Движение резания и режим обработки

При фрезеровании инструмент совершает главное вращательное движение резания (рис. 388,я). Поступа­тельное движение подачи имеет заготовка, закрепленная на столе станка. Относительное движение режущих эле­ментов происходит по циклоиде, а поперечное сечение срезаемого слоя изменяется за время цикла работы зуба

48—481
фрезы. Процесс резания для каждого зуба фрезы пре­рывистый, что приводит к циклическим сменам контакт­ных и термических напряжений.

Скорость резания (м/мин) определяют из выражения v=nDn/1000, гдеD— наружный диаметр фрезы, мм; п — число ее оборотов в мин. Подача 5 —величина пе­ремещения заготовки относительно вращающейся фре­

зы. Различают:S_z— подачу на зуб — перемещение изде­лия за время поворота фрезы на угол между двумя со­седними зубьями;S₀=S_zZ— подачу на оборот или пе­ремещение изделия за один оборот фрезы, гдеZ— число зубьев фрезы;S_Mm=S_zZn— минутную подачу или пере­мещение изделия за одну минуту;t— глубину резания — расстояние между обрабатываемой и обработанной по­верхностями, измеренное в направлении, перпендикуляр­ном оси вращения фрезы. Ширину фрезерования В из­меряют в направлении, параллельном оси вращения фрезы.

Полным или наибольшим углом контакта ф (см. рис. 388,6) называют центральный угол между радиу­сами, проведенными в точки входа и выхода зуба фрезы
из контакта с заготовкой. Толщина срезаемого слоя для одного зуба фрезы является переменной величиной и измеряется на продолжении радиуса как расстояние между двумя последовательными положениями зуба фрезы.

При работе цилиндрической фрезой в зависимости от направлений вращения фрезы и подачи заготовки раз­личают встречное фрезерование, когда движение подачи направлено навстречу вращательному движению фрезы (рис. 388,в), и попутное (рис. 388,г), при котором на­правление вращения фрезы совпадает с направлением подачи. При встречном фрезеровании нагрузка на зуб возрастает постепенно; его применяют при черновой об­работке заготовок с литейной коркой, окалиной. Недо­статком этого способа является проскальзывание зуба фрезы на участке врезания, что ухудшает чистоту обра­ботанной поверхности и ускоряет износ зубьев. Кроме того, фреза стремится оторвать заготовку от стола, поэтому требу­ется более жесткое крепление ее к столу.

v TV
	S-/

и

48*

Попутное фрезеро­вание, как правило, используется при чис­товом фрезеровании, так как в этом случае лучше условия вреза­ния, изделие прижима­ется к столу, но требу­ются специальные устройства для выбор­ки зазоров в механиз­ме подачи стола.

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Рис. 389. Фрезы и схемы об­работки поверхностей заго­товок на фрезерных станках

Фрезы классифици­руют по их технологи­ческому назначению, положению оси отно­сительно обрабатывае­мой поверхности заго­товки, способу закреп­
ления на станке, расположению зубьев относительно оси вращения фрезы, форме режущего лезвия.

Наиболее распространенные типы фрез и схемы об­работки поверхностей заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках показаны на рис. 389: цилиндрические (я); торцовые (б) для обработки пло­скостей; дисковые (в — д); отрезные, прорезные для об­работки уступов, пазов, раз­резания; концевые фрезы (е, ж) для обработки усту­пов, плоскостей, пазов; угловые фрезы (з) для обработки канавок углового профиля; фасонные фрезы (и, к) для обработки фасон­ных поверхностей.

Элементы фрезы и гео­метрия ее режущих лезвий показаны на примере насад­ной прямозубой цилиндри­ческой фрезы (рис. 390, а).

Фрезы изготавливают с остроконечными (рис.

(390, б) и затылованными (рис. 390, в) зубьями. У по­следних спинка зуба — зад­няя поверхность — описыва­ется по сложной кривой. Это делают для того, чтобы со­хранить фасонный профиль режущих лезвий при после­дующих переточках фрезы. Переточку затылованных фрез проводят по передней поверхности. Однако в связи с тем, что износ зубьев фрез преобладает по задней по­верхности, при переточках снимают значительный слой материала инструмента, что делает эти фрезы менее долговечными.

