Материал: Оборудование и технология машиностроительного производства. Пачевский В.М., Яценко С.Н

Рис. 1.28

нарезание внутренней (рис. 1.29) и наружной резьбы

Рис. 1.29

подрезка платиков и бобышек у отверстий (рис. 1.30)

Рис. 1.30.

зенкование (рис. 1.31)

Рис. 1.31.

Обрабатываемую заготовку в зависимости от ее профиля устанавливают и крепят на столе стан­ка, либо закрепляют в тисках, а тиски закрепляют на столе. В соответствии с выполняемой на станке операцией подбирают и устанавливают в шпиндель вспомогательный и режущий инструмент. Режу­щие инструменты на сверлильных станках закрепляются непосред­ственно в коническом отверстии шпинделя. Если же режущий ин­струмент имеет конический хвостовик малых размеров, тогда необ­ходимо пользоваться переходными коническими втулками (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Методы крепления режущего инструмента

на сверлильных станках

Применяемые инструменты с коническим хвостовиком устанавли­ваются в коническое отверстие шпинделя и удерживаются силой тре­ния (рис. 1.32, б). Инструмент имеет лапку 1, которая входит в паз 2 шпинделя. С помощью незначительного удара по клину 4 через ок­но в шпинделе 3 инструмент извлекают из шпинделя. Если режущий инструмент имеет цилиндрический хвостовик, его закрепляют в цанговом патроне (рис. 1.32, в). Патрон состоит из корпуса 1, разрез­ной цанги 2, зажимной гайки 3 и хвостовика 4. На рис. 1.32, г показан быстросменный патрон, применяемый в тех случаях, когда обра­ботка отверстий на сверлильных станках осуществляется набором инструментов, например, сверло, зенкер и развертка. Не снимая детали со станка, применяют быстросменный патрон, который со­стоит из корпуса 1, двух шариков 3, установленных в отверстии корпуса, упора 5, служащего для ограничения свободного пере­мещения кольца 4 по корпусу. В отверстие корпуса вставляется сменная втулка 2. Чтобы сменить втулку с инструментом на ходу станка, необходимо поднять вверх кольцо 4, при этом ша­рики под действием центробежной силы разойдутся и втулка 2 освободится. Для закрепления втулки с другим инструментом необходимо вставить втулку и опустить кольцо. Втулка 2 имеет внутренний конус для установки инструмента или цанговый зажим для инструмента, имеющего цилиндрический хвостовик. Быстросменные патроны снабжаются комплектом втулок, в кото­рых закрепляется необходимый инструмент до начала работы. Нарезание резьбы в отверстиях метчиками на сверлильном станке происходит при наличии реверсивного вращения шпинделя станка или применением специальных реверсивных резьбонарезных голо­вок. После установки детали и инструмента приступают к выбору режимов резания, смазке станка и подводу смазочно-охлаждающей жидкости.

1.2.3. Обработка заготовок на фрезерных станках

Фрезерование  один из высокопроизводительных и распространенных методов обработки поверхностей заготовок многолез­вийным режущим инструментом  фрезой. На фрезерных станках обрабатывают наружные и внутренние плоские и фасонные поверхности, уступы, пазы, прямые и винтовые канавки, резьбы, зубья колес, шлицы валов.

По классификации фрезерные станки относятся к 6-й группе. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей фрезерные станки делятся на станки общего назначения (консольные простые и универсальные горизонтально-фрезерные станки, консольные и бесконсольные вертикально-фрезерные станки, продольно-фрезерные станки) и специализированные (станки непрерывного действия, шпоночно-фрезерные, копировально-фрезерные и др.).

Главными формообразующими движениями во фрезерных станках являются вращение шпинделя с фрезой (главное движение) и движение подачи, сообщаемое, как правило, столу станка с закрепленной на нем заготовкой.

Особенность процесса фрезерования  прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на неко­торой части оборота, а затем продолжает движение, не касаясь заго­товки, до следующего врезания.

На рис. 1.33 показаны схемы фрезерования плоскости цилиндри­ческой (а) и торцовой (б) фрезами. При цилиндрическом фрезерова­нии плоскостей работу выполняют зубья, расположенные на цилин­дрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании плоско­стей в работе участвуют зубья, расположенные на цилиндрической и торцовой поверхностях фрезы.

Цилиндрическое и торцовое фрезерование в зависимости от на­правления вращения фрезы и направления подачи заготовки можно осуществлять двумя способами:

1) против подачи (встречное фрезе­рование), когда направление подачи противоположно направлению вращения фрезы (рис. 1.33, в);

2) по подаче (попутное фрезеро­вание), когда направления подачи и вращения фрезы совпадают (рис. 1.33, г).

Рис. 1.33.Схемы фрезерования цилиндрической (а)

и торцовой (б) фрезами, против подачи (в)

и по подаче (г):

1 — заготовка; 2 — фреза

При фрезеровании против подачи нагрузка на зуб фрезы возрас­тает от нуля до максимума, при этом сила, действующая на заготовку, стремится оторвать ее от стола, что приводит к вибрациям и увеличению шероховатости обработанной поверхности. Преимуще­ством фрезерования против подачи является работа зубьев фрезы «из-под корки», т. е. фреза подходит к твердому поверхностному слою снизу и отрывает стружку при подходе к точке В. Недостатком яв­ляется наличие начального скольжения зуба по наклепанной по­верхности, образованной предыдущим зубом, что вызывает повы­шенный износ фрезы.

