередующимся наклоном с углом 10 , у двусторонних- в одном направлении с углом наклона 10° (для праворежущих и леворежу-щих фрез).

Применение дисковых трехсторонних фрез с пластинками твердых сплавов дает наиболее высокую производительность при обработке пазов и уступов. Дисковая фреза лучше «выдерживает» размер, чем концевая.

Выбор типа и размера дисковых фрез. Тип и размер дисковой фрезы выбирают в зависимости от размеров обрабатываемых поверхностей и материала заготовки. Для заданных условий обработки выбирается тип фрезы, материал режущей части и основные размеры - А 5, d иг. Для фрезерования легко обрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют фрезы с нормальным и крупным зубом. При обработке труднообрабатываемых материалов и фрезеровании с небольшой глубиной резания рекомендуется применять фрезы с нормальным и мелким зубьями.

Диаметр фрезы следует выбирать минимально возможным, так как чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость. Кроме того, с увеличением диаметра фрезы возрастает ее стоимость.     

Наладку и настройку станка на фрезерование уступов дисковыми фрезами поясним на примере обработки уступов призмы (59, а, б). Выбор типоразмера дисковой фрезы зависит от размеров уступа, марки обрабатываемого материала, мощности электродвигателя станка и других условий.

Фрезерование уступов дисковыми фрезами, как указывалось выше, обычно производят двусторонней дисковой фрезой. Однако в нашем случае следует выбрать трехстороннюю фрезу, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны призмы (60, а, б). Выбираем трехстороннюю фрезу со вставными ножами по ГОСТ 5348-69, оснащенными пластинками твердого сплава Т15К6. Диаметр фрезы D = 100 мм, ширина 5=18 мм. число зубьев z=8. При фрезеровании пазов и уступов тиски должны быть выверены с помощью рейсмуса или индикатора со стокой и закреплены. Установку и закрепление заготовки производим в машинных тисках с подкладкой. Закрепление дисковой фрезы на оправке производят так же, как и цилиндрической. Режимы фрезерования выбирают либо по справочникам, если они не указаны в операционных картах, либо непосредственно по операционным или инструкционным картам.

Режим фрезерования для нашего случая: 5=13 мм, ? = 4 мм, 5г = 0,06 мм/зуб, v = = 335 м/мин. По графику (см. 40) определяем число оборотов шпинделя станка - 1000 об/мин.

По графику (см. 41) определяем минутную подачу - 5М = 500 мм/мин. Затем производим настройку станка на требуемое число оборотов шпинделя станка и требуемую минутную  подачу.

Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:

1. Нажатием кнопки «Пуск» включить электродвигатель. Шпиндель должен вращаться в направлении, противоположном направлению винтовой канавки фрезы.

2.         Подвести заготовку ручным перемещением стола рукоятки продольного, поперечногои вертикального перемещения под вращающуюся фрезу до легкого касания боковыми режущи

ми кромками заготовки. Затем вращением рукоятки вертикальной подачи опустить стол довыхода фрезы за пределы обрабатываемой заготовки. Далее вращением рукоятки поперечной подачи передвинуть заготовку в направлении фрезы на 13 мм, пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания вращающейся фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением рукоятки продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы, выключить станок и поднять стол на 4 мм, пользуясь лимбом вертикальной подачи. Застопорить вертикальные и поперечные салазки.

3.         Установить кулачки механического выключения продольной подачи стола на длинуфрезерования. Включить вновь вращение шпинделя,   подать   вручную   заготовку   вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу и произвести фрезерование первого уступа (см. 60, а). Выключить станок, не производя перемещений стола.

Проверить размер обработанного уступа по ширине и глубине с помощью штангенциркуля. Если размер выдержан неточно, следует исправить дефекты обработки.

4. Порядок установки фрезы относительно заготовки при обработке второго уступа (см. 60, б) зависит от того, какой из размеров надо выдержать точно (размер 13 мм или размер выступа между уступами 89 мм). Так как в нашем примере задан размер 13 мм, то порядок обработки второго уступа будет точно такой же, как и первого. Если бы требовалось выдержать размер выступа по длине, то после обработки первого уступа обработку второго уступа можно проводить по одному из двух вариантов в зависимости от длины выступа. При сравнительно короткой длине выступа следует возвратить стол в исходное положение до выхода фрезы за пределы обраба-

тываемой заготовки. Затем переместить стол в поперечном направлении на расстояние, равное ширине выступа плюс ширины фрезы, и профрезеровать второй уступ.

Последовательность обработки по второму варианту дадим лишь в общем виде.

Так как в нашем случае ширина выступа составляет 89 мм, а ширина фрезы равна 18 мм, то для перемещения стола в поперечном направлении на расстояние, равное ширине выступа плюс ширина фрезы, т. е. 89 + 18 = 107 мм, потребовалось бы сделать свыше 17 оборотов лимба поперечной подачи (при шаге винта поперечной подачи t = 6 мм). Поэтому в таких случаях получения точного размера выступа можно достичь фрезерованием за два перехода - предварительное фрезерование можно производить по разметке, оставляя припуск по длине выступа на окончательное фрезерование в пределах 1-2 мм.

После предварительного фрезерования произвести измерение длины выступа и в соответствии с полученным размером, определить число делений, на которое следует повернуть лимб поперечной подачи, не нарушая установки по высоте, и произвести окончательное фрезерование второго уступа. Второй вариант обработки уступов в единичном и мелкосерийном производстве является предпочтительным.

Наладка станка на фрезерование сквозных прямоугольных пазов дисковыми фрезами. При фрезеровании уступов точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы. Необходимо выполнять лишь одно условие: ширина фрезы должна быть больше ширины уступа (по возможности не более чем на 3-5 мм).

При фрезеровании прямоугольных пазов ширина дисковой фрезы должна быть равна ширине фрезеруемого паза в том случае, если биение торцовых зубьев равно нулю. При наличии биения зубьев фрезы размер профрезеро-ванного такой фрезой паза будет соответственно больше размера ширины фрезы. Это следует иметь в виду, особенно при обработке точных по ширине пазов.

Установка на глубину резания может осуществляться по разметке. Для четкого выделения линий разметки заготовку предварительно окрашивают меловым раствором и на прочерченной чертилкой рейсмаса линии кернером наносят углубления (керны). Установку на глубину резания по линии разметки осуществляют пробными проходами. При этом следят за тем, чтобы фреза срезала припуск только на половину углублений от кернера.

При наладке станка на обработку пазов очень важно правильно установить фрезу относительно обрабатываемой заготовки. В том случае, когда заготовку устанавливают в специальном приспособлении, ее положение относительно фрезы определяется самим приспособлением.

В том случае, когда обработка производится без специального приспособления, задача усложняется и решение ее зависит прежде всего от того, какие размеры должны быть выдержаны при обработке паза. Поясним это на примере. Допустим, требуется профрезеровать прямоугольный паз шириной Ъ с размерами а и h, определяющими его положение на детали. На 61 размер h отсчитывается от верхней плоскости заготовки, а на 62 размер h задается от нижней опорной поверхности заготовки.

Порядок установки дисковой фрезы в первом случае (см. 61) следующий. Вращающуюся фрезу подвести к боковой поверхности, обрабатываемой заготовки до касания в виде следа (приложение Л. Затем опустить стол так, чтобы фреза оказалась выше верхней поверхности заготовки и переместить его рукояткой

поперечной подачи на размер а. Затем поднять стол на высоту, при которой фреза оставит легкий след на верхней поверхности детали. Далее надо продвинуть стол в продольном направлении, вывести фрезу за габариты обрабатываемой заготовки и, подняв стол на размер h, включить продольную подачу и отфрезеровать паз (положение //).

Порядок установки на размер /г, заданный от основания детали (62). Поднять стол до соприкосновения фрезы с поверхностью стола, если деталь установлена непосредственно на столе, или до соприкосновения с опорой, .если деталь установлена в приспособлении (положение 7). Затем опустить стол на размер h (положение 77). После этого включить вращение фрезы и переместить стол до соприкосновения фрезы с обрабатываемой заготовкой и образования слабого следа от фрезы (положение 777). Продвинуть теперь стол в продольном направлении, вывести фрезу за пределы обрабатываемой заготовки и переместить стол рукояткой . поперечной подачи на размер а (положение IV). Включить продольную подачу я произвести фрезерование паза.

Если вместо размера а в обоих случаях был бы задан размер с, то перемещение стола в поперечном направлении следовало бы производить на величину с + В, где В - ширина фрезы. Точную установку фрез на заданную глубину производят с помощью специальных уста-новов или габаритов, предусмотренных в приспособлении. На 63 приведены схемы установки фрез на размер с помощью установов. Габарит 1 представляет собой стальную закаленную пластинку (63, а) или угольник (63, б, в), закрепленные на корпусе приспособления. Между установом и режущей кромкой зуба фрезы прокладывают мерный щуп 2 толщиной 3-5 мм, во избежание соприкосновения зуба фрезы 3 с закаленной поверхностью уста-нова.

Если обработку одной и той же поверхности производят за два прохода (черновой и чистовой), то для установки фрезы от одного и того же габарита применяют щупы разной толщины.

Фрезерование уступов и пазов набором дисковых фрез

При обработке партии одинаковых деталей одновременное фрезерование двух уступов, двух и более пазов может осуществляться набором фрез (см. 52). Для получения требуемого

размера между уступами и пазами на оправку между фрезами помещают соответствующий набор установочных колец (см. 34).

При обработке заготовок набором фрез по габариту устанавливается одна фреза, так как взаимное расположение набора на оправке достигается подбором установочных колец.

При установке фрез на заданный размер прибегают к использованию специальных установочных шаблонов.

Для точной установки фрез применяют плоскопараллельные концевые меры и индикаторные упоры.

На 64 показана схема расположения индикаторных упоров 1 и 2 на горизонтально-фрезерном станке для точной установки фрез при поперечных и вертикальных перемещениях стола.

Для упрощения отсчета перемещений стола вместо лимба фрезеровщик Кировского завода Н. М. Пронин предложил приспособление, снабженное счетчиком величин перемещения стола. Подъем и опускание стола на заданную величину с помощью такого приспособления можно производить при ускоренном перемещении, не боясь ошибиться в отсчете. .

Целесообразность обработки уступов и пазов -набором фрез можно установить, исходя из суммарных затрат времени (калькуляционное время), приходящихся на одну деталь для сопоставляемых вариантов обработки пазов.

Фрезерование уступов и пазов концевыми фрезами

Уступы и пазы могут быть обработаны концевыми фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.

Концевые фрезы (ГОСТ 8237-57) предназначены для обработки плоскостей, уступов и пазов. Их изготовляют с цилиндрическим и коническим хвостовиком.

Концевые фрезы изготовляют с нормальными и крупными зубьями. Фрезы с нормальными зубьями применяют при получистовой и чистовой обработке уступов и пазов. Фрезы с крупными зубьями используют для черновой обработки.

Концевые фрезы обдирочные с затылованными зубьями по ГОСТ 4675-71 предназначены для черновой обработки заготовок, полученных литьем, свободной ковкой и т. д.

Концевые      твердосплавные

фрезы (ГОСТ 8720-69) изготовляют двух типов: оснащенные коронками твердых сплавов для диаметров 10-20 мм и винтовыми пластинками (для диаметров 16-50 мм).

В настоящее время инструментальные заводы выпускают цельные твердосплавные концевые фрезы диаметром 3-10 мм и концевые фрезы с целой твердосплавной рабочей  частью,

впаянной в стальной конический хвостовик. Диаметр фрез 14 -ь-18 мм, число зубьев 3.

Применение твердосплавных фрез особенно эффективно при обработке пазов и уступов в заготовках из закаленных и труднообрабатываемых сталей.

Точность пазов по ширине при обработке их мерным инструментом, каким являются дисковые и концевые фрезы, в значительной степени зависит от точности применяемых фрез. а также от точности, жесткости фрезерных станков и от биения фрезы после закрепления в шпинделе. Недостаток мерного инструмента - потеря его номинального размера при износе

и' после переточек. У концевых фрез после первой же переточки по. цилиндрической поверхности искажается размер по диаметру, и они оказываются непригодными для получения точных размеров паза по ширине.

Получение точного размера по ширине паза можно достичь путем его обработки за два прохода: черновой и чистовой. При чистовой обработке фреза будет лишь калибровать паз по ширине, сохраняя в течение длительного периода времени свой размер. В последнее время появились патроны для закрепления концевых фрез, позволяющие устанавливать фрезу с .регулируемым эксцентриситетом, т. е. регулируемым биением.

На 65 показан цанговый патрон, применяемый на Ленинградском станкостроительном объединении им. Я. М. Свердлова. В корпусе патрона расточено отверстие эксцентрично на 0,3 мм относительно его хвостовика 5. В это отверстие вставляется втулка под цанги 1 с таким же эксцентриситетом относительно внутреннего диаметра. Втулка крепится к корпусу двумя болтами 3. При повороте втулки с помощью гайки 2 при слегка отпущенных болтах происходит условное увеличение диаметра фрезы (одно деление на лимбе 4 соответствует увеличению диаметра фрезы на 0,04 мм).

Патрон для фрезерования мерных пазов стандартными фрезами

При обработке пазов концевой фрезой стружку необходимо отводить вверх по винтовой канавке фрезы, чтобы она не портила обработанной поверхности и не вызывала поломки зуба фрезы. Это возможно лишь в том случае, когда направление винтовой канавки совпадает с направлением вращения фрезы, т. е. при их одноименном- направлении (табл. 6). Однако осевая составляющая силы резания Рх при этом будет направлена вниз и стремиться вытолкнуть фрезу из гнезда шпинделя. Поэтому при обработке пазов крепление фрезы приходится выполнять более надежно, чем при обработке концевой фрезой открытой плоскости. Направление вращения фрезы и винтовой канавки, как и в случае обработки торцовыми и цилиндрическими фрезами, должно быть разноименным, так как в этом случае осевая составляющая сила резания будет направлена в

сторону гнезда шпинделя и стремиться затянуть оправку с фрезой в шпиндель (см. табл. 6).

В табл. 6 указаны правила выбора направления вращения шпинделя при фрезеровании пазов и открытых плоскостей концевыми фрезами с винтовыми канавками.

Наладка и настройка на фрезерование уступа. Рассмотрим пример фрезерования уступов в детали (см. 59). Выбираем концевую фрезу с пластинками твердого сплава Т15К6 и коническим хвостиковым диаметром D = 40 мм, с числом зубьев z = 6. Чтобы стружка отводилась вверх по винтовым канавкам для правого направления шпинделя, выбираем фрезу с правым направлением винтовых канавок.

Заготовку устанавливают, выверяют и закрепляют точно так же, как и в случае фрезерования дисковой фрезой. Концевую фрезу за-

крепляем в переходной втулке и вместе с втулкой вставляем в коническое отверстие шпинделя, предварительно протерев все посадочные поверхности, и закрепляем шомполом. Для детали (см. 59) ширина фрезерования 5= 13 мм, глубина резания t = 4 мм.

Принимаем подачу на зуб s- = 0,05 мм/зуб. Скорость резания для концевой фрезы с пластинками твердого сплава составляет v - = 180 м/мин. По графику (см. 40) определяем ближайшую ступень чисел оборотов. Принимаем п = 1250 об мин. Фактическая скорость резания при этом будет v-= 160 об мин. Определяем минутную подачу (см. 41): s = = 400 мм/мин.

Обработка первого уступа (66, а) включает следующие приемы. Вращающуюся фрезу довести до контакта с торцовой поверхностью заготовки призмы; опустить стол до выхода фрезы за габариты заготовки, рукояткой поперечной подачи передвинуть стол с заготовкой в направлении фрезы на 13 мм: поднять стол до легкого касания верхней плоскости заготовки с вращающейся фрезой; вывести заготовку из-под фрезы и поднять стол на 4 мм; включить механическую продольную подачу и произвести фрезерование.

Обработку второго уступа (66, 6) также можно производить двумя способами, в зависимости от длины выступа. При небольшой длине выступа надо вывести фрезу за пределы обрабатываемой заготовки и переместить стол в поперечном направлении на расстояние, равное ширине выступа плюс диаметр фрезы. Затем включить продольную подачу и профрезеро-вать второй уступ. Обработать второй уступ в том случае, если ширина выступа достаточно велика, можно за два перехода: черновой и чистовой.

Наладка станка на обработку пазов, как и в случае их обработки дисковыми фрезами, зависит от способа отсчета размера И. Сначала разберем случай, когда размер h задан от верхней плоскости заготовки (67). Вращающуюся фрезу подвести к боковой поверхности заготовки (положение I). Опустить стол и переместить рукояткой поперечной подачи на размер а (положение //). Далее поднять стол до касания фрезы с верхней поверхностью обрабатываемой заготовки. Затем продвинуть стол в продольном направлении, вывести фрезу за пределы обрабатываемой заготовки и поднять стол на размер h; включить продольную подачу и профре-зеровать паз. Теперь рассмотрим случай, когда размер паза отсчитывается от нижней опорной поверхности заготовки, установленной непосредственно на столе или на подкладке (68). В этом случае следует сначала фрезу довести до соприкосновения с подкладкой или очень аккуратно до соприкосновения с поверхностью стола, если заготовка установлена непосред-

ственно на столе (положение /). Далее надо опустить консоль на размер h (положение II). Включить вращение фрезы и переместить стол в поперечном направлении до легкого соприкосновения с боковой поверхностью заготовки (положение III). Продвинуть стол в продольном направлении, вывести фрезу за пределы обрабатываемой заготовки и переместить поперечные салазки на размер а (положение IV).

В ряде случаев для достижения требуемого размера паза по ширине целесообразно обработку производить за две операции: черновую и чистовую. При этом чистовую обработку желательно производить твердосплавными концевыми фрезами.

Фрезерование закрытых пазов

Закрытые пазы обрабатывают на вертпкаль-но-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках с вертикальной накладной головкой концевыми фрезами. Фрезерование закрытых пазов поясним на примере. В планке из стали 45 толщиной 12 мм необходимо профрезеровать закрытый паз шириной 16 мм и длиной 40 мм.

Выбор типоразмера фрезы. Диаметр фрезы определяется шириной паза. В данном случае D = 16 мм. Примем концевую фрезу с цилиндрическим хвостовиком и нормальными зубьями (z = 4) из быстрорежущей стали Р6М5.

Наладка и настройка станка. Заготовка поступает на фрезерную операцию размеченной, с просверленными отверстиями для выхода концевой фрезы и образования радиуса закругления (69, а). Заготовку закрепляют в тисках.  Верхняя плоскость  находится на  уровне

губок тисков. Следует обратить внимание на правильность расположения параллельных подкладок - они не должны мешать свободному выходу фрезы при фрезеровании паза (69, б).

На 69. б показано фрезерование паза. После ввода фрезы в ранее просверленные отверстия сначала дают ручную вертикальную" подачу стола на глубину фрезерования (4 мм). Затем включают механическую продольную подачу в одну сторону, выключают ее; дают вертикальную подачу на глубину резания, измеряют направление подачи, включают механическую подачу в другую сторону и т. д., попеременно изменяя направление движения стола и давая подачу на глубину на каждый ход стола. Надо соблюдать особую осторожность при подаче на глубину перед последним проходом в момент выхода фрЧзы со стороны нижней опорной поверхности.

Другие виды работ, выполняемых концевыми фрезами

Помимо обработки уступов и пазов конце вые фрезы применяются для выполнения другр работ на вертикально-фрезерных и горизонтально-фрезерных станках.

Концевые фрезы применяются для обработки открытых плоскостей: вертикальных, горизонтальных и наклонных.

На 70 показано фрезерование наклонной плоскости в универсальных тисках. Приемы обработки плоскостей концевыми фрезами ничем не отличаются от приемов обработки уступов и пазов. Концевыми фрезами можно производить обработку различных выемок (гнезд).

На 71 показано фрезерование выемки концевой фрезой. Фрезерование выемок в заготовках производится по разметке.

Удобнее сначала произвести предварительное фрезерование контура выемки (не доходя до линий разметки), а затем - окончательное фрезерование контура.

Фрезерование наклонной плоскости в тисках

В тех случаях, когда требуется выфрезеро-вать окно, а не выемку, необходимо под заготовку подложить соответствующую подкладку.

Фрезерование уступов торцовой фрезой

Фрезерование уступов можно производить как на вертикально-фрезерных, так и на горизонтально-фрезерных станках.

Обработку деталей с симметрично расположенными уступами можно производить при закреплении заготовок в двухпозиционных приспособлениях или в двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа приспособление поворачивают на 180° и ставят во вторую позицию для фрезерования второго уступа (см. 212).

Фрезерование шпоночных пазов

Шпоночные соединения весьма распространены в машиностроении. Шпоночные соединения бывают с призматическими, сегментными, клиновыми и другими сечениями шпонок. На рабочих чертежах вала должны быть проставлены размеры: для вала с призматической шпонкой (72, а) и для вала с сегментной шпонкой (72, б).

Шпоночные пазы (73) делятся на сквозные 2, открытые (с выходом) 1 и закрытые 3. Фрезерование шпоночных пазов является весьма ответственной операцией. От точности шпоночного паза зависит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. К обработанным фрезерованием шпоночным пазам предъявляют жесткие технические требования согласно ГОСТ 7227-58.

Ширина шпоночного паза должна быть выполнена по 2-му или 3-му классу точности:

по глубине шпоночный паз должен быть выполнен по 5-му классу точности;

 длина паза под шпонку по 8-му классу точности.

Невыполнение этих требований при фрезеровании шпоночных пазов приводит к необходимости применения трудоемких пригоночных работ при сборке - припиливанию шпонок или других сопрягаемых деталей.

Кроме указанных выше требований в отношении точности к шпоночному пазу предъявляется также требование в отношении точности его расположения и шероховатости поверхности. Боковые грани шпоночного паза должны быть расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вала: шероховатость поверхности боковых стенок должна находиться в пределах 5-го класса шероховатости, а иногда и выше.

Если фреза изготовлена по верхнему предельному отклонению, то чтобы уложиться в допуск по ширине паза, на все погрешности системы деталь - фреза - станок остается всего 0,016 мм, в то время как допустит мое биение фрезы может быть 0,02 мм. При этом не учтены еще погрешности крепления фрезы.

