Крепление инструментов на оправке. Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента Способы крепления фрез

У горизонтально-фрезерных станков инструмент устанавливает­ся и закрепляется на оправках соответствующих по диаметру по­садочным отверстиям фрез / 67 /.

Рис. 3 Схемы подачи стола при фрезеровании закрытых шпоночных пазов

У вертикально-фрезерных станков концевые фрезы с коническим хвостовиком закрепляются в шпинделе с помощью переходной конус­ной втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют­ся в цанговом патроне, который коническим хвостовиком устанавли­вается в переходную оправку или непосредственно в шпиндель станка / 4, 5., 6 /.

Заготовки при фрезеровании торцовыми фрезами закрепляются бо­лее надежно, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами, так как торцовая фреза создает значительные реактивные силы при реза­нии и обработка происходит при больших скоростях резания.

4.2.7. Обработка заготовок фрезерованием

Различные схемы фрезерования наклонных плоскостей и скосов по­казаны на рис.4

Плоские поверхности обрабатываются цилиндрическими, торцовыми фрезами или набором фрез / 6, 10/.

Фрезерование плоских поверхностей цилиндрическими фрезами производится на горизонтально-фрезерных станках. При фрезеровании широких, плоскостей используют наборы цилиндрических фрез. Наборы составляются из стандартных или специальных фрез. Фрезы с винтовым зубом необходимо устанавливать таким образом, чтобы основные со­ставляющие от сил резания были направлены навстречу друг другу.

При обработке заготовок прерывистого и ступенчатого профиля используются наборы дисковых и комбинации из дисковых и цилиндри­ческих фрез.

Фрезерование уступов и отрезание заготовок дисковыми фрезами показано на рис.5 /4, 5, 10, 13/. Процесс может осуществляться:

1) каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой;

2) оба уступа одновременно фрезеруют набором из двух дисковых фрез одинакового диаметра.

Чтобы получить заданный размер между уступами на оправку меж­ду фрезами устанавливают промежуточные кольца или фрезеруют в двухпозиционном вращающемся на 180° приспособлении.

Фрезерование уступов и пазов концевыми фрезами показано на рис.2 /4, 6, 10, 13/. Наладка вертикально-фрезерного станка для фрезерования уступов и пазов концевыми фрезами аналогична налад­ке при фрезеровании плоскостей и скосов концевой фрезой (рис.4).

Для фрезерования шпоночных пазов на валах применяют концевые фрезы, которые имеют точный диаметр, равный ширине паза и два-три зуба, сходящиеся к центру в одну точку (без центрового отверстия).

Фрезерование уступов можно выполнять концевой фрезой, диаметр которой несколько больше, чем ширина ступени уступа. Фрезу в шпин­деле станка закрепляют в цанговом патроне переходными коничес­кими втулками.

Фрезерование закрытых шпоночных пазов производят через отвер­стия - окна, следовательно, требуется предварительное засверлива­ние. Концевые фрезы в этом случае работают периферийными режущими кромками. Другим методом фрезерования закрытых пазов является фре­зерование с возвратно-поступательным движением, стола (маятниковая подача) в продольном направлении и вертикальной подачей после каж­дого прохода.

Заготовки на столе станка крепят в машинных тисках, призмах или с помощью прихватов.

Рис.4 СХЕМЫ ФРЕЗЕРОВАНИЯ НАКЛОНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ И СКОСОВ.

а, б – цилиндрической и концевой фрезой на горизонтально–фрезерном станке с поворотом заготовки; в – торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с поворотом заготовки; г, д – торцевой и концевой фрезой на вертикально фрезерном станке с поворотом заготовки; е – на горизонтально-фрезерном станке угловой фрезой; ж, з – цилиндрической и торцевой фрезой с применением приспособлений; и, к – концевой и торцевой фрезой с поворотом шпинделя станка; л – двухугловой фрезой.

Выбор метода обработки при фрезеровании . В зависимости от материала заготовки необходимо установить метод обработки - встречное или попутное фрезерование (см. рис. 2.20). Встречное фрезерование применяют для вязких материалов, а попутное - для хрупких, чтобы не допустить выкрашивания кромки заготовки. При попутном фрезеровании, допустимом на станке с соответствующей конструкцией механизма подач, до начала работы нужно устранить зазор («мертвый ход») в паре винт-гайка механизма перемещения стола.

Прежде чем приступить к наладке фрезерного станка, осуществляют его подготовку к работе, которая состоит из проверки исправности и готовности станка к выполнению различных операций фрезерования. На холостом ходу проверяют выполнение станком команд по пуску и остановке электродвигателя, включение и выключение вращения шпинделя, включение и выключение механических подач стола.

Убедившись в исправности станка, приступают к его наладке. Методы наладки станков фрезерной группы рассмотрим на примере универсальных консольно-фрезерных станков с ручным управлением.

Настройка режимов резания . При настройке заданной картой наладки или мастером частоты вращения шпинделя 6 (см. рис. 5.2) необходимо рукоятку переключателя 1 в коробке скоростей 5 выдвинуть на себя, а затем повернуть вправо вокруг оси в требуемое положение до совпадения установленной частоты на лимбе 3 рукоятки со стрелкой-указателем на корпусе коробки 5. После этого рукоятку вдвигают обратно (от себя).

Аналогично частоте вращения шпинделя производят наладку заданной подачи в коробке 13 при перемещении рукоятки 15 с лимбом 16. Движение подачи в универсальных консольно-фрезерных станках выполняется столом 9, перемещающимся в трех направлениях - продольном, поперечном и вертикальном. Расчет элементов режима резания производится по кинематической схеме станка (см. рис. 5.3).

