Глава VIII Обработка заготовок на станках фрезерной группы

1. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА ФРЕЗЕРОВАНИЯ

Фрезерование - один из высоко­производительных и распространенных методов обработки поверхностей загото­вок многолезвийным режущим инстру­ментом - фрезой.

Технологический метод формообразо­вания поверхностей фрезерованием харак­теризуется главным вращательным дви­жением инструмента и обычно поступа­тельным движением подачи. Движением подачи может быть и вращательное дви­жение заготовки вокруг оси вращающего­ся стола или барабана (карусельно-фре-зерные и барабанно-фрезерные станки).

На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклон­ные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различных профилей. Осо-

бенность 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. 6.58 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

Рис. 6.58. Схемы фрезерования цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами против движения по­дачи (в) и по направлению движения подачи (г): / - заготовка; 2 - фреза

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

387

способами: 1) против движения подачи (встречное фрезерование), когда направ­ление скорости движения подачи проти­воположно направлению скорости главно­го движения резания (рис. 6.58, в); 2) по направлению движения подачи (попутное фрезерование), когда направления скоро­стей движения подачи и главного движе­ния резания совпадают (рис. 6.58, г).

При встречном фрезеровании 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 встречного фрезеро­вания 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 попутном фрезеровании 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.

К режиму резания при фрезеровании относят скорость главного движения реза­ния v, подачу s, глубину резания t, ширину фрезерования В.

Скорость главного движения резания, т.е. окружная скорость вращения фрезы, м/с:

v = л £> «/(1000-60),

где D - диаметр фрезы, мм; п - частота вращения фрезы, м/с.

Подача - величина перемещения обра­батываемой заготовки в минуту s_M (мм/мин) за время углового поворота фре­зы на один зуб s_z (мм/зуб) или за время одного оборота фрезы s₀ (мм/об).

13*

Эти подачи связаны между собой зави­симостями

\, =s₀n=s_zzn,

где z - число зубьев фрезы.

Глубина резания t (мм) - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования В (мм) измеряется в направлении, парал­лельном оси фрезы при цилиндрическом фрезеровании и перпендикулярном к на­правлению движения подачи при торцо­вом фрезеровании.

В процессе фрезерования каждый зуб фрезы преодолевает силу сопротивления металла резанию. Фреза должна преодо­леть суммарные силы резания, которые складываются из сил, действующих на зубья, находящиеся в контакте с заготов­кой. При фрезеровании цилиндрической фрезой с прямыми зубьями равнодейст­вующую сил резания R, приложенную к фрезе в некоторой точке А, можно разло­жить на окружную составляющую силу Р, касательную к траектории движения точки режущей кромки, и радиальную состав­ляющую силу Р_р направленную по радиу­су. Силу R можно также разложить на го­ризонтальную Р„ и вертикальную P_v со­ставляющие (рис. 6.59, а). У фрез с винто­выми зубьями в осевом направлении дей­ствует еще осевая сила Р₀ (рис. 6.59, б). Чем больше угол наклона винтовых кана­вок со, тем больше сила Р₀. При больших значениях силы Р₀ применяют две фрезы с разными направлениями наклона зубьев. В этом случае осевые силы направлены в разные стороны и взаимно уравновеши­ваются.

По окружной составляющей силе Р оп­ределяют эффективную мощность N_e и проводят расчет механизма коробки ско­ростей на прочность. Радиальная состав­ляющая сила Р_у действует на опоры шпинделя станка и изгибает оправку, на которой закрепляют фрезу. Горизонталь­ная составляющая сила Р_н действует на механизм подачи станка и элементы крепления заготовки, осевая сила Р₀ - на

388

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

а) Рис. 6.59. Силы резания при работе цилиндрической фрезой

б)

подшипники шпинделя станка и механизм поперечной подачи стола, вертикальная составляющая сила Р„ - на механизм вер­тикальной подачи стола. В зависимости от способа фрезерования (против движения подачи или по движению подачи) направ­ление и величина сил изменяются. Сила резания, Н,

P = C_Ps^x_I^pt^ypzBD'^4p ,

где С_Р - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и условия об­работки.

Коэффициент Ср и показатели степе­ней х_Р, у_р, q_P приведены в справочни­ках.

Эффективная мощность, кВт,

N_e=Pv/{\000-60).

2. ТИПЫ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних по­верхностей различного профиля.

Конструкции фрезерных станков мно­гообразны. Выпускают станки универ­сальные, специализированные и специ­альные.