Практика показывает, что для обработки шпоночного паза, укладывающегося в поле допуска ПШ, приходится тщательно производить подбор фрез и делать пробные проходы. В серийном и массовом производстве стремятся по возможности шпоночные соединения заменять шлицевыми.

Дисковые фрезы пазовые по ГОСТ 3964-69 предназначаются для фрезерования неглубоких пазов. Они имеют зубья только на цилиндрической части.

Пазовые фрезы затылованные по ГОСТ 8543-71 предназначаются также для обработки пазов. Их затачивают только по передней поверхности. Достоинством этих фрез является то, что они не теряют размера по ширине после переточек. Они выпускаются диаметром от 50 до 100 мм и шириной от 4 до 16 мм.

Шпоночные фрезы по ГОСТ 9140-68 применяются для фрезерования шпоночных пазов и изготовляются с цилиндрическим и коническим хвостовиком. Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режущими кромками, выполняющими основную работу резания. Режущие кромки фрезы направлены не наружу, как у сверла, а в тело инструмента. Такие фрезы могут работать с осевой подачей (как сверло) и с продольной подачей. Переточка фрез производится по торцовым зубьям, вследствие чего диаметр фрезы практически остается неизменным. Это является очень важным для обработки пазов.

Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют для диаметра от 2 до 20 мм с коническим хвостовиком от 16 до 40 мм. В настоящее время инструментальные заводы выпускают цельные твердосплавные шпоночные фрезы диаметром 3, 4, 6, 8, и 10 мм с углом наклона винтовой канавки 20° из сплава ВК8. Эти фрезы применяют главным образом при обработке закаленных сталей и трудно обрабатываемых материалов. Применение этих фрез позволяет увеличить производительность труда в два-три раза и повысить шероховатость обработанных поверхностей на два класса шероховатости.

Фрезы для пазов под сегментные шпонки насадные по ГОСТ 6648-68 предназначаются для фрезерования всех пазов под сегментные шпонки диаметром 55 - 80 мм.

Закрепление заготовок. Заготовки валов для фрезерования в них шпоночных пазов и лысок удобно закреплять в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала 2 заготовку устанавливают на двух призмах 3 (75). Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается шипом в основании призмы, входящим в паз стола, как показано на рисунке справа. Валы закрепляют прихватками 1. Во избежание прогиба вала при закреплении необходимо следить, чтобы прихваты опирались на вал над призмами. Под прихваты следует положить тонкую медную или латунную прокладку, чтобы не повредить окончательно обработанной цилиндрической поверхности вала. На 76 показаны тиски для закрепления валов. Тиски на столе можно закреплять либо в положении, показанном на 76, либо можно повернуть их на 90°. Поэтому они пригодны для закрепления валов как на roj изонтально-фрезерных, так и на вертикально-фрезерных станках. Вал устанавливается цилиндрической поверхностью на призму 5 и при вращении маховичка 1 зажимается губками 3 и б, которые поворачиваются вокруг пальцев 2 и 7. Призму 5 можно установить в тисках другой стороной для закрепления вала большего диаметра. Упор 4 служит для установки вала по длине.

На 77 показана- магнитная призма с постоянным магнитом. Корпус призмы состоит из двух частей, между которыми размещен оксидно-бариевый магнит. Для закрепления валика достаточно повернуть рукоятку выключателя на 90°. Сила зажима вполне достаточна для фрезерования на валиках шпоночных пазов, лысок и т. д.

Одновременно с закреплением детали призма притягивается к опорной поверхности стола станка.

Фрезерование сквозных шпоночных пазов. Шпоночные пазы фрезеруют после окончательной обработки цилиндрической поверхности. Сквозные пазы и открытые пазы с выходом канавки по окружности с радиусом, равным радиусу фрезы, обрабатывают дисковыми фрезами. Превышение размера ширины паза по сравнению с шириной фрезы составляет 0,1 мм и более. После заточки дисковых пазовых фрез ширина фрезы несколько уменьшается, поэтому использование фрез возможно лишь до определенных пределов, после чего фрезы применяют для других работ, когда не столь важен размер по ширине.

Фрезерование сквозных шпоночных пазов разберем на примере. Пусть требуется профрезеровать шпоночный паз (см. 72) с размерами d = 40 мм; Ъ = 2 мм; t = 5 мм; материал - сталь 45.

Выбор типоразмера фрезы. Для выполнения этой операции выберем дисковую пазовую фрезу из быстрорежущей стали Р6М5. Размеры фрезы:   D = 80   мм,   5=12   мм,   d = 21   мм,

2=18.

На 78 показана установка заготовки и фрезы при фрезеровании сквозного шпоночного паза.

При установке фрезы на оправку необходимо добиться, чтобы фреза имела минимальное биение по торцу. Заготовку закрепляют в машинных тисках с медными или латунными накладками на губках.

При правильно установленных тисках точность установки закрепленного в них вала можно и не проверять. Установить фрезу следует так, чтобы она была расположена симметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось вала. Для выполнения этого условия пользуются следующим приемом. После закрепления фрезы и проверки ее биения индикатором фрезу устанавливают предварительно в диаметральной плоскости вала. Точная установка производится с помощью угольника и штангенциркуля.

Из 19 видно, что размер S равен где Т-ширина полки угольника, мм, d - диаметр вала, мм, В - ширина фрезы, мм.

Для установки фрезы необходимо поставить фрезу в поперечном направлении на размер S со стороны одного из выступающих над тисками концов вала. Проверить этот размер штангенциркулем. Затем поставить угольник с другой стороны вала, как это показано на 79 пунктиром, и еще раз проверить размер S. Если оба отсчета по штангенциркулю совпадут, то это означает, что фреза относительно вала установлена правильно.

Для точной и быстрой установки дисковой фрезы в диаметральной плоскости применяют приспособление (80). Дисковую фрезу / устанавливают по вырезу двусторонней призмы 2, которая в свою очередь установлена по цилиндрической поверхности валика 3. Точность расположения шпоночного паза в диаметральной плоскости обеспечивается соосностью V-образных пазов призмы 2. Правильность изготовленного паза проверяется по шаблону (см. 78).

При фрезеровании шпоночных пазов быстрорежущими шпоночными фрезами на валах, изготовленных из сталей 45 и 4ОХ, рекомендуется применение следующих режимов резания: sz = 0,15 -г 0,25 мм/зуб, скорость резания v = 30 -г- 40 м/мин. Режимы резания при фрезеровании твердосплавными шпоночными фрезами тех же сталей отличаются тем, что при тех же подачах на зуб скорость резания можно

увеличить в два-три раза и довести до 80- 100 м/мин.

Следует иметь в виду, что подача на врезание при работе как быстрорежущими, так и твердосплавными шпоночными фрезами должны быть в 1,5 раза меньше продольных. В случаях фрезерования шпоночных пазов в два прохода подачи при втором проходе могут быть в 1,5-2 раза больше, чем при первом проходе. Настройка   станка   на   выбранные   режимы   фрезерования   ничем не отличается от ранее рассмотренных случаев. Установка на глубину фрезерования. Начальный момент касания фрезы с цилиндрической поверхностью заготовки происходит по линии, если после установки фрезы над валом производить одновременно медленный подъем стола

до касания с фрезой и перемещение в продольном направлении. Установив момент касания фрезы с валом, отвести стол из-под фрезы. Выключить станок и вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на глубину шпоночной канавки t = 5 мм. Закрепить вертикальные салазки.

Фрезерование паза. Осторожно подвести фрезу к валу, включить продольную подачу и произвести фрезерование паза. Выключить станок, снять заусенцы напильником и проверить размеры паза. Глубину паза проверяют по размеру 35 мм (см. 78) штангенциркулем. Ширину паза, как правило, лучше проверять по специальному шаблону (см. 78).

Фрезерование закрытых шпоночных пазов. Фрезерование закрытых шпоночных пазов можно производить на горизонтально-фрезерных станках. На 81, а показана установка заготовки и фрезы на горизонтально-фрезерном, а на 81,6 - на вертикально-фрезерном станке. Рассмотрим обработку паза: d = 60 мм. ft = 18 мм; h-1 мм; обрабатываемый материал

сталь 40Х. .Выберем для фрезерования шпоночную фрезу из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком диаметром 0 = 18 мм, г=2.

Подготовка к работе. Для закрепления вала пользуются специальными самоцентрирующими тисками (см. 76) или призмами (см. 75). Так как установка для фрезерования по 81, а отличается от установки по 81,6 лишь расположением шпинделя, разберем только порядок фрезерования шпоночного паза на горизонтально-фрезерном станке.

Установив и закрепив вал в тиски и вымерив его по разметке рейсмасом, приступить к установке фрезы.

Установка шпоночной (или концевой) фрезы в диаметральной плоскости вала показана на 82, а. Стол станка переместить рукояткой вертикальной подачи до соприкосновения с фрезой (показана пунктиром).

Другой способ установки («по.. яблочку») шпоночной или концевой фрезы в диаметральной плоскости фрезы состоит в следующем. Вал устанавливают по возможности точно (на глаз) относительно фрезы (83, а) и вращающуюся фрезу медленно приводят в соприкосновение с обрабатываемым валом до тех пор, пока на поверхности вала не появится едва заметный след фрезы. Если этот след получается в виде полного круга (83, б), то это означает, что фреза расположена в диаметральной плоскости вала. Если след имеет форму неполного круга (83, s), то необходимо сместить стол.

Установка на глубину паза. Обрабатываемый вал, диаметральная плоскость которого совпадает с осью фрезы, подводят до соприкосновения с фрезой. При этом положении стола отмечаем показание лимба винта поперечной или вертикальной подачи, затем перемещаем или поднимаем стол на глубину резания В.

Закрытые шпоночные пазы, допускающие пригонку, фрезеруют двумя способами:

а)         срезанием вручную на глубину 4-5 мм и   продольной   механической   подачей,   затем снова врезанием на ту же глубину и продольнойподачей, но в другом направлении;

б)         врезанием вручную на полную глубину паза и дальнейшей механической продольной подачей.

Схема фрезерования шпоночных пазов способом «маятниковая подача»

Этот способ применяют при фрезеровании шпоночными фрезами диаметром свыше 12- 14 мм.

Контроль ширины шпоночного паза следует производить калибром согласно допуску, указанному на чертеже.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности с радиусом, равным радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Фрезерование пазов сегментных шпонок производится хвостовыми или насадными фрезами под сегментные шпонки, диаметр которых должен быть равен двойному радиусу канавки. Подача производится в вертикальном направлении, перпендикулярном оси вала (84).

Фрезерование пазов на шпоночно-фрезерных станках. Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей, работающих двузубыми шпоночными  фрезами. При  этом  способе  фреза  врезается  на  0,2- 0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину, как и в предыдущем случае, и фрезерует паз опять на всю длину, но в другом направлении (85). Отсюда и происходит название метода - «маятниковая подача». По окончании фрезерования шпиндель автоматически возвращается в исходное положение и выключается продольная подача фрезерной бабки.  Этот метод является наиболее рациональным при изготовлении шпоночных пазов в серийном и массовом производстве, так как дает точный паз, обеспечивающий взаимозаменяемость в шпоночном соединении. Кроме того, поскольку фреза работает торцовыми и режущими кромками, она будет долговечнее, так как не будет изнашиваться по периферии. Недостатком этого способа является зна-

чительно большая затрата времени по сравнению с фрезерованием за один-два прохода.

Фрезерование пазов на автоматизированных шпоночно-фрезерных станках немерным инструментом производится с осциллирующим (колебательным) движением инструмента. Регулируя размах осциллирования от нуля до требуемой величины, можно фрезеровать шпоночные пазы с требуемой точностью по ширине.

При фрезеровании с осциллированием ширина фрезы меньше ширины обрабатываемого паза. Так, станок, модели МА-57 предназначается для фрезерования открытых шпоночных пазов на валах электродвигателей дисковыми трехсторонними фрезами в автоматизированном производстве. Станок модели 6Д92 предназначен для фрезерования закрытых шпоночных пазов немерными концевыми фрезами. Требуемая ширина паза достигается за счет того, что фрезе придается осциллирующее движение в направлении, перпендикулярном продольной подаче. Станок может быть встроен в автоматическую линию.

Контроль размеров   пазов и канавок

Контроль размеров пазов и канавок можно производить как штриховыми измерительными инструментами (штангенциркуль, штанген-глубиномер), так и калибрами. Измерение и отсчет размеров пазов с помощью универсальных инструментов не отличаются от измерений других линейных размеров (длина, ширина, толщина, диаметр). Контроль ширины паза может быть произведен круглыми и листовыми предельными калибрами - пробками. На 86, а приведен контроль ширины паза заданного размером 20+0Л мм. В этом случае

проходная сторона калибра имеет размер 20,0 мм, а непроходная - 20,1 мм. Глубина паза контролируется предельным шаблоном - глубиномером.

На 86, б показан контроль глубины паза, заданного размером 10+0>2 мм. Непроходная (большая) сторона шаблона имеет размер 10,2 мм, а проходная-10,0 мм.

Симметричность расположения шпоночного паза относительно оси вала контролируется специальными шаблонами и приспособлениями.

Фрезерование фасонных канавок, Т-образных пазов и пазов типа «ласточкин хвост»

Фрезерование фасонных канавок дисковыми фасонными фрезами. К фасонным канавкам относятся канавки с непрямоугольным профилем: полукруглые вогнутые, угловые треугольные, трапецеидальные, фасонного профиля (для стружечных канавок инструментов и др.).

Полукруглые фрезы (по ГОСТ 9305-69) выпуклые и вогнутые предназначены для фрезерования полукруглых (радиусных) канавок и полукруглых выступов. Для фрезерования канавок, имеющих угловой профиль, применяют угловые фрезы. Они находят широкое применение в инструментальном производстве для фрезерования стружечных канавок различных режущих инструментов, пазов типа «ласточкин хвост», а также для фрезерования двух сопряженных наклонных плоскостей детали.

Различают насадные одноугловые, насадные двуугловые симметричные и несимметричные, а также концевые угловые фрезы.

Одноугловые фрезы имеют угол конуса 0 = 45 4- 120° через каждые 5° до 90°, затем 100, 105, 110 и 120°. Одноугловые   фрезы изготовляют диаметром D = 40 + 80 мм с числом зубьев z = 12 ч- 18 и применяют для фрезерования прямых канавок на инструментах и заготовках.

Двуугловые симметричные фрезы применяют для фрезерования канавок у фрез с винтовыми затылованными зубьями, а также пазов у призм и т. д. Угол конуса в= 18, 22, 25, 30°. Двуугловые несимметричные фрезы имеют угол конуса  в= 55 -г- 110° через каждые 5° до 90°.

Для фрезерования паза «ласточкин хвост» (см. 56, г) применяют концевые угловые фрезы с углом, равным углу паза (55 или 60°). Угловые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями.

Основная особенность угловых фрез состоит в том, что зубья, расположенные на конических поверхностях, имеют неодинаковую высоту. У таких фрез для увеличения прочности зуба приходится делать очень неглубокие канавки, которые затрудняют удаление стружки. Насадные угловые фрезы крепят на оправке горизонтально-фрезерных станков так же, как цилиндрические и дисковые фрезы.

Рассмотрим пример фрезерования угловой канавки призмы (см. 59). Выбираем симметричную двуугловую фрезу с углом конуса 6 = 90°, размером 35 10 < 22 из быстрорежущей стали Р6М5, z = 18. При этом длина режущих кромок фрезы по образующей конуса должна быть больше длины угла канавки призмы.

Установив двуугловую фрезу по центру заготовки при помощи угольника (87), за два прохода врезаются на глубину канавки, проверяя ширину после каждого прохода. Припуск на чистовой проход оставить в пределах 0,5- 1,0 мм.

Фрезерование Т-образных пазов. В машиностроении находят широкое применение Т-образные станочные пазы с номинальным размером паза 10-54 мм (по ГОСТ 1574-62), например, в столах фрезерных станков. Для их обработки служат фрезы (ГОСТ 7063-63) диаметром О = 17,5-83 мм и шириной 5 = 7,5^-40 мм с коническим хвостиковым, конус Морзе № 1-5 без лапки и с лапкой. Число зубьев 2 = 6 ч-14. Для улучшения условий резания фрезы имеют разнонаправленные зубья с углом наклона 15;.

Фрезерование Т-образных пазов рассмотрим на примере обработки пазов (88). Обрабатываемый материал - серый чугун НВ = 180. Т-образные пазы фрезеруют обычно за три перехода (89). Сначала концевой, реже дисковой фрезой, обрабатывают канавку прямоугольного профиля (89, а). Затем фрезой для Т-образных пазов фрезеруется нижняя часть паза (89, о) после этого производится фрезерование фасок (89, в) угловой концевой фрезой.

Размеченную заготовку устанавливают непосредственно на столе вертикально-фрезерного станка. Выверяют правильность установки заготовки на горизонтальность с помощью рейсмаса или индикаторной стойкой с индикатором. Далее выверяют правильность продольного расположения размеченных пазов относительно шпинделя станка. После выверки производят  окончательное   закрепление   заготовки.

Настройка станка на режим фрезерования. Первый проход - фрезерование прямоугольного паза глубиной 25 мм и шириной 14 мм (см. 88) - производится концевой фрезой с крупными зубьями и коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром D = 14 мм с числом зубьев z = 3. Припуск по глубине паза - 25 мм удаляется за два прохода с глубиной резания 5=12,5 мм. Режим фрезерования: ширина паза t = 14 мм, В = 12,5 мм, подача на зуб s- = 0,05 мм/зуб, скорость резания v = 28 м/мин. По графику (см. 40) определяем ступень чисел оборотов шпинделя станка п = 630 об/мин. Ближайшая ступень минутных подач (см. 41) sM= 100 мм/мин. Режим фрезерования фрезой из быстрорежущей стали Р6М5 для обработки станочных Т-образных пазов диаметром D = 25 мм с числом зубьев z = 8, с шейкой диаметром 14 мм. Глубина резания t = 5,5 мм; ширина паза В = 12 мм (25-13);

 подача на зуб s = 0,05 мм/зуб; скорость резания v = 30 м/мин. Ближайшая ступень чисел оборотов по графику (см. 40) п = 315 об/мин. Минутная подача по графику (см. 41) sM=125 мм/мин. Для фрезерования первого паза надо подвести заготовку под вращающуюся концевую фрезу до легкого касания. Установить фрезу точно по линии разметки первого паза. Рукояткой продольной подачи отвести стол за пределы обрабатываемой заготовки и вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на величину, равную глубине паза, т. е. на 25 мм (см. 88). Застопорить консоль и поперечные салазки стола. Установить в требуемое положение кулачки автоматического включения продольной подачи стола и вручную подвести заготовку к фрезе. Медленно подводя стол с заготовкой к фрезе, врезаться в заготовку, после чего включить механическую продольную подачу и произвести фрезерование первого паза. Пользуясь приемами обработки пазов, описанными ранее (см. стр.. 53), произвести фрезерование остальных пазов. Далее, не перемещая стол в поперечном направлении, установить в шпиндель станка фрезу и произвести настройку станка на фрезерование паза фрезой для Т-образных пазов. При этом ось паза профрезеро-ванного в первом проходе должна совпадать с осью шейки фрезы. Установка фрезы по высоте производится путем легкого касания вращающейся фрезы верхней плоскости заготовки (90) с последующим выводом фрезы за пределы обрабатываемой заготовки и подъемом стола на величину Н.

По окончании обработки первого паза, не перемещая стол в вертикальном направлении, произвести измерение Т-образного паза шаблоном или штангенциркулем. В случае годности Т-образного паза установку по высоте при обработке двух других пазов не следует нарушать. Третий переход - фрезерование фасок - производится угловой концевой фрезой. Первый переход - фрезерование трех прямоугольных пазов в серийном производстве - целесообразнее производить набором дисковых трехсторон-. них фрез, оснащенных пластинками твердого сплава.

Фрезерование пазов типа «ласточкин хвост» (91, а) производят за два перехода: сначала фрезеруют прямоугольный паз концевой фрезой диаметром 45 мм. Далее фрезеруют скосы паза концевой одноугольной фрезой для пазов типа «ласточкин хвост» так, как это показано на 91, б. Второй переход может быть выполнен и одноугловой дисковой фрезой (с углом 60°). Контроль пазов типа «ласточкин хвост» производят обычно с помощью специальных шаблонов, позволяющих контролировать угол наклона боковых сторон, а также симметричность и высоту паза. В ряде случаев приходится прибегать к более сложным, косвенным измерениям. При косвенных измерениях измеряется не искомая, а другая величина, по результатам измерения которой определяют размеры искомой величины. Так, например, если на чертеже паза типа «ласточкин хвост» заданы размеры: угол наклона боковых сторон а, высота t и ширина I (91, в), то измерить ширину непосредственно практически невозможно. Даже если вместо размера I на чертеже был бы задан размер 11з то и в этом случае измерение его было бы затруднительным, так как на острых кромках могут быть небольшие заусенцы. Кроме того, сами кромки могут сминаться под действием измерительного давления. Поэтому ширину паза I в этом случае определяют путем косвенных измерений с использованием двух калиброванных роликов диаметром d и блока плоскопараллельных концевых мер (плиток) с искомым размером В.

Отрезание и разрезание заготовок, прорезание пазов и шлицев

Отрезание (отрезка) - процесс полного отделения одной части материала от целого (прутка, бруска, уголка и т. д.) с помощью режущего инструмента на металлорежущих станках.

Разрезание (разрезка) - процесс полного разделения целого (прутка, бруска, уголка и т. д.) на равные или неравные части с помощью режущего инструмента на металлорежущих станках.

Прорезание (прорезка) - процесс образования одного или нескольких мерных узких пазов (прорезей, шлицев) в заготовке с помощью режущего инструмента на металлорежущих станках.

Фрезы отрезные и прорезные (шлицевые). Отрезка заготовок на фрезерных станках производится отрезными фрезами, прорезка пазов и шлицев - прорезными (шлицевыми) фрезами. Отрезные и прорезные фрезы имеют режущие кромки, расположенные по периферии, и не имеют режущих кромок по торцам. По ГОСТ 2679-61 прорезные и отрезные фрезы изготовляют трех типов: тип I - с мелким зубом, тип II - со средним (нормальным) зубом, тип III - с крупным зубом. Прорезные фрезы типов I и II диаметром от 32 до 80 мм служат в основном для прорезки пазов и шлицев и изготовляются двух классов точности: АА и А (точное исполнение). Отрезные фрезы всех типов и диаметров шириной от 1 мм и выше изготовляются по классу точности В (нормальное исполнение). Отрезные фрезы предназначаются для разрезания целого на части (например, разрезать заготовку на несколько равных или неравных частей) и отрезания от целой части, например, отрезать от бруска одну заготовку. Отрезные фрезы с мелким и средним зубом предназначаются для обработки стали и чугуна, фрезы с крупным зубом - для обработки алюминиевых, магниевых и других легких сплавов.