Перед началом обработки на станке следует произвести надежный зажим салазок, по которым перемещается стол, а также консоли на стойке станка. В зависимости от габаритных размеров заготовки (зажимного приспособления), установленной на столе, определить необходимые значения его ходов (с учетом схода (сбега) инструмента) и расставить кулачки, ограничивающие ход и выключающие механическую подачу стола.

Наладка режущего инструмента . Цилиндрические и дисковые фрезы закрепляют на оправке, конический хвостовик которой затягивают в конусе шпинделя шомполом. Фрезерные оправки могут быть длинными (см. рис. 5.7) или короткими (концевыми). Свободный конец длинной оправки поддерживается кронштейном хобота в универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем.

Рис. 9.5. Крепление инструмента на универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем:
1 - шомпол; 2, 4, 5 - гайки; 3 - хобот; 6 - оправка; 7- букса; 8 - подвеска; 9 - фреза; 10 - втулка; 11 - шпиндель; 12 - стойка

Установку фрезы 9 (рис. 9.5) на длинной оправке 6 горизонтального шпинделя 11 производят с помощью промежуточных втулок 10, расположив фрезу как можно ближе к торцу буксы 7 подвески 8. Во избежание вибрации следует обратить особое внимание на надежное закрепление фрезы 9 на оправке 6 непосредственно или через шомпол 1 гайкой 5, а также подвески 8 на хоботе 3 с помощью гайки 4 и хобота 3 на стойке 12 гайкой 2.

(Схемы и конструкции для установки фрез других типов в шпинделе фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.)

Вспомогательный инструмент и наладка приспособлений для крепления заготовок . При закреплении заготовки на станке должны быть соблюдены следующие правила: не должно нарушаться положение, достигнутое при ее установке; закрепление должно быть таким, чтобы положение заготовки оставалось неизменным; возникающие при закреплении деформации заготовки и смятие ее поверхностей должны находиться в допустимых пределах.

Выполнение указанных правил достигается рациональным выбором схемы закрепления и величины зажимного усилия. При выборе схемы закрепления детали необходимо пользоваться следующими соображениями. Для уменьшения усилия зажима заготовку необходимо установить так, чтобы сила резания была направлена на установочные элементы приспособлений 1 (опорный штырь, палец и др.), расположенные на линии действия этой силы или вблизи нее (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Установка и закрепление валика при фрезеровании:
1 - опорный штырь; 2 - призма; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

Для устранения возможного сдвига детали при закреплении усилие зажима Q следует направлять перпендикулярно к поверхности установочного элемента. В целях устранения деформации детали при закреплении необходимо, чтобы линия действия усилия зажима пересекала установочную поверхность установочных элементов (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Схема закрепления детали:
а и б - правильно; в - неправильно; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

При закреплении тонкостенных деталей коробчатой формы для уменьшения прогиба стенки вместо усилия зажима Q (рис. 9.8, а), действующего посредине детали, следует приложить два усилия Q/2 в точках Б и В (рис. 9.8, б).

Рис. 9.8. Закрепление тонкостенной детали:
а - неправильно; б - правильно; А, Б и В - точки приложения усилия зажима

Для уменьшения смятия поверхностей при закреплении заготовок необходимо применять в зажимных устройствах такие контактные элементы 1, которые позволяют распределить усилие зажима между двумя (рис. 9.9, а), тремя (рис. 9.9, 6) точками или рассредоточить по кольцевой поверхности (рис. 9.9, в).

Рис. 9.9. Контактные элементы:
а - с двумя поверхностями; б - с тремя поверхностями; в - с поверхностью кольцевой формы; Q - усилие зажима

На рис. 9.10 приведена схема установки и закрепления заготовки, на которой регулируемая опора 1 и зажимное усилие Q 2 приближены к обрабатываемой поверхности для повышения ее жесткости.

Рис. 9.10. Схема установки и закрепления детали малой жесткости:
1 - регулируемая опора; Q 1 , Q 2 - зажимные усилия

При работе на фрезерных станках высокие требования предъявляют к зажимному инструменту и к резьбовым соединениям, что определяет их долговечность и безопасность работы.

Отвертки применяют для закрепления и отвинчивания винтов, имеющих прорезь (шлиц). Основное требование, предъявляемое к отверткам, заключается в том, что лезвие (лопатка) отвертки должны иметь параллельные грани, чтобы оно свободно входило на всю глубину шлица винта с небольшим зазором.

Гаечные ключи являются необходимым инструментом для фрезерных работ при закреплении болтами и гайками приспособлений или заготовок на столе станка. Головки ключей стандартизованы и имеют определенный размер, который указан на рукоятке ключа. Размеры зева (захвата) делают с таким расчетом, чтобы зазор между гранями гайки или головки болта и гранями зева был в пределах 0,1...0,3 мм. При большем зазоре ключ может сорваться с гайки или головки болта и травмировать руки рабочего. Гаечные ключи бызают простые (одноразмерные), универсальные (раздвижные) и специального назначения.

Простыми ключами при наладке станка можно завинчивать гайки одного размера и одной формы (рис. 9.11). Если правая рука захватывает рукоятку гаечного ключа 4 на расстоянии 250 мм от зева 1 ключа и нажимает на нее примерно с усилием 1...2 кгс, то усилие зажима гайки 2 и болта 3 будет равно примерно 400...750 кгс. Поэтому, чем больше диаметр резьбы и длиннее рукоятка ключа, тем больше усилие зажима.

