Фрезерное дело
профтехобразование

§ 23. 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 (рис. 95, а) закрепляют либо непосредственно на столе вертикально-фрезерного станка, либо в тисках, либо в приспособлении.

Рис. 95. Прихват

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 (рис. 95, б).

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 (рис. 96). При установке заготовки необходимо следить за тем, чтобы стружка не попадала между соприкасающимися плоскостями стола, подкладки и заготовки.

Рис. 96. Фрезерование фасонной поверхности

Настройка станка на режимы фрезерования. Глубина фрезерования t = 3 мм, подача на зуб sz = 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. рис. 40) соответствует n = 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. мСначала производят черновое фрезерование. Врезание фрезы должно происходить плавно. Вывод фрезы за границы контура производят ручным управлением поперечной подачей. Фрезерование фасонных поверхностей требует о г 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. рис. 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.

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 рис. 97 показан общий вид стола.

Рис. 97. Круглый поворотный стол с ручным приводом

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.

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

Рис. 98. Круглый поворотный стол с ручным и механическим приводом

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 7, 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 рис. 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 7. Маховиком 2 осуществляется вращение стола.

Рис. 99. Круглый стол с диафрагменным пневмоприводом для закрепления заготовок

На рис. 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.

Рис. 100. Схемы наладок для закрепления заготовок на столе с диафрагменным пневмоприводом

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 (рис. 101). Материал заготовки — серый чугун (НВ-180). Размеры Т-образного паза примем такими же, как и в ранее рассмотренном примере обработки прямолинейных Т-образных пазов (см. рис. 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.

Рис. 101. Фрезерование круглого Т-образного паза

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 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. рис. 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 рис. 102 показана наладка для обработки кулачка на вертикально-фрезерном станке с поворотным столом.

Рис. 102. Фрезерование кулачка по накладному копиру

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 рис. 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.

Рис. 103. Схема копировального фрезерования по замкнутому кругу

Получение фасонной поверхности криволинейного замкнутого контура достигается тем, что копир 8 имеет профиль, соответствующий профилю детали. При этом винт продольной подачи стола станка отсодиняют 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 α), а не цилиндрическим (рис. 104), копир — наклонным с углом α/2. 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. рис. 102).

Рис. 104. Компенсация износа ролика и копира

На рис. 105 приведена схема для фрезерования концевой фрезой 5 замкнутых канавок по цилиндрической поверхности с переменным шагом (цилиндрические кулачки). В стойке 3 перемещается шпиндель 7, 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 пневмоцилиндром 6, поршень которого через шток 9 соединен со стойкой 3.

Рис. 105. Схема копировального фрезерования канавок по замкнутому кругу

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

Рейтинг@Mail.ru