Отрезные фрезы с мелким зубом выпускаются диаметром D = 32 -г 250 мм, шириной 5 = 0,2-^5 мм, с числом зубьев z = 56 -г-140; фрезы со средним зубом имеют соответственно D = 50 +- 250 мм, В = 0,5 -г- 5 мм, z = 32 + 80; фрезы с крупным зубом - D = 50 -s- 250 мм, В = I + 5 мм и z = 14 -н 40. Разрезание заготовок больших размеров производят пилами со вставными сегментами. Эти пилы имеют диаметр D = 275 -4- 2000 мм, ширину В = = 5-5-14,5 мм, диаметр посадочного отверстия d = 32 -4- 240 мм и число сегментов 14 -4- 44. Сегменты изготовляют из быстрорежущей стали и крепят на диске из стали 50Г или 65Г тремя или четырьмя заклепками.

Прорезные фрезы с мелким и средним зубом предназначаются для прорезания неглубоких

шлицев в головках винтов или корончатых гаек, прорезания неглубоких пазов. Прорезные фрезы с крупным зубом - для прорезания глубоких шлицев и пазов.

Для уменьшения трения при обработке отрезные и прорезные фрезы имеют угол поднутрения ф! (ширина фрезы уменьшается от периферии к центру). Для прорезных фрез Ф1 = 5-30', и для отрезных ^ = 15'-1°. С целью улучшения условий работы фрез и повышения их стойкости на зубьях делают переходные режущие кромки.

Переходные режущие кромки могут иметь три разновидности. Для фрез, выпускаемых в централизованном порядке, переходные режущие кромки выполняются по форме 1 и служат для разделения стружки по ширине.

Отрезные и прорезные фрезы D = 32-250 мм крепят на оправках диаметром d = 8, 10, 13, 16, 22, 27 и 32 мм. Оптимальный диаметр отрезных фрез выбирается исходя из тех же условий, что и для дисковых фрез (см. стр. 46).

Цельные твердосплавные прорезные фрезы предназначаются для прорезания пазов в заготовках из нержавеющих, хромистых, кислотоупорных, жаропрочных и других трудно обрабатываемых материалов. Их изготовляют по отраслевым нормалям диаметром от 7 до 60 мм и толщиной от 0,5 до 3,5 мм из твердых сплавов различных марок. Применение твердосплавных фрез из быстрорежущей стали позволяет значительно поднять производительность труда за счет повышения скорости резания и повышения стойкости в 10-20 раз. Качество обработанной поверхности повышается на два класса шероховатости.

Резка заготовок на части. Требуется разрезать стальной уголок длиной 315 мм на пять равных частей размером 60 + 10 мм.

Выбор типа и размера фрезы. Диаметр отрезной фрезы следует выбирать по возможности минимальным, так как чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость. Поэтому при отрезке фрезами малых диаметров можно давать большие подачи на зуб и получить лучшее качество обработанной поверхности, чем при работе отрезными фрезами большого диаметра. Стойкость фрез большого диаметра будет меньше, а стоимость их выше. Оптимальный диаметр фрезы как и для дисковых фрез можно определить по формуле D = 2t + d1 + (12-е~ 16). В нашем случае t = 50 мм при d = 32 мм, dx = 48 мм (см. стр. 46). Следовательно, D = 2 -50 + 48+ 12 - = 160 мм. Возьмем отрезную фрезу из быстрорежущей стали 6РМ5 ?>= 160 мм, В = Ъ мм, d = 32 мм, z = 56 (тип Н- - средний зуб).

При закреплении заготовки особое внимание надо- уделить жесткости крепления заготовки и фрезы. Заготовку устанавливают и закрепляют в машинных тисках, как показано на 92, с упором на полку для большей жесткости закрепления. Стол с закрепленной заготовкой . надо подвести как можно ближе к станине. Отрезная фреза не должна задевать за тиски. Фреза крепится на оправке по возможности ближе к шпинделю станка, а серьга - ближе к фрезе для обеспечения большей жесткости. Чтобы фреза не вырывала заготовку из тисков, а прижимала к тискам, применяют попутное фрезерование (по подаче). Однако при этом способе в соединении винт - гайка продольной подачи стола не должно быть люфта.

Настройка на режим фрезерования. Подачу на зуб отрезных и прорезных фрез из быстрорежущей стали Р6М5 при обработке стали выбирают в пределах 0,01-0,03 мм/зуб. Скорость резания в пределах 30-60 м/мин. Отрезка и прорезка - с охлаждением СОЖ.

Отрезку тонкого листового материала и его разрезку на полосы предпочтительнее производить при попутном фрезеровании, так как сила резания в этом случае будет прижимать заготовку к столу. Однако, как указывалось ранее, фрезерование по подаче можно производить лишь при отсутствии механизма продольной подачи стола. Если заготовка крепится непосредственно на столе станка, без подкладок, то фрезу на оправке следует располагать против Т-образного •паза в столе станка.

Фрезерование шлицев в головках винтов или корончатых-гаек, как правило, производится в приспособлении. На 93 показана схема приспособления для непрерывного фрезерования шлицев в головках винтов, установленных в два ряда. Здесь вспомогательное время на загрузку заготовок и разгрузку обработанных деталей перекрывается с временем непосредственного фрезерования шлица. Установку заготовок производят вручную на непрерывно вращающемся диске.

Закрепление заготовок в приспособлении может осуществляться автоматически в зажимных призмах перед подходом к прорезной фрезе. После фрезерования шлицев происходит разжатие призм, обработанные детали выпадают и по желобу попадают в ящик. Если осуществить автоматическую загрузку заготовок через бункерное устройство, то цикл обработки будет полностью автоматизирован.

Процесс фрезерования шлицев в приспособлении при круговой подаче принципиально ничем не отличается от случая обычного фрезерования с продольной подачей при установке обрабатываемых заготовок на столе станка.

Пример. Произвести настройку станка и приспособления на прорезку шлица шириной 2 мм и глубиной 5 мм. Материал - сталь 45.

Выбираем прорезную фрезу D = 75 мм, В = 2 мм, d = 22 мм, z = 72 из быстрорежущей стали Р6М5.

По таблицам режимов резания выбираем режимы фрезерования для нашего случая: t = 5 мм; В = 2 мм, s- = 0,015 мм/зуб, v = = 58 м/мин. Определяем по графику (см. 40) ближайшую ступень чисел оборотов шпинделя станка п = 250 об/мин.

Определяем минутную подачу по графику-(см. 41) или рассчитываем sM = 0,015 -72- 250 = 270 мм/мин.

С такой минутной подачей 270 мм/мин должна производиться прорезка шлицев. Эту подачу в данном случае обеспечивает не коробка подач, а механизм привода вращательного движения диска, в котором закреплены заготовки.

Виды брака и меры его предупреждения

При фрезеровании уступов, прямоугольных шпоночных и шлицевых пазов возможны появления следующих видов брака.

1. Погрешности размеров уступа или паза. Избежать погрешности размеров можно при условии правильной установки, закреплении и выверки обрабатываемой заготовки, а также правильного и внимательного отсчета размеров при перемещениях стола. Чаще других можно ожидать погрешностей размера уступа или паза по ширине. Для предупреждения этих погрешностей следует перед установкой фрезы измерить ширину дисковых и диаметр концевых и шпоночных фрез.

При выборе фрезы следует учитывать, что ширина паза или шлица, обработанного данной фрезой, всегда будет больше ширины дисковой или прорезной фрезы и больше диаметра концевой или шпоночной фрезы из-за биения инструмента (торцовое биение дисковых и прорезных фрез и радиальное биение концевых и шпоночных фрез).

Во избежание погрешностей размера уступа или паза по ширине можно производить пробные проходы и промеры. После обработки паза или уступа не следует производить перемещений стола с обрабатываемой заготовкой в двух других направлениях, по которым не осуществлялась подача при выполнении данного перехода, так как при этом условии легче будет исправить обнаруженные при измерении погрешности размеров. Если после измерения оказалось, что ширина уступа или паза больше требуемой, то  дефект неисправимый.

Если ширина уступа или паза оказалась меньше требуемого размера, то для устранения дефекта необходим добавочный проход с предварительным перемещением стола станка в требуемом направлении на величину погрешности размера по ширине паза или канавки.

Брак по глубине уступов паза, прорезей и шлицев будет тогда, когда их глубина будет больше предусмотренной чертежом. Причина брака - неправильная установка на глубину фрезерования из-за несоблюдения правил установки на глубину или невнимательности при отсчете величин перемещений стола по лимбу.

В случае, когда глубина уступов пазов, прорезей и шлицев окажется меньше требуемой по чертежу, такой дефект можно исправить дополнительным проходом.

Брак по длине может возникнуть при фрезеровании открытых и закрытых пазов, когда эта длина окажется больше предусмотренной чертежом. Причины брака по длине: неправильная установка кулачков включения и выключения продольной подачи стола, несвоевременное выключение продольной подачи при работе с ручным управлением.

Дефекты по длине открытых и закрытых пазов можно исправить, если их длина меньше требуемой по чертежу.

2. Погрешности расположения уступа и ли паза относительно других поверхностей детали. Для шпоночных пазов эта погрешность проявляется прежде всего в несовпадении оси шпоночной канавки с диаметральной плоскостью вала (несимметричность). Причина брака - неправильная установка фрезы относительно вала при фрезеровании паза.

Погрешности расположения вызываются главным образом погрешностями установки обрабатываемой заготовки непосредственно на столе станка, в тисках или приспособлении. Они могут быть следствием непрочного крепления обрабатываемой заготовки, попадания стружки под опорные поверхности заготовок тисков или приспособлений и из-за нежесткого крепления консоли и поперечных салазок.

3.         Погрешности    формы    обработанной поверхности. Эти погрешности появляются в большинстве случаев приобработке  фасонных канавок и специальныхпазов и выражаются в несоответствии полученного профиля фасонной канавки или паза профилю заданному чертежом. Основной причинойтакого несоответствия является неправильныйвыбор фрезы или неправильная заточка фасонной фрезы с затылованными зубьями (изменение первоначального значения переднего угла).

Такой брак является неисправимым.

При правильно выбранной фасонной фрезе, правильной заточке, но при неправильной ее установке относительно обрабатываемой заготовки почти всегда появляется брак. Для предотвращения возможности появления брака при фрезеровании фасонных канавок и специальных пазов надо прежде всего тщательно проверить правильность выбранной фрезы, правильность ее установки на глубину фрезерования.

4.         Несоответствия   класса    шероховатости    обработанной    поверхности  требованиям  чертежа. Брак по шероховатости обработанной поверхности при фрезеровании дисковыми, концевыми, шпоночными, фасонными, отрезными и другими фрезами вызывается теми же причинами, что и при фрезеровании цилиндрическими и торцевыми фрезами (см. стр.   41).

Фрезерование фасонных поверхностей на универсальных фрезерных станках

Общие сведения о фасонных поверхностях

Поверхностью вращения называется поверхность, которая получается от вращения какой-нибудь линии АВ, называемой образующей, вокруг неподвижной прямой ООЪ называемой осью вращения. При этом любая точка М образующей АВ остается на постоянном расстоянии от оси ОО1 и, следовательно, сделав полный оборот вокруг нее, возвращается в свое первоначальное положение, т. е. описывает окружность с радиусом MN и с центром в точке N (94, а).

Цилиндрической поверхностью называется поверхность, создаваемая движением некоторой прямой (образующей), перемещающейся в пространстве параллельно данной прямой и пересекающей при этом некоторую кривую (направляющую) (94, б).

Конической поверхностью называется поверхность, производимая движением прямой (образующей), перемещающейся в пространстве так, что она постоянно проходит через неподвижную точку S (вершину) и пересекает данную линию (направляющую). Если направляющей будет окружность, то полученная таким образом коническая поверхность является конической поверхностью вращения (94, в).

Классификация поверхностей. В технике находят широкое применение детали с фасонными поверхностями.

Все многообразие фасонных поверхностей можно разделить на следующие типы:

1.         Фасонные   поверхности   вращения   (см.94, а, б, в).

2.         Фасонные поверхности замкнутого криволинейного  контура с прямолинейной образующей (94, г). Эти поверхности являютсяцилиндрическими   поверхностями,   ограниченными двумя плоскостями (основаниями)!  От,цилиндрических   поверхностей   тел   вращения они отличаются тем, что направляющей такихповерхностей является замкнутая кривая, а неокружность. Эти поверхности в большинстве случаев представляют собой плоские кулачки.

3.         Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной направляющей или, наоборот, с прямолинейной образующей и криволинейной направляющей (94, д), например, зуб фасонной фрезы, фасонные пазы и др.

4.         Пространственно-сложные фасонные поверхности. К этой группе фасонных поверхностей относятся все остальные фасонные поверхности,  не  вошедшие  в  предыдущие  группы, например, поверхности лопаток турбин, кузовов автомобилей, пресс-форм и т. д. (94, ё).

Поверхности зубьев зубчатых колес и шлицев, поверхности винтовых канавок и резьб также относятся к фасонным поверхностям. Они находят широкое применение в машиностроении и для их обработки применяют, как правило, специальные (реже универсальные) станки и режущие инструменты.

Обработка зубчатых колес и винтовых канавок рассматривается в гл. VIII

Метод обработки фасонных поверхностей зависит от конфигурации, размеров, требуемой точности, материала заготовки, количества обрабатываемых деталей и других условий.

В большинстве случаев такие детали обрабатывают на универсальных фрезерных станках, копировально-фрезерных станках и на фрезерных станках с программным управлением.

Фрезерование фасонных поверхностей замкнутого контура

Фасонные поверхности замкнутого контура можно обрабатывать фрезерованием на вертикально-фрезерных станках с помощью: ручного управления по разметке, круглого  стола по разметке, накладного копира, копировального фрезерования.

Фрезерование с помощью ручного управления

Фрезерование фасонной поверхности замкнутого криволинейного контура по разметке с помощью ручного управления заключается в том, что предварительно размеченную заготовку (95, а) закрепляют либо непосредственно на столе вертикально-фрезерного станка, либо в тисках, либо в приспособлении.

Фрезерование фасонной поверхности производят концевой фрезой путем одновременного перемещения стола в продольном и поперечном направлениях так, чтобы снять лишний слой металла в соответствии с размеченным контуром. Такой метод фрезерования применяется лишь в условиях единичного или мелкосерийного производства и требует высокой квалификации рабочего.

Разберем пример фрезерования замкнутого криволинейного контура прихвата из стали 45 (95, 6).

Выбор типоразмера фрезы. Выбираем концевую фрезу с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5 D = 36 мм, z = 6. Такой фрезой получим заданный радиус закругления контура R = 18 мм.

Подготовка к работе. Заготовку следует устанавливать не на столе станка, а на подкладке, закрепив прихватами и болтами, чтобы фреза при обработке не касалась рабочей поверхности стола (96). При установке заготовки необходимо следить за тем, чтобы стружка не попадала между соприкасающимися плоскостями  стола,   подкладки  и  заготовки.

Настройка станка на режимы фрезерования. Глубина фрезерования t = 3 мм, подача на зуб s_ =0,015 мм/зуб (при работе с механической подачей). Скорость резания для заданных условий обработки по нормативам режимов резания составляет v = 40 м/мин. Ближайшая ступень чисел оборотов шпинделя станка по графику (см. 40) соответствует п = 315 об/мин. Установить лимб коробки скоростей на эту ступень.

Фрезерование фасонной поверхности по разметке производят комбинированием ручных подач (продольной и поперечной). Фрезеровать по контуру начисто за один проход невозможно.

Сначала производят черновое фрезерование. Врезание фрезы должно происходить плавно. Вывод фрезы за границы контура производят ручным управлением поперечной подачей. Фрезерование фасонных поверхностей требует от фрезеровщика постоянного наблюдения за ходом процесса. После того как произведено черновое фрезерование и оставлен небольшой (1-2 мм) припуск, приступают к чистовому фрезерованию.

При чистовом фрезеровании, тщательно следя за разметочной риской, следует производить очень плавные перемещения стола во избежание получения брака по качеству поверхности. При фрезеровании фасонной поверхности в нашем случае (см. 95) особое внимание следует обратить на обработку участков фасонного контура по дугам окружностей R6 и R18. Способ фрезерования закрытого паза длиной 50 и шириной 18 мм описан ранее (см. стр.   53).

Фрезерование с применением круглого поворотного стола

Фасонные поверхности фрезеруют на круглом поворотном столе, являющемся принадлежностью вертикально-фрезерного станка.

Круглые поворотные столы выпускают с ручным приводом, с ручным и механическим

приводом от станка, с приводом от индивидуального электродвигателя. Поворотные столы с ручным приводом нормализованы, имеют общую конструкцию. Диаметры стола 160, 200, 250 и 320 мм. На 97 показан общий вид стола.

Каждый стол состоит из основания (плиты) и поворотной части (планшайбы). Плиту поворотного стола крепят к столу станка с помощью болтов, вставляемых в Т-образные пазы стола. При вращении рукоятки 1 через червячную пару (передаточное отношение червячной пары 1:90) поворачивается поворотная часть стола. После поворота планшайбу жестко закрепляют на плите рукояткой 5. Центральное коническое отверстие с конусом Морзе № 3 или 4 на планшайбе служит для центрирования поворотного стола, а Т-образные пазы - для закрепления приспособлений или заготовок. На боковой поверхности стола нанесены градусные деления для отсчета стола на требуемый угол. Винт 2 служит для фиксации рискоуказателя на круговой шкале стола, а винт 8 - для фиксации лимба на рукоятке 1. Эксцентриковая гильза 7 предназначена для регулировки зазора червячной пары, а также для вывода ее из зацепления в случае, когда нужно быстро повернуть стол на требуемый угол. Стопорят гильзу 7 рукояткой 6. Ограничение угла поворота "стола производится передвижным регулируемым ограничителем 4 поворота стола, а освобождают ограничитель поворота стола рукояткой 3.

Поворот н ы е столы с ручным и механическим приводом выпускают с диаметрами стола 320, 400, 500 и 630 мм (98). Эти столы имеют два червяка: один для ручного, другой для механического поворота планшайбы от привода станка. Вручную стол можно вращать маховичком 6.

Для привода круглых столов на фрезерных станках моделей 6Н11, 6Р12 и 6Р13 в механизме подач стола имеется специальный валик. На некоторых моделях консольно-фрезерных станков передача вращательного движения столу осуществляется от ходового винта продольной подачи стола. В обоих случаях вращение планшайбы производится через вал, расположенный под рабочим столом станка параллельно ходовому винту продольной подачи, зубчатую передачу, заключенную в специальном кронштейне, через шарнир 3 и телескопический вал 4. Включение вращения от привода производится рукояткой 5. Каждый стол снабжен кулачками 2, ограничивающими участки круговой обработки, передвигаемыми и закрепляемыми в круговом пазу 1, и реверсивным

механизмом для изменения направления вращения планшайбы. Эти столы как и столы с ручным управлением, имеют стопорное устройство, позволяющее жестко закреплять планшайбу в требуемом положении с помощью рукоятки 7.

На поворотном столе обрабатываемые заготовки закрепляют вручную. Для сокращения вспомогательного времени на крепление заготовок применяют поворотные столы со встроенным пневматическим или гидравлическим приводом. На 99 показан общий вид поворотного стола с диафрагменным пневмоприводом для закрепления обрабатываемых заготовок. Крепление заготовок происходит следующим образом. В столе имеется шток с резьбовым отверстием, в которое ввинчивают сменные тяги. С помощью этих тяг производят закрепление обрабатываемых заготовок или освобождение их поворотом рукоятки распределительного крана /. Маховиком 2 осуществляется вращение стола.

На 100 показаны схемы- наладок для закрепления заготовок на столе с диафрагменным пневмоприводом. На таких столах заготовки крепят через сменные тяги различных конструкций, ввинчиваемые в резьбовые отверстия штока стола.

Столы с индивидуальным электроприводом. Вращение стола от привода станка связано с большой затратой времени на наладку станка (установка кронштейна с зубчатыми колесами, установка промежуточного валика с шарнирами и др.). Поэтому целесообразно применять переносный накладной стол с индивидуальным приводом. Его можно установить на любом вертикально-фрезерном станке. Такие столы имеют необходимый комплект сменных зубчатых колес, позволяющих получить требуемую окружную скорость (круговую подачу) планшайбы.

Рассмотрим наладку и настройку станка на фрезерование кругового Т-образного паза (101). Материал заготовки - серый чугун (НВ-180). Размеры Т-образного паза при^ мем такими же, как и в ранее рассмотренном примере обработки прямолинейных Т-образных пазов (см. 88). Как и в ранее рассмотренном случае, обработку кругового паза производят за два прохода: сначала фрезеруют прямоугольный паз концевой фрезой, а затем фрезой для Т-образных пазов.

Установка круглого поворотного стола. Перед установкой стола необходимо тщательно протереть основание поворотного стола и поверхность станка, на которой его устанавливают. Ввести в соответствующие пазы стола станка с двух сторон прижимные болты с гайками и шайбами и закрепить поворотный стол. Вставить в центральное коническое отверстие круглого поворотного стола центрирующий штифт. Заготовку устанавливают и закрепляют с помощью центрирующего штифта, прихватов или сменных тяг в случае применения стола с пневмоприводом для закрепления заготовок.

При фрезеровании круговых пазов необходимо совместить центр окружности кругового паза с центром поворотного стола. При вращении кругового поворотного стола вокруг вертикальной оси каждая точка заготовки будет перемещаться по окружности радиусом, равным расстоянию этой точки от центра стола.

Кроме совмещения центра оси стола с центром окружности кругового контура необходимо также совместить ось концевой фрезы с осью симметрии паза, иначе говоря, расстояние между центром поворотного стола и центром концевой фрезы должно быть равно радиусу окружности оси паза.