Рис. 9.11. Схема положения рук при установке заготовки на столе фрезерного станка с помощью гаечного ключа:
а - правильно; б - неправильно; 1 - зев; 2 - гайка; 3 - болт; 4 - рукоятка

Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщают одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

По принципу действия различают делительные головки лимбовые (универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки применяют для выполнения всех видов работ.

Универсальная лимбовая делительная головка (рис. 9.12) состоит из основания 12 со стяжными дугами 6, в которых смонтирован цилиндрический корпус 5. При ослаблении гаек 13 корпус 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси против часовой стрелки на угол от -5° и до +95° - по часовой стрелке. Поворот корпуса контролируется по шкале и нониусу.

Рис. 9.12. Универсальная делительная головка:
1 - установочный центр; 2 - шпиндель; 3 - лимб; 4 - нониус; 5 - корпус цилиндрический; 6 - стяжные дуги; 7 - делительный диск; 8 - фиксатор; 9 - раздвижной сектор; 10 - рукоятка; 11 - шкала; 12 - основание; 13 - гайки; 14 - рукоятка

В корпусе 5 на подшипниках смонтирован шпиндель 2, на переднем конце которого имеется резьба с центрирующим пояском для крепления самоцентрирующего или поводкового патрона и конусное отверстие для установки центра 1. Здесь также размещен лимб 3 с делениями и нониусом 4 для непосредственного деления, а на заднем конце шпинделя установлена оправка для сменных зубчатых колес. Вращение шпинделя 2 передается с помощью рукоятки 10 с фиксатором 8 через зубчатые колеса с передаточным отношением, равным 1, и червячную пару k/N, где k - число заходов червяка, N - число зубьев червячного колеса. Отсчет поворота рукоятки производят по засверленным на делительном диске 7 отверстиям. Для удобства отсчета поворота рукоятки имеется раздвижной сектор 9, состоящий из линеек. С помощью рассмотренной делительной головки можно выполнять простое и сложное (дифференциальное) деление.

Непосредственное деление осуществляют по лимбу 3 с делениями через 1°. Точность отсчета с использованием нониуса Н равна 5". Поворот шпинделя при этом можно производить рукояткой 11 или непосредственным вращением шпинделя. После каждого поворота шпиндель фиксируют стопором 8. В некоторых делительных головках вместо лимба 3 с делениями устанавливают диск с отверстиями по кругу (24; 30 и 36 отверстий), что позволяет выполнить деление на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.

Простое деление выполняют с помощью зафиксированного стопора 4 (рис. 9.13), с двух сторон которого просверлены отверстия по концентрическим окружностям. С одной стороны диска могут быть окружности с 24, 25, 26, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42 и 43 отверстиями, а с другой - с 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66 отверстиями.

Рис. 9.13. Схема наладки универсальной лимбовой головки на простое деление:
1 - червячное колесо; 2 - червяк; 3 - шпиндель; 4 - стопор; 5 - рукоятка; 6 - сектор; 7 - делительный диск; 8 и 9 - зубчатые колеса; z 1 , z 2 - шестерни

Наладка на дифференциальное деление применяется в тех случаях, когда невозможно подобрать делительный диск с нужным числом отверстий для простого деления. (Методика наладки универсальной лимбовой головки на дифференциальное деление изложена в .)

Контрольные вопросы

1. Что такое попутное и встречное фрезерование?
2. Как настроить режимы резания на консольно-фрезерном станке с ручным управлением?
3. Расскажите о зажимных приспособлениях, применяемых на фрезерных станках.
4. Расскажите о наладке различных типов фрез на консольно-фрезерном станке.
5. Какие существуют типы делительных головок и что называется их характеристикой?
6. Как производится наладка универсальной лимбовой головки на простое деление?

1 Конструкции установочных элементов и приспособлений для фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.

Выверка фрез со сменными вставными резцами и их закрепление в корпусе осуществляются в инструментальной мастерской до установки фрезы в станок. Расположение лезвий вставных ножей на одной окружности резания является условием участия всех их в работе и качественной обработки. Поэтому выверка ножей - очень важная операция, требующая большой внимательности. Для ее выполнения можно рекомендовать приспособления, разработанные СвердНИИПДревом.
Приспособление для выверки ножей насадных цилиндрических фрез (рис. 56, а) имеет основной рабочий орган, осуществляющий принудительное прилегание лезвия резца к контрольному элементу в виде электромагнита 6 Ш-образной формы. Для этого фрезу необходимо зажать между конусами 3 и 8 с помощью винта 2 и гайки-стойки 1. Конус 8 закреплен неподвижно на стойке плиты 7. Каретка-опора 4 предохраняет винт от деформации при установке фрезы и перемещается по направляющим 5. Требуемое положение ножа относительно магнита фиксируется делительным диском, выполненным за одно целое с конусом 8 и стопором 10. Затяжка болтов крепления ножей производится при включенном магните. Величина выставки ножей устанавливается и контролируется с помощью индикатора 9.

