Установка фрез в станках. Технические требования к фрезерному инструменту

Торцовые фрезы предназначены для обработки плоскостей на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Торцовые фрезы в отличие от цилиндрических имеют зубья, расположенные на" цилиндрической поверхности и на торце.

Торцовые фрезы делятся на насадные (ГОСТ 9304-69) с мелкими зубьями и с крупными зубьями и насадные со вставными ножами по ГОСТ 1092-69.

Основными размерами торцовых фрез являются: диаметр - D, длина фрезы - L, диаметр отверстия - d и число зубьев - z.

Торцовые фрезы по сравнению с цилиндрическими имеют ряд преимуществ, главными из которых являются:

более жесткое крепление на оправке или шпинделе;
более плавная работа из-за большого числа одновременно работающих зубьев.

Поэтому обработку плоскостей в большинстве случаев целесообразно проводить торцовыми фрезами.

Торцовые фрезы, как и цилиндрические, делятся на праворежущие и леворежущие.

Праворежущими называют такие фрезы, которые при работе должны вращаться по часовой стрелке (рис. 45, а), а леворежущие - против часовой стрелки (рис. 45, б), если смотреть на фрезу или фрезерную головку сгёГерху (при работе на вертикально-фрезерном станке).

Широкое распространение получили торцовые фрезы, оснащенные пластинками твердых сплавов. Фрезерование плоскостей торцовыми твердосплавными фрезами является более производительным, чем фрезерование цилиндрическими фрезами.

В последнее время большое распространение получили торцовые фрезы с неперетачивае-мыми твердосплавными пластинками.

Наладка и настройка станка для выполнения различных работ . При работе на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами наладка и настройка принципиально ничем не отличаются от наладки и настройки горизонтально-фрезерного станка при работе цилиндрическими фрезами. Поэтому остановимся лишь на отличительных особенностях наладки и настройки при фрезеровании торцовыми фрезами.

Установка и закрепление торцовых фрез на вертикально-фрезерных станках . В зависимости от вида применяемой фрезы крепление ее на вертикально-фрезерном станке может производиться несколькими способами:

Торцовые фрезы, имеющие калиброванное сквозное отверстие, центрируются по цилиндрической части оправки 3 конусной частью, устанавливаются в конусное отверстие шпинделя и закрепляются в нем шомполом 7 и гайкой 2 (рис. 46, а). Базовый торец фрезы опирается на один из торцов переходного фланца 4, второй торец которого опирается на торец оправки 3. Шипы шпинделя 6 входят в пазы переходного фланца, а выступы фланца в пазы фрезы, передавая крутящий момент от шипнде-ля фрезе. Фреза крепится на оправке винтом 5 с помощью специального ключа.

Рис. 46. Установка фрез на станках

Торцовые фрезы, имеющие центрирующую выточку (Ø 128,57А), устанавливают непосредственно на головку шпинделя и закрепляют на нем четырьмя винтами 7 (рис. 46, б). Шипы шпинделя 2 входят в пазы корпуса фрезы, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе.

Торцовые фрезы с конусным хвостиком номинальным размером наибольшего диаметра конуса Ø 59,85 мм и конусностью 7:24, выполненным за одно целое с корпусом фрезы, вставляют в конусное отверстие шпинделя, закрепляют в нем шомполом 7 и гайкой 2 (рис. 46, в). Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы.

Торцовые фрезы, имеющие сквозное калиброванное отверстие и пазы в корпусе, по ширине соответствующие размерам шипов шпинделя устанавливают на оправке, закрепленной в шпинделе станка. Фрезу закрепляют на оправке винтом 7. Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы (рис. 46, г).

Концевые фрезы, имеющие хвостовик с конусом «Морзе» и резьбовым отверстием, центрируют в переходной втулке 7, вставленной в конусное отверстие шпинделя и крепят шомполом 2 и гайкой 3. Шипы шпинделя 4 входят в пазы переходной втулки, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе (рис. 46, д).

Настройка вертикально-фрезерных станков на соответствующие режимы резания производится так же, как и настройка горизонтально-фрезерных станков.

Выбор типа и размера фрезы . Стандартом предусмотрено, что у торцовых насадных фрез параметры определены однозначно, т. е. каждому диаметру торцовой фрезы соответствует определенное значение длины фрезы L, диаметра отверстия d и числа зубьев z.