К универсальному виду оборудования относят консольные горизонтально- и вер­тикально-фрезерные станки (рис. 6.60, а и б); они имеют много общих узлов. В ста­нине / этих станков размещена коробка скоростей 2. По вертикальным направ-

ляющим станины перемещается консоль 7. Заготовка, устанавливаемая на столе 4 в тисках или приспособлении, получает движение подачи 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 резания является вращение шпинделя. Коробка подач 8 размещена в консоли. На горизонтально-фрезерном станке 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.

На вертикально-фрезерном станке шпиндельная головка 3 может поворачи­ваться в вертикальной плоскости.

На вертикально-фрезерном бескон­сольном станке с ЧПУ (рис. 6.60, в) кре­стовый стол имеет перемещение по двум взаимно перпендикулярным координатам х' (перемещение стола 3 по салазкам 2) и у' (перемещение салазок 2 по направляющим станины /). По направляющим стойки 5 перемещается шпиндельная головка 4 (ко­ордината z).

Обработку заготовок на фрезерных станках с ЧПУ производят попутным и встречным фрезерованием с одинаковой

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

389

ЪЧ^~
\ к —

в)

6 5

Рис. 6.60. Основные типы фрезерных станков

точностью, так как в коробках подач пре­дусмотрено устройство для выбора зазо­ров. Программированные перемещения заготовки относительно инструмента од­новременно по нескольким координатам позволяют получать сложную фасонную поверхность.

Продольно-фрезерные станки предна­значены для обработки заготовок больших массы и размеров (типа станин, корпусов, коробок передач, рамных конструкций и т.п.). Продольно-фрезерные станки строят одно- и двухстоечными с длиной стола 1250 ... 12000 мм и шириной 400 ... 5000 мм.

На рис. 6.60, г показан продольно-фрезерный двухстоечный станок. Стол 2 станка, на котором устанавливают заго­товку, имеет только одно продольное пе-

ремещение по направляющим станины 1. На каждой стойке 4 расположены фрезер­ные головки 3, которые могут переме­щаться по их направляющим вверх и вниз. В верхней части стойки соединены попе­речиной б, что повышает общую жест­кость станка. По вертикальным направ­ляющим стоек перемещается траверса 5. Две верхние фрезерные головки 3 для их установки перемещаются по направляю­щим траверсы и могут поворачиваться на угол до ±30°. Шпиндель каждой фрезер­ной головки при наладке станка может выдвигаться в осевом направлении на 100 ...200 мм.

Вследствие отсутствия консоли станки этого типа имеют большую жесткость, что позволяет работать на повышенных режи­мах резания.

390

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Продольно-фрезерные станки с ЧПУ оснащены ползунковыми бабками, распо­ложенными на стойках и траверсе, и име­ют перемещение по двум взаимно перпен­дикулярным координатам. Бабки оснаще­ны комплектом быстросменных или авто­матически сменяемых навесных головок, что позволяет без перезакрепления прово­дить комплексную фрезерно-сверлильно-расточную обработку.

На фрезерных станках непрерывного действия фрезеруют плоские поверхности при обработке больших партий заготовок по методу непрерывного торцового фрезе­рования. Их подразделяют на карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные.

Карусельно-фрезерный станок показан на рис. 6.60, д. На станине 1 смонтирована стойка 2, по вертикальным направляющим которой перемещается фрезерная головка 3 с двумя шпинделями, один из которых предназначен для чистовой обработки. На круглом столе 4 (карусели) с вертикаль­ной осью вращения в приспособлениях устанавливают заготовки. Круглый стол имеет салазки 5 для установки его на на­правляющих станины. Заготовки устанав­ливают и снимают со стола без остановки станка; фрезерование ведется непрерывно при медленновращающемся столе (движе­ние круговой подачи).

Особенностью барабанно-фрезерных станков является наличие барабана с гори­зонтальной осью вращения. На гранях барабана в приспособлениях устанавли­вают заготовки, которым медленным вра­щением барабана сообщают движение круговой подачи. Станки имеют одну или несколько головок.

Копировально-фрезерные станки пред­назначены для обработки фасонных по­верхностей сложного профиля.

Различают контурное и объемное фре­зерование.

Контурное фрезерование применяют для получения плоских фасонных поверх­ностей замкнутого криволинейного кон­тура с прямолинейной образующей (на­пример, плоских кулачков, шаблонов и т.п.). Объемное фрезерование применяют

для получения объемных фасонных по­верхностей (например, лопаток турбин, пресс-форм и т.п.).