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Рис. 390. Элементы и геометрия ре­жущей части зуба цилиндрических фрез:

1 — отверстие со шпоночным пазом для закрепления фрезы на оправ­ке; 2— зуб фрезы; 3 — канавка; 4 — передняя поверхность;S— зад­няя поверхность; 6 — режущее лез­вие; 7 — шпоночный паз

Фрезерные станки разделяют на станки общего наз­начения и специальные. К фрезерным станкам общего назначения относят наиболее распространенные консоль­ные, которые в свою очередь делят на горизонтально- и вертикально-фрезерные в зависимости от положения оси вращения шпинделя.

Горизонтально-фрезерный станок называют универ­сальным, если продольный стол можно повернуть отно­сительно вертикальной оси; его называют широкоуни­версальным, если он имеет дополнительную фрезерную головку, шпиндель которой можно установить под уг­лом относительно вертикальной оси.

Универсальный горизонтально-фрезерный станок 6М82. Предназначен для фрезерования относительно

Рис. 391. Горизонтально-фрезерный станок Рис. 392. Общий вид вертикаль- моделн 6М82 ио-фрезерного станка

небольших заготовок цилиндрическими, дисковыми, уг­ловыми и фасонными фрезами в единичном и серийном производстве. Наличие поворотного стола позволяет фрезеровать винтовые канавки и поверхности с помощью делительной головки.

Общий вид станка показан на рис. 391. На фунда­ментной плите 1 закреплена станина 2. Внутри станины расположен электродвигатель 3, который через коробку скоростей 4 передает главное вращательное движение шпинделю станка.

На вертикальных направляющих станины установле­на консоль 10, которая может перемещаться в верти­кальной плоскости и жестко закрепляться на направ­ляющих.

m

На горизонтальных направляющих консоли установ­лены поперечные салазки 11, поворотная плита 9, а в направляющих поворотной плиты продольный стол 8. Привод подачи размещен в консоли и состоит из элек­тродвигателя 12 и коробки подач 13.

Для поддержания свободного (правого) конца опра­вок служит подшипник подвески 5, которая установлена в направляющих хобота 6, закрепленного на верхней

Рис. 393. Виды фрезерных станков: о — бесконсольного вертикально-фрезерного; б — продольно-фрезерного; в — карусельно-фрезерного; г — барабанно-фрезерного

части станины. Хобот поддерживается двумя кронштей­нами 7, нижние концы которых связаны с консолью.

На рис. 392 показан общий вид вертикально-фрезер­ного станка.

К станкам общего назначения относят также бескон- сольно-вертикальные фрезерные станки (рис. 393,я). Стол станка имеет два взаимно перпендикулярных на­правления движения, которые могут совершаться как с рабочей подачей, так и в режиме установочных быстрых ходов. Вертикальное перемещение совершает шпиндель­ная бабка и может поворачиваться в вертикальной плоскости для обработки наклонных плоскостей с попе­речной подачей. Кроме того, шпиндель совершает осе­вое перемещение.

Эти станки более жесткие и производительные, чем консольные, однако они менее удобны в обслуживании.

На рис. 393, б показан продольно-фрезерный станок общего назначения. Стол монтируется на станине и име­ет только продольное перемещение. Поперечное и вер­тикальное перемещения совершают шпиндельные бабки, расположенные на траверсе и иа вертикальных стойках.

Эти станки предназначены для обработки плоскостей крупных заготовок. Наиболее распространенным видом обработки является работа с продольной подачей стола при неподвижных шпиндельных бабках. При этом можно обрабатывать заготовку одновременно с трех сто­рон. Шпиндели станка имеют индивидуальные при­воды.

Предусматривается также и обработка неподвижной детали с подачей шпиндельных бабок по вертикальным направляющим стоек и горизонтальным направляющим траверсы.

Траверса имеет установочное перемещение в верти­кальной плоскости. Во время работы она неподвижна.