Диаметр торцовой фрезы выбирается в зависимости от ширины фрезерования t по формуле

D = (0,6 + 0,8)t

Для черновой обработки выбирают торцовые насадные фрезы со вставными ножами или с крупными зубьями. При чистовой обработке следует взять торцовые насадные фрезы с мелкими зубьями.

Однако во всех случаях надо отдать предпочтение торцовым фрезам, оснащенным твердыми сплавами, так как машинное время обработки в этом случае значительно сокращается за счет увеличения скорости резания.

Рассмотрим настройку горизонтально-фрезерного станка 6Р82 или вертикально-фрезерного станка 6Р12П на черновое фрезерование той же заготовки из стали 45 (σ в 75 кГ/мм 2), ширина фрезерования t 75 мм, глубина резания В = 5 мм.

В данном случае выберем торцовую фрезу с пластинками твердого сплава Т15К6. Диаметр фрезы D = 150 мм, z = 6. Геометрические параметры: γ = 5°, α = 6°. Подача на зуб s: выбирается в пределах 0,1-0,3 мм/зуб. При глубине резания В 5 мм и s z = 0,2 мм/зуб скорость резания по нормативам режимов резания v = 250 м/мин.

Число оборотов шпинделя легко определить по графику (см. рис. 40). На графике видно, что при D = 150 мм и v = 250 м/мин ближайшая ступень чисел оборотов станка будет n = 500 об/мин. Теперь по номограмме (см. рис. 41) определим ближайшую минутную подачу, имеющуюся на указанных консольнофрезерных станках s = 630 м/мин.

Непосредственный подсчет дает примерно тот же результат:

s м = s z z n = 0,2 500 = 600 мм/мин.

Ближайшая ступень минутных подач будет 630 мм/мин.

Итак, сопоставляя значения минутных подач при фрезеровании цилиндрической фрезой из быстрорежущей стали Р6М5: s м 250 мм/мин и s м 630 мм/мин - при фрезеровании торцовой фрезой с пластинками твердого сплава Т15К6 видим, что минутная подача в последнем случае в 2,4 раза больше. Во столько же раз сокращается и машинное время обработки той же детали при фрезеровании торцовой твердосплавной фрезой. При черновом фрезеровании такой же заготовки из серого чугуна необходимо взять фрезу, оснащенную пластинками твердого сплава ВК8 и ВК6. Геометрические параметры фрезы: γ = 0°; α 6-8°. Подача на зуб соответственно больше, чем при обработке стали (sz = 0,2-0,6 мм/зуб), скорость резания значительно меньше, чем при обработке стали, а именно, v = 50-130 м/мин.

При чистовом фрезеровании стали и чугуна твердосплавными фрезами для получения поверхности более высокого класса шероховатости подачи на зуб уменьшают, а скорость резания соответственно повышают в зависимости от марки обрабатываемого материала, марки твердого сплава и других условий обработки.

Установка торцовой фрезы на глубину резания при работе на вертикально-фрезерном станке ничем не отличается от рассмотренного ранее случая установки цилиндрической фрезы на глубину резания.

При фрезеровании торцовой фрезой на горизонтально-фрезерном станке (рис. 47) применяют следующий порядок установки глубины фрезерования.

Рис. 47. Фрезерование торцов фрезой на горизонтально-фрезерном станке

При фрезеровании торцовыми твердосплавными фрезами с большими скоростями резания надо уделить внимание соблюдению правил техники безопасности. В таких случаях следует применять защитные экраны или защитные очки во избежание получения ожогов лица или повреждения глаз раскаленной стружкой.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов . Наклонные плоскости и скосы можно фрезеровагь торцовыми фрезами на вертикальнофрезерных станках, устанавливая заготовки под требуемым углом, как и при обработке цилиндрическими фрезами, применяя универсальные тиски (рис. 48, а), поворотные столы или специальные приспособления (рис. 48, б). Фрезерование наклонных плоскостей 1 и скосов торцовыми фрезами 2 можно производить также путем поворота шпинделя, а не заготовки. Это возможно на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная бабка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости, например, как у станков 6Р12, 6Р13 (см. рис. 17), а также на широкоуниверсальных станках типа 6Р82Ш, у которых вертикальная головка имеет поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рис. 48. Фрезерование наклонной плоскости торцовыми фрезами

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцовыми фрезами можно производить с помощью накладной вертикальной головки.