На рис. 56, б показано приспособление для установки резцов в дисковых фрезах. Фреза закрепляется на конусной головке 1 с шариковыми фиксаторами. Контрольным элементом, устанавливающим положение резца, также является электромагнит 2. Для расположения боковых режущих кромок в горизонтальной плоскости предусмотрена полка 5, жестко связанная с электромагнитом на подвижной стойке. Положение электромагнита относительно оси инструмента фиксируется с помощью шарикового фиксатора 4, а его вертикальное перемещение - с помощью ходового винта 5 и гайки 6. На стойке 7 крепится контрольно-измерительный инструмент 8 для проверки точности установки резца. Положение микрометра по вертикали регулируется винтом 9 и гайкой 10, а по горизонтали - винтом 11. Неточность установки ножей с помощью этих приспособлений не превышают 0,05-0,06 мм, что не выходит за пределы допускаемых 0,08-0,09 мм.
Балансировка насадных фрез выполняется на специальном приспособлении ПИ-25 для предотвращения их дисбаланса. Фрезу насаживают на шлифованную оправку и устанавливают на горизонтальные цилиндрические валики, затем легким толчком руки оправку с фрезой заставляют катиться по валикам. При наличии неуравновешенности фреза будет всегда останавливаться в одном положении - тяжелой стороной книзу. Уравновешивание производят стачиванием металла с тяжелой нерабочей стороны до тех пор, пока фреза не будет останавливаться в любом положении.
Установка и закрепление фрез. Фреза на шпинделе закрепляется различными способами: в зависимости от конструкции шпинделя станка и фрезы. Концевые фрезы закрепляются на шпинделе электродвигателя с помощью обычных трехкулачковых самоцентрирующихся или цанговых патронов. Наиболее простой способ закрепления насадной фрезы на шпинделе 1 фрезерующих станков происходит путем закрепления ее при помощи затяжных гаек 4, 2 и промежуточных колец 3 (рис. 57, а). Положение фрезы относительно стола регулируется выдвижением шпинделя или за счет подбора промежуточных колец. При отсутствии вертикального перемещения шпинделя фрезы на нем укрепляются в специальных головках (рис. 57, б), которые имеют устройство для регулирования положения фрезы относительно станка стола. При вращении болта 1 коническая втулка 2, перемещаясь вверх по внутренней конической поверхности головки 3, плотно обжимает шпиндель 5, закрепляя фрезу в нужном положении. Это положение предварительно устанавливается регулировочным винтом 4, упирающимся в шпиндель станка. Закрепление фрез на горизонтальных валах может быть осуществлено с помощью одной или двух цанг, наличие которых предусматривается нормалями на конструкцию фрезы. В некоторых случаях фрезерный инструмент непосредственно надевается на шпиндель станка и закрепляется зажимной гайкой. Сопряжение фрезы со шпинделем в этом случае выполняется по скользящей посадке 2-го класса точности.

Ниже перечислены технические требования к фрезерному инструменту:
1. Корпус фрез должен изготовляться из конструкционных сталей 40Х и Х45, а режущие элементы - из сталей Х6ВФ, Р4, Р9 или армированы твердосплавными пластинками.
2. Шероховатость граней не должна быть ниже 8-го класса по ГОСТ 2789-59.
3. Допускаемые отклонения угловых параметров не должны превышать для переднего угла 2°, для заднего угла
4. Радиальное биение не должно превышать 0,5-0,08 мм, торцовое - 0,03 мм.

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей, прямых и винтовых канавок, резьб, зубчатых колес и т.п.

Режущий инструмент - это фрезы: цилиндрические, торцовые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные и пр. Виды работ, выполняемых фрезерованием, показаны на рис. 5.6.

При работе на фрезерных станках используют большое количество различных приспособлений, которые служат для установки инструмента и закрепления заготовок, а также для расширения технологических возможностей фрезерных станков.

Инструментальная оснастка . Фрезы закрепляют на оправках и в патронах, которые, в свою очередь, различным образом крепят в шпинделе станка.

На рис. 5.7 показана установка цилиндрической насадной фрезы на длинной оправке. Положение фрезы 6 на оправке 3 регулируется проставочными кольцами 5. Фреза и оправка связаны шпонкой 7. Конический хвостовик оправки, имеющий внутреннюю резьбу, вставляют в отверстие шпинделя 2 станка и затягивают шомполом 7. Для предотвращения проворачивания оправки, в шпиндель устанавливают сухари 4, которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Свободный конец длинной оправки поддерживает подвеска 8, установленная на хоботе станка.

Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на шпинделе станка (рис. 5.8). Фрезу 1 цилиндрическим пояском надевают на шпиндель 4 станка и притягивают винтами 3. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается торцовой шпонкой 2.

Концевые фрезы выпускают с коническим и цилиндрическим хвостовиками. Фрезы с коническим хвостовиком устанавливают в шпиндель станка, используя переходные втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Конструкция одного из таких патронов показана на рис. 5.9. Фрезу 1 устанавливают в цангу 2 и гайкой 3 закрепляют в корпусе патрона 4.

В процессе работы на фрезерных станках много времени занимает затяжка шомпола при креплении инструмента. Для сокращения этих непроизводительных затрат применяют различные быстродействующие зажимные приспособления.

Приспособления для установки и закрепления заготовок на фрезерных станках - это различные прихваты, подставки, угловые плиты, призмы, машинные тиски, столы и вспомогательные инструменты, механизирующие и автоматизирующие закрепление заготовок и тем самым сокращающие вспомогательное время.

Прихваты (рис. 5.10, а) используют для закрепления заготовок или каких-либо приспособлений непосредственно на столе станка с помощью болтов. Нередко один из концов прихвата 2 опирается на подставку 1 (рис. 5.10, б).

Если при обработке заготовок необходимо получить плоскости, расположенные под углом одна к другой, то применяют угловые плиты: обычные (рис. 5.11, а) и универсальные, допускающие поворот вокруг одной (рис. 5.11,б) или двух осей (рис. 5.11, в).

