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.