Накладная вертикальная головка является специальной принадлежностью горизонтально-фрезерного станка.

На рис. 49, а показана одна из конструкций накладной вертикальной головки, а на рис. 49, б - различные положения шпинделя. Корпус 2 (рис. 49, а) накладной головки установлен на вертикальных направляющих станины станка и закреплен болтами У. Шпиндель 5 вращается в поворотной части 6 головки. Освободив болты, соединяющие поворотную часть 6 головки с корпусом, шпиндель можно повернуть в вертикальной плоскости и под любым углом по шкале 4.

Рис. 49. Накладная вертикальная головка

Кольцо 3 служит для съема головки. Вращение от шпинделя станка к шпинделю головки передается при помощи пары цилиндрических зубчатых колес 7 и 8. Колесо 8 конусным хвостовиком насаживают на шпиндель горизонтальнофрезерного станка, оно передает вращение от шпинделя станка колесу 7, а затем через пару конических колес шпинделю 5 накладной вертикальной головки. В коническое отверстие шпинделя 5 устанавливают фрезу. С помощью пары конических зубчатых колес шпиндель накладной головки можно повернуть вокруг шпинделя станка на 360°, а следовательно, установить фрезу под любым углом к плоскости стола (рис. 49, б). Наличие накладной вертикальной головки значительно расширяет технологические возможности горизонтальнофрезерных станков.

Проверка биения торцовых фрез . Схема проверки биения зубьев торцовых фрез аналогична рассмотренной ранее (см. рис. 38).

Биение главной и вспомогательных режущих кромок не должно превышать величин, указанных в таблице.

В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Фрезерование пазов

Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 5.23).

Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 5.23, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 5.23, б). При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов. Обработка пазов концевыми фрезами требует правильного выбора направления вращения шпинделя станка относительно винтовых канавок фрез. Оно должно быть взаимно противоположным.

Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 5.23, г). Диаметр фрез следует принимать на 1...2 мм меньше ширины паза. Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.

Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.

Фрезерование пазов специальных профилей - Т-образных, типа «ласточкин хвост» - осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания - 20...25 м/мин.

Особенности фрезерования шпоночных пазов

Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5.24).

Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543-71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи - только к центру вала (рис. 5.25, а).

Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 5.25, б). При этом способе фреза врезается на 0,2...0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении.

Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.

При фрезеровании угловых канавок на цилиндрической части режущего инструмента с передним углом γ= 0° одноугловыми фрезами вершины зубьев фрез должны проходить через диаметральную плоскость заготовки. Установку фрезы производят с помощью угольника (рис. 5.26, а) по центру вставленного в коническое отверстие шпинделя так, чтобы вершины зубьев фрез и центра совместились, а затем перемещают заготовку в поперечном направлении на величину, равную половине ее диаметра, или по проведенной на торце или цилиндрической поверхности заготовки риске, проходящей через ее диаметральную плоскость (рис. 5.26, б).

При обработке угловых канавок с заданным положительным значением переднего угла γ торцовая поверхность одноугловой фрезы должна находиться от диаметральной плоскости на некотором расстоянии х (рис. 5.26, в), которое можно определить по формуле

где D - диаметр заготовки, мм; γ - передний угол,°.

Вершины зубьев двухугловой фрезы при настройке на обработку угловых канавок следует установить в диаметральной плоскости с помощью одного из рассмотренных выше способов, а затем - сместить заготовку относительно фрезы на величину х (рис. 5.26, г), которая зависит от диаметра заготовки D, глубины профиля канавки h, угла рабочей фрезы 8 и переднего угла фрезы γ:

x = D/(2sin(γ+δ) - hsinδ/cosγ).

При γ= 0° x = (D/2 - /0)sinδ.

Заготовка может быть установлена и закреплена одним из следующих способов: в центрах делительной головки и задней бабки или в центрах на оправке.

Угловые фрезы также используют при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности. Устанавливают фрезы относительно диаметральной плоскости заготовки так же, как и при фрезеровании угловых канавок на цилиндрической поверхности.

Заготовка при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности может быть закреплена в трехкулачковом патроне, на концевой оправке, вставленной в коническое отверстие шпинделя делительной головки или в центры делительной головки и задней бабки. Последний из перечисленных способов установки заготовки используют при небольшом угле конусности.