На рис. 393, в, г показаны схемы карусельно-фрезер- ного и барабано-фрезерного специальных станков. На этих станках торцовыми фрезами обрабатывают плоские поверхности заготовок в массовом и крупносерийном производстве.

Заготовки в специальных приспособлениях крепят на столе или барабане, которые медленно вращаются, совершая круговое движение подачи. Обычно в этих слу­чаях совмещаются черновая и чистовая обработки, Вы­сокая производительность станков обеспечивается их непрерывным действием, так как установка и снятие де­тали осуществляются без остановки станка.

ВИДЫ ФРЕЗЕРНЫХ РАБОТ

Горизонтальные плоские поверхности фрезеруют на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках ци­линдрическими и торцовыми фрезами.

При обработке широких заготовок более производи­тельно работают торцовые фрезы. При больших диа­метрах эти фрезы изготавливают сборными — со встав­ными зубьями, чаще всего твердосплавными.

Вертикальные поверхности фрезеруют на горизон­тально-фрезерных станках дисковыми дву- и трехсто­ронними фрезами (рис. 394,а), на продольно-фрезер­ных станках — торцовыми фрезами (рис. 394, б), а также концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках (рис. 394, е).

Наклонные поверхности фрезеруют на горизонталь­но-фрезерных станках угловыми фрезами (рис. 394, г) либо торцовыми фрезами на вертикально-фрезерных и продольно-фрезерных станках с повернутым шпинделем |(рис. 394,5).

Уступы, пазы и канавки фрезеруют на вертикально- фрезерных станках концевыми фрезами или на горизон­тально-фрезерных станках дисковыми дву- и трехсто­ронними фрезами. Фасонные поверхности фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках специальными фасон­ными фрезами или наборами стандартных фрез (рис. 394, е).

О'трезные работы и прорезание шлицев (канавок) в головках винтов и в гайках проводят тонкими диско­выми' фрезами.

ФРЕЗЕРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ГОЛОВОК

Делительные головки применяют для периодического поворота обрабатываемой заготовки на любые равные и неравные части окружности, что позволяет фрезеро­вать зубчатые колеса с прямыми зубьями, шестигран­ники, шлицевые валики и т. п.

Рис. 395. Обработка заготовок с помощью делительной головки

Их используют также для передачи непрерывного вращательного движения заготовке, согласованного с подачей стола так, что на наружных поверхностях за­готовок образуются винтовые канавки или винтовые поверхности.

Если шпиндель делительной головки повернуть от­носительно стола в вертикальной плоскости, то можно обрабатывать конические зубчатые колеса, цилиндриче­ские зубчатые колеса больших диаметров, конические развертки.

На рис. 395, а показана схема обработки зубчатого колеса с использованием делительной головки. Заготов­ка 1 закреплена на оправке в центрах шпинделя дели­тельной головки 2 и задней бабки 3. Прорезание впади­ны колеса проводят дисковой модульной фрезой, кото­рая совершает главное вращательное движение резания, а стол совершает движение подачи. После обработки очередной впадины между зубьями стол возвращают в исходное положение, а заготовку с помощью делитель­ной головки поворачивают на угол, соответствующий шагу зубьев зубчатого колеса.

Поворот заготовки, соединенной с помощью повод­кового патрона со шпинделем 4, совершают рукояткой' 5, положение которой фиксируется в одном из концен­трически расположенных отверстий лимба (диска) 6, в которое вводится пружинный фиксатор. В комплекте к головке есть несколько таких дисков с различным коли­чеством отверстий.

На рис. 395, б показана схема фрезерования винтовой канавки с помощью делительной головки.

Заготовка /, установленная в центрах делительной головки 2 и задней бабки 3, вместе со столом 4 повора­чивается на угол р, равный углу наклона винтовой ка­навки. Заготовке сообщается непрерывное вращательное движение от шпинделя делительной головки, соединен­ного с винтом продольной подачи стола сменными коле­сами. Общее передаточное отношение сменных зубчатых колес определяют из условия, чтобы за время одного полного оборота заготовки относительно ее оси стол станка, на котором закреплена заготовка, переместился на величину шага фрезеруемой винтовой канавки.

Глава 6 ЗУБОНАРЕЗАНИЕ