На рис. 6.60, е показан копировально-фрезерный полуавтомат для объемного фрезерования. По направляющим станины / в продольном направлении перемещается вертикальный стол б. На столе устанавли­вают приспособления для закрепления заготовки и копира. На стойке 2 смонти­рована фрезерная головка 3, перемещаю­щаяся по вертикальным направляющим стойки. Фрезерная головка и жестко скре­пленное с ней следящее устройство 4 со щупом 5 могут перемещаться вдоль оси шпинделя. Во время работы станка щуп 5 с силой 1,5 ... 2 Н прижимается к копиру. При изменении силы в следящем устрой­стве 4 возникают электрические сигналы, которые управляют движением фрезерной головки и обеспечивают движение попе­речной (следящей) подачи фрезы в соот­ветствии с профилем копира. Движение вертикальной подачи фрезерной головки остается постоянным по величине и на­правлению в пределах заданного контура (движение задающей подачи).

Профиль обрабатываемой поверхности зависит от соотношения движений за­дающей и следящей подач (перемещений в двух координатных направлениях х и у), результирующая которых определяет за­данный контур поверхности (контурное фрезерование). Обработку пространст­венно-сложных поверхностей (объемное фрезерование) производят параллельными рабочими ходами-строчками. Каждая строчка - это контурное фрезерование. В конце рабочего хода стол с заготовкой перемещается относительно фрезы в про­дольном направлении на ширину строчки, и выполняется следующий рабочий ход -обработка по третьей координате z (см. рис. 6.66, т).

Объемное фрезерование наиболее ус­пешно осуществляется на фрезерных станках с ЧПУ. В отличие от копироваль-но-фрезерных полуавтоматов, где необхо­димые относительные перемещения фрезы и заготовки задаются в параметрическом

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

391

виде путем установки на станок копира соответствующего профиля, на станках с ЧПУ информация о требуемой траектории инструмента записана на программоноси­теле (обычно в виде перфоленты).

В некоторых случаях, например при обработке фасонных поверхностей с большими габаритными размерами, стан­ки с ЧПУ являются незаменимыми.

На базе фрезерных станков с ЧПУ вы­пускают многоцелевые станки, предна­значенные для комплексной обработки корпусных деталей с четырех сторон без переустановки.

На рис. 6.60, ж представлен многоце­левой фрезерно-сверлильно-расточной станок. По горизонтальным направляю­щим станины / перемещается поворотный стол 6, осуществляющий продольное и поперечное перемещения по координатам х' и у'. По вертикальным направляющим стойки 2 перемещается шпиндельная баб­ка 5 (движение подачи по координате z). В инструментальном магазине 4 находятся разнотипные инструменты, необходимые для обработки данной заготовки. По про­грамме они подаются автоматической ру­кой 3 в шпиндель и в нем закрепляются.

3. ТИПЫ ФРЕЗ И

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис. 6.61, а), торцовые (рис. 6.61, б, з), дисковые (рис. 6.61, в), концевые (рис. 6.61, г), угловые (рис. 6.61, д), шпоночные (рис. 6.61, е), фасонные (рис. 6.61, ж). У цилиндрических и дисковых односто­ронних фрез режущие зубья расположены на наружной поверхности цилиндра. У дисковых двусторонних, торцовых насад­ных, концевых и шпоночных фрез режу­щие зубья расположены на наружной ци­линдрической поверхности и на одном из торцов. У дисковых трехсторонних фрез режущие зубья расположены на двух тор­цах и на наружной цилиндрической по­верхности.

Фрезы изготовляют цельные (рис. 6.61, б - ж) или сборные (рис. 6.61, а, з). Ре­жущие кромки могут быть прямые (рис. 6.61, д) или винтовые (рис. 6.61, а). Фрезы имеют остроконечную (рис. 6.61, и) или затылованную (рис. 6.61, к) форму зуба.

392

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

У фрез с остроконечными зубьями перед­няя и задняя поверхности лезвия 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 пластинами из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы пайкой или механически. Изготов­ляют торцовые фрезы с механическим креплением ножей из композитов.

На рис. 6.62, а показана цилиндриче­ская фреза с винтовыми зубьями. Она со­стоит из корпуса ] и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхность лезвия 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режущую кромку 4.