Машинные тиски могут быть простыми неповоротными (рис. 5.12, а), поворотными (поворот вокруг вертикальной оси, рис. 5.12, б), универсальными (поворот вокруг двух осей, рис. 5.12, в) и специальными (например, для закрепления валов, рис. 5.12, г): с ручным, пневматическим, гидравлическим или пневмогидравлическим приводом.

Столы для установки и закрепления заготовок бывают неповоротными (рис. 5.13, а) и поворотными (рис. 5.13, б) с ручным, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом. Поворотные столы позволяют обрабатывать на станке фасонные поверхности заготовки, а также применять метод непрерывного фрезерования, когда во время обработки одной заготовки уже готовые детали снимают и на их место устанавливают новые заготовки. Непрерывное вращение стола обеспечивает отдельный привод или привод станка.

Нередко на фрезерных станках (как и на токарных) для закрепления заготовок, имеющих цилиндрические поверхности, используют кулачковые поводковые и цанговые патроны (рис. 5.14).

Значительного сокращения вспомогательного времени и повышения производительности труда при фрезеровании достигают благодаря применению механизированных и автоматизированных зажимных приспособлений, которые в условиях крупносерийного производства нередко используют вместе с загрузочными устройствами.

При работе на фрезерных станках для закрепления заготовок широко применяют универсально-сборные приспособления (УСП), которые собирают из готовых нормализованных взаимозаменяемых деталей (рис. 5.15). После обработки на станке партии заготовок такое приспособление разбирают и из его деталей конструируют новые приспособления. Универсально-сборные приспособления позволяют значительно сократить сроки на проектирование и изготовление устройств, необходимых для закрепления заготовок, что особенно важно в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Приспособления, расширяющие возможности фрезерных станков . Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщаются одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

По принципу действия делительные головки подразделяют на лимбовые (простые и универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки 2 применяют для выполнения всех видов работ (рис. 5.16).

Специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков . Существуют две группы таких приспособлений:

• не изменяющие основное назначение фрезерного станка (дополнительные и многошпиндельные фрезерные головки, головки для фрезерования реек, копировальные приспособления и т.п.);
• в корне меняющие характер выполняемых работ (долбежные, сверлильные и шлифовальные головки).

Некоторые специальные быстросъемные приспособления, монтируемые на горизонтально-фрезерных станках, показаны на рис. 5.17.

Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет
Кафедра: «Технология, Конструирование и Автоматизация

В специальном машиностроении»
ОТЧЕТ

По лабораторной работе № 3

По курсу «технологические процессы в машиностроении»

Составил: студент группы ТКА-07 Гилев Р.А.

Принял: преподаватель Ярушин С.Г.

Пермь, 2009г.

Типы фрезерных станков…………………………………………………………3

Схема расположения станков в цехе……………………………………………13

Приспособления для выполнения фрезерных работ..…………………………14

Фрезы……………………………………………………………………………..17

Схемы закрепления фрез………………………………………………………..21

Схемы фрезерования поверхностей…………………………………………….23

Некоторые типы фрезерных станков, имеющихся в ОКБ «***»…………...24
^ Краткая характеристика метода фрезерования
Фрезерование является распространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинстве случаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности. Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фреза представляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены на цилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезы соответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые ими фрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе, движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться и инструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может быть вращательным или сложным.

Процесс фрезерования отличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ее оборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую часть оборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказывается на стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерования является то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.

^ Типы фрезерных станков
Фрезерные станки́ - группа металлорежущих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза вместе со шпинделем фрезерного станка совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ (CNC).

Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи - относительное перемещение заготовки и фрезы.

Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.

Различают:

• 
  горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью)
• 
  универсальные - с поворотным столом
• 
  широкоуниверсальные - с дополнительными фрезерными головками
• 
  вертикально-фрезерные станки (с вертикальным шпинделем) в том числе консольные
• 
  бесконсольные называемые также с крестовым столом
• 
  с передвижным порталом
• 
  широкоуниверсальные инструментальные станки - с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов
• 
  копировально-фрезерные станки
• 
  фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные
• 
  барабанно-фрезерные

Рис.1. Схемы универсальных фрезерных станков и их основные

Формообразующие движения:

а ~ универсальный консольный горизонтально-фрезерный; б - широкоуниверсаль-ный консольный горизонтально-фрезерный; в - широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный; г - консольный вертикально-фрезерный; д - бесконсольный вертикально-фрезерный; е - бесконсольный горизонтально-фрезерный; ж - продольно-фрезерный; з - карусельно-фрезерный; и - барабанно-фрезерный.

^ Шлицефрезерный станок, металлорежущий станок для изготовления шлицев. Прямобочные шлицы и шлицы эвольвентного профиля на валах образуют червячной фрезой методом обкатывания. Фреза вращается и одновременно совершает движение подачи (перемещение вдоль оси заготовки), заготовка также вращается с частотой, зависящей от числа образуемых шлицев. Существует автоматический Ш. с. для прорезывания дисковой фрезой шлицев на головках шурупов и винтов.
Шлицефрезерный станок 5Б352ПФ2

^ Резьбофрезерный станок (рис 2), металлорежущий станок, предназначенный для нарезания наружной и внутренней резьбы резьбовой фрезой. При получении резьбы на Р. с. заготовка и фреза совершают несколько движений: вращение фрезы вокруг своей оси (главное движение), медленное вращение заготовки (круговая подача), продольное (осевое) перемещение заготовки или фрезы (продольная подача, равная шагу нарезаемой резьбы за один оборот заготовки) и врезание фрезы на глубину резьбы (радиальная подача). Изготовляются полуавтоматические и автоматические Р. с., предназначенные для нарезания наружной и внутренней резьб с крупным шагом на большой длине дисковыми фрезами и резьб с мелким шагом на коротких участках гребенчатыми фрезами, у которых шаг витков равен шагу нарезаемой резьбы за 1,25-1,5 оборота заготовки.