Таким образом, при обработке круговых пазов очень важно правильно установить заготовку. Правильность установки можно проверить путем легкого касания заготовки вращающейся фрезой в двух диаметрально противоположных положениях, т. е. при повороте стола на 180°.

Настройка станка на режим фрезерования. Так как размеры Т-образного паза и материал в данном примере выбраны такими же, как и в примере (см. стр. 62), то принимаем те же режимы фрезерования, а именно: при фрезеровании концевой фрезой п = 630 об/мин, sM = 100 мм/мин; при фрезеровании фрезой для обработки Т-образных пазов - соответственно п = 315 об/мин и 5ы =125 мм/мин.

Настройка круглых столов с индивидуальным электроприводом на требуемую минутную подачу при фрезеровании фасонных- поверхностей, контур которых представляет собой дуги сопряженных окружностей различных диаметров, производится путем подбора соответствующих сменных зубчатых колес для различных участков контура.

Непрерывное фрезерование на круглом вращающемся столе (см. 101) является одним из наиболее производительных методов обработки деталей фрезерованием, так как в этом случае вспомогательное время перекрывается машинным, т. е. процесс фрезерования происходит непрерывно, без остановки для загрузки и снятия детали.

Фрезерование по накладным копирам

Этот метод применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства при обработке фасонных поверхностей замкнутого криволинейного контура - дисковых кулачков и деталей с фасонным и прямолинейным контуром. На 102 показана наладка для обработки кулачка на вертикально-фрезерном станке с поворотным столом.

Обработка по замкнутому контуру осуществляется концевой фрезой, которой сообщается траектория движения, соответствующая заданному контуру обрабатываемой детали. Требуемая форма заготовки 1 достигается с помощью накладного копира 2. Накладной копир представляет собой дисковый кулачок, профиль которого повторяет профиль обрабатываемой детали. Копир накладывают на заготовку и крепят в оправке вместе с ней. Оправку вставляют в центральное отверстие поворотного стола 5. На хвостовике концевой фрезы 4 устанавливают закаленный ролик 3 с наружным диаметром, равным диаметру фрезы. Фрезерование осуществляется при одновременном вращении стола 5 (с ручным или механическим приводом) и ручном управлении рукоятками продольной и поперечной подач, которые координируются таким образом, чтобы обеспечить постоянный контакт ролика с копиром. Если

ролик все время катится по копиру, то фреза точно воспроизведет профиль копира. При этом методе обычно достигается точность профиля обработанного кулачка в пределах 0,05- 0,15 мм. При таком методе обработки кулачков брак практически исключается, так как фреза, направляемая роликом по копиру, не может «зарезать» контур детали. Чтобы не было искажения профиля детали после каждой переточки фрезы, ролик также следует прошлифовывать на размер переточенной фрезы.

Копировальное фрезерование фасонных поверхностей замкнутого контура на вертикально-фрезерных станках

Сущность копировального фрезерования состоит в том, что обрабатываемой заготовке сообщают движение по определенной программе в соответствии с формой контура обрабатываемой детали. На 103 приведена схема копировального фрезерования фасонной поверхности замкнутого контура (кулачка). На стол 9 вертикально-фрезерного станка устанавливают плиту 10. По ее направляющим свободно перемещается под действием груза 1 плита 12. На плите 12 установлен поворотный стол 11 с приспособлением. На оси стола закреплены с помощью болта и гайки б копир 8 и заготовка 7. На плите 10 установлена стойка 3 с копировальным роликом 4. Под действием груза 1 обеспечивается постоянный контакт между роликом 4 и копиром 8, так как груз 1 прикреплен тросом 2 к плите 12. В процессе фрезерования столу 11 вместе с заготовкой сообщается вращательное движение.

Получение фасонной поверхности криволинейного замкнутого контура достигается тем, что копир 8 имеет профиль, соответствующий профилю детали. При этом винт продольной подачи стола станка отсо линяют и перемещение стола в продольном направлении задается профилем копира, прижатого к кулачку. Обработка фасонной поверхности кулачка производится за один оборот стола (заготовки).

После переточки фрезы 5 диаметр ее уменьшается и, следовательно, при обработке такой фрезой деталь будет получаться «полнее», т. е. с контуром больших размеров.

Компенсация износа фрезы 3 и неточности изготовления копира 1 достигается тем, что ролик 4 изготавливают коническим (с углом конуса  а),   а  не  цилиндрическим  (  104),

копир - наклонным с углом -у. Такая форма

ролика и копира позволяет компенсировать износ фрезы подъемом ролика на величину, при которой размеры обрабатываемой детали 2 достигнут первоначальных, как при обработке неизношенной фрезой. Применение конического ролика желательно также при обработке кулачков по накладному копиру (см. 102).

На 105 приведена схема для фрезерования концевой фрезой 5 замкнутых канавок по цилиндрической поверхности с переменным шагом (цилиндрические кулачки). В стойке 3 перемещается шпиндель 1, получающий равномерное вращательное движение от привода подачи стола. На шпиндель жестко посажен торцовый копир 2. На правом конце шпинделя установлен патрон, в котором крепится заготовка 4. Стойка 3 перемещается по направляющим плиты 8, закрепленной на столе вертикально-фрезерного станка. Программа этого движения задается профилем копира 2, в который упирается ролик 7. Постоянный контакт ролика и копира обеспечивается пружиной или пневмоцилинд-ром 6, поршень которого через шток 9 соединен со стойкой 3.

Такие поверхности можно фрезеровать на станках с программным управлением (см. гл. XII).

Фрезерование фасонных поверхностей незамкнутого контура

На 106 приведены некоторые детали с фасонными поверхностями рассматриваемого типа. Такие поверхности могут быть обработаны фрезерованием на обычных фрезерных станках фасонными фрезами или, в отдельных случаях, цилиндрическими фрезами с применением копировальных приспособлений, а также на копировально-фрезерных станках и на станках с программным управлением.

Фрезерование фасонными фрезами. Фасонные фрезы применяют при обработке самых разнообразных фасонных поверхностей незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей, а также для образования стружечных винтовых канавок режущих инструментов (фрез, сверл, разверток, метчиков и др.).

Следует отметить, что в ряде случаев фасонная фреза является единственным инструментом, при помощи которого может быть образован сложный фасонный профиль детали.

Профиль зуба фасонных затылованных фрез должен соответствовать фасонному профилю детали. Это достигается при условии, что передний угол у фрезы будет равен нулю. Как видно из 107, наличие, переднего угла у увеличивает высоту профиля фрезы на величину х. Поэтому если при расчете фрезы задан какой-то положительный передний угол для данных условий обработки (например, у = 5°), то необходимо произвести корректирование профиля зуба фрезы, т. е. найти сокращенный профиль фрезы. Сокращенный (корректированный) на величину х профиль зуба фрезы с заданным передним углом у дает требуемый профиль готовой детали. При заточке затылованных фрез по передней поверхности не следует изменять значение переднего угла, принятого при расчете и конструировании фрезы, во избежание искажения фасонного профиля детали. На торце фрезы должно быть клеймо - величина переднего угла у.

Точность фасонного профиля обработанной детали зависит непосредственно от точности профиля фрезы. Все погрешности профиля инструмента сказываются на обработанной детали. Профиль фасонной фрезы проверяют по шаблону.

Фасонные фрезы в зависимости от метода образования задней поверхности разделяются на две группы: затылованные - с задними поверхностями зубьев, образованными архимедовой спиралью (см. 8, б) и острозаточенные (незатылованные, см. 8, а). Затылованные фасонной фрезы для сохранения профиля зубьев при переточке затачивают по передней поверхности.

В массовом производстве чаще применяют острозаточенные фасонные фрезы, так как они обеспечивают большую производительность и более высокий класс шероховатости обработанной поверхности. Острозаточенные фасонные фрезы затачивают по задней поверхности. Однако трудоемкий процесс изготовления и заточки фрез, а также необходимость тщательного контроля профиля фрез после каждой переточки ограничивают их применение.

Искажение  профиля  при  наличии  положительного переднего угла

Обычно фасонные фрезы изготовляют из быстрорежущей стали. Фасонные фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава, не получили пока широкого применения из-за трудности получения пластинки фасонного профиля и ее заточки. В настоящее время спроектировано несколько типов фасонных фрез, оснащенных круглыми неперетачиваемыми твердосплавными пластинками для обработки деталей сложного профиля.

Фасонные фрезы изготовляют цельными и сборными (со вставными зубьями).

Применение фасонных фрез особенно эффективно при обработке узких" и длинных фасонных поверхностей.

Для обработки широких профилей применяют наборы из двух и более фасонных затыло-ванных или острозаточенных фрез.

На 108 показан набор фасонных фрез из стали Р6М5 для фрезерования детали на горизонтально-фрезерном станке.

Диаметр крайних фрез 125 мм, число зубьев z = 12. Диаметр средних фрез 80 мм с числом зубьев z = 8. Материал заготовки - серый чугун, НВ = 180.

Установка набора фасонных фрез 3 может производиться по габариту 2 на призме 1 (109). При этом, как указывалось ранее, по габариту устанавливают только одну фрезу. Так как все четыре фрезы вращаются с одним и тем же числом оборотов, то скорость резания фрез меньшего диаметра будет меньше скорости резания крайних фрез большего диаметра. Выбор числа оборотов шпинделя станка производится следующим образом. Сначала определяют оптимальную скорость резания для каждой фрезы комплекта. По скорости резания и диаметру фрезы находят число оборотов шпинделя станка для каждой фрезы набора. Из полученных значений чисел оборотов выбирают наименьшее значение, так как в противном случае для фрезы, по которой выбрано число оборотов (лимитирующая фреза), другие значения чисел оборотов давали бы завышенную скорость резания, а следовательно, малую стойкость.

Минутная подача также назначается по лимитирующему инструменту, т. е. по наименьшему ее значению. Это значит,что для каждой фрезы комплекса назначают максимально допустимую подачу на зуб. Число зубьев каждой фрезы известно.

Так как число оборотов для всех фрез набора одинаковое, то можно определить по формуле (3) подачу на один оборот для каждой фрезы. И из всех значений подач на один оборот s<j принять наименьшее (лимитирующее), далее следует определить минутную подачу по формуле (4). Может случиться, что число оборотов шпинделя фрезы ограничивается одной фрезой, а минутная подача sM - другой.

Контроль фасонного профиля обработанной поверхности производят при помощи шаблона. Для проверки фрез служит контршаблон, изготовленный из листового материала в соответствии с профилем детали.

Во избежание брака необходимо клеймить фрезу, шаблон и контршаблрн. На ПО показаны набор фрез, шаблон и контршаблон, применяемые при фрезеровании фасонной поверхности детали с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей.

 Оправка с набором фрез, разработанная Воронежским станкостроительным заводом имени 50-летия Ленинского комсомола, предназначена для обработки деталей сложного профиля из трех- и четырехшпиндельных продольно-фрезерных станках. На оправке 1 закрепляют комплект фрез: 3, 4, 5,6,8 и 9. Между фрезами устанавливают распорные втулки 2 и 7. Весь набор крепят гайками 10. Диаметр и профиль фрез выбирают в соответствии с профилем обрабатываемой детали. Оправку 1 устанавливают в один горизонтальный шпиндель станка, поддерживающую оправку 12 - в другой горизонтальный шпиндель. Шлифованный цилиндрический хвостовик оправки ) входит в бронзовую втулку 11 оправки 12. Оправка 1 получает вращение от одного шпинделя, оправка 12 - от второго шпинделя станка. Происходит одновременное вращение всего набора. Втулка 11 работает только при пуске и выключении станка. Подобные наборы фрез позволяют значительно повысить производительность обработки деталей сложного профиля при обработке на горизонтально-фрезерных или продольно-фрезерных станках.

Фасонные поверхности незамкнутого контура с прямолинейной образующей и криволинейной направляющей могут быть обработаны цилиндрической фрезой. Однако криволинейная направляющая (контур) в этом случае должна быть образована плавной кривой с достаточно большими радиусами закруглений. Кроме того, ширина обрабатываемых деталей должна перекрываться длиной цилиндрической фрезы. Такие детали можно обрабатывать на горизонтально-фрезерном станке с помощью копировального приспособления. На 111 приведена схема такого приспособления. Заготовку 2 устанавливают на плите 1, на которой снизу закреплен копир 8. Плита 1 может перемещаться вверх и вниз по двум стойкам 5.

На двух кронштейнах 7, закрепленных на поперечных салазках, смонтирован стержень 9 с пальцем 6. Под действием двух пружин 4 копир 8 будет всегда прижат к пальцу 6. При продольном перемещении стола 10 палец б в зависимости от профиля копира то поднимает, то опускает плиту 1 с обрабатываемой заготовкой 2. Таким образом, будет профрезерована фасонная поверхность по заданному профилю копира. Пружины 4 закрыты колпачками 3, которые предохраняют их от засорения.

Фрезерование пространственно-сложных фасонных поверхностей. Пространственно-сложные фасонные поверхности, как правило, ни в одном из сечений двумя взаимно перпендикулярными плоскостями не образуют прямолинейного контура. Они не могут быть получены фрезерованием фасонными фрезами. Такие поверхности обрабатывают на копировально-фре-зерных станках (см. § 39) или на станках с программным управлением (см. гл. XII) к о-п и р н ы м и (пальцевыми)  фрезами.

Виды брака и меры его предупреждения

Основным видом брака при обработке фасонных поверхностей является несоответствие профиля обработанной поверхности профилю.

заданному чертежом. Погрешности профиля возникают по следующим причинам.

При обработке концевыми фрезами с ручным управлением - из-за низкой квалификации рабочего, недостаточно точно выполненной разметки, невнимательности фрезеровщика.

При обработке по копиру погрешности профиля могут быть вызваны погрешностью изготовления самого копира или потерей размера фрезы после ее переточки.

В случае обработки фасонных поверхностей фасонными фрезами погрешности профиля могут быть вызваны погрешностями профиля инструмента или изменениями его геометрических параметров (переднего угла у) после переточки. Для предупреждения брака по этой причине перед фрезерованием необходимо убедиться в правильности профиля выбранной фрезы и ее заточки. Реже погрешности формы могут возникнуть в результате неправильной установки обрабатываемой заготовки относительно фрезы, неправильного комплектования набора фрез или неправильной установки на глубину фрезерования.

Брак по шероховатости поверхности возникает в результате тех же причин, что и при фрезеровании плоскостей, пазов и уступов. Исправление подобных дефектов практически невозможно, поэтому в процессе фрезерования следует не превышать подачи на зуб, указанной в операционных картах, не доводить фрезу до большого затупления, не производить обработку фасонными фрезами на станках пониженной жесткости и виброустойчивости.

Основы построения технологического процесса механической обработки деталей

Понятие о производственном и технологическом процессах и их элементах

Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

В производственный процесс входят не только основные, непосредственно связанные с изготовлением деталей и сборкой изделий, но и все вспомогательные процессы, обеспечивающие возможность изготовления продукции (например, транспортирование материалов и деталей, контроль деталей, изготовление приспособлений и инструмента, ремонт оборудования, заточка инструмента и т. д.).

Технологическим процессом механической обработки называют часть производственного процесса, непосредственно связанную с изменением формы, размеров или свойств обрабатываемой заготовки, выполняемую в определенной последовательности.

Технологический процесс состоит, из ряда операций. Операцией называют законченную часть технологического процесса обработки одной или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок, выполняемую на одном рабочем месте одним рабочим или бригадой. Операция начинается с момента установки заготовки на станок, включает всю последующую ее обработку и снятие со станка. Операция является основным элементом при разработке, планировании и калькуляции технологического процесса обработки заготовок или сборки машин. Операцию можно выполнять за одну или несколько установок заготовки.

Установом (установкой) называют часть технологической операции, выполняемой при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок.

Позицией называется фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой совместно с приспособлением   относительно   инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

Операция может быть выполнена за один или несколько переходов.

Переходом (технологическим переходом) называется часть операции, которая характеризуется неизменностью обрабатыавемой поверхности, режущего инструмента и режима работы станка (число оборотов, подача и глубина резания).

Следующий переход начинается тогда, когда изменится какой-либо из этих параметров.

Если производится одновременная обработка нескольких поверхностей (например, фрезерование набором фрез), то такой переход называется  сложным переходом.

Проходом называется часть перехода, когда снимается слой материала без изменения настройки станка. Переход состоит из нескольких одинаковых, следующих друг за другом проходов. Например, черновое фрезерование плоскости с большим припуском на обработку может быть произведено за два и более проходов (с одинаковой глубиной резания, минутной подачей и числом оборотов фрезы).

Вспомогательный переход - часть опера-, ции, состоящая из действия человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода (например, установка заготовки, закрепление фрезы на оправке, смена,  подвод и отвод инструмента и т.  д.).

Понятие о базах и их выборе

При разработке технологического процесса механической обработки важным является правильное базирование заготовки.

Под термином база понимают совокупность поверхностей, линий или точек, по отношению к которым ориентируются другие поверхности данной детали или другие детали изделия при их обработке, измерении или сборке.

Базированием заготовки называют установку и закрепление ее в определенном положении относительно станка и режущего инструмента. От правильности расположения заготовки относительно станка и режущего инструмента будет зависеть точность размера, точность геометрической формы и взаимного расположения обработанных поверхностей.

Различают базы конструкторские и технологические. Конструкторскими базами называют поверхности, линии и точки на чертежах, от которых проставлены размеры. Поверхности, используемые в технологическом процессе механической обработки и сборки, называют технологическими базами. Они подразделяются на установочные, сборочные и измерительные.

Установочными базами называют поверхности обрабатываемой заготовки, используемые при установке ее в приспособлении или непосредственно на станке. В первой стадии механической обработки, когда ни одна поверхность заготовки еще не обработана, ее устанавливают на необработанные поверхности, которые называют черновыми базами. Обработанные поверхности, используемые для закрепления заготовки на станке при выполнении последующих операций, называют чистовыми  базами.

Измерительными базами называют те поверхности или сочетание поверхностей, линий и точек, от которых производят отсчет размеров при измерении деталей.

Для выполнения большинства операций обработки заготовки стараются использовать одну и ту же базу.

Если невозможно обработать все поверхности заготовки с одной установки или в случае, когда деталь обрабатывается на различных станках,   можно   менять   установочные   базы.

Однако каждый переход от одной базы к другой увеличивает накопление погрешностей базирования - погрешностей положения обрабатываемой детали относительно станка, приспособления и инструмента. При выборе баз различного назначения надо стремиться использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, так как это способствует повышению точности обработки и измерения. Например, целесообразно в качестве измерительной базы использовать установочную базу.

При выборе черновых баз нужно исходить из следующих основных положений:

1. Для заготовок, не обрабатывающихся кругом, следует, как правило, использовать в качестве черновой базы поверхность, которая не будет обрабатываться вовсе. Это позволит получить наименьшую погрешность относительно обработанных поверхностей.

2.         При обработке заготовок кругом следует принимать за черновые базы такие поверхности, которые имеют наименьший припуск на обработку. Это позволит избежать брака из-за недостатка припуска на принятую за базу обрабатываемую поверхность.

3.         Поверхности, принятые за черновые базы, должны позволять надежно закрепить заготовку, чтобы производить обработку при заданных режимах резания.

При выборе чистовых баз следует руководствоваться следующими основными положениями :

1.         При обработке точных деталей за чистовую базу следует по возможности принимать ту  поверхность,  по  которой  готовая  деталь устанавливается при сборке машин.

2.         Чистовые базы должны обеспечивать наименьшие деформации заготовки при ее закреплении и обработке.

Базирование обрабатываемых деталей. Из механики известно, что каждое абсолютно твердое тело в пространстве имеет шесть степеней свободы, т. е. оно может перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях по осям х, у и z и поворачиваться вокруг этих осей. Чтобы однозначно определить положение твердого тела в пространстве, надо лишить его этих шести степеней свободы.

При установке заготовки на станке необходимо обеспечить вполне определенное ее положение относительно режущего инструмента, так как от этого в значительной мере зависит точность обработанной детали. На 112 показана схема установки на шесть точек заготовки, имеющей форму параллелепипеда. Нижней опорной базой заготовку устанавливают на три точки (штифта) 1, 2 л 3. Заготовка при этом лишилась трех степеней свободы, а именно: поворота вокруг осей х,уи перемещения вдоль оси z. Прижав заготовку к двум боковым точкам (штифтам) 4 и 5, мы лишаем ее еще двух степеней свободы - поворота вокруг оси г и перемещения вдоль оси х. Чтобы лишить заготовку последней, шестой, степени свободы - перемещения вдоль оси у, достаточно упорную плоскость прижать к штифту 6. Таким образом, для получения вполне определенной установки заготовки в приспособлении необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, из которых три - в опорной плоскости, две - в направляющей и одна - в упорной. Это правило в технологии машиностроения носит название «правила   шести   точек».

При базировании цилиндрической детали на призме (113) она лишается четырех степеней свободы четырьмя неподвижными одноточечными опорами 1, 2, 3 и 4. Оставшихся двух степеней свободы - перемещение детали вдоль оси у (вдоль призмы) и вращение детали вокруг своей оси - она лишается с помощью еще двух одноточечных опор 5 и 6. Для этого необходимо в точке 5 поставить упор, а в точке б - шпонку. Ступенчатые валы нельзя устанавливать на две неподвижные призмы, как показано, например, на 75. В этом случае неточность размеров по диаметрам ступеней вала, полученная после их токарной обработки, будет изменять положение оси вала по высоте. Поэтому при установке ступенчатых валов следует применять одну призму неподвижную по высоте, а другую - регулируемую.

Базирование бруска и

Иногда при фрезеровании заготовки устанавливают на магнитном столе, закрепленном на столе фрезерного станка, только по трем опорным точкам. Для фиксации положения заготовок, имеющих точные отверстия и плоскости (шатуны, блоки цилиндров, корпусные детали и т. д.), вместо базирования по опорной, направляющей и упорной плоскостям применяют базирование по плоскости и двум отверстиям, перпендикулярным к ней (114, а, б), и по плоскости и параллельному ей отверстию

Технологическая документация

В последнее время разработана и внедряется Единая система технологической документации (ЕСТД).

ЕСТД - комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения разработки, оформления, комплектации и обращения технологической документации, применяемой в производстве всеми машиностроительными и приборостроительными организациями и предприятиями Советского Союза.

