1.6 Обработка заготовок фрезерованием.
2 часа
План лекции
1.6.1Фрезерование прямолинейных заготовок по линейке
1.6.2 Фрезерование по кольцу и шаблону
1.6.3 Торцовое фрезерование по копиру
1.6.4 Фрезерование на станках с ЧПУ
Технологическая операция фрезерования является наиболее универсальной. С помощью фрезерования можно получить любую форму детали. Фрезерование в процессе окончательной обработки заготовок используют для получения различных профилей по сечениям и длине заготовки. Фрезерованием можно обрабатывать бруски, щиты и сборочные единицы в виде рамок и коробок, формировать пазы и гребни, шипы и проушины. Фрезерование осуществляют на фрезерных станках. В зависимости от вида работы при фрезеровании используют соответствующие фрезерные станки и виды фрез. Фрезерование по положению режущей кромки к оси вращения инструмента разделяют на цилиндрическое и торцовое. В сочетании этих исходных положений может быть коническое фрезерование и более сложные сочетания из этих основных исходных элементов.
Фрезерные работы по окончательной обработке заготовок по методу их осуществления различают четырех типов: 1) фрезерование прямолинейных заготовок по линейке; 2) фрезерование криволинейных заготовок по кольцу и шаблону; 3) фрезерование поверхности двойной кривизны; 4) торцовое фрезерование по копиру.
1.6.1 Фрезерование прямолинейных заготовок по линейке выполняют на вертикально-фрезерных станках с нижним расположением шпинделя.
Используя профильные фрезы, можно по длине прямолинейной заготовки фрезеровать постоянный профиль сечения без изменения габаритного размера. В этом случае используют сплошную линейку с прорезью для фрезы или обе части линейки устанавливают одинаково, ближе к оси на величину, необходимую для получения всех частей профиля по сечению заготовки. Для удобства работы в таких случаях используют прижимные устройства, устанавливаемые в зоне резания. Применение прижимов делает работу станочника более простой и безопасной, хотя усилие на подачу при этом увеличивается. При фрезеровании однотипных заготовок в массовом производстве фрезерные станки оснащаются устройствами механической подачи с помощью роликов или цепей. Это облегчает и упрощает труд рабочего.
Применение типовых устройств механизированной подачи возможно на фрезерных станках только при сквозном фрезеровании. Такую работу рациональнее осуществлять на четырехсторонних продольно-фрезерных станках, совмещая первичную и окончательную обработку заготовок одним проходом. Несквозное фрезерование или фрезерование профиля на части длины заготовки выполняют на фрезерном станке по упорам, устанавливаемым на направляющей линейке. Точность фрезерования сквозного профиля зависит от глубины и ширины отбора. Чем глубже и шире фрезеруемый профиль, тем больше пределы отклонений. По глубине отбора предельные отклонения размеров профиля находятся в пределах ±(0,5—1) мм, а по ширине ±(0,3 — 0,75) мм.
1.6.2 Фрезерование по кольцу и шаблону
Принцип фрезерования криволинейных заготовок по кольцу и шаблону. Фрезеровать можно по замкнутому или незамкнутому контуру заготовки. По замкнутому контуру обычно фрезеруют кромки щитовых деталей. Для этого используют специальную оснастку, называемую цулагой (рисунок 6.1), и кольцо, которое позволяет при фрезеровании копировать форму шаблона на заготовке. Цулага может двухсторонней и односторонней. Состоит из шаблона, соответствующего профиля, линейки и упора, базирующих заготовку в цулаге относительно шаблона, и зажимного устройства. Зажимное устройство цулаги может быть эксцентриковым, винтовым или пневматическим. Заготовку крепят к цулаге, базируя по линейке и упору. Цулагу перемещают по столу фрезерного станка так, чтобы шаблон своей рабочей поверхностью непрерывно соприкасался с кольцом, базируя при этом постоянно определенным образом заготовку относительно фрезы. Фреза будет обрабатывать заготовку соответственно по контуру кромки шаблона. Цулага должна обеспечивать необходимую точность базирования заготовки по отношению к шаблону и надежное крепление ее во время работы. Поэтому в массовом производстве целесообразно использовать сборные фрезы с профильными ножами или с неизменяющимся при переточке радиусом резания.