Рис.2 Станок резьбофрезерный патронный 5Д63

^ Широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный ста-нок (рис.3) также предназначен для обработки плоских и фасонных по-верхностей различными фрезами. Используется в условиях единичного и мелкосерийного производства, в инструментальных и ремонтных цехах. Ста-нок помимо горизонтального шпинделя имеет шпиндельную головку, которая может поворачиваться на хоботе в двух взаимно перпендикулярных направлениях, благодаря чему шпиндель с фрезой можно устанавливать под любым углом к плоскости стола и к обрабатываемой заготовке. На головке 1 монтируют накладную головку,для сверления, рассверливания, зенкерования, растачивания и фрезерования. В качестве примера современного широкоуниверсального фрезерного станка на рис.3 показана модель ОРША-Ф32Ш11. У этой модели есть возможность быстрой переналадки станка с операции вертикального фрезерования, на наклонное или горизонтальное.

Рис.3. Широкоуниверсальный фрезерный станок ОРША-Ф32Ш11

^ Консольные вертикально-фрезерные станки (рис.4) предназначены для выполнения различных фрезерных работ, а также сверлильных и несложных расточных работ в единичном и серийном производстве. Станок имеет вертикальный шпиндель, который размещен в поворотной шпиндельной головке, установленной на стойке. На рис.4 в качестве примера показан вертикально консольно-фрезерный станок модели ВМ-127.

^ Рис.4 Станок консольный вертикально-фрезерный ВМ-127.

Бесконсольные вертикально и горизонтально-фрезерные станки (рис.5), служащие для обработки крупногабаритных деталей, имеют са-лазки и стол, которые перемещаются по направляющим станины. Шпиндельная головка перемещается по направляющим стойки. Шпин-дель имеет осевые перемещения при установке фрезы. На рис.5 показана модель бесконсольного станка ХА7140.

Рис.5 , Бесконсольный вертикально-фрезерный станок ХА7140
Продольно-фрезерные станки предназначены для обработ-ки крупногабаритных деталей в условиях единичного и массового производ-ства. Они делятся на одностоечные и двухстоечные. Фрезерование заготовок осуществляется в основном торцевыми твердосплавными фрезами, а также цилиндрическими, концевыми и другими фрезами. Станки обладают высокой мощностью и жесткостью, что позволяет вести обработку с большими сече-ниями среза. На станине установлены две вертикальные стойки, соеди-ненные поперечиной. На направляющих стоек смонтированы фрезерные головки с горизонтальными шпинделями и траверса (поперечина). На по-следней установлены фрезерные головк с вертикальными шпинделями. Стол перемещается по направляющим станины.

Карусельно-фрезерные станки предназначены для обработки поверхностей торцевыми фрезами, имеют один или несколько шпинделей для черновой и чистовой обработки. По направляющим стойки перемеща-ется шпиндельная головка. Стол, вращаясь непрерывно, сообщает уста-новленным на нем заготовкам движение подачи. Стол с салазками имеет установочное перемещение по направлению станины.

^ Барабанно-фрезерные станки используются в крупносерий-ном и массовом производстве. Заготовки устанавливают на вращающемся барабане, имеющем движение подачи. Фрезерные головки (для черновой обработки) перемещаются по направляющим стоек.

^ Копировально-фрезерные станки предназначены для обработки дета-лей сложной конфигурации, например, штампов, пресс-форм, лопаток турбин и других в крупносерийном и массовом производстве. Обработка ведется концевыми фрезами. На рис.7 показан копировально-фрезерный станок DOLBY 90


^ Рис.7 . Копировально-фрезерный станок DOLBY 90.

Станок вертикально-фрезерный консольный 6Р13

6Р13
Размеры рабочей поверхности стола, мм........400х1600
Перемещение стола, мм........15…415
продольное (Х)........800
поперечное (Y)..........320
вертикальное (Z)..........420
Угол поворота шпиндельной головки, град.........45
Частота вращения шпинделя, об/мин.........31,5…1600
Конус шпинделя...........50
Мощность главного привода, кВт............7,5
Габариты станка, мм.............2570х2250х2430
Масса станка, кг..........4300
Название: Станок вертикально-фрезерный 6Р13
Год. Вып. : 1983
Цена: 160.000

Станки предназначены для выполнения разнообразных фрезерных,сверлильных и расточных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.

Прежние названия:

Горьковский завод фрезерных станков (ГЗФС)

Горьковское станкостроительное производственное объединение (ГСПО)

Нижегородский завод фрезерных станков

Схема расположения станков в цехе

1) М6Р13Ф337 №152 (СССР)

2) М24К40 СФИ

3) Станок фрезерный расточной

4) Станок фрезерный карусельнорасточной М:1512 №1574

6) М24135 №81878

7) Тип ВМ-121 №292

9) М6Т12-29-УХЛЧ

10) «Жальгирис» М6Р80 №Р863

11) Тип ВМ-127 №295

12) М6750 №9194

13) М2Е440А №809

^ Приспособления для выполнения фрезерных работ
На фрезерных станках в зависимости от масштаба изготовления деталей применяют различные универсальные и специальные приспособления.

