Металлорежущие станки
Профессиональное образование

5.4. Технология фрезерования и оснастка

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. Схема работы фрезы, ее элементы и геометрия, а также выбор режимов резания при фрезеровании приведены в гл. 2.

Рис. 5.6. Виды работ, выполняемых фрезерованием, и применяемые фрезы:
а — цилиндрические с прямыми и винтовыми зубьями; б — торцовая; в — дисковая; г — прорезная (отрезная); д — концевые; е — угловая; ж — фасонная; з — шпоночная (с обработкой пазов на всю глубину и с маятниковой подачей); t — глубина резания, мм; В — ширина фрезерования, мм; Ds — направление движения подачи; Dr — направление движения резания; Vs — скорость движения подачи

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 1. 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.

Рис. 5.7. Установка цилиндрической фрезы на длинной оправке:
шомпол; 2 — шпиндель; 3 — оправка; 4 — сухарь; 5 — проставочные кольца; 6 — фреза; 7 — шпонка; 8 — подвеска

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.

Рис. 5.8. Установка торцовых насадных фрез на шпиндель станка:
1 — фреза; 2 — шпонка; 3 — винт; 4 — шпиндель

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.

Рис. 5.9. Установка концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком в патроне:
1 — фреза; 2 — цанга; 3 — гайка; 4 — патрон

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).

Рис. 5.10. Прихваты и подставка:
а — прихваты для крепления детали непосредственно на столе станка; б — прихват, опирающийся на подставку: 1 — подставка; 2 — прихват; 3 — болт; 4 — заготовка

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).

Рис. 5.11. Угловые плиты:
а - обычные; б — универсальные, допускающие поворот вокруг одной оси; в - универсальные, допускающие поворот вокруг двух осей

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.

Рис. 5.12. Машинные тиски:
а - неповоротные; б — поворотные; в — универсальные; г — специальные

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.

Рис. 5.13. Столы:
а — неповоротный; б — поворотный: 1 — кронштейн для крепления стола на станке; 2 — стопор; 3 - шкала отсчета угла поворота; 4 — рукоятка ручного поворота

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

Рис. 5.14. Патроны:
а — кулачковый: 1 — кулачки; 2 — корпус; 3 — коническая шестерня с отверстием под ключ; 4 — зубчатая рейка для перемещения кулачков; б — поводковый: 1 — поводок; 2 — винт крепления поводка; 3 — скоба для крепления поводка; 4 — задний центр; 5 — винт крепления заготовки; 6 — заготовка; в — цанговый: 1 — винт крепления патрона; 2 — хвостовик; 3 — цанга; 4 — заготовка

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.

Рис. 5.15. Универсально-сборное приспособление:
1 — базовая плита; 2 — опора; 3 — установочная планка; 4 — крепежный болт; 5 — прихват; 6 — обрабатываемая заготовка

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).

Рис. 5.16. Лимбовая делительная головка:
1, 2 — центры для крепления детали

Конструкция лимбовой делительной головки и методы ее наладки подробно рассмотрены в гл. 9.

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.

Рис. 5.17. Специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков:
а — дополнительная вертикально-фрезерная головка; б — приспособление для фрезерования реек; в — двухшпиндельная фрезерная головка; г — сверлильная головка; д — шлифовальная головка; е — долбежная головка; ж — общий вид станка; 1 — устройство для крепления на станке; 2 — инструментальная головка; 3 — концевая фреза; 4 — хобот станка; 5 — шпиндель станка; 6 — фреза; 7 — приводной электродвигатель; 8 — корпус головки; 9 — салазка инструмента; 10 — инструментальная оправка; 11 — шпиндель шлифовальной головки

Контрольные вопросы

  1. Расскажите об инструментальной оснастке фрезерных станков.
  2. Какие приспособления для крепления заготовок используют на фрезерных станках?
  3. Какие специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков, вы знаете?

Рейтинг@Mail.ru