Фрезерное дело

§ 20. 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 = 32-250 мм, шириной В = 0,2-5 мм, с числом зубьев z = 56-140; фрезы со средним зубом имеют соответственно D = 50-250 мм, В = 0,5-5 мм, z = 32-80; фрезы с крупным зубом — D = 50-250 мм, В = 1-5 мм и z = 14-40. Разрезание заготовок больших размеров производят пилами со вставными сегментами. Эти пилы имеют диаметр D = 275-2000 мм, ширину В = = 5-14,5 мм, диаметр посадочного отверстия d = 32-240 мм и число сегментов 14-44. 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 φ₁ (ширина фрезы уменьшается от периферии к центру). Для прорезных фрез φ₁ = 5—30', и для отрезных φ₁ = 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.

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 = 2r + d1 + (12÷16). В нашем случае t = 50 мм при d = 32 мм, d1 = 48 мм. Следовательно, D = 2 • 50 + 48 + 12 = 160 мм. Возьмем отрезную фрезу из быстрорежущей стали 6РМ5 D = 160 мм, В = 3 мм, d = 32 мм, z = 56 (тип II — средний зуб).

При закреплении заготовки особое внимание надо уделить жесткости крепления заготовки и фрезы. Заготовку устанавливают и закрепляют в машинных тисках, как показано на рис. 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.

Рис. 92.Закрепление заготовки в тисках

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 рис. 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.

Рис. 93. Схема приспособления для непрерывного фрезерования шлицев в головках винтов

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.