В условиях единичного и мелкосерийного производства используют пневматические и гидравлические зажимные устройства с приставными унифицированными приводами, когда силовой агрегат используют в качестве универсального привода, от которого могут работа различные приспособления.

Используют также приспособления с ручным зажимом.

^ Универсальные поворотные тиски

Универсальные тиски используют для углового фрезерования и шлифо-вания различных деталей. Тиски (рис.8) со сменными губками обеспечивают расположение обрабатываемых заготовок в трех взаимно пер-пендикулярных плоскостях под углом ±90°. Круглые валики закрепляют в зависимости от размеров обрабатываемой заготовки.

Рис. 8. Универсальные поворотные трехосевые тиски JC-24-001

Синусные тиски

Тиски (рис. 9) применяют для точного углового фрезерования и шлифо-вания с допуском на угол ±1’ с точностью ±0,005 мм и ставят клеймо на торце
верхней плиты 5.

Синусный угольник имеет две плиты (нижнюю и верхнюю), соеди-ненные валиком через втулки. Поверхность плиты доводят по высо-те так, чтобы осевая линия, соединяющая центры валиков, располага-лась горизонтально с допуском 0,01 мм на всей длине плиты.

Рис.9 синусные тиски SVN/150
В зависимости от необходимого угла установки подсчитывают размер Н=17581па. Мерные плитки набирают высотой до размера Н и устанавливают между плитой и валиком, после чего закрепляют боковые планки. При этом плитки должны перемещаться при легком нажиме руки.

Синусный угольник может быть закреплен на столе станка с помощью двух болтов с потайной головкой и двух цилиндрических шпонок, входящих в паз стола станка, или на магнитной плите. Обрабатываемую деталь закреп-ляют на плите или в специальных тисках, устанавливаемых на плите с упором в боковые планки. Подвижная губка с планкой перемещает-ся в тисках, которые можно закрепить на магнитной плите. Приспособле-ние позволяет обрабатывать детали размером 100* 100*250 мм, а также валики диаметром до 100 мм. При наладке приспособления тиски можно повернуть на угол 90°.

^ Пневматический зажим (рис.10) предназначен для механизированного зажима деталей в приспособлении. Пневмопривод устанавливают на столе станка рядом с приспособлением так, что рычаг приспособления опирается на винт рычага пневматического привода. Детали зажимаются при повороте рукоятки 9. При этом сжатый воздух поступает в цилиндр и давит на поршень. Рычаг, вращаясь вокруг оси, поворачивает рычаг на оси и толкатель прижимает деталь к вертикальным базовым планкам приспо-собления. При повороте рукоятки в обратную сторону воздух выходит из цилиндра в окружающую среду, пружина поднимает поршень, и дета-ли освобождаются. Пневматический зажим применяют для закрепления кор-пусных деталей (например, станин и салазок) при фрезеровании или строга-нии поверхностей.

Рис. 10. Пневматический зажимGH-101-A

^ Фрезы.
Общие сведения о фрезах:

Фрезерование осуществляется вращающимся режущим инструментом, называемым фрезой. Фреза́ - режущий многолезвийный инструмент в виде тела вращения с зубьями для фрезерования. Бывают цилиндрические, торцевые, червячные и др. Материал режущей части - быстрорежущая сталь, твёрдый сплав, минералокерамика, алмаз. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала), сварные (хвостовик и режущая часть состоит из различного материала, сваренные вместе), сборные (из различного материала, но соединённые стандартными крепёжными элементами - винтами, болтами, гайками, клиньями). На рисунке представлена сборная фреза для торцевого фрезерования..

У зубьев торцевых фрез (рис. 11,б) различают главную режущую кромку 1, расположенную под углом ф к направлению подачи; вспомогательную ре-жущую кромку 5, расположенную под углом ф 1 к направлению подачи; пе-реходную режущую кромку 4, соединяющую кромки 7 и 5.

В зависимости от поверхности, по которой выполняется затачивание, зубья фрезы бывают затыловочными (имеющими форму задней поверхности, которая обеспечивает постоянство профиля режущей кромки при повторном затачивании рис.12 а) и не затыловочные (остроконечные, затачиваемые по задней поверхности рис. 12,б).

^ Классификация и конструкция фрез

Конструкция фрезы оказывает большое влияние на работоспособность фрезы и эффективность ее применения.

Основным направлением в разработке новых конструкций твердосплавных фрез является применение сборных конструкций с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава.

Механическое крепление пластинок дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без затачивания. После полного износа пластинки она может быть быстро заменена новой. Резко сокращается время на восстановление фрез, так как в этих конструкциях оно сводится к замене износившихся пластинок или повороту на следующую грань, не прибегая к шлифовальным и заточным операциям. Завод-изготовитель каждую фрезу снабжает 8-10 комплектами запасных пластинок.