Фрезерование уступов

Две взаимно-перпендикулярные плоскости образуют уступ. На заготовках может быть один или несколько уступов. Обработка уступов - это распространенная операция, которую и осуществляют дисковыми или концевыми фрезами, или набором дисковых фрез (рис. 5.27, а - в) на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках так же, как и обработку пазов. Уступы, имеющие большие размеры, фрезеруют торцовыми фрезами (рис. 5.27, г).

Торцовые фрезы используют при фрезеровании заготовок с широкими уступами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Деталь с симметрично расположенными уступами обрабатывают на двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа деталь в приспособлении поворачивают на 180°.

Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют дисковые фрезы с нормальными и крупными зубьями. Фрезерование труднообрабатываемых материалов следует вести фрезами с нормальными и мелкими зубьями. При фрезеровании уступа следует брать дисковую фрезу, ширина которой на 5...6 мм больше ширины уступа. В этом случае точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы.

Разрезание заготовок

Операции полного отделения части материала от заготовки, разделения заготовок на отдельные части, а также образования одного или нескольких мерных узких пазов (прорезей, шлицов) осуществляют отрезными и прорезными фрезами. Диаметр отрезной фрезы следует выбирать по возможности минимальным. Чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость.Заготовки чаще всего устанавливают и закрепляют в тисках (рис. 5.28). Отрезку тонкого листового материала и его разрезку на полосы предпочтительнее вести при попутном фрезеровании и небольших подачах (S_= 0,01...0,08 мм/зуб). Скорости резания при отрезании отрезными и прорезными фрезами из быстрорежущей стали в зависимости от глубины фрезерования и подачи на зуб фрезы составляют: при обработке заготовок из серого чугуна v=12...65 м/мин; из ковкого чугуна - 27...75 м/мин; из стали - 24...60 м/мин.

Контроль пазов, уступов и разрезанных заготовок

Эту операцию производят измерительным инструментом (табл. 5.1).

Наиболее простой способ - непосредственная установка фрезы на шпинделе с зажимом ее гайкой. Направление резьбы должно быть противоположно направлению вращения шпинделя.

Для установки концевых фрез на шпиндель используют патроны. Затылованные фрезы закрепляют хвостовиком в цанговом патроне. Однорезцовые незатылованные фрезы закрепляют в специальных патронах винтом.

При непосредственной посадке на шпиндель (рис. а ) фреза 3 упирается в буртик шпинделя 7 и зажимается гайкой 5. Для изменения положения фрезы по высоте используют простановочные кольца 2, прокладки или шайбы 4.

Если диаметр посадочного отверстия больше диаметра шпинделя, применяют посадку на шпиндель через втулку (рис. б ). Фрезу сначала закрепляют на втулке 1 гайкой 2, а затем втулку устанавливают на шпиндель и крепят затяжной гайкой.

В случае, когда шпиндель не имеет резьбы для крепления фрезы, используют цанговую оправку (рис. в ). Оправка имеет внутреннюю конусную разрезную 1 и наружную 2 втулки. Фрезу устанавливают на наружную втулку и крепят гайкой. Затем оправку с инструментом устанавливают на шпиндель и закрепляют, вращая верхнюю затяжную гайку. При этом наружная втулка смещается по внутренней конической, в результате чего ее разрезная часть плотно охватывает шпиндель.

Если шпиндель станка не имеет осевого регулировочного перемещения, фреза может крепиться в установочной головке, снабженной устройством для регулирования положения фрезы относительно рабочей поверхности стола (рис. г ). Положение головки 2 с фрезой регулируют при ослабленной внутренней втулке вращением винта 1, который упирается в торец шпинделя.

Распространено стандартное крепление (рис. д ) ножевой головки на горизонтальном шпинделе двумя короткими конусными цангами 3, зажимаемыми гайками 1. Штифты 4 в корпусе головки входят в прорези цанг, предотвращая их поворот. Направляющий винт 2 при ввинчивании входит в шпоночный паз шпинделя и служит для фиксирования головки и увеличения надежности передачи крутящего момента.