Рисунок 6.1 – Схема фрезерования по кольцу и шаблону
При фрезеровании по кольцу оно может быть укреплено на шпинделе выше или ниже фрезы, как показано на рис. Верхнее расположение кольца делает работу на фрезерном станке менее опасной. Место резания закрыто шаблоном. При этом базируют заготовку непосредственно по столу фрезерного станка. При правильной форме базовых поверхностей заготовки можно получить более точное положение профиля по ширине заготовки. При фрезеровании прямослойных заготовок по криволинейному профилю на отдельных участках резание производится по встречному косослою, приводящему к сколу. Это особенно опасно на конце заготовки при выходе фрезы. Для преодоления этих трудностей используют двухшпиндельные фрезерные станки, на которых устанавливают фрезы одинаковые, но работающие при вращении шпинделей в разные стороны. Обрабатывают сложные детали в таком случае в зависимости oт направления волокон и профиля то на одном, то на другом шпинделе, обеспечивая при этом получение качественной поверхности. Аналогичный эффект достигается при фрезеровании с попутной подачей, когда направление резания и подачи совпадает. Такой прием работы может быть осуществлен только на станках, имеющих механизированную подачу.
При встречном фрезеровании усилие резания плавно возрастает от нуля до максимума в конце образования стружки. При попутном фрезеровании, наоборот, усилие уменьшается от максимума в начальный период до нуля в конце. Очевидно, при попутном фрезеровании поверхность обработки будет более ровной, отсутствуют причины, обусловливающие сколы волокон древесины. При попутной подаче усилие резания совпадает с направлением подачи. Это может привести к затягиванию заготовки, нерегулируемой подаче на резец и нарушению процесса фрезерования. Только механизированная подача при этом обеспечит поддержание установленной и нормируемой величины подачи на резец.
Для достижения высокой производительности и требуемого качества поверхности современные фрезерные станки имеют высокую частоту вращения шпинделей, обеспечиваемую применением преобразователей частоты тока. Фрезерные станки относятся к особо опасным из-за высоких скоростей резания и легкой досягаемости режущего инструмента. При организации работы на фрезерных станках необходимо учитывать сложность фрезеруемого профиля, материал и площадь сечения фрезеруемого слоя. Скорость подачи при ручном фрезеровании определяется предельно допустимым усилием подачи с учетом массы детали и цулаги от_1 до 15 м/мин. При этом она может иметь в зависимости от профиля различное значение при фрезеровании одной и той же детали. При механизированной подаче скорость подачи постоянна и в основном устанавливается в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности детали. При фрезеровании твердых пород скорость подачи должна быть в 1,5 раза ниже, чем при фрезеровании мягких. При фрезеровании по кольцу обычно скорость подачи на 25—40 % ниже, чем при фрезеровании по линейке.
При массовом производстве криволинейных деталей фрезерование производят на карусельно-фрезерных станках или специализированных—СТ400А. Такие станки имеют вращающийся круглый стол 1, на котором закреплены шаблоны 2 для обрабатываемых заготовок 3. Заготовки в шаблонах базируются по линейке и упору и закрепляются с помощью автоматически действующих пневмоприжимов. Два электрифицированных шпинделя 4 с фрезами 6 и копирующими шпинделями закреплены на суппортах 5, которые сжатым воздухом прижимаются копировальными роликами к рабочим кромкам шаблонов. Копировальные ролики установлены соосно с фрезами. Поэтому при вращении стола фрезы обрабатывают заготовки соответственно профилю кромок шаблона. Фреза первого по ходу заготовки шпинделя может обрабатывать начерно, снимая основной слой, а вторая зачищает поверхность. Для уменьшения вероятности сколов при фрезеровании на карусельно-фрезерных станках на втором шпинделе возможно применение попутной подачи. Наряду с двухшпиндельными станками имеются одно шпиндельные фрезерные станки с карусельным столом.