Основное значение стандартов ЕСТД -установить во всех организациях и на всех предприятиях единые правила выполнения, оформления и обращения технологической документации. Внедрение стандартов ЕСТД дает возможность использовать технологическую документацию как информационную базу автоматизированной системы управления производством (АСУП) в условиях различных масштабов и характера производства. Создание Единой системы технологической документации является важным этапом работ по совершенствованию технологической  подготовки производства.

ЕСТД дает возможность обмена технологическими документами между организациями и предприятиями без их переоформления.

Основными видами технологических документов (ГОСТ 3.1102-73) являются: маршрутная карта, карта эскизов, технологическая инструкция, ведомость оснастки, операционная карта и др.

Маршрутная карта - технологический документ, содержащий описание технологического процесса изготовления или ремонта изделия (включая контроль и перемещения) по всем операциям различных видов в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах в соответствии с установленными формами.

Карта эскизов - технологический документ, содержащий эскизы, схемы и таблицы, необходимые для выполнения технологического процесса, операции, технологического перехода или ремонта изделия (включая контроль и перемещения).

Технологическая инструкция - технологический документ, содержащий описание приемов работы, или технологических процессов изготовления, или ремонта изделия (включая контроль и перемещения), правил эксплуатации средств технического оснащения, описание физических и химических явлений, возникающих при отдельных операциях.

Ведомость оснастки - документ, содержащий перечень стандартных и специальных приспособлений, необходимых для оснащения технологического процесса изготовления изделия.

Операционная карта - технологический документ, содержащий описание технологической операции с указанием переходов, режимов обработки и данных о средствах технологического оснащения.

Оформление маршрутной и операционной карт механической обработки

Технологический процесс механической обработки оформляется на специальных картах, форма которых установлена ГОСТ 3.1105-74 и ГОСТ 3.1404-74. ГОСТ 3.1104-74 устанавливает общие требования к выполнению технологических документов.

Марту эскизов следует разрабатывать для операций и переходов. На карте эскизов должны  быть  указаны данные,  необходимые для выполнения технологического процесса механической обработки (размеры, предельные отклонения, обозначение шероховатости поверхностей, технические требования и т. д.). Обрабатываемые поверхности следует обводить сплошной линией от 2s до 3s (s - толщина сплошной основной линии). На эскизах все обрабатываемые поверхности нумеруют арабскими цифрами. Номер обрабатываемой поверхности проставляют в окружности диаметром 6-8 мм и соединяют выносной линией с изображением этой поверхности. Эскиз показывает состояние обрабатываемых поверхностей детали, полученных в результате окончания данной операции или перехода. На эскизе приводится изображение режущего инструмента в конце хода и способ крепления заготовки. При этом размеры и предельные  отклонения  обрабатываемой  поверхности в содержании операции (перехода) не указываются, например: «фрезеровать шпоночную канавку /, развернуть отверстие-2». Нумеровать поверхности следует в направлении часовой стрелки. В документах допускается применение краткой формы наименования операции, например, «фрезерная» вместо «фрезерная операция».    В   содержание   операции   (перехода) должно быть включено: наименование метода обработки,   выраженное  глаголом  в  повелительной форме (например, точить, фрезеровать, сверлить и т. д.); наименование обрабатываемой поверхности  детали  (например,  торец,   плоскость, отверстие и т. д.).

При одновременной обработке нескольких поверхностей в описании операции (перехода) перечисляются в тексте все обрабатываемые поверхности, например, «фрезеровать поверхности 1,2,3,4м 5 набором фрез». Допускается указывать в содержании операции (перехода) характер обработки (например, предварительная, окончательная, одновременная и т. д.). Операции и переходы следует нумеровать арабскими цифрами в технологической последовательности.

ГОСТ 3.1502-74 устанавливает правила оформления документов на технический контроль- операционной карты технического контроля и ведомости операций технического контроля.

Деталь (см. 59) в серийном производстве изготовляется по следующему технологическому маршруту (см. табл. 7). В табл. 8 и 9 показаны заполненные операционные карты механической обработки (6 и 4-я операции, см. табл. 7).

Строгое выполнение разработанного технологического процесса, оформленного в виде маршрутных и операционных карт механической обработки, карт термической обработки и т. д., т. е. соблюдение технологической дисциплины, является основным условием, обеспечивающим нормальный ход производства и получение высококачественной продукции.

Принципы построения технологического процесса

Одним из основных принципов построения технологических процессов яляется принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Технологический процесс должен безусловно обеспечить выполнение всех требований к точности и качеству деталей и изделия в целом, предусмотренных чертежами и техническими условиями, при наименьших затратах труда и минимальной себестоимости. Существует обычно несколько вариантов обработки деталей, одинаково удовлетворяющих требованиям чертежа и технических условий, но стоимость обработки различна.

Для заданных условий и масштаба производства следует выбрать тот вариант, который в большей мере удовлетворяет решению указанных выше требований.

Выбор оптимального варианта технологического процесса требует в ряде случаев расчета экономической эффективности и сравнения экономичности вариантов обработки.

При проектировании технологических процессов механической обработки исходными являются следующие данные: программное задание; чертежи и технические условия на изготовление и приемку изделия; вид заготовки, зависящий от размера партии, материала, геометрической формы и размера детали и др.

Существуют два случая разработки технологических процессов.

Первый, когда для производства машин проектируются новые заводы или цехи завода и, следовательно, свободен выбор оборудования, производственных площадей и прочих технических средств, составляющих производственный процесс.

Второй, наиболее распространенный, когда на базе действующего завода с учетом технической оснащенности организуют производство нового изделия. В этом случае разработка технологии изготовления подчинена конкретной производственной обстановке. Разработка технологических процессов ведется по следующему плану.

1.         Знакомятся с назначением изделия, изучают чертежи деталей и технические условия на их изготовление.

2.         Выбирают  способ  получения  заготовкидля деталей в зависимости от размера партиии материала. Определяют размеры припусковна обработку.

3.         По чертежам деталей определяют базирующие поверхности (черновые и чистовые), покоторым будет производиться крепление детали.   Назначают  первую  исходную  операцию,используя правило черновых баз.

4.         Последовательность  и   характер   операций определяются конфигурацией, точностью и классом шероховатости  обрабатываемых  поверхностей, заданных по чертежу детали.

В большинстве случаев обработку заготовки целесообразно производить в несколько операций:

а)         черновая обработка, при которой снимают основную часть общего припуска;

б)         получистовая и чистовая обработка, прикоторой обеспечивается в основном заданнаяточность;

в)         отделочная обработка, при которой обеспечивается требуемый класс чистоты поверхности и точность формы и размеров детали.

5.         Для каждой операции выбирают станок, приспособление, режущий, вспомогательный и измерительный инструменты, охлаждение с учетом количества одновременно обрабатываемыхдеталей.

6.         Для каждого перехода определяют расчетные размеры обрабатываемых поверхностей, число проходов и режимы резания.

7.         Для каждого перехода нормируют основное технологическое  (машинное) и вспомогательное время и др.

Разработка технологических процессов механической обработки для массового и крупносерийного производства ведется двумя методами: концентрацией и дифференциацией операций.

Концентрацией операций называется соединение нескольких операций в одну, более сложную, а дифференциацией - расчленение операций на несколько более простых.

Обработка заготовок набором фрез, обработка на многошпиндельных станках, токарных автоматах и полуавтоматах, агрегатных станках выполняется по методу концентрации операций.

При конструировании машин следует уде лять  внимание  технологичности  конструкции.

Под технологичностью конструкции понимают ее свойства, обеспечивающие в конкретных производственных условиях минимальные затраты на подготовку производства и на изготовление машин без ущерба для их качества. Технологичность конструкции машины обеспечивается при выполнении следующих основных требований: применении деталей несложных форм, стандартных и нормализованных деталей, правильном выборе материала и заготовок, возможности расчленения машины на отдельные сборочные единицы, собираемые, и разбираемые независимо друг от друга и др.

Разработка технологического процесса механической обработки представляет собой довольно сложную и трудоемкую работу. Технолог, разрабатывающий технологический процесс,  обычно руководствуется своим личным

опытом. Поэтому иногда одни и те же технологические задачи технологами решаются по-разному. Создание типовых технологических процессов для определенных типов деталей (валов, втулок, зубчатых колес, станин, плит и др.) позволяет ускорить и улучшить разработку технологических процессов.

Заводские технологи при разработке технологического процесса механической обработки заготовок ориентируются на уже разработанный типовой технологический процесс и используют его применительно к конкретным производственным условиям данного завода.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства находит применение метод групповой обработки деталей.

На ведущие детали рекомендуется разработать 2-3 варианта технологического процесса, чтобы определить наиболее экономичный при заданных условиях обработки.

Точность обработки при фрезеровании

Точность является одним из важнейших показателей качества изделий.

Под точностью обработки в машиностроении понимают степень соответствия геометрических параметров обработанной детали и параметров, заданных чертежом. Чтобы оценить степень точности детали, необходимо установить:

точность размеров, отклонение формы, отклонение расположения и класс шероховатости обработанной поверхности.

Основными причинами, влияющими на точность обработки при фрезеровании, являются:

погрешности, вызванные неточной установкой обрабатываемой заготовки на станке; погрешности обработки, возникающие в результате упругих деформаций технологической системы СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь) под действием силы резания; погрешности, возникающие в результате деформации, заготовки и других элементов оснастки при креплении заготовки; погрешности обработки, вызываемые размерным износом инструмента; погрешности наладки станка (погрешности установки на глубину фрезерования, погрешности пробных промеров и т. д.);

погрешности, обусловливаемые неточностью станка (биение шпинделя, погрешности перемещения стола и т. д.); погрешности обработки, возникающие в результате температурных деформаций обрабатываемой детали, станка, инструмента и др.; погрешности, вызванные действием остаточных напряжений в материале заготовок и готовых деталей.

В условиях единичного производства точность обработки обеспечивают индивидуальной выверкой устанавливаемых на станок заготовок и последовательным снятием стружки пробными проходами, сопровождаемыми пробными промерами. Заданный размер получается методом последовательного приближения. Точность обработки в этом случае зависит в значительной мере от квалификации рабочего. В условиях серийного и массового производства точность обеспечивается методом автоматического получения размеров на предварительно настроенном станке. Установку заготовки производят без выверки в специальном приспособлении на заранее выбранные базовые поверхности. Точность обработки в этом случае зависит в значительной мере от квалификации наладчика.

Обеспечение заданного класса шероховатости поверхности. Требуемый класс шероховатости поверхностей деталей проставляет на рабочих чертежах конструктор с учетом назначения и условий работы данной детали в изделии. Задача фрезеровщика - обеспечить требуемый класс шероховатости поверхности детали при обработке.

Поверхности 2-го и 3-го класса шероховатости можно получить уже при черновом фрезеровании (с большой глубиной фрезерования и большой подачей на зуб).

Поверхности, соответствующие 4, 5 и 6-му классам шероховатости, можно получить при правильном выборе режимов резания, соответствующих геометрическим параметрам фрезы, и условий охлаждения. Поверхности 7-го, 8-го классов шероховатости и выше получают при чистовом фрезеровании фрезами высокой точности на станках повышенной жесткости, а Также путем правильного выбора режимов фрезерования.

Фрезерные станки

Основные сведения

Краткий обзор истории отечественного станкостроения

Производство примитивных станков известно с давних времен.

Достоверные сведения об истории отечественного станкостроения относятся к XVIII столетию. Значительный вклад в развитие станко^ строения внес Андрей Константинович Нартов (1680-1756 гг.), впервые создавший ряд оригинальных металлорежущих станков с механическими крестовыми суппортами.

Нартов А. К. создал также ряд оригинальных токарно-копировальных станков, которые предназначались для обработки выпуклых (рельефных) изображений на медалях, табакерках и других подобных изделиях.

На Тульском оружейном заводе в 1715 г. русский мастер Яков Батищев создал многошпиндельный сверлильный станок для одновременной обработки 24 ружейных стволов. Много сделал для развития русского станкостроения тульский механик Павел Дмитриевич Захава (1780-1835 гг.). Он построил специальные операционные станки для обработки ружейных стволов (токарные, сверлильные, фрезерные, протяжные), значительно опередив в этой области передовые страны того времени.

Основоположником теории металлорежущих станков является русский ученый, академик А. В. Гадолин. В своем труде «Теория устройства перемены скоростей рабочего движения на токарных и сверлильных станках», изданном в 1876 г., он доказал, что наилучшей эксплутационной характеристикой будет обладать станок, у которого ряд чисел оборотов составляет геометрическую прогрессию. Это положение остается в силе и до настоящего времени.

В дореволюционное время потребность страны в металлорежущих станках удовлетворялась главным образом за счет импорта. Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила это положение. Наряду с другими отраслями машиностроения было создано и отечественное станкостроение.

Большой вклад в развитие советского станкостроения внесли академик Дикушин В. И., профессора Решетов Д. Н., Каширин А. И., Ачеркан Н. С, Головин Г. М. и др.

Для создания научной и экспериментальной базы станкостроения в 1931 г. был создан научно-исследовательский институт станков и инструментов, преобразованный в 1933 г. в ЭНИМС, сделавший очень много для превращения этой отрасли машиностроения в одну из передовых.

Условные обозначения элементов кинематических цепей

Кинематическая схема - графический конструкторский документ, содержащий условные графические изображения или обозначения кинематических составных частей изделия и связей между ними (ГОСТ 2.701-68).

В табл. 10 приведены условные обозначения основных.элементов передач на кинематических схемах по ГОСТ 2.770-68.

Классификация станков фрезерной группы

В СССР принята Единая система классификации и условных обозначений для станков отечественного производства, основанная на присвоении каждому станку особого шифра (номера). Первая цифра означает группу станка (токарная, сверлильная, фрезерная и т. д.), вторая - его тип, третья (иногда и четвертая) характеризует размер станка.

В ряде случаев между первой и второй цифрами вводится прописная буква русского алфавита, указывающая на то, что станок улучшен или модифицирован. Иногда прописная буква ставится в конце шифра, что указывает на ту или иную область применения данной модификации (например, П - повышенной точности; ПБ - повышенной точности, быстроходный; Ш - широкоуниверсальный; Ф - с програрммным управлением и т. д.).

Фрезерные станки в принятой классификации составляют шестую группу, поэтому обозначение (шифр) любого фрезерного станка начинается с цифры 6. Станки фрезерной группы делятся на следующие типы: 1 - консольные вертикально-фрезерные, 2- фрезерные станки непрерывного действия; 3 - свободная группа; 4 - копировально- и гравировально-фрезерные станки; 5 - вертикальные бесконсольные; 6 - продольно-фрезерные; 7 - консольные широкоуниверсальные; 8 - горизонтальные консольные;   9 - разные.

Так, например, цифрами 612 обозначается консольный вертикально-фрезерный станок 2-го номера.

Обозначение 6Р82 характеризует новую (г) модель консольного горизонтально-фрезерного станка 2-го номера, отличную от предыдущей модели - 6М82.

Ниже приводится более подробная классификация станков фрезерной группы.

1.         Станки консольно-фрезерные:

а)         горизонтально-фрезерные   (с   неповоротным столом);

б)         горизонтально-фрезерные с  поворотным столом (универсальные);

в)         вертикально-фрезерные;

г)         широкоуниверсальные.

2.         Станки   вертикально-фрезерные   с   крестовым столом (бесконсольные).

3.         Станки продольно-фрезерные:

а)         одностоечные;

б)         двухстоечные.

4.         Фрезерные станки непрерывного  действия:

а)         карусельно-фрезерные;

б)         барабанно-фрезерные.

5.         Станки копировально-фрезерные.

6.         Станки шпоночно-фрезерные.

7.         Торцефрезерные станки.

8.         Станки фрезерные специализированные.

Консольно-фрезерные станки

Консольно-фрезерные станки наиболее распространены. Стол консольно-фрезерных станков с салазками расположен на консоли и перемещается в трех направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.

Консольно-фрезерные станки делятся на горизонтально-фрезерные (с неповоротным столом), универсально-фрезерные (с поворотным столом), вертикально-фрезерные и широкоуниверсальные. На базе вертикально-фрезерных станков выпускают копировально-фрезерные станки, станки с программным управлением и др.

Консольно-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, торцовыми, угловыми, концевыми, фасонными и другими фрезами в условиях единичного и серийного производства. На них можно фрезеровать разнообразные заготовки соответствующих размеров (в зависимости от размеров рабочей площади стола) из стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и других материалов. На универсальных фрезерных станках, имеющих поворотный " стол, с помощью делительной головки можно фрезеровать винтовые канавки на режущих инструментах (сверлах, развертках и др.) и других деталях, а также нарезать зубья прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Широкоуниверсальные станки предназначены для выполнения различных фрезерных, сверлильных и несложных расточных работ, главным образом в условиях единичного производства (в экспериментальных, инструментальных, ремонтных цехах и др.).

В табл. 11 приведены значения основного параметра - ширины стола в зависимости от размера (номера) станка.

Консольно-фрезерные станки малых размеров с шириной стола

Эти станки предназначены для обработки заготовок небольших размеров, главным образом из цветных металлов и сплавов, пластмбсс и для чистового фрезерования заготовок из стали и чугуна. Автоматизированные станки позволяют вести обработку по заданному циклу.

Консольно-фрезерные станки  № 0 с шириной стола 200 мм

Станки предназначены для фрезерования заготовок небольших размеров из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, пластмасс. Их изготовляют на Вильнюсском станкостроительном заводе «Жальгирис» в трех основных исполнениях: горизонтальные модели 6М80Г, универсальные модели 6М80 и вертикальные модели 6М10. На базе этих моделей завод выпускает широкоуниверсальные (модели 6П80Ш), копировальные (модели 6П10К) и операционные автоматизированные станки.

Консольно-фрезерные станки № 1 с шириной стола 250 мм

Станки изготовляет Дмитровский завод фрезерных станков (ДЗФС). Завод выпускает станки серии Р следующих моделей: 6Р81Г - горизонтально-фрезерный, 6Р81 -универсально-фрезерный, 6Р11 -вертикально-фрезерный и 6Р81Ш - широкоуниверсальный. Все указанные модели станков унифицированы (коробка скоростей, коробка подач, коробка реверса, консоль, механизм переключения коробки скоростей и др.). Некоторые группы отличаются в основном корпусными деталями (столы, станины и др.). Ранее завод выпускал консольно-фрезерные станки серии Н: 6Н81Г, 6Н81 и 6Н11.

Кинематическая схема станков

На 115 приведена кинематическая схема станков 6Р81Г и 6Р81. Кинематическая схема вертикально-фрезерного станка 6Р11 отличается от кинематической схемы станков 6Р81Г и 6Р81 вертикальным расположением шпинделя.

Цепь главного движения. От электродвигателя мощностью 5,5 кВт с числом оборотов 1450 об/мин движение передается через полужесткую муфту (вал XXII) на вал XXIII посредством двух возможных вариантов передач: 35:27 или 21:41. В дальнейшем всегда ш> мер зубчатого колеса на кинематической схеме означает число его зубьев.

Дальнейший разбор кинематической цепи главного движения для большей наглядности и ясности произведем одновременно по кинематической схеме (115) и по так называемой структурной диаграмме (сетке) чисел оборотов шпинделя (116). Показанная на 116 сет-

 ка чисел оборотов дает наглядное представление не только о всех числах об/мин всех валов механизма, но и о том, посредством каких передач получается каждое из этих чисел. На диаграмме проведено на равном расстоянии друг от друга 7 вертикальных линий в соответствии с количеством валиков коробки скоростей (валы XXII-XXVII, см. 116), а также горизонтальные линии. Расстояния между вертикальными и горизонтальными линиями зависят от выбранного масштаба.

Точки пересечения вертикальных и горизонтальных линий по вертикали соответствуют числу оборотов (на любом из промежуточных валов), указанному числовым значением на шпинделе (вал XXVIII). От вала XXIII на вал XXIV движение передается через одну из четырех пар зубчатых колес: 34:27, 31:31, 27:34 или 24:38 (см. 115 и 116). Здесь также выполнено условие сцепляемости (11) с точностью до единицы: для всех четырех пар сумма чисел зубьев зубчатых колес составляет соответственно 61 или 62 (при постоянном модуле-/и -2,5 мм).

Нетрудно убедиться, что если с вала, имеющего п различных скоростей движение на следующий вал передается т вариантами (т = 2, 3, 4 и т. д.), то число различных скоростей этого вала будет равно произведениют -п, т. е. оно удваивается, утраивается и т. д. Так, в нашем случае вал XXIII имеет две скорости и движение на вал XXIV передается четырьмя различными вариантами. Следовательно, вал XXIV имеет восемь (2-4) различных скоростей (см. 115 и 116).

Непосредственно по кинематической   схеме или по структурной диаграмме можно напи-сать уравнения кинематических цепей для определения всех шестнадцати ступеней чисел оборотов шпинделя. Для определения максимального числа оборотов шпинделя надо из различных вариантов передач с одного вала на другой выбрать передачи с наибольшим передаточным отношением, а для определения минимального числа оборотов - с наименьшим.

Изменяют направление вращения шпинделя реверсированием электродвигателя.

Цепь подач. Механизмы подач приводятся в движение от фланцевого электродвигателя мощностью 1,5 кВт, непосредственно связанного полужесткой муфтой с валом 1. Коробка подач состоит из 9 валов (7-/X). На 117 показан график привода коробки подач. По структурной сетке (117) и кинематической схеме (см. 115) легко проследить, что на станке можно получить ряд подач по геометрическому ряду со знаменателем <р = 1,26 в диапазоне 25-800 мм /мин для продольной поперечиной подач и в диапазоне 8,3-266,7 мм/мин для вертикальных   подач.  

Рабочее движение от коробки подач передается на коробку реверса при помощи обгонной муфты рабочего хода. Коробка реверса служит для преобразования крутящих моментов, снимаемых с выходного вала коробки подач, в соответствующее рабочее движение (продольное, поперечное и вертикальное) в двух взаимно противоположных направлениях. На приемном валу X установлена шариковая предохранительная муфта, отрегулированная на передачу предельного крутящего момента. Вал XIII является винтом поперечной подачи. На концах, валов XII и XIII находяхся рукоятка и маховичок для ручного перемещения в поперечном и вертикальном наиравлениях.