В зарубежных моделях станков получили распространение гидропластмассовые устройства для закрепления фрез на шпинделях (рис. е ). Тонкостенная втулка 2 запрессована в корпус фрезы 3. Внутренняя поверхность втулки одновременно является центрирующей и зажимающей. В полость между втулкой и фрезой под давлением нагнетается гидропластмасса 4. Давление создают вращением винта-плунжера 5. Для открепления фрезы давление в полости уменьшают, вывинчивая винт 6. Крепление обеспечивает повышенную точность центрирования фрезы на шпинделе 1.

Способы крепления фрезерного режущего инструмента на шпинделях станков:

Концевые фрезы затылованные крепят в цанговых патронах, незатылованные - в специальных патронах с эксцентриситетом е оси отверстия под инструмент относительно оси хвостовика патрона (рис. ж ). Фреза 2 удерживается в корпусе патрона 3 винтом 1. Хвостовик 5 патрона устанавливают в конусное отверстие шпинделя 6 и затягивают гайкой 4. В корпусе патрона имеется шесть отверстий для ввинчивания балансировочных винтов.

Рис. 8.19. Установка фрез на станке

Настройка вертикально-фрезерных станков на соответствующие режимы резания производится так же, как и настройка горизонтально-фрезерных станков.

Выбор типа и размера фрезы

Стандартом предусмотрено, что у торцевых насадных фрез параметры определены однозначно, т. е. каждому диаметру торцевой фрезы соответствует определенное значение длины фрезы L, диаметра отверстия d и числа зубьев z.

Диаметр торцевой фрезы выбирается в зависимости от ширины фрезерования t по формуле:

D = (0,6–0,8) * t

Для черновой обработки выбирают торцевые насадные фрезы со вставными ножами или с крупными зубьями. При чистовой обработке следует взять торцевые насадные фрезы с мелкими зубьями.

Однако во всех случаях надо отдать предпочтение торцевым фрезам, оснащенным твердыми сплавами, так как машинное время обработки в этом случае значительно сокращается за счет увеличения скорости резания.

Установка торцевой фрезы на глубину резания при работе на вертикально-фрезерном станке ничем не отличается от рассмотренного ранее случая установки цилиндрической фрезы на глубину резания.

При фрезеровании торцевой фрезой на горизонтально-фрезерном станке (рис. 8.20) применяют следующий порядок установки глубины фрезерования.

Рис. 8.20. Фрезерование торцов фрезой на горизонтально-фрезерном станке

Включить станок и вращение шпинделя и с помощью рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач осторожно подвести заготовку к фрезе до легкого касания. Рукояткой продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы, выключить вращение шпинделя. Рукояткой поперечной подачи переместить стол в поперечном направлении на величину, соответствующую глубине резания. После установки фрезы на требуемую глубину резания застопорить консоль стола и салазки поперечной подачи, установить кулачки включения механической подачи. Затем плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, не доводя до касания с ней, включить шпиндель, включить механическую подачу, профрезеровать плоскость, выключить станок и произвести измерение обработанной заготовки. Фрезерование наклонных плоскостей и скосов Наклонные плоскости и скосы можно фрезеровать торцевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, устанавливая заготовки под требуемым углом, как и при обработке цилиндрическими фрезами, применяя универсальные тиски (рис. 8.21а), поворотные столы или специальные приспособления (рис. 8.21б). Фрезерование наклонных плоскостей 1 и скосов торцевыми фрезами 2 можно производить также путем поворота шпинделя, а не заготовки. Это возможно на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная бабка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости (например, как у станков 6Р12, 6Р13 (см. рис. 8.11), а также на универсальных станках типа 6Р82Ш, у которых вертикальная головка имеет поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях).

Рис. 8.21. Фрезерование наклонной плоскости торцевыми фрезами

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцевыми фрезами можно производить с помощью накладной вертикальной головки.

Накладная вертикальная головка является специальной принадлежностью горизонтально-фрезерного станка.

Наличие накладной вертикальной головки значительно расширяет технологические возможности горизонтально-фрезерных станков.

Фрезерование плоскостей набором фрез

Набором фрез называют группу фрез, установленных и закрепленных на одной обшей оправке для одновременной обработки нескольких поверхностей.

Применение наборов фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве при обработке деталей, требующих большого объема фрезерной обработки.

Наборы составляют из стандартных фрез специальных фрез и их комбинаций.