У цилиндрических фрез различают пе­редний угол у, измеренный в плоскости А-А, перпендикулярный к главной режущей кромке; главный задний угол а, измерен­ный в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы; угол наклона зубьев со. Передний угол у способствует образованию и сходу стружки. Главный задний угол а обеспе­чивает благоприятные условия перемеще­ния задней поверхности зуба относитель­но поверхности резания и уменьшает тре­ние на этих поверхностях. Угол наклона зубьев со обеспечивает более спокойные

условия резания по сравнению с прямым зубом и придает направление сходящей стружке.

У зуба торцовой фрезы (рис. 6.62, 6) режущая кромка имеет болей сложную форму. Она состоит из главной режущей кромки 8, переходной кромки 9 и вспомо­гательной кромки 10. Зуб торцовой фрезы имеет главный угол в плане ф, вспомога­тельный угол в плане ф' и угол в плане на переходной режущей кромке ф°. Чем меньше угол ф', тем меньше шерохова­тость обработанной поверхности. Реко­мендуемые значения углов приведены в справочниках.

Для закрепления заготовок на фрезер­ных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универ­сальным приспособлениям относят при­хваты, угольники, призмы, машинные тиски (см. разд. 6, гл. VI).

При обработке большого числа одина­ковых заготовок изготовляют специаль­ные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих загото­вок на данном станке. Важной принад­лежностью фрезерных станков являются делительные головки, которые служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезеровании винтовых канавок. Наиболее распространены уни­версальные лимбовые делительные головки.

Делительная головка (рис. 6.63, а, 6) состоит из корпуса 1, делительного лимба 5,

А-А

3 4.

Рис. 6.62. Элементы и геометрия фрезы: D - диаметр фрезы; L - ширина фрезы

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

393

а) б)

Рис. 6.63. Универсальная делительная головка, настроенная на дифференциальное деление

поворотного барабана 2 и шпинделя 4 с центром. В корпусе на шпинделе жестко закреплено червячное зубчатое колесо (обычно с числом зубьев 40), находящееся в зацеплении с однозаходным червяком. Вращение шпинделю сообщают рукоят­кой 6. Поворот рукоятки 6 и, соответст­венно, заготовки на требуемый угол осу­ществляется с помощью лимба 5. Для удобства отсчета используют раздвижной сектор 7. На шпинделе 4 закреплен лимб 3 для непосредственного деления заготовки на части.

Универсальные делительные головки позволяют осуществлять деление непо­средственным, простым и дифференци­альным способами.

При непосредственном способе деле­ния червяк выводят из зацепления с чер­вячным колесом и поворачивают заготов­ку вращением лимба 3.

При простом способе деление произ­водят при закрепленном лимбе 5. Шпин­дель с заготовкой поворачивают вращени­ем рукоятки через включенную червячную передачу.

Частота вращения рукоятки п, необхо­димая для поворота заготовки на 1/z часть оборота,

n=Nlz = 40/z,

где N - характеристика делительной го­ловки - число, обратное передаточному

отношению червячной пары; z - число частей, на которое необходимо разделить заготовку.

Если z < 40, то 40/z > 1; тогда

40/z = А + a/b = A + ma/mb ,

где А - число целых оборотов рукоятки; а и Ъ - числитель и знаменатель правиль­ной простой дроби; т - общий множитель при а и Ъ, который выбирают исходя из того, чтобы произведение mb представля­ло собой число отверстий, имеющихся на одной из окружностей лимба 5; тогда та - число делений на окружности лимба, соответствующее части поворота рукоятки.

Дифференциальное деление применя­ют в тех случаях, когда нельзя подобрать на лимбе окружность с требуемым числом отверстий для простого деления. При этом способе деления заготовку поворачивают на требуемый угол вращением рукоятки относительно вращающегося делительно­го лимба 5, который получает вращение от шпинделя 4 через сменные зубчатые коле­са (рис. 6.63, б).

При этом справедливо равенство

п = 40/z = л, +п₂,

где п\ - частота вращения рукоятки отно­сительно делительного лимба; п₂ =i- 1/z -частота вращения лимба, соответствую­щая повороту заготовки на 1/z оборота

394

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

(z - заданное число делений; i - переда­точное отношение сменных зубчатых ко­лес). Частота вращения рукоятки

пр •■

n = N/;

где 2_Щ - приближенное число делений, близкое к заданному и позволяющее ис­пользовать способ простого деления.

Подставляя значения п, п\ и п₂ в фор­мулу, приведенную выше, получим

40/z = 40/z_np+M/z

или

'' = 40(z_np-z)/z_np.