Ускоренные перемещения стола, поперечных салазок и консо-л и. Эти перемещения осуществляются по кинематическим цепям, показанным на 117 пунктирной линией. Ускоренный ход для продольной и поперечной подач составляет 3150 мм/мин, а для вертикальной в три раза меньше - 1050 мм/мин.

Эти станки изготовляют на Горьковском заводе фрезерных станков (ГЗФС). Завод выпускает станки следующих моделей: 6Р82Г и 6Р83Г - горизонтально-фрезерные; 6Р82 и 6Р83 - универсально-фрезерные; 6Р12 и 6Р13 - вертикально-фрезерные; 6Р12Б и 6Р13Б - вертикально-фрезерные, быстроходные; 6Р82Ш и 6Р83Ш - широкоуниверсальные.

Консольно-фрезерные станки серии «Р» являются более совершенными моделями по сравнению с ранее выпускавшимися станками серии «М». Новые модели обладают высокой жесткостью и виброустойчивостью, что в свою очередь повышает стойкость режущего инструмента и производительность труда. Конструкция зажима пиноли переработана и обеспечивает надежное крепление и предохраняет пиноль от осевого перемещения, обеспечивая стабильное положение оси шпинделя. Повышена надежность работы электрооборудования станков за счет размещения аппаратуры в изолированных электронишах и усовершенствования разводки электроприводов в станке. В новых моделях смазка направляющих консоли и узла «стол-салазки» осуществляется от плунжерного насоса централизованно. Благодаря эффективной смазке повышается долговечность работы этих узлов, обеспечивается более длительное сохранение первоначальной точности станка и сокращается время на его обслуживание. В опорах ходо-вого винта применены шарикоподшипники вместо быстро изнашивающихся чугунных втулок, улучшена смазка подшипников. Введен защитный щиток на торце стола для предохранения направляющих стола от стружки при перемещении стола в крайнее левое положение.

Технологические возможности станков серии «Р» расширены за счет увеличения на 100 мм продольного хода стола. Для более точной установки стола в заданное положение применено новое крепление лимбов. Станки серии «Р» имеют совершенные формы, отвечающие современным требованиям техн ческой эстетики.

Основные узлы указанных моделей станков унифицированы.

Для удобства управления и сокращения затрат вспомогательного времени помимо автоматизации цикла обработки на станках серии «М» и «Р» Горьковского завода фрезерных станков предусмотрено: дублированное (спереди и с левой стороны станка) изменение чисел оборотов шпинделя и подач стола однорукояточ-ными и выборочными механизмами, позволяющими установить требуемое число оборотов или подачу поворотом лимба без прохождения промежуточных ступеней; управление автоматическими движениями стола от рукояток, направление поворота которых совпадает с направлением перемещения стола; пуск, остановка шпинделя и включение быстрых перемещений при помощи кнопок; торможение шпинделя постоянным током; наличие быстрых перемещений стола в продольном, поперечном и вертикаль-.ном направлениях.

Кинематическая схема станков

На 118 показана кинематическая схема, а на 119 график чисел оборотов шпинделя, поясняющий структуру механизма главного движения консольно-фрезерных станков 6РР и 6Р13.

Коробка скоростей станков 6Р82Г, 6Р82, 6Р83Г и 6Р83 отличается лишь горизонтальным расположением шпинделя, а коробка подач одинакова со станками 6Р12 и 6Р13. Коробка скоростей горизонтального шпинделя широкоуниверсальных консольных фрезерных станков 6Р82Ш и 6Р83Ш, а также их коробка подач полностью унифицированы.

Цепь   главного   движения   станков  6Р12 и  6Р13.  От электродвигателя мощностью 7,5 кВт для станка 6Р12 и (10 кВт для станка  6Р13)  через   упругую  соединительную муфту движение передается на вал I, а с вала I на вал II через зубчатую передачу 27:53. На   валу   II   находится   тройной   блок   зубчатых колес, с помощью которого можно передать вращение валу III с тремя различными скоростями  через  передачи  22:32,   16:38  и   19:35. С вала III на вал IV движение может быть передано также тремя различными вариантами передач: 38:26, 27:37, 17:46. Следовательно, вал IV имеет девять различных чисел оборотов (3x3 = = 9). Вал V получает движение от вала IV через двойной блок зубчатых колес с помощью передач 82:38 и 19:69. Таким образом, вал V имеет 18 различных скоростей (9x2 = 18). От вала V движение передается на вал VI конической зубчатой передачей 30:30, а с вала VI на шпиндель VII-через   передачу   54:54.   По   графику   (см.  119) можно написать уравнение кинематической цепи для любого из  18 чисел оборотов.

Цепи подач. Привод подач осуществляется от отдельного фланцевого двигателя мощностью 2,2 кВт для станка 6Р12 и 3 кВт для станка 6Р13. По кинематической схеме станков (см. 118) и графику подач (120) разберем кинематические цепи подач.

Через передачу 26:50 получает вращение вал XI, затем через передачу 26:57 - вал XII. На валу XII находится тройной подвижной блок-зубчатых колес, сообщающий валу XIII три скорости вращения посредством передач: 36:18, 27:27 и 18:36. На валу XIV находится тройной подвижной блок, с помощью которого движение с вала XIII на вал XIV можно передать также тремя вариантами передач 24:34, 21:37 и 18:40. Следовательно, вал XIV имеет девять различных чисел оборотов (3x3 = 9). Когда подвижное зубчатое колесо 40 с кулачками на торце передвинуто вправо и находится в зацеплении с муфтой Л/,, жестко связанной с валом XIV, вращение от вала XIV на вал XV передается непосредственно.

Быстрые перемещения стола во всех направлениях осуществляются при включенной фрикционной муфте Мъ и осуществляются по кинематической цепи, показанной на 120 пунктирной линией. Как видно из 118. вращение от электродвигателя подач передается валу XV через зубчатые передачи 26:50, 50:67 и 67:33 и далее по кинематическим цепям рабочих подач.

У консоЛьно-фрезерных станков серии «М» и «Р» управление продольным движением стола может осуществляться по полуавтоматическому или автоматическому циклам. В условиях единичного производства управление продоль-. ной подачей и быстрым перемещением стола производится вручную. В серийном производстве эти станки могут быть настроены на полуавтоматический (скачкообразный) и автоматический (маятниковый) циклы обработки. Для этой цели в боковом Т-образном пазу стола устанавливают в определенной последовательности и на определенном расстоянии друг от друга кулачки (см. 39), которые в нужные моменты воздействуют на звездочку управления быстрыми и рабочими движениями стола и на рукоятку переключения продольной пода-чи, обеспечивая работу станка по заданному циклу.

Стол может настраиваться на следующие автоматические циклы: полуавтоматический скачкообразный: а) быстро вправо - подача вправо - быстро назад (влево) - стоп и т. д. (121); б) быстро влево - подача влево - быстро назад (вправо) - стоп и т. д. (122), т. е. получается тот же цикл движений стола, но только в левую сторону;

автоматический маятниковый цикл: быстро вправо - подача вправо - быстро влево - подача влево - быстро вправо и т. д. (123). Для того чтобы настроить станок на автоматическую   работу, необходимо:

отключить станок от сети переключателем ввода «включено - выключено»;

поставить переключатели ручного или автоматического управления продольным перемещением стола и работы круглого стола в положение «Автоматическое управление»;

включить станок переключателем ввода «Включено - выключено»:

произвести установку кулачков в зависимости от принятого цикла.

При настройке на автоматическую работу необходимо иметь в виду, что переключение с подачи на быстрый ход или с быстрого хода на подачу осуществимо в любом месте хода и при любом направлении движения и ограничивается лишь возможностью установки кулачков в данной точке.

Установка переключателя ручного или автоматического продольного  перемещения стола

производится при нейтральном положении- рукоятки продольного хода нажатием на него отверткой до упора и поворотом в фиксированное положение «Автоматическое управление». Если переключатель не фиксируется, надо маховичком на торпе стола немного повернуть винт продольного хода.

Остановка движения стола вправо или влево производится кулачками № 5 или б, которые воздействуют на выступы рукоятки продольного хода. Кулачки № 1 и 2 никогда не должны сниматься со станка, так как они ограничивают крайние положения стола.

Переключение с подачи на быстрый ход или с быстрого хода на подачу (при движении стола вправо или влево) производится кулачками № 3 и 4, которые воздействуют на звездочку.

Правый и левый кулачки различаются лишь положением рычага. При необходимости рычаг можно переставить в другую сторону.

При работе с ручным управлением кулачки № 3 и 4 рекомендуется с целью предохранения механизма от неоправданного износа снимать или переставлять на неработающую часть стола.

При одновременном фрезеровании комплекта заготовок, у которых обрабатываемые поверхности расположены на значительных расстояниях друг от друга, станок может быть настроен для работы по скачкообразному циклу правой или левой подачи.

В соответствии с расположением обрабатываемых поверхностей стол станка будет получать то быстрые, то медленные перемещения по схеме: быстро вправо (или влево) - подача вправо (или влево) - быстро вправо (или влево) и т. д. -быстро   назад -- стоп.

При а в г о м а т и ч е с.к о м маятниковом цикле обрабатываемые заготовки устанавливают поочередно то на правой стороне стола, то ,на левой. Во время обработки заготовки, установленной на одной стороне стола, на другой его стороне рабочий снимает обработанную.деталь и устанавливает новую заготовку. Стол станка в этом случае непрерывно совершает замкнутый цикл движений: быстро вправо - подача вправо - быстро влево - подача влево - быстро вправо и т. д.

При работе стола в автоматическом цикле необходимо иметь в виду следующее: включение цикла производится при включенном вращении шпинделя рукояткой продольного хода в сторону подвода детали; установка рукоятки в положение «Стоп» (нейтральное) позволяет включать подачу или быстрый ход во всех случаях, независимо от настройки станка на авто-

матический цикл или ручное управление, за исключением момента поворота звездочки кулачком. В этот момент стол можно остановить только кнопками «Стоп». Перед включением стола после такой остановки необходимо проверить, зафиксирована ли звездочка.

В условиях автоматического цикла кнопки «Быстро стол» не работают.

Консольно-фрезерные станки № 4 с шириной стола 500 мм

Ульяновский завод тяжелых станков выпускает консольно-фрезерные станки: горизонтально-фрезерный станок модели 6Н84Г и вертикально-фрезерный станок модели 6Н14. Станки имеют бесступенчатый привод подач в продольном, поперечном и вертикальном направлениях от электродвигателя постоянного тока с магнитными усилителями. Станки можно настраивать на автоматический и полуавтоматический циклы работы.

Вертикально-фрезерные станки с крестовым столом (бесконсольные)

У вертикальных бесконсольных фрезерных станков крестовой стол расположен на неподвижной станине и может перемещаться в продольном и поперечном направлениях. На этих станках можно обрабатывать большие и тяжелые заготовки в условиях единичного и серийного производства. Фрезерование производится главным образом торцовыми головками, а также торцовыми, цилиндрическими и фасонными фрезами.

Ульяновский завод тяжелых станков выпускает следующие модели бесконсольных станков: 654, 656 и 659 с шириной стола 630, 800 и 1000 мм. На базе этих моделей имеется ряд модификаций: с комбинированным (встроенным круглым) столом и с поворотной шпиндельной головкой.

Повышенная мощность и жесткость, а также высокие числа оборотов шпинделя позволяют производить на этих станках скоростное фрезерование торцовыми головками с пластинками твердых сплавов.

Продольные и поперечные подачи стола осуществляются отдельными электродвигателями постоянного тока с бесступенчатым регулированием чисел оборотов. Бесступенчатое регулирование подачи в широком диапазоне позволяет производить выбор оптимальной минутной подачи при фрезеровании.

С целью удобства управления и сокращения вспомогательного времени на станках предусмотрено: управление всеми движениями станка с подвесного пульта: возможность изменения чисел оборотов шпинделя одной рукояткой с помощью гидравлики: бесступенчатое изменение подач одной рукояткой, расположенной на подвесном пульте; наличие быстрых перемещений стола в продольном и поперечном направлениях и шпиндельной бабки - в вертикальном направлении; электрическое торможение шпинделя. Для точных перемещений стола предусмотрены замедленные подачи. Станки могут работать по полуавтоматическому циклу, включающему быстрый прямой и обратный ход, рабочий ход и остановку стола в требуемых положениях.

Вертикально-фрезерные станки с крестовым столом выпускают Вильнюсский станкостроительный завод «Коммунарас» и Львовский завод фрезерных станков.

Продольно-фрезерные станки

Стол продольно-фрезерных станков расположен на неподвижной станине и имеет лишь одно продольное перемещение (медленное при рабочей подаче и быстрое при остальных движениях).

Эти станки предназначены для обработки заготовок корпусных и крупногабаритных деталей из чугуна, стали, цветных металлов и сплавов в условиях единичного и серийного производства.

Фрезерование заготовок на этих станках производится главным образом торцовыми твердосплавными головками, а также цилиндрическими, концевыми и другими фрезами. Высокая жесткость и мощность продольно-фрезерных станков позволяют обрабатывать заготовки с большими сечениями среза. Эти станки изготовляют с шириной стола от 320 до 5000 мм, размерный ряд принят со знаменателем геометрической прогрессии ф = 1,26.

Продольно-фрезерные станки делятся на одностоечные и двухстоечные и имеют несколько фрезерных шпинделей. Все современные продольно-фрезерные станки отличаются удобством обслуживания, повышенной точностью и высокой производительностью.

Продольно-фрезерные станки имеют дистанционное управление с подвесного пульта, механизированный зажим подвижных узлов, автоматический отвод фрезы от детали при быстром ходе стола, дистанционное бесступенчатое регулирование скорости подач (для станков с шириной стола 500 мм и более), механизмы отвода стружки из зоны резания. Тяжелые станки оснащены механизмами для установки тяжелых фрез, накладными угловыми фрезерными головками, механизмами для отсчета перемещений. На станках с шириной стола 3200- 5000 мм можно производить строгание, сверление и растачивание.

Продольно-фрезерные станки выпускают Дмитровский завод фрезерных станков (ДЗФС),

 Горьковский завод фрезерных станков (ГЗФС), Минский завод им. Октябрьской революции (МЗОР) и Ульяновский завод тяжелых станков (УЗТС).

Фрезерные станки непрерывного действия

На станках этого типа съем обработанных деталей, установка и закрепление заготовок производятся без остановки станка. Фрезерные станки непрерывного действия подразделяются на карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные.

Карусельно-фрезерные станки. На 124 показана схема карусельного станка. На станине 1 смонтированы две вертикальные стойки 2 с направляющими, которые соединены горизонтальной плитой 3, образующей замкнутую рамную систему. На стойках 2 смонтирована горизонтальная траверса 4, которая может перемещаться вверх и вниз. На траверсе 4 помещены шпиндельные головки 5 с самостоятельным приводом. Для удобства наладки на необходимую глубину фрезерования шпиндели фрезерных головок перемещаются в вертикальном направлении. Круглый новоротный стол б с вертикальной осью вращения приводится в действие от самостоятельного привода:

Благодаря медленному вращению стола (круговая подача) можно совместить машинное время обработки со вспомогательным временем.

Барабанно-фрезерные  станки.  На 125 приведены общий вид и схематическое изображение станка. Особенностью этих станков является наличие у них четырех- или восьмигранного барабана б, смонтированного на валу 2 с горизонтальной осью вращения. Вал вместе с  барабаном  вращается  от  отдельного  привода 1. Заготовки закрепляют в приспособлениях 3 на гранях медленно вращающегося барабана.  Скорость  вращения барабана может регулироваться коробкой подач. На двух стойках 5 размещены фрезерные головки 4, которые представляют собой самостоятельные узлы с индивидуальными  проводами.   Фрезерные  головки можно перемещать по стойкам и закреплять  в  любом  положении.   На этих  станках можно  производить  непрерывную  обработку двух параллельных плоскостей заготовки. Для регулирования  глубины   фрезерования  шпиндели  кроме  вращательного  движения имеют поступательное перемещение по направлению оси вращения. Барабанно-фрезерные станки используют в крупносерийном и массовом производстве. Копировально-фрезерные станки

Детали сложной конфигурации, например, штампы, пресс-формы, лопатки турбин и др., в крупносерийном и массовом производстве обрабатывают на копировально-фрезерных станках концевыми фрезами. Различают контурное и объемное копировальное фрезерование.

При контурном фрезеровании фрезе или обрабатываемой заготовке необходимо сообщить одновременно движение в двух направлениях: х и у (продольном и поперечном) - по    заданной    программе    (кривой    копира) (126, а).

Для обеспечения точного обвода контура результирующая скорость перемещения щупа Хрез относительно копира и режущего инструмента по заготовке детали, так называемая подача копирования, всегда должна быть направлена по касательной и контуру в данной точке. Ее составляющие - задающая (продольная) подача sx и следящая (поперечная) подача sy - должны быть соответственно пропорциональны синусу и косинусу угла наклона касательной и кривой в данной точке (к направлению продольной подачи)

Выполнение этого условия обеспечивается специальным устройством - синусным распределителем. Пространственно-сложные фасонные поверхности при объемном копировании (126, о) обрабатываются отдельными проходами концевой фрезы с закругленными торцовыми зубьями.

Во время каждого такого прохода фреза перемещается вдоль профиля обрабатываемой заготовки в данном сечении в направлении оси х (задающая подача sv).

В процессе продольного перемещения фреза должна изменять свое положение в направлении оси у (следящая подача $у). Для перехода к обработке соседнего сечения необходимо периодическое смещение фрезы в направлении оси z. Такое перемещение носит название строчечной подачи (s:).

Копировально-фрезерные станки имеют задающее устройство (копир, шаблон, эталонная деталь, чертеж, модель и др.), связанное через копировальное устройство (щуп, копировальный палец, копировальный ролик, фотоэлемент), с исполнительным органом, который повторяет движение копировального устройства для воспроизведения режущим инструментом формы задающего устройства.

Существуют две схемы работы копироваль-но-фрезерных станков: без следящей системы и со следящей системой. В первой согласование взаимного положения щупа (копировального пальца) осуществляется с помощью жесткой связи между задающим и исполнительным устройствами. Вторая система имеет следующий механизм в системе исполнения команд. В задающем устройстве образуются управляющие сигналы, которые подаются в следующий механизм. Последний сравнивает заданную программу с выполненной и при их расхождении подает сигнал исполнительному устройству для корректирования траектории режущего инструмента. Копировальные станки со следящей системой характеризуются также наличием усилительных устройств, которых нет в станках с жесткой связью. В отличие от механических копировальных устройств, в которых сила резания воспринимается копиром (шаблоном), в следящих системах следящий орган (щуп), передвигаясь по копиру, только подает команду исполнительным органам, которые осуществляют соответствующие перемещения рабочих органов станка. Поэтому следящие копировальные устройства работают с очень малым давлением на копиры (шаблоны или модели), что дает возможность применять дешевые и простые в изготовлении копиры и производить обработку крутых и точных переходов профиля фасонной поверхности. Малые давления следящего органа (щупа) на копир обеспечивают высокую точность и класс шероховатости обработанной поверхности, позволяют производить обработку при оптимальных режимах фрезерования. Наибольшее применение получили копировально-фрезерные станки с электромеханической и гидравлической копировальными системами.

Копировально-фрезерные станки бывают следующих видов:

станки с вертикальным расположением шпинделя и горизонтальной поверхностью стола (станки консольного и бесконсольного типов);

станки с горизонтальным расположением шпинделя и с вертикальным расположением плоскости крепления заготовок.

К станкам с вертикальным расположением шпинделя относятся:

копировально-фрезерные станки с пантографом для контурного копирования;

вертикально-фрезерные консольные станки с копировальным устройством;

вертикально-фрезерные станки с крестовым столом и копировальным устройством;

копировально-фрезерные станки для контурного и объемного копирования с вертикальным шпинделем.

К станкам с горизонтальным расположением шпинделя относятся:

копировально-фрезерные   станки  для   контурного и объемного копирования с горизонтальным шпинделем и неподвижной стойкой: копировально-фрезерные   станки   для   контурного и объемного копирования с горизонтальным   шпинделем   и   подвижной   стойкой.

Шпоночно-фрезерные, торцефрезерные, зубофрезерные и резьбофрезерные станки

Шпоночно-фрезерные станки предназначены для фрезерования на валах шпоночных канавок и пазов. На одних станках фрезеруют пазы под призматические шпонки, на-других - пазы под сегментные шпонки. Станки для пазов под призматические шпонки бывают следующих типов:

а)         работающие с вертикальным врезаниемфрезы на полную глубину канавки с последующей медленной подачей на длину канавки;

б)         работающие с быстрым многократнымпоступательно-возвратным перемещением фрезы  относительно   обрабатываемой   заготовки при вертикальном врезании в конце каждого хода на часть глубины канавки (так называемая маятниковая подача) (см. 85);

в)         работающие   эксцентрично   установленной фрезой или с осциллирующим движением фрезы.

Торцефрезерные станки предназначены для подрезки торцов валов торповыми твердосплавными фрезами (головками) в крупносерийном и массовом производстве.

Зубофрезерные и резьбофрезерные станки по принятой в СССР классификации металлорежущих станков относятся к пятой группе - зубообрабатывающие   и   резьбробрабатывающие. Поэтому первая цифра номера любого станка этой группы начинается с цифры 5. Станки этой группы делятся на типы (вторая цифра в условных обозначениях станка): 1 - зубострогальные для цилиндрических зубчатых колес; 2 - зубострогальные для конических колес; 3 - зубофрезерные для цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов; 4 - зубофрезерные для червячных колес; 6 - резьбофрезерные и др.

Так, например, 5К301, 5К310, 5А312, 5К324, 5К328 и др. - зубофрезерные полуавтоматы, 5К63 - резьбофрезерный  полуавтомат.

Зубофрезерные станки. На зубо-фрезерных станках нарезают цилиндрические прямозубые, косозубые и червячные зубчатые колеса методом обкатки (огибания) с помощью червячных фрез.

Червячная фреза представляет собой червяк с продольными канавками для образования режущих зубьев. Червячная фреза для нарезания зубьев червячных колес является специальной, т. е. пригодна для нарезания того червячного колеса, для которого она сконструирована и изготовлена.