Существует несколько способов соединения фрез в наборе (рис. 8.22).

Так, соединение фрез одинакового диаметра осуществляют одним из следующих способов:

● замком - торцевое шпоночное соединение, когда выступ на торце одной фрезы входит в паз другой фрезы (рис. 8.22 а, 8.22б);

● соединением встык с помощью выступающих зубьев одной фрезы, входящих во впадины другой фрезы (рис. 8.22в).

Рис. 8.22. Способы соединения фрез в наборе

Соединение фрез разных диаметров чаще всего производится непосредственно встык с перекрытием (рис. 8.22 г). При наличии перекрытия даже небольшой сдвиг фрез в осевом направлении не окажет никакого влияния на работоспособность такого набора. Способ крепления фрез по схеме с разноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22б) предпочтительнее схемы с одноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22а). Однако и в этом случае их необходимо устанавливать так, чтобы осевые составляющие силы резания были направлены навстречу друг другу и тем самым стремились сблизить обе фрезы (рис. 8.23). По виду обрабатываемого профиля наборы можно разделить на наборы для обработки сплошного профиля детали и для обработки прерывистого профиля детали.

Рис. 8.23. Установка спаренных фрез

Наборы для фрезерования сплошного профиля требуют применения фрез нестандартных размеров, перекрытия зубьев двух соседних фрез во избежание образования заусенцев и рисок на детали.

При сборке наборов фрез и регулировке размеров между фрезами на оправке используют жесткие и регулируемые кольца.

При фрезеровании набором фрез следует применять оправки больших диаметров, чем при одноинструментной обработке. Следует также применять дополнительные подвески. Контроль правильности расположения фрез в наборе производится по шаблонам или на оправке вне станка на специальных приборах. После сборки и установки фрез в наборе рекомендуется произвести пробную обработку на болванке или бракованной детали.

8.5. Контроль качества обработанных поверхностей

Измерительный инструмент, применяемый при контроле плоскостей, выбирают с учетом необходимой точности измерения, шероховатости измеряемой поверхности, типа производства (единичное, серийное, массовое).

Для измерения линейных размеров (наружных и внутренних) применяют следующие измерительные инструменты: измерительную линейку (жесткую), кронциркуль, нутромер, штангенциркуль (с величиной отсчет 0,1 и 0,05 мм), штангенглубиномер, штангенрейсмас и др.

Для определения отклонения обработанных плоскостей от горизонтального или вертикального положения служит уровень .

Неперпендикулярность плоскостей можно установить с помощью угольников .

При грубом контроле угла между двумя плоскостями применяют малку . Для точных измерений углов используют универсальные и точные угломеры .

Контрольные плиты применяются для контроля плоскостности и прямолинейности плоскостей.

Линейки (лекальные, прямоугольные, двутавровые, мостиковые и угловые) используют для проверки прямолинейности плоскостей на просвет или по количеству пятен на краску.

Щупы необходимы для контроля зазоров между поверхностями в пределах от 0,03 до 1 мм.

Шероховатость обработанной поверхности контролируют либо непосредственным измерением высоты микронеровностей, либо путем сравнения с образцами (эталонами) различных классов шероховатости поверхности. В цеховых условиях применяют эталоны (цилиндрическое и торцевое фрезерование) 4, 5, 6 и 7-го классов шероховатости поверхности. При пользовании эталонами можно определить шероховатость обработанной поверхности с ошибкой в пределах одного класса.

В измерительной лаборатории шероховатость поверхности определяют с помощью специальных приборов - профилометров, профилографов, двойных микроскопов и др.

Измерительный и поверочный инструмент необходимо содержать в чистоте, в особенности его измерительные поверхности. Соприкосновение измерительных поверхностей инструмента с деталью производить плавно.

Необходимо предохранять инструмент от нагрева (измерение производить при температуре 20 °C), не измерять нагретые детали во время обработки. Измеряемые поверхности детали перед измерением нужно тщательно очистить от стружки, пыли, эмульсии и т. д. Инструмент необходимо оберегать от ударов.

Контрольные вопросы

1. Назовите элементы зуба фрезы.

2. Какие виды подач различают при фрезеровании?

3. Что такое встречное и попутное фрезерование? Укажите их достоинства и недостатки.

4. Из каких основных частей состоит горизонтально-фрезерный станок?