При фрезеровании по подаче зуб фрезы сразу начинает срезать слой максимальной толщины и подвергается максимальной нагрузке. Это исключает начальное проскальзывание зуба, уменьшает износ фрезы и шероховатость обработанной поверхности. Сила, действую­щая на заготовку, прижимает ее к столу станка, что уменьшает ви­брации.

Горизонтально-фрезерный станок представлен на рис. 1.34

Рис. 1.34. Горизонтально-фре­зерный станок

В станине 1 станка размещена коробка скоростей 2. По вертикальным направля­ющим станины перемещается консоль 7. Заготовка, устанавливаемая на столе 4 в тисках или приспособлении, получает подачу в трех направлениях: продольном (перемещение стола по направляющим салазок 6), поперечном (перемещение салазок по направляющим консоли) и вертикальном (перемещение консоли по направляющим станины). Главным движением является вращение шпинделя. Ко­робка подач 8 размещена в консоли. Хобот 3 служит для закрепле­ния подвески 5, поддерживающей конец фрезерной оправки.

Горизонтально-фрезерные станки, имеющие поворотную плиту, которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонтальной плоскости и устанавливать его на требуемый угол, называют уни­версальными.

Вертикально-фрезерный станок представлен на рис. 1.35.

Рис. 1.35. Вертикально-фрезерный станок

Основные узлы станка: станина 1, поворотная шпиндельная головка 3 со шпинделем 4, стол 5, салазки 6, консоль 7, коробка скоростей 2 и коробка подач 8. Главным движением является вращательное движение шпинделя. Заготовка, установленная на столе, может получать подачу в трех направле­ниях: продольном, поперечном и вертикальном.

Столы фрезерных станков имеют размеры от 160630 мм до 6301600 мм. Для установки и закрепления заготовок на столе фрезерного станка применяют различные принадлежности и приспособления – прихваты, прижимные планки и клинья, машинные тиски, поворотные столы, делительные головки и т.д.

Вид фрезеруемой поверхности определяют схемы фрезерования и инструменты для фрезерных работ.

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис. 1.36)

Рис. 1.36

торцовые (рис. 1.37)

а б

Рис. 1.37

дисковые (рис. 1.38)

Рис. 1.38

кон­цевые (рис. 1.39)

Рис. 1.39

угловые (рис. 1.40)

Рис. 1.40

шпоночные (рис. 1.41)

Рис. 1.41

фасонные (рис. 1.42)

Рис. 1.42.

Фрезы изготовляют цельными (рис. 1.37 а – 1.41) или сборными (рис. 1.36, 1.37 б, 1.42). Режущие кромки могут быть прямыми (рис. 1.40) или винтовыми (рис. 1.36). Фрезы имеют остроконечную (рис. 1.43, а) или затылованную (рис. 1.43, б) форму зуба.

а б

Рис. 1.43

У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя поверхности плоские. У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда; при переточке по перед­ней поверхности профиль зуба фрезы сохраняется.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в кор­пусе фрезы пайкой или механически.

На рис. 1.44-1.52 показаны схемы фрезерования поверхностей на гори­зонтально- и вертикально-фрезерных станках. Движения, участву­ющие в формообразовании поверхностей в процессе резания, на схе­мах указаны стрелками.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезер­ных станках цилиндрическими фрезами (рис. 1.44, а) и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 1.44, б). Цилиндри­ческими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные пло­скости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плоскости удоб­нее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

а б

Рис. 1.44

Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 1.45, а) и торцовыми фрезерными головками, а на вертикально-фрезерных станках концевыми фре­зами (рис. 1.45, б).

а б

Рис. 1.45

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми (рис. 1.46, а) и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке одноугловой фрезой (рис. 1.46, б).

а б

Рис. 1.46

Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 1.47) на горизонтально-фрезерных станках. Точность взаиморасположения обработанных поверхностей зависит от жесткости крепления фрез по длине оправки. С этой целью применяют допол­нительные опоры (подвески), избегают использования несоразмер­ных по диаметру фрез (рекомендуемое отношение диаметра фрез не более 1,5).

Рис. 1.47

Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют концевыми (рис. 1.48, а) и дисковыми (рис. 1.48, б) фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Уступы и пазы целесообразнее фрезеровать дисковыми фрезами, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с боль­шими скоростями резания.

а б

Рис. 1.48

Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 1.49, а), угловые пазы  одноугловой и двухугловой (рис. 1.49, б) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

а б

Рис. 1.49

Паз клиновой фрезеруют на вертикально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз  концевой фрезой, затем скосы паза  концевой одноугловой фрезой (рис. 1.50, а). Т-образные пазы (рис. 1.50, б), которые широко применяют в машиностроении как ста­ночные пазы, например на столах фрезерных станков, фрезеруют обычно за два прохода: вначале паз прямоугольного профиля конце­вой фрезой, затем нижнюю часть паза — фрезой для Т-образных пазов.