Применение неперетачиваемых пластинок имеет ряд преимуществ перед напаянными пластинками:

• 
  более высокая стойкость (на 30% и более) по сравнению с напаянными пластинками за счет исключения операций пайки и переточек, снижающих режущие свойства твердых сплавов;
• 
  быстросменность;
• 
  возможность использования более износостойких марок твердого сплава, склонных к образованию трещин при пайке и заточке;
• 
  возможность нанесения на пластинку износостойких покрытий (карбиды титана, нитриды титана и др.);
• 
  резкое увеличение процента возврата твердого сплава на переточку (с 15-20% для напаянного инструмента до 90% для многогранников);
• 
  сокращение вспомогательного времени на смену и наладку затупившегося инструмента;
• 
  сокращение номенклатуры режущего инструмента и упрощение инструментального хозяйства;
• 
  возможность централизованного производства сменных элементов для различных видов режущего инструмента (резцы, фрезы, протяжки и др.);
• 
  возможность централизованной заточки на базе широкой механизации и автоматизации;
• 
  постоянство размерных и геометрических параметров режущего инструмента, что особенно важно для станков с числовым программным управлением и др.

• 
  по расположению зубьев на исходном цилиндре (торцовые, цилиндрические, дисковые, двухсторонние, угловые, фасонные, концевые и др.;
• 
  по конструкции зуба (с острозаточенными и затылованными зубьями);
• 
  по направлению зуба (с прямыми, наклонными, винтовыми, равнонаправленными зубьями);
• 
  по внутреннему устройству: фрезы цельные, составные, со вставны-ми зубьями, сборные);
• 
  по способу крепления: фрезы с отверстием (насадные), концевые с
  коническим или цилиндрическим хвостовиком;
• 
  по виду инструментального материала режущей части (из быстрорежущей стали, твердых сплавов, режущей керамики, сверхтвердых материалов).

Основные типы фрез

Основные типы фрез показаны на рис. 13.

Рис. 13. Основные типы фрез: 1 - цилиндрическая; 2 - торцовая; 3 и 4 - дисковые пазовые; 5 - прорезная; 6 и 7 - концевые; 8 - угловая; 9 и 10 - фасонные; 11 - шпоночная.
Цилиндрические и торцовые фрезы предназначены для обработки плос-костей. Дисковые фрезы (пазовые, двухсторонние, трехсторонние) применя-ют для фрезерования пазов, уступов и боковых плоскостей. Прорезные и от-резные фрезы используют для прорезания узких пазов и разрезания материа-лов. Концевые фрезы применяют для обработки пазов, уступов и плоскостей шириной В<0,8D , где D - диаметр концевой фразы. Угловые фрезы приме-няют в основном для фрезерования стружечных канавок режущих инструментов и скосов. Фасонные фрезы предназначены для фрезерования фасон-ных поверхностей.

Фрезы изготовляют цельными и сборными. Широкое распространение получили сборные фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали или твердого сплава (рис.19,a-е) и с механическим креплением режущих пластин.

Для одновременного фрезерования нескольких поверхностей применяют набор фрез, состыкованных с помощью цилиндрических выточек на торцах фрез. Широко применяют сборные конструкции фрез с неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Механическое крепление пластин дает воз-можность их поворота для обновления ревущей кромки и позволяет исполь-зовать фрезы без перетачивания. После полного износа пластина быстро за-меняется новой. Торцевые фрезы общего назначения оснащаются круглыми, шестигранными, пятигранными, четырехгранными, трехгранными твердо-сплавными пластинами.

Конструкция фрез оказывает большое влияние на работоспособность фрезы и эффективность ее применения. Основным направлением в разработ-ке новых конструкций твердосплавных фрез является применение сборных конструкций с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава. Механиче-ское крепление пластинок дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без переточки. После пол-ного износа пластинки она может быть быстро заменена новой. Резко сокра-щается время на восстановление фрез, так как в этих конструкциях оно сво-дится к времени замены износившихся пластинок или повороту на следую-щую грань, не прибегая к шлифовальным и заточным операциям. Завод-изготовитель снабжает каждую фрезу 8-10 комплектами запасных пластинок.
^ Схемы закрепления фрез
Конструкция фрезы определяет способ ее закрепления на станке. Насад-ную фрезу (с осевым отверстием) - цилиндрическую, дисковую, угловую и т.д. - закрепляют на центровой оправке 2 (рис. 21), которую устанавливают в коническое отверстие шпинделя 3 и затягивают болтом 4.

Сухари 5, входящие в пазы фланца шпинделя и оправки, удерживают ее от проворота. Вращение фрезы передается через шпонку 6. Правый конец оправки поддерживают подшипники 7 и серьги 8. Осевое положение фрезы на оправке фиксируют гайкой 9 и установочными кольцами 10. Этот способ закрепления используют в основном на горизонтально-фрезерных станках.

Торцовые 8 и дисковые 6 фрезы с коническим хвостовиком 2 закрепля-ют на кольцевой оправке 3 с помощью шпонки 4 и винта 5 (рис.22,а) или че-рез переходную втулку 7 (рис.22,б).

Для закрепления фрез с цилиндрическим хвостовиком используют раз-личные по конструкции патроны: цанговые (рис.23,б), с регулируемым экс-центриситетом е втулки 4 и корпуса оправки 5 (рис.23,в), которые устанавли-вают в шпинделе станка как концевые оправки. При закручивании гайки 2, последняя сжимает цангу 3, которая закрепляет фрезу.

^ Схемы фрезерования поверхностей.
Схемы фрезерования поверхностей показаны на рис.24.

а, б- плоскости цилиндрической и торцевой фрезой, в, г- паза концевой и дисковой фрезой, д - профильной поверхности фасонной фрезой, е - поверхности двойной кривизны концевой фрезой при перемещении ее по сложной траектории, ж- фрезерование вращающейся заготовки.

Рис.24. Схемы фрезерования поверхностей

Некоторые типы фрезерных станков, имеющихся в ОКБ « *** »