5. Как классифицируют фрезы по технологическим и конструктивным признакам?

Общие указания по закреплению фрез

Чистота обработки и производительность станка во многом зависят от качества закрепления фрезы на станке.
Если фреза закреплена неверно, она будет бить, вследствие чего нагрузка на отдельные зубья будет чрезмерной и они могут поломаться. Если фреза установлена далеко от опоры шпинделя, оправка может отжиматься.
Оправки, при помощи которых закрепляются фрезы, необходимо содержать чисто вытертыми; их не следует забивать, помня, что всякая забоина приводит к биению фрезы.
Способ закрепления фрезы на станке зависит от ее конструкции и размеров, а также от характера работы, выполняемой фрезой.
Рассмотрим основные способы крепления фрез.
1. Фрезу надевают на центровую оправку, один конец которой входит в коническое гнездо шпинделя, а другой поддерживается серьгой.
2. Фрезу надевают на концевую оправку, которая коническим концом входит в коническое гнездо шпинделя.
3. Фрезу с коническим хвостовиком устанавливают хвостовиком в коническое гнездо шпинделя.
4. Фрезу закрепляют цилиндрическим хвостовиком в гнезде шпинделя при помощи специальных патронов.
5. Фрезу надевают на выступающий передний конец шпинделя и закрепляют на нем.
Фрезеровщик обязан знать тип и номер конуса гнезда шпинделя своего станка и крепительные размеры переднего конца шпинделя. Фрезерные станки отечественного производства имеют стандартный размер переднего конуса шпинделя (см. рис. 22), поэтому фрезерные оправки, изготовленные со стандартным хвостовикам, подходят к ним.
На рис. 43 показаны оправки с коническим хвостовиком 1, который соответствует коническому гнезду 2 (см. рис. 22) переднего конца шпинделя отечественных фрезерных станков и центрируется в нем. Выемки 2 (рис. 43) во фланце оправки надеваются на поводки 3 (см. рис. 22), вставленные в пазы на торце шпинделя.

Центровые оправки (рис. 43, а и б) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а другим поддерживаются подшипником серьги. Оправка (рис. 43, а) для закрепления фрез, работающих при больших усилиях, имеет большую длину, позволяющую применять посредине добавочную серьгу. Оправка на рис. 43, б предназначена для легких работ.
Концевые оправки (рис. 43, в) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а на другом конце оправки закрепляется насадная фреза, которая работает вместе с оправкой как концевая фреза.

Закрепление фрез на центровых оправках

На рис. 44 приведены различные случаи закрепления фрез на центровых оправках. Конический хвостовик оправки входит в коническое отверстие 8 шпинделя, другой конец входит в подшипник 1 серьги.

На рис. 44, а показано крепление на оправке цилиндрической фрезы 5 с винтовыми зубьями. Фреза надевается на среднюю (рабочую) часть оправки и может быть установлена в любом месте оправки при помощи установочных колец 3, 4, 6 и 7. Кольца надеты на оправку так же, как фреза 5. Крайнее левое кольцо 7 торцом упирается в заплечик, имеющийся на оправке, а в крайнее правое кольцо 5 упирается гайка 2, навернутая на правый конец оправки.
На рис 44, б показано крепление на оправке нескольких фрез вплотную одна к другой (набор фрез); ширина установочных колец здесь различна.
Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит из колец шириной от 1 до 50 мм: 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 15; 20; 30; 40 и 50 мм .
При помощи установочных колец фрезы могут быть закреплены на определенном расстоянии друг от друга. На рис. 44, в показано крепление двух фрез на расстоянии А друг от друга. Расстояние А устанавливается при помощи подбора колец.
Иногда, регулируя расстояния между фрезами на оправке, приходится ставить между установочными кольцами тонкие прокладки из алюминиевой или медной фольги и даже писчей или папиросной бумаги, так как иногда, пользуясь имеющимися в наборе кольцами, не удается получить необходимого расстояния между фрезами.
Фрезы малых диаметров, работающие при небольших усилиях, удерживаются на оправке от провертывания трением между торцами фрезы и торцами колец, возникающим при затяжке гайкой. При тяжелых работах этого трения недостаточно, и фреза удерживается на оправке при помощи шпонки. По всей длине средней (рабочей) части оправки профрезерована шпоночная канавка, в ней крепится шпонка, на которую надевают фрезу. Кольца в этом случае также ставят на шпонке.
Отверстия в кольцах, равно как и рабочие части фрезерных оправок, изготовляют только определенных диаметров. На отечественных заводах приняты оправки диаметром 16; 22; 27; 32; 40; 50 и 60 мм. Шпоночные канавки и шпонки также изготовляют определенных размеров, так что имеющиеся в инструментальной кладовой фрезы, оправки, кольца и шпонки одного номинала обязательно подойдут друг к другу.
Фрезерные оправки должны быть прямыми, без забоин и вмятин, а кольца должны иметь торцы без забоин и заусенцев.
При установке фрез надо располагать их как можно ближе к переднему концу шпинделя станка, чтобы уменьшить нагрузку на оправку. Если по некоторым причинам это не удается, надо ставить добавочную серьгу, что дает добавочную опору и разгружает фрезерную оправку.
На рис. 45 показана добавочная серьга на станке при фрезеровании бруска широкой фрезой.