Фрезерование зубьев зубчатых колес на зу-бофрезерных станках, работающих по методу обкатки, основано на воспроизведении движений червячной передачи, у которой червяк з виде фрезы является режущим инструментом, а сопряженное колесо - нарезаемой заготовкой. Червячной фрезе и заготовке сообщают согласованное  вращение,  которое  они  имели  бы, если бы червячная фреза и нарезаемое зубчатое колесо   находились   бы   в   действительном   и правильном зацеплении. Это и есть движение огибания (обкатки), и характеризуется оно тем, что за один оборот червячной фрезы (червяка) заготовка  поворачивается  на  к  зубьев,   т. е. на -   оборота, где

к - число заходов червячной фрезы,

z - число   зубьев   нарезаемого   зубчатого

колеса. Для получения профиля по всей длине зуба,

червячной фрезе сообщают подачу вдоль оси

заготовки.

Таким образом, в отличие от нарезания зубчатых колес по методу копирования на универсальных фрезерных станках с применением делительных головок дисковыми модульными фрезами и пальцевыми модульными фрезами при нарезании зубчатых' колес по методу обкатки процесс нарезания зубьев зубчатого колеса происходит непрерывно. Нарезание продолжается только в течение времени, которое необходимо для перемещения фрезы вдоль оси заготовки на длину зуба колеса.

Резьбофрезерные станки делятся на станки для фрезерования коротких резьб гребенчатыми фрезами и станки для фрезерования длинных резьб дисковыми фрезами и резцовыми головками.

Гребенчатые фрезы изготовляют с коническим хвостовиком и насадные (см. табл. 19). Оба типа предназначаются для нарезания наружных и внутренних резьб. Фрезами с коническим хвостовиком нарезают внутренние резьбы,. когда небольшой диаметр резьбы исключает возможность применения насадных фрез. Насадные фрезы более распространены, чем хвостовые из-за относительной простоты их изготовления.

При фрезеровании резьбы гребенчатыми фрезами обрабатываемая заготовка получает медленное, а фреза быстрое вращение (главное движение). На обрабатываемой заготовке получают одновременно ряд винтовых канавок, образующих профиль резьбы. Помимо этих движений обрабатываемая заготовка или фреза получает продольное перемещение на величину шага резьбы за один оборот заготовки. Нарезание всех витков резьбы производится за 1 /1 6 - 1/3/8 оборота заготовки. При этом дополнительное вращение на 1/6 - 3 8 оборота заготовки необходимо для подвода фрезы, врезания на глубину профиля резьбы и его отвода.

Испытание фрезерных станков

Приемочные испытания производят для определения эксплуатационной характеристики станка, а также правильности работы узлов станка. В них входят:

проверка качества его изготовления;

проверка электро-, гидро- и пневмооборудования станка, его системы смазки и охлаждения;

проверка соответствия паспортных данных станка фактическим;

испытание станка на холостом ходу;

испытание станка при работе под нагрузкой;

испытание станка на точность и возможный класс шероховатости обработанных поверхностей деталей и др.

Испытание станков на холостом ходу производится последовательным включением всех его рабочих скоростей от наименьшей до наибольшей, причем на наибольшей скорости до наступления установленной температуры в подшипниках, но не менее получаса. Температура подшипников шпинделя не должна подниматься выше 70° С для подшипников скольжения и 85 С - для подшипников качения. В других механизмах (коробки подач и др.) температура подшипников при аналогичных испытаниях не должна превышать 50" С. Механизм подач испытывается на холостом ходу при наименьших, средних и наибольших рабочих подачах, а также при быстрых (ускоренных) подачах.

И с п ыт а ни ес т а н к о в при работе под нагрузкой следует проводить в условиях, близких к эксплуатационным. При испытании под нагрузкой универсальных станков производится черновое и чистовое фрезерование. Испытания станков под нагрузкой в соответствии с действующей методикой производятся при тяжелых силовых режимах с использованием до 80% мощности главного привода, а также в условиях скоростного фрезерования при полном использовании мощности.

При испытаниях станков под нагрузкой, как и при испытаниях на холостом ходу, все его механизмы должны работать исправно; не допускаются вибрации, неравномерная скорость движений, буксование или перегрев фрикционных муфт, стук в коробке скоростей, перебои в работе системы смазки, охлаждения электроаппаратуры и др. Подлежат проверке на самовыключение фрикционные муфты при максимальных нагрузках и перегрузках до 25% сверх номинальной мощности, а также устройства, предохраняющие станок от опасных перегрузок.

Испытания на точность. По точности металлорежущие станки делятся на пять классов (ГОСТ 8-71), обозначаемых в порядке возрастания точности: Н, П, В, А и С.

Контрольная оправка

Проверке на нормы точности должен подвергаться на предприятии-изготовителе каждый изготовленный станок.

Перед проверкой на нормы точности станок должен быть выверен по уровню относительно горизонтальной или другой заданной плоскости.

К каждому изготовленному заводом-изготовителем станку прилагается акт технической приемки, в котором указаны методы проверки станка на точность. Предельные значения допустимых отклонений при проверке на геометрическую точность станков определяются по ГОСТ 13-54.

Консольно-фрезерные станки подвергаю г следующим проверкам:

-        радиальное биение наружной центрирующей шейки шпинделя;

-        осевое биение шпинделя;

-        радиальное биение оси конического отверстия шпинделя;

-        плоскостность     рабочей     поверхности стола;

-        параллельность рабочей поверхности стола продольным направляющим;

-        параллельность рабочей поверхности стола направляющим консоли;

-        перпендикулярность оси шпинделя к поверхности стола (для вертикальных станков)

и др. (всего около 20 проверок).

Для определения точности станков применяют универсальные и специальные контрольно-измерительные инструменты и приборы. При проверке направляющих плоскостей по краске применяют чугунные и стальные поверочные линейки 1-го класса точности размером от 40x500 до 110: 4000 мм (127).

Для проверки прямолинейности направляющих большой длины на просвет пользуются простыми контрольными стальными шаброванными линейками (128, а) длиной от 300 до 500 мм, а для небольших плоскостей - лекальными стальными линейками с двусторонним скосом (128, б), трех- или четырехгранными (128, в) нулевого или первого класса длиной от 75 до 400 мм. Для определения зазоров между проверяемой плоскостью и контрольной линейкой применяют щупы и плоскопараллельные концевые меры (плитки).

При многих проверках используют контрольные оправки, изготовленные с высокой точностью (отклонение от цилиндричности не свыше 3 мк). Один конец оправки представляет собой конус, точно соответствующий коническому отверстию шпинделя (129), а другой-цилиндрическую поверхность диаметром от 16 до 65 мм и длиной от 100 до 300 мм.

Большую часть измерений при испытаниях станков на точность производят с помощью индикаторов нулевого класса точности. Для крепления индикаторов при различных проверках используют стойки. Очень удобны стойки с магнитной пяткой, позволяющие устанавливать индикатор почти в любом положении на станке. Уровни (130) служат для проверки точности установки станка в горизонтальной и вертикальной плоскостях, проверки перпендикулярности и параллельности плоскостей, направляющих, отсутствия перекосов при перемещениях. Чаще всего пользуются горизонтальным и рамным (130, а) уровнями. Рамный уровень особенно удобен для проверки перпендикулярности плоскостей.

На 130, б показан дифференциальный электроиндуктивный уровень модели 152 завода «Калибр». Он предназначен для непосредственного и дистанционного измерения углов наклона поверхностей относительно горизонта или базовой плоскости, а также без измерения угла наклона двух поверхностей относительно друг друга. Уровень обладает высокой точностью измерения: он позволяет выставлять и определять отклонение рабочих поверхностей относительно горизонта или базовой плоскости в пределах + 8'. Уровень и показывающий отсчетный прибор соединены кабелем, что позволяет производить контроль в малодоступных местах. Производительность измерения дифференциальным электроиндуктивным уровнем по сравнению с жидкостными уровнями значительно выше.

Помимо перечисленных выше видов испытаний в ряде случаев проводят также испытание станков на мощность, жесткость, вибро-устойчивость, производительность, шум и др.

Эксплуатация станков

Долговечность работы станка в значительной мере зависит от условий его эксплуатации. Во избежание повреждений станков при транспортировке следует соблюдать правила упаковки, перевозки и переноски станков.

Качество работы станка зависит от правильной его установки на фундаменте. Без фундамента разрешается установка станка только на бетонированном полу достаточной толщины (200-300 мм). В остальных случаях для достижения спокойной и точной работы необходимо подготовить бетонный фундамент. Установку станка на фундамент производят после полного затвердевания раствора цемента. В отверстия основания станины закладывают фундаментные болты с навинченными гайками и при установке станка на фундамент опускают болты в заранее подготовленные колодцы. Выверку правильности положения станка производят при помощи точных уровней, которые устанавливают на обработанные горизонтальные или вертикальные плоскости станка (направляющие стола и т. п.). Для придания станку правильного положения применяют стальные клинья или регулируемые башмаки, которые устанавливают по периметру станины на определенных расстояниях друг от друга. После выверки станка по уровню в продольном и поперечном направлениях производят заливку основания станка раствором цемента.

Каждый станок, находящийся в цехе, имеет паспорт, выданный заводом-изготовителем и хранящийся в отделе главного механика завода. Паспорт станка является основным техническим документом, содержащим полную характеристику станка.

В паспорте даны сведения, характеризующие тип станка, модель, завод-изготовитель, год выпуска, заводской номер, место установки, дату пуска в эксплуатацию и т. п.; помещена фотография станка со спецификацией органов управления. В разделе «Основные данные станка» приведены сведения, характеризующие габарит и массу станка, основные размеры, стол, направляющие станины, шпиндель, хобот и серьгу, принадлежности и приспособления для настройки и обслуживания станка, прилагаемые к станку, сведения о ремонте, комплект поставки и др.

разделе «Механика станка» приведены данные по механике главного движения (число оборотов шпинделя в минуту, мощность на шпинделе) и по механике подачи (подачи стола в мм/мин - продольная, поперечная и вертикальная, ускоренные подачи стола). Кроме паспорта к каждому станку прилагают руководство по эксплуатации, которое хранится у цехового механика или на рабочем месте. В руководстве кроме сведений, имеющихся в паспорте, приведены рекомендации по транспортировке и распаковке, установке станка на фундамент, подготовке станка к первоначальному пуску, смазке станка, охлаждению фрез при резании. В руководстве имеется также кинематическая схема станка со спецификацией зубчатых и червячных колес, червяков и реек, описание конструкции станка и его узлов, рекомендации по настройке, наладке и режимам работы, регулированию и эксплуатации электрооборудования и др. В конце руководства прилагают чертежи быстроизнашивающихся деталей.

Регулирование станков

Регулирование зазора между ходовым винтом и гайкой. В процессе эксплуатации станков возникает необходимость в регулировании отдельных узлов и элементов с целью восстановления их нормальной работы. Между ходовым винтом и гайкой имеется небольшой зазор (люфт). Поэтому, как указывалось ранее (см стр. 33), при точных перемещениях необходимо маховичок ручного перемещения стола вращать в одном направлении, чтобы выбирать мертвый ход. Если некоторая доля оборота маховичка происходит без перемещения стола, то это означает, что между ходовым винтом и гайкой винт-гайка имеется зазор (мертвый ход). Если мертвый ход превышает % оборота рукоятки, надо сообщить об этом мастеру. При наличии зазора в ходовом винте продольного перемещения стола нельзя производить фрезерование по подаче.

Для регулирования зазора между ходовым винтом и гайкой стола консольно-фрезерных станков № 2 и 3 серии «Р» необходимо ослабить контргайку 1 (131) и вращая валик 2 произвести подтягивание гайки ходового винта. Выбор люфта необходимо производить до тех пор. пока люфт ходового винта, проверяемый поворотом маховичка продольного хода, окажется не более 3-5J и пока при перемещении стола вручную не произойдет заклинивание винта на каком-либо участке, необходимом для рабочего хода.

После регулирования затягивают контргайку 1, фиксируя валик 2 в установленном положении.

Регулирование клиньев стола и салазок. Зазор в направляющих стола и салазок консольно-фрезерных станков № 2 и 3 серии «Р» выбирается клиньями. Регулирование клина 1 стола (132) производится при ослабленных гайках 2 и 4 подтягиванием винта 3 отверткой. После проверки регулирования ручным перемещением стола гайки надежно затягиваются. Зазор в направляющих салазок регулируется клином 6 при помощи винта 5. Степень регулирования проверяется при перемещении салазок вручную.

В процессе эксплуатации кроме указанных элементов регулируются:

зазор в переднем подшипнике:

пружины фиксатора лимба скоростей и лимба подач:

предохранительная муфта коробки подач и др.

Смазка станков. Основное назначение смазки сводится к уменьшению потерь на трение, повышению износостойкости трущихся поверхностей и обеспечению допустимой температуры. От правильности смазки станка зависит срок службы станка и надежность его работы.

Для смазки этих станков рекомендуется масло «индустриальное 30».

Охлаждение в процессе фрезерования. Сма-зочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) следует подавать непосредственно в зону резания. Подвод СОЖ в нужную зону обеспечивается маневренностью системы подвода сопла. На 134 приведена схема подвода СОЖ к режущему инструменту для станков № 2 и 3 серии «Р». Если отвернуть гайку /, то сопло можно поворачивать под любым углом и устанавливать по высоте. Для перемещения сопла вдоль скосов хобота необходимо также ослабить гайку 3 со стороны, противоположной соплу. При изменении направления фрезерования вся система может быть перенесена на другую сторону хобота. Регулятором подачи требуемого количества СОЖ является кран 2, расположенный сверху сопла. Этим краном разрешается пользоваться, так же как краном-выключателем СОЖ. если время выключения не превышает 10 мин. На более продолжительное время отключение эмульсии необходимо производить выключением насоса с помощью переключателя на дверке электрониши.

Насос подачи СОЖ смонтирован за одно целое со своим электродвигателем и расположен в нише основания под кожухом электродвигателя главного движения. Наибольшая производительность насоса - 22 л мин. Включение -и выключение насоса охлаждения происходит при установке переключателя на дверке левого электрошкафа в положение «Охлаждение включено» или «Охлаждение выключено». Для периодической очистки основания и замены СОЖ в основании имеется пробка 4, а в фундаменте - приямок для слива СОЖ. В передней части основания имеется решетчатая крышка, через которую СОЖ стекает с верхней поверхности во внутреннюю полость. Эта крышка задерживает стружку, тряпки, грязь и т. д. Снятие ее недопустимо, так как приводит к порче насоса  и загрязнению  всей системы.

Систему охлаждения следует периодически (через 6 месяцев) демонтировать и промывать под давлением. При смазке станков других моделей нужно пользоваться рекомендуемыми схемами и режимами смазки, аналогичными приведенным на 134 и в табл. 13.

Ремонт станков. Система планово-предупредительного ремонта (ППР) предусматривает выполнение ряда мероприятий по уходу, надзору и ремонту станков.

Основными мероприятиями в системе ППР являются межремонтное обслуживание и периодические плановые ремонты. Межремонтное обслуживание предусматривает ежедневный осмотр станков и устранение обнаруженных недостатков; периодический плановый осмотр в установленные сроки; периодическую плановую проверку станков на точность. Периодические плановые ремонты подразделяют на малый, средний и капитальный.

На каждый станок должен быть заведен журнал, в котором отмечают осмотры, ремонты, аварии, переделки, мероприятия по модернизации и т. п.

Делительные головки

Делительные головки являются важнейшими принадлежностями консольно-фрезерных станков, в особенности универсальных, и значительно расширяют технологические возможности станков. Их используют при изготовлении различных инструментов (фрез, разверток, зенкеров, метчиков), нормализованных деталей машин (головки болтов, грани гаек, корончатые гайки), при фрезеровании зубчатых колес, пазов и шлицев на торцах (зубчатые муфты) и других деталей. Делительные головки служат:

1)         для установки оси  обрабатываемой заготовки  под  требуемым  углом  относительно стола станка;

2)         для периодического поворота заготовки вокруг ее оси на определенный угол (деление на равные и неравные части);

3)         для  непрерывного  вращения  заготовкипри нарезании винтовых канавок или винтовых зубьев зубчатых колес.

Делительные головки бывают:

1. Лимбовые с делительными дисками:

а)         непосредственного деления;

б)         простого деления;

в)         полууниверсальные:

г)         универсальные.

2.         Безлимбовые  (без  делительного  диска)

с зубчатым планетарным механизмом и набором сменных зубчатых колес.

3.         Оптические (для точных делений и контрольных операций).

Обычно делительные головки изготовляют одношпиндельными. Иногда применяют многошпиндельные (двух- и трехшгашдельные) для одновременной обработки соответственно двух или трех заготовок. Безлимбовые делительные головки позволяют производить процесс деления посредством сменных зубчатых колес. При этом рукоятку делительной головки поворачивают на один или несколько полных оборотов. Однако конструкция и кинематическая схема безлимбовых делительных головок значительно сложнее, чем лимбовых. Делительные головки непосредственного и простого деления

Делительные головки непосредственного деления. При выполнении многих фрезерных работ, связанных с непосредственным делением, более   производительными   и   экономичными являются головки, с помощью которых осуществляется только непосредственное деление. На 135 показана делительная головка с отсчетом угла поворота шпинделя по диску, имеющему 12 делений, и, следовательно, допускающая деление на 2, 3, 4, 6 и 12 равных частей. В корпусе б головки вращается шпиндель, на правом конце которого надет поводковый патрон 7. Центр 8 вставлен в шпиндель головки. На левом конце насажен диск 4, на котором имеется двенадцать прорезей. Гайка 2 служит для регулировки зазора в подшипниках шпинделя. Вращение осуществляется рукояткой 3. Поворот шпинделя фиксируется диском 4, который устанавливают в требуемое положение при помощи стопорного рычага 1. Кожух 5 служит для защиты головки от стружки и грязи. Задняя бабка 10 поддерживает второй конец заготовки. Центр 9 задней бабки может перемещаться в продольном направлении с помощью маховичка 12 и закрепляется винтом 11 в требуемом положении. Подобные головки изготавливают и с вертикальным расположением шпинделя.

На 136 показана пневматическая делительная головка, обеспечивающая деление на 4, 5, 6, 10 и 12 частей. Зажим обрабатываемой заготовки и ее поворот осуществляется при помощи встроенных пневмоцилиндров, управляемых кнопочным золотниковым устройством, расположенным сбоку головки. Ее надежная работа обеспечивается при давлении сжатого воздуха 4-5 атм, при котором заготовка зажимается с силой 1400-1500 кГ. Патрон цмеет разделительную настройку кулачков, что дает возможность закреплять заготовки круглой и некруглой формы. Она может быть установлена как на горизонтальном, так и вертикальном фрезерных станках.

Делительные головки простого деления. Делительными головками простого деления называют такие, у которых отсчет производится по неподвижному делительному диску, а деление рукояткой, связанной со шпинделем делительной головки, - через червячную передачу. Пространственная кинематическая схема головки простого деления показана на 137. Обычно в делительных головках простого деления червячное колесо имеет 40 зубьев, а червяк выполнен однозаходным. Следовательно, для того чтобы шпиндель головки сделал полный оборот, рукоятке (червяку) следует сообщить 40 оборотов. Для получения половины оборота рукоятке сообщают 20 оборотов и т. д. Число оборотов рукоятки, которое необходимо произвести, чтобы шпиндель делительной головки повернулся на один оборот, называется характеристикой делительной головки и обозначается буквой N. Универсальные делительные головки

Ранее нашей промышленностью выпускались универсальные делительные головки УДГ-Н-135 и УДГ-Н-160 с высотой центров Н=135 и Н = 160 мм. По новому стандарту (ГОСТ 8615-69) за основной размер делительных головок принят наибольший диаметр обрабатываемой заготовки D. По стандарту принят ряд из шести типоразмеров головок D : 160; 200; 250; 320; 400 и 500 мм. Универсальные головки используют для комплектации фрезерных станков отечественного производства и зарубежных.

Каждому размеру станка (по ширине стола) должен соответствовать определенный типоразмер делительной головки. Так, к консольно-фрезерным станкам № 2 (с шириной стола 320 мм) рекомендуется делительная головка с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки Л=250 мм, а к фрезерным станкам № 3 (с шириной стола 400 мм) - делительная головка УДГ-Д-320 и т. д. На 138 показана универсальная делительная головка. На чугунном основании 20 со стяжными дугами 9 установлен корпус 10. Ослабив гайки, можно поворачивать корпус на угол, определяемый по шкале и нониусу 12. На опорной плоскости основания делительной головки имеются два, параллельных шпинделю, сухаря, предназначенных для установки головки в пазы стола фрезерного станка. В корпусе расположен шпиндель со сквозным отверстием. Его концы расточены на конус Морзе. На одном из них устанавливается центр 21, на другом - оправка для дифференциального деления. На переднем конце шпинделя имеются резьба и центрирующий поясок 7, необходимые для крепления трех-кулачкового самоцентрирующего или поводкового патрона. На буртике шпинделя установлен лимб 8 непосредственного деления с 24 отверстиями. В средней части шпинделя расположено червячное колесо с круговой выточкой на торце, в которую входит конец зажима 11. Оно получает вращение от червяка, расположенного в эксцентричной втулке. Поворотом втулки с помощью рукоятки червяк можно ввести в зацепление или вывести из него. Делительный диск сидит на валу, смонтированном в подшипниках скольжения, установленных в крышке 19. Крышка фиксируется на корпусе 10 центрирующей расточкой и крепится неподвижно к основанию. К делительному диску с помощью пружины прижат раздвижной сектор 18, состоящий из линеек 14 и зажимного винта 13, с помощью которого линейки устанавливают под требуемым углом. Пружинная шайба предотвращает самопроизвольный поворот сектора.

Вал 16 механического привода от станка смонтирован в подшипниках скольжения и расположен во втулке 15, закрепленной на крышке 19. На конце вала размещено коническое зубчатое колесо, находящееся в постоянном зацеплении с коническим зубчатым колесом, сидящим на валу делительного диска. Делительный диск фиксируется в требуемом положении стопором 17. Центр задней бабки можно перемещать в горизонтельном и вертикальном направлениях. В основании 24 расположен корпус 2, который штифтом связан с рейкой. Вращением головки зубчатого вала можно перемещать корпус вверх и поворачивать относительно оси штифта. В требуемом положении задняя бабка крепится на столе станка с помощью болтов и гаек. Пиноль 3 перемещается с полуцентром 4 при вращении маховичка 1, укрепленного на винте.