Если z > z, передаточное отношение

i будет положительным; если z <z -

отрицательным. При положительном i направления вращения рукоятки и дели­тельного лимба совпадают, при отрица­тельном i они вращаются в противопо­ложных направлениях.

Винтовые канавки фрезеруют при не­прерывном вращении шпинделя дели­тельной головки, которое он получает от винта продольной подачи стола универ-

сально-фрезерного станка через сменные колеса а, Ь, с, d (рис. 6.64). Заготовку ус­танавливают в центрах делительной го­ловки и задней бабки. В процессе обра­ботки заготовка получает два движения -вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения согласованы так, что при перемещении на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка делает один оборот.

Уравнение кинематического баланса цепи имеет вид

40 1 d Ъ 1 < _ т

'об.заг 'в ² н ■

1 1 с а

Отсюда передаточное отношение сменных зубчатых колес

а с _ 40/_в

'см ~~ >

bd T_H

где t_B - шаг ходового винта продольной подачи стола станка; Г„ - шаг нарезаемой винтовой канавки.

Стол станка с заготовкой поворачива­ют на угол наклона винтовой канавки Р для получения винтовой канавки требуе­мого профиля.

Вт

Рис. 6.64. Схема универсальной делительной головки, настроенной на фрезерование винтовых канавок

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

395

В качестве вспомогательного инстру­мента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи крутящего момента от шпинделя станка на фрезу. Базой для закрепления фрезы на оправке может быть ее центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндриче­ский). По способу закрепления в первом случае фрезы называют насадными, во вторым - хвостовыми.

На рис. 6.65, а показана оправка 2 для закрепления цилиндрических и дисковых фрез 3. Фрезу насаживают на оправку и соединяют с ней посредством шпонки 4. Требуемое положение фрезы на оправке обеспечивается установочными кольцами 7. Коническим хвостовиком оправку встав­ляют в коническое отверстие шпинделя 1 и закрепляют затяжным болтом 9. От про­ворачивания оправку удерживают сухари 8. Другой конец оправки входит в подшип­ник б серьги 5.

Короткие концевые оправки (рис. 6.65, б) используют для закрепления торцовых и дисковых фрез. Коническим хвостовиком 10 оправку закрепляют в шпинделе /, а на другом конце оправки крепят насадную фрезу // с помощью шпонки 12 и винта 13. Фрезы с коническим хвостовиком 15 за­крепляют в коническом отверстии шпин­деля / непосредстенно или через переход-

ные втулки 14 (рис. 6.65, в). Фрезы с ци­линдрическим хвостовиком закрепляют в цанговом патроне. Конический хвостовик патрона вставляют в шпиндель станка и закрепляют болтом.

4. СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ

На рис. 6.66 показаны схемы обработ­ки заготовок на станках фрезерной группы.

Горизонтальные плоскости фрезеру­ют ча горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами (рис. 6.66, а) и на вертикально-фрезерных станках торцо­выми фрезами (рис. 6.66, б). Цилиндриче­скими фрезами целесообразно обрабаты­вать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плос­кости удобнее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их закрепления в шпинделе и более плав­ной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках тор­цовыми фрезами (рис. 6.66, в) и торцовы­ми фрезерными головками, а на верти­кально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 6.66, г).

6) в)

Рис. 6.65. Схемы установки и закрепления фрез на станке

396

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Я

о.

а.

•е-

о ю о н о

а. ю о

3 S о

X

О

я о»

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

397

Наклонные плоскости фрезеруют торцовыми (рис. 6.66, д) и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных стан­ках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикаль­ной плоскости. Наклонные плоскости не­большой ширины фрезеруют на горизон­тально-фрезерном станке дисковой- одно-угловой фрезой (рис. 6.66, е).

Комбинированные поверхности фре­зеруют набором фрез (рис. 6.66, ж) 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 диаметров фрез не бо­лее 1,5).

Уступы и прямоугольные пазы фре­зеруют концевыми (рис. 6.66, з) и диско­выми (рис. 6.66, и) фрезами на вертикаль­но- и горизонтально-фрезерных станках.

Уступы и прямоугольные пазы фре­зеруют концевыми (рис. 6.66, з) и диско­выми (рис. 6.66, ч) 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.

Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 6.66, к), угловые пазы - одноугловой и двухугловой (рис. 6.66, л) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

Клиновой паз фрезеруют на верти­кально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз - концевой фрезой, затем скосы паза - одноугловой фрезой (рис. 6.66, м). Т-образные пазы (рис. 6.66, н), 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.