Порядок установки и закрепления фрезы на оправке и закрепления оправки в гнезде шпинделя станка подробно изложен при рассмотрении наладки станка.

Закрепление фрез на концевых оправках

Фрезы, работающие зубьями, расположенными на торцовой поверхности, закрепляются на концевых оправках.
На рис. 46 показана концевая оправка. Конический конец 1 вставляют в коническое гнездо шпинделя станка. Фрезу надевают на цилиндрическую часть оправки и затягивают винтом 3. Чтобы фреза не провертывалась, на оправке имеется шпонка 2.

Закрепление фрез с коническим и цилиндрическим хвостовиком

Фрезы с коническим хвостовиком, размер которого совпадает с размерами конического гнезда шпинделя станка, вставляют хвостовиком в шпиндель и закрепляют в нем посредством затяжного винта (шомпола). Это самый простой способ закрепления фрезы как для горизонтально-, так и для вертикально-фрезерного станков.
Если размер конуса хвостовика фрезы меньше размера конуса гнезда шпинделя, то прибегают к переходным втулкам (рис. 47). Наружный конус такой втулки соответствует гнезду шпинделя станка, а внутренний - хвостовику фрезы. Переходную втулку с вставленной фрезой устанавливают в шпиндель и затягивают при помощи затяжного винта.

Закрепление фрез с цилиндрическим хвостовиком производится при помощи патрона (рис. 48). Фрезу вставляют в цилиндрическое отверстие патрона 1 и закрепляют гайкой 2, навертываемой на передний конец патрона и охватывающей заплечиками разжимную втулку 5. Патрон с надетой фрезой устанавливают в шпиндель горизонтально- или вертикально-фрезерного станка и закрепляют затяжным винтом. Снятие фрезы производится освобождением гайки 2.

Закрепление насадных фрез большого диаметра

Торцовые фрезы диаметром 125 мм и выше изготовляют насадными. Такие фрезы могут иметь коническое (рис. 49, а) или цилиндрическое (рис. 49, б) посадочное отверстие.

Фрезы с коническим посадочным отверстием насаживают на конус 2 фрезерной оправки (рис. 50 и 51) и при помощи вкладыша 3 и винта 4 закрепляют на нем. Вкладыш 3 входит в паз, имеющийся в корпусе фрезы. Оправка на рис. 50 вместе с фрезой крепится к шпинделю фрезерного станка затяжным винтом (шомполом), который ввертывается в резьбовое отверстие оправки. Оправку на рис. 51 вместе с фрезой надевают цилиндрическим пояском 5 на торец шпинделя фрезерного станка и крепят к ней четырьмя винтами 1 (см. также рис. 22). Чтобы оправка не провертывалась, в ней предусмотрены два паза 6, в которые входят сухари на торце шпинделя станка.
Фрезы с цилиндрическим посадочным отверстием (см. рис. 49, б) крепят непосредственно к торцу шпинделя станка с помощью четырех винтов.
Наиболее точное центрирование фрезы на шпинделе фрезерного станка и, следовательно, наименьшее биение зубьев в работе обеспечивают фрезы с коническим посадочным отверстием.
Крепление по рис. 50 применяют на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках, крепление по рис. 51 - главным образом на продольно-фрезерных станках, когда необходимо иметь большой вылет торца фрезы от торца шпинделя.