На опорной плоскости основания имеются два направляющих сухаря, выверенных относительно оси пиноли, которые обеспечивают совпадение центров делительной головки и задней бабки при установке их на столе станка. Люнет служит дополнительной опорой при обработке нежестких заготовок. В корпусе 23 люнета расположен винт, перемещающийся с помощью гайки 5 и имеющий призматическую головку б, которая крепится стопорным винтом 22. Полууниверсальная делительная головка по устройству аналогична универсальной делительной головке.

Непосредственное деление. При непосредственном делении червяк головки должен быть выведен из зацепления с червячным колесом. Поворот обрабатываемой заготовки осуществляется вращением шпинделя. Отсчет угла поворота производится по градуированному на 360е диску с ценой деления 1°. Нониус позволяет производить отсчет угла поворота шпинделя с точностью до 5'.

При простом делении гильза 4, конические колеса 5 и вал б в делении не участвуют (139).

Для удобства отсчета промежутков между отверстиями (или отсчета отверстий) делительного круга служит раздвижной сектор (140). который состоит из двух ножек 1 и 3. Эти ножки могут  вращаться  одна  относительно  другой.

Ножки сектора устанавливают так, чтобы между ними было число промежутков та. Для установки сектора в рабочее положение надо ввести стержень фиксатора в одно из отверстий выбранного делительного круга, например   в   отверстие   А.   Освободив   винт 2, крепящий ножки 1 и 3 сектора, подводят ножку 1 к стержню фиксатора. Отсчитав число промежутков круга, ножку 3 фиксатора подводят к последнему отверстию В и закрепляют сектор винтом 2. Следует запомнить, что если отсчет производить по числу отверстий круга, начиная с того, в которое входит штифт фиксатора, то число отверстий должно быть на единицу больше числа промежутков между отверстиями та. На 140 отсчитано пять промежутков круга, ограниченных шестью.отверстиями. После фрезерования поверхности заготовки при данном положении фиксатора следует повернуть рукоятку головки по часовой стрелке, ввести стержень фиксатора в отверстие В и повернуть сектор в том же направлении до соприкосновения с ножкой 3. Сектор в новом -положении показан на 140 пунктиром. Рукоятку надо вращать всегда по часовой стрелке, чтобы избежать влияния мертвых ходов в передаче от валика рукоятки к шпинделю головки. Когда фиксатор рукоятки окажется напротив последнего пропускаемого промежутка между отверстиями круга, рукоятку фиксатора необходимо отпустить и осторожно, постукивая по ней рукой, довести до требуемого положения. В этот момент фиксатор под действием пружины войдет в отверстие круга.

Дифференциальное деление. Дифференциальное деление применяется тогда, когда ограниченное количество концентрических кругов с различным числом отверстий в них не дает возможности получить необходимый поворот фрезерной заготовки способом простого деления. Так, например, нельзя методом простого деления разделить окружность на 61, 79,' 83. 97, 127 частей, т. е. на количество частей, выраженное числом, не имеющим множителей, равных или кратных количеству отверстий в делительном диске.

На 141 показана кинематическая схема универсальных делительных головок для дифференциального деления. Отличие дифференциального способа деления от всех других заключается в том, что отсчет поворотов рукоятки 2 производится не по неподвижному, а по вращающемуся делительному диску 1. В коническое отверстие заднего конца шпинделя вводят конический хвостовик оправки и с помощью гитары сменных зубчатых колес z, zj, z3 и z4 связывают шпиндель 9 с конической зубчатой парой 5, гильзой 4 и в конечном счете с делительным диском 1.

Если теперь вывести пружинный фиксатор (защелку) 3 из отверстия делительного диска и вращать шпиндель 9 при помощи рукоятки 2 через пару цилиндрических зубчатых колес 7, червяк 8 и червячное колесо 10, то будут вращаться и валик б, пара конических зубчатых колес 5, гильза 4 вместе с делительным диском 1. Поскольку вращение шпинделя происходит в 40 раз медленнее вращения рукоятки, то и делительный диск будет вращаться медленно. Передаточное отношение конических зубчатых колес 5 и цилиндрических зубчатых колес  7 равно единице.

При дифференциальном делении выключают фиксатор 3 и стопор 17 (см. 138), удерживающий делительный диск 1 в неподвижном состоянии.  Выведем теперь формулу расчета настройки головки на дифференциальное деление. Пусть требуется произвести деление на z частей, причем z>40, и не может быть осуществлено  ни  непосредственное,   ни  простое деление. Поворот червяка и шпинделя головки, а следовательно, и обрабатываемой заготовки получается в этом случае как сумма двух движений: поворота рукоятки головки, а следовательно и шпинделя, и поворота делительного диска от шпинделя через сменные и постоянные зубчатые колеса.

Берем круг с 30 отверстиями, при каждом повороте рукоятки пропускаем 10 промежутков между отверстиями круга и вставляем штифт в 11-е отверстие диска.

Гитару, применяемую для установки сменных зубчатых колес при дифференциальном делении (142), надевают на цилиндрический конец выступа коробки привода и закрепляют болтом. Зубчатое колесо zy устанавливают на шпиндельном валике. Зубчатые колеса z2 и z3, а также промежуточное зубчатое колесо z0 устанавливают на гитаре, а сменное зубчатое колесо z4 - на валике привода головки.

В справочниках фрезеровщика и в руководствах по делительным головкам приведены таблицы настройки для дифференциального деления на число делений от 51 до 399, с указанием делительного круга, числа пропускаемых промежутков, числа зубьев сменных зубчатых колес и схемы установки зубчатых колес (см. табл. 12).

Настройка делительных головок для фрезерования винтовых канавок

На 143 показана кинематическая схема настройки  универсальных делительных головок (см. табл. 14) для фрезерования винтовых поверхностей. Для образования винтовой канавки заготовку необходимо непрерывно вращать и одновременно перемещать вдоль оси на величину шага винтовой канавки за один ее оборот. Для этого ходовой винт продольной подачи стола соединяют с помощью гитары сменных зубчатых колес t, z%, z3 и z4 со шпинделем 9 делительной головки (обозначения см. в тексте к 141). Вращение ходового винта вызывает вращение шпинделя делительной головки с заготовкой и одновременно их перемещение совместно со столом. Чтобы определить передаточное отношение сменных зубчатых колес, необходимо знать шаг нарезаемой винтовой канавки и характеристику станка. Характеристикой универсально-фрезерного станка А называется   шаг   винтовой   канавки,   которая будет профрезерована на данном станке при передаточном   отношении  сменных   зубчатых

колес, соединяющих винт станка и валик привода делительной  головки,  равном  единице. Допустим, что передаточное отношение сменных зубчатых колес, показанных на 143, равно единице. Передаточное отношение всех постоянных колес делительных головок  (см. табл. 14), связывающих винт продольной подачи стола с валиком червяка, равно единице. Ясно, что, когда винт продольной подачи стола делает один4 оборот, стол перемещается на величину шага винта, т. е. червяк головки сделает один оборот, а шпиндель головки повернется на -jL оборота. Следовательно, шпиндель головки сделает  полный  оборот,  когда   винт  подачи стола сделает 40 оборотов, а стол станка переместится на величину, равную произведению числа оборотов винта (40) на его шаг (6 мм), т. е. составит 40x6 мм=240 мм. Таким образом, за один оборот шпинделя делительной головки и,  следовательно,  обрабатываемой заготовки при принятом допущении (;ш = 1) на ней будет образована винтовая канавка с шагом 240 мм. Число 240=40 :< 6 и есть характеристика станка. В общем случае характеристика универсально-фрезерного станка А определяется по формуле

A = N-tx.B,     (22)

где tx.B - шаг винта продольной подачи стола, мм. Теперь легко получить формулу для определения передаточного отношения сменных зубчатых колес гитары. Если на станке с характеристикой 240 требуется профрезеровать винтовую канавку с шагом 120 мм, то за время, когда стол с обрабатываемой заготовкой переместится на 240 мм, заготовка должна сделать 2 оборота. Для этого необходимо, чтобы передаточное отношение сменных зубчатых колес было равно 2; при шаге винтовой канавки, равном 60 мм, это соотношение должно быть равно 4 и т. д.

Оптические делительные головки

Оптические делительные головки применяют для выполнения особо точных делений, а также для проверки правильности выполненных делений. На 145, а показан общий вид, а на 145, б - разрез по шпинделю оптической делительной головки ОДГ-60 с высотой центров //=130 мм. По внешнему виду головка напоминает механическую. Она состоит из корпуса 4, закрепляемого на столе станка, и шпинделя 11, установленного на подшипниках 10 и 13 в поворотной части 3 головки. Червячное колесо 8 приводится во вращение червячком 12, связанным с маховичком 1. Червячное колесо 8, а следовательно, и шпиндель могут быть закреплены в требуемом положении рукояткой 2, связанной с прижимной шайбой 9. Червяк 12 и червячное колесо 8 служат только для поворота шпинделя, их погрешности не оказывают влияния на точность работы головки.  Один конец валика с червяком сидит в эксцентрической   втулке,   что   позволяет   опускать   валик вместе с червяком вниз и, расцепив червяк с червячным колесом шпинделя, быстро вручную произвести поворот шпинделя головки. Внутри  . корпуса головки имеется стеклянный' диск 7, жестко закрепленный на шпинделе 11. На диске имеется шкала   разделенная на 360°.  Сверху головки расположен окуляр 5 с микроскопом, в оптической системе которого имеется неподвижная шкала б, состоящая из 60 частей с ценой деления Г. Эти деления видны в окуляре настолько крупно и четко, что при некотором навыке по ним можно вести отсчет с точностью до  J4 минуты. На  145, в показано поле зрения окуляра микроскопа с отсчетом делений угла 9°15'. Поворот шпинделя головки на требуемое число градусов и минут производится маховиком 1, а окончательная точная установка - медленным поворотом накатной головки (на рис, не показана) через пару конических зубчатых колес, связанную с маховичком 1.

Многошпиндельные делительные головки

Обработку заготовок небольших размеров при большом размере партии целесообразно производить  с помощью многошпиндельных делительных головок. Существуют двух-, трех-" и  четырехшпиндельные делительные головки для непосредственного деления и головки более сложные - для фрезерования винтовых канавок,   конических  зубчатых  колес  и   т. д.   На   146 показана трехшпиндельная горизонтальная делительная головка общего назначения. Поворот среднего шпинделя 1 осуществляется вращением рукоятки 5. Два крайних шпинделя получают вращение от среднего через закрепленное на нем зубчатое колесо 2. Такие же зубчатые колеса закреплены и на крайних шпинделях.

Отсчет поворота всех трех шпинделей производится по диску 3 для непосредственного деления. Вспомогательный шаблон 4 предназначен для ускорения отсчета. Управление подпружиненным фиксатором 8 производится рукояткой 10. Закрепление всех трех шпинделей в рабочем положении осуществляется поворотом одной рукоятки 9, закрепленной на валике, эксцентричные шейки 7 которого поднимают при этом три сухаря 6. Таким же способом закрепляют и все три пиноли задней бабки. Аналогичные конструкции трехшпиндельных делительных головок применяются с вертикальным расположением шпинделей.

Принадлежности делительных головок для крепления заготовок

Задняя бабка показана на 147. В прорези основания расположен корпус 1. Подъем и опускание корпуса осуществляются вращением зубчатого колеса 7, сцепленного с валиком-рейкой 6. Верхний конец этого валика-рейки соединен штифтом 5 с корпусом 1. После установки корпуса в требуемое положение его закрепляют в основании бабки и затягивают гайками болтов 4. Перемещение пиноли 3 осуществляется вращением маховичка 2, а закрепление ее - затягиванием гайки.

Шпиндельный валик (148) используется при дифференциальном делении, в шпинделе головки его закрепляют болтом 2. Коническая втулка 1 при этом перемещается вправо и разжимает нарезанный конец валика, расположенный в шпинделе.

В зависимости от размера и конструкции обрабатываемые заготовки могут быть установлены и закреплены в делительных головках одним из следующих способов:

в центрах делительной головки и задней бабки;

на оправке, установленной в центрах делительной головки и задней бабки;

на оправке, установленной в коническом гнезде шпинделя делительной головки;

в трехкулачковом патроне, навернутом на резьбовой конец шпинделя делительной головки;

в цанговых патронах и др. Заготовки типа дисков и втулок надевают на оправки, которые устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки или на оправки, устанавливаемые в коническое гнездо шпинделя делительной головки. На 149, а показана оправка, представляющая собой гладкий валик, средняя часть которого выполнена с небольшим конусом. -Заготовка, насаженная на такую оправку, удерживается на ней только трением. Оправка с обеих сторон имеет центровые отверстия для установки в центрах задней бабки и делительной головки. Иногда для удобства установки и закрепления хомутика на одном конце оправки делают две лыски. Оправку с надетой на нее заготовкой следует располагать так, чтобы больший диаметр конуса оправки был обращен к делительной головке. В противном случае силы резания будут ослаблять посадку заготовки на оправке. Оправка, показанная на 149, б, имеет заплечник 1, шпоночную канавку 2 и гайку 4. Заготовка надевается на гладкую часть оправки 3 и закрепляется гайкой 4.

При фрезеровании с большими силами резания заготовка может быть поставлена на шпонку. Оправка 5, показанная на 149, в, служит для закрепления заготовки, при фрезеровании которых не применяют задний центр. Эту оправку вставляют коническим хвостовиком в коническое отверстие шпинделя делительной головки (вместо центра) и затягивают специальным винтом-затяжкой. Длинные заготовки типа валов устанавливают в центрах (150). Центр 3 с поводком 4 (150, а) вставляют коническим хвостовиком 2 в гнездо шпинделя. На лыски, имеющиеся на центре, надевают поводок  4.   Винт-затяжку  1   (см.     150, а) вставляют в задний конец шпинделя головки и нарезанным концом ввинчивают в хвостовик центра или оправки. Хомутик, надеваемый на заготовку или оправку, показан на 150, б. Своим загнутым концом 7 он входит в паз поводка и закрепляется в нем винтами 5. На заготовке хомутик крепят винтом 6. Заготовки круглой формы часто устанавливают в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне (151). Одновременное перемещение всех кулачков осуществляется с помощью диска 2 со спиральными канавками и плоской торцовой резьбы, в которую входят соответствующие выступы резьбы кулачков 3. Диск 2 приводится во вращение  внутренним  торцовым  ключом   от

конических зубчатых колес 1, находящихся в зацеплении с коническими зубьями на задней поверхности диска 2. При вращении зубчатого колеса 1 по торцу диска начинают перемещаться в радиальном направлении одновременно все три кулачка, т. е. кулачки либо сходятся к центру патрона, либо расходятся от центра, производя соответственно закрепление или освобождение заготовки. При обработке нежестких заготовок (при -g-> 10, где L- длина, D - диаметр заготовки) применяют люнеты (152) в качестве дополнительной опоры во избежание прогиба заготовки при фрезеровании.

Обрабатываемую заготовку располагают в призматическом вырезе, сделанном в головке винта домкрата. Установка винта в рабочее положение производится вращением накатной гайки 1. Винт следует поднимать осторожно во избежание прогиба обрабатываемой заготовки. В выбранном положении винт закрепляют болтом 2.

Фрезерные работы. Фрезерование прямых канавок и шлицев на цилиндрических поверхностях

В этом виде фрезерных работ помимо, операции деления важным является правильная установка фрезы относительно заготовки. В качестве примера рассмотрим установку одно-угловой фрезы для прорезания прямой стружечной канавки режущего инструмента (концевая фреза, развертка, зенкер и др.). При этом требуется, чтобы фреза была углублена в тело заготовки на величину у и смещена вправо от вертикальной оси заготовки на величину х (157, а). Установка начинается с того, что фреза торцом соприкасается с вертикальной полкой угольника, которая в свою очередь должна иметь касание с заготовкой (157, б). Затем перемещением поперечных салазок вправо на величину радиуса заготовки R приводят торец фрезы в вертикальную диаметральную плоскость заготовки. На 157, б положение фрезы показано синим. После этого, включив вращение фрезы, поднимают стол станка до тех пор, пока на поверхности заготовки не появится едва заметный след от зубьев фрезы (157, в). Затем продольным перемещением стола выводят фрезу за пределы заготовки и производят поперечное и вертикальное перемещения стола с заготовкой соответственно на величины х и у (157, г). Установка фрезы в вертикальной диаметральной плоскости может быть осуществлена при помощи специального центроискателя (157, д) без угольника.

При симметричном расположении дисковых и концевых фрез относительно оси обрабатываемой заготовки координаты установки фрезы определяют по формулам (7) и (8).

Перед каждым делением необходимо освободить шпиндель делительной головки, а после каждого деления закрепить его.

Нарезание шлицев производят обычно на шлицефрезерных или зуборезных станках шлицевыми червячными фрезами, работающими по методу обкатки (без делительных головок).

Шлицы на валах можно фрезеровать на горизонтально- или продольно-фрезерных станках дисковыми фрезами с применением делительных головок. Заготовку в этом случае устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки.

Фрезерование прямозубых шлицев может быть осуществлено фасонными фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины между шлицами. Иногда чистовое фрезерование боковых поверхностей шлицев производят на тех же станках специальными фрезами, оснащенными твердым сплавом. Применяют и другие схемы фрезерования шлицев (набором двух дисковых фрез одновременно двух канавок и др.).

Виды брака при фрезеровании канавок на цилиндрических поверхностях

1.         Неправильное количество нарезанных канавок или неравномерный шаг нарезанных канавок.   Причина - неправильно   произведенаоперация деления (выбран не тот делительныйкруг, рабочий не пользовался раздвижным сектором или вращал рукоятку то в одном, то в другом направлении).

2.         Глубина канавки больше требуемого по чертежу размера. Причина - невнимательность рабочего при отсчете по лимбу рукоятки подъема стола.

3.         Обработанные пазы оказались несимметричными относительно диаметральной плоскости. Причина - неправильная установка фрезы относительно заготовки.

4.         Недостаточный класс шероховатости обработанной поверхности. Причина та же, чтои при фрезеровании многогранников.

Фрезерование пазов и шлицев на торцовых поверхностях

Фрезерование пазов на торцовых поверхностях. У валика (159) требуется профрезеровать два паза на горизонтально-фрезерном станке в трехкулачковом патроне делительного приспособления или делительной головки, расположив шпиндель головки вертикально ( 160).

Для получения точного расположения пазов относительно центра валика надо выбрать фрезу шириной меньше ширины паза. Возьмем дисковую трехстороннюю фрезу с разнонаправленными зубьями и диаметром D = 80 мм, шириной 5 = 8 мм, с числом зубьев z = 8 и диаметром отверстия d = 27 мм из быстрорежущей стали Р6М5.

После установки и закрепления заготовки в трехкулачковом патроне производят установку фрезы по центру заготовки при помощи угольника, как показано на 161. Фрезеруют пазы при следующих режимах резания: глубина резания t = 15 мм, ширина фрезерования В = 8 мм, подача на зуб s: = 0,03 мм/зуб, скорость резания   V= 25  м/мин.  По  графику (см.   40) определяем    ступень    чисел    оборотов    (п = = 100  об/мин),   а  по  графику  (см.     41) определяем   ближайшую    минутную    подачу (sM = 25 мм/мин). 

Последовательность фрезерования точных по размеру пазов видна на 162. Сначала фрезеруют на полную глубину резания t = 15 мм первый паз шириной В=8 мм (  162, а),  затем  поворачивают  шпиндель делительной головки (или делительного приспособления) на 180° и вновь фрезеруют паз по всей длине. В этом случае фреза будет срезать только одну сторону паза (162, б). После этого производят измерение ширины обработанного паза и перемещают стол с обрабатываемой заготовкой в поперечном направлении на величину,  равную  половине разности между 10 мм и фактическим размером паза, и фрезеруют сначала одну сторону паза, затем, повернув шпиндель делительной головки на 180°, - другую   (  162, в)   до   получения   размера 10+0-12мм.

Последовательность фрезерования паза

Повернув шпиндель делительной головки (или делительного приспособления) на 90° (четверть оборота), производят фрезерование второго паза. При этом достаточно повторить только два последних прохода.

Фрезерование шлицев в корончатой гайке. В корончатой гайке (163) с резьбой М24 х 3 надо профрезеровать шесть шлицев (прорезей) для шплинта. Шлиц имеет размеры: ширина 6+0'5 мм, глубина 7+0'9 мм. Шлицы в корончатых гайках фрезеруют прорезными (шлице-выми) фрезами, так же как и пазы, с той разницей, что каждый шлиц прорезают за один проход.

Установку корончатых гаек можно производить на резьбовых оправках. В массовом производстве фрезерование шлицев в корончатых гайках производят в специальных приспособлениях, а также набором фрез.

Фрезерование прямозубых цилиндрических и конических зубчатых колес

При фрезеровании стружечных канавок цилиндрических и концевых фрез, а также разверток с неравномерным шагом, приходится окружность делить на неравные части. Для этой цели выбирают подходящее число отверстий по окружности делительного диска и заранее составляют расчетную таблицу. Так, например, требуется профрезеровать канавки концевой фрезы с неравномерным шагом и соответствующими центральными углами в 85, 90 и 95°.

Первую стружечную канавку фрезеруют произвольно, для фрезерования второй канавки с центральным углом 85° рукоятку делительной головки поворачивают на 9 полных оборотов и дополнительно на 12 промежутков (шагов) по окружности делительного диска с 27 отверстиями.

Для фрезерования третьей канавки под углом 90" рукоятку поворачивают на 10 полных оборотов и т.  д.

При фрезеровании канавок режущих инструментов с неравномерным шагом для получения ленточек (фасок) одинаковой ширины приходится измерять глубину фрезерования. Чем больше центральный угол канавки, тем глубже должна быть канавка, и наоборот, при меньшем угле канавка должна быть мельче. Необходимая глубина фрезерования определяется снятием пробных стружек, графическим построением или несложным геометрическим расчетом.

Значение модулей тестированы. Стандарт устанавливает размерный ряд модулей от 0,05 до 100 мм для передач с цилиндрическими и коническими зубчатыми колесами, а также для червячных передач.

Дисковые  я  пальцевые  модульные  фрезы.

Дисковые модульные фрезы предназначены для нарезания зубьев зубчатых колес методом копирования. Сущность метода состоит в том, что режущим инструментом последовательно или одновременно нарезают впадины