Шпоночные пазы фрезеруют конце­выми или шпоночными (рис. 6.66, о) фре­зами на вертикально-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза -важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпон­ку сопрягаемых с валом деталей. Фрезеро­вание шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при пере­точке по торцовым зубьям диаметр шпо­ночной фрезы практически не изменяется.

Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей фрезеруют на горизонтально- и вертикально-фрезер­ных станках фасонными фрезами соответ­ствующего профиля (рис. 6.66, п).

Применение фасонных фрез эффектив­но при обработке узких и длинных фасон­ных поверхностей. Широкие профили об­рабатывают набором фасонных фрез.

Фрезерование цилиндрических зуб­чатых колес на горизонтально- и верти­кально-фрезерных станках будет рассмот­рено в гл. IX этого раздела.

Горизонтальные, вертикальные, на­клонные плоскости и пазы одновременно обрабатывают на продольно-фрезерных двухстоечных станках торцовыми и кон­цевыми фрезами с движением продольной подачи стола, на котором в приспособле­нии закреплена корпусная заготовка (рис. 6.66,/?).

Горизонтальные плоскости по методу непрерывного фрезерования обрабатыва­ют на карусельно-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 6.66, с). Заго­товки устанавливают в приспособлениях, равномерно расположенных по окружно­сти стола, и сообщают им движение кру­говой подачи. Заготовка сначала проходит черновую обработку (размер Н_х), а затем фрезой, установленной во втором шпин­деле, обрабатывается окончательно (раз­мер Я₂).

Пространственно-сложные поверхно­сти обрабатывают на копировально-фрезерных полуавтоматах (рис. 6.66, /и). Обработку производят специальной кон-

398

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

цевой фрезой. Фрезерование ведут по трем координатам: х, у, z (объемное фрезерование). Описание принципа объ­емного фрезерования фасонных поверхно­стей приведено выше (см. гл. VIII, п. 2).

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

Детали с выступами одинаковой высо­ты (рис. 6.67, а) можно обрабатывать од­ной фрезой за один рабочий ход. При фре­зеровании деталей с выступами разной высоты (рис. 6.67, б) приходится опускать и поднимать стол.

Пазы и прорези целесообразнее обра­батывать дисковыми фрезами (рис. 6.67, в), так как обработка ими производительнее, чем концевыми фрезами (рис. 6.67, г). Ра­диус паза R должен соответствовать стан­дартным размерам фрезы. Следует преду­сматривать открытые пазы (рис. 6.67, д);

их проще изготовить и можно фрезеровать на повышенных режимах резания. При обработке закрытых пазов (рис. 6.67, е) нужно предварительно засверливать от­верстия для входа фрезы.

При конструировании выступов у де­талей необходимо устанавливать их высо­ту с учетом допусков на литье и механи­ческую обработку (рис. 6.67, ж). Недоста­точная высота выступа может привести к врезанию фрезы в поверхность, не подле­жащую обработке (рис. 6.67, з).

Желательно практиковать фрезерова­ние нескольких заготовок одновременно. В этом случае, например, при вынесении уступа на край детали можно фрезеровать паз в двух деталях одновременно (рис. 6.67, и). Менее технологична конструкция, показанная на рис. 6.67, к.

Следует предусматривать посадочные места под присоединяемые детали с на­ружной стороны корпуса, что значительно

hzh

д)

ЬсА

-I

е)

1г2

_сЬгЩ

к)

Рис. 6.67. Примеры конструкций деталей изготовляемых на фрезерных станках

машин,

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКАХ

399

упрощает фрезерование поверхностей (рис. 6.67, л); фрезеровать внутренние площадки под подшипники крайне не­удобно (рис. 6.67, м).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какова особенность процесса фрезерова­ния и почему в большинстве случаев плоскости удобнее обрабатывать торцовыми фрезами?

2. Каковы преимущества обработки фасон­ных поверхностей незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной

направляющей на фрезерных станках с ЧПУ по сравнению с обработкой их на универсальных фрезерных станках?

3. Почему при фрезеровании шпоночного паза шпоночной фрезой обеспечивается боль­ шая точность по сравнению с фрезерованием концевой фрезой, и как это отражается на точ­ ности сборки сопрягаемых с валом деталей?

4. Каковы отличия копировально- фрезерных полуавтоматов от фрезерных стан­ ков с ЧПУ?

5. При каких условиях наиболее целесооб­ разно применять многооперационные станки?