Способы крепления пальчиковых фрез на фрезерном станке. Установка фрезы

Режущий инструмент па фрезерных станках базируют и закрепляют при помощи приспособлений - вспомогательного инструмента (центровых и концевых оправок, переходных втулок, установочных колец, цанговых патронов и др.).

Центровые оправки (рис. 3.46) применяют для установки цилиндрических, дисковых, угловых и фасонных фрез па горизонтально-фрезерном станке. Оправку коническим хвостовиком 2 устанавливают в коническом отверстии шпинделя и крепят натяжным винтом (тягой) 1. Для восприятия крутящего момента от сил резания прямоугольные пазы на фланце оправки совмещают с поводковыми шпонками 1 и 2 (рис. 3.47), расположенными в пазах торца шпинделя.

На цилиндрическую часть 4 (рис. 3.46) оправки со шпоночной канавкой насаживают установочные кольца 3 и фрезу. Комплект закрепляется гайкой 6. Второй сводный конец оправки поддерживается подшипником подвески, закрепляемой на хоботе (см. рис. 3.1).

Рис. 3.46.

а - с направляющей цапфой; 1 - натяжной винт (тяга); 2 - конический хвостовик (конусность 7:24); 3 - установочные кольца; 4 - цилиндрическая часть; 5 - шпонка; 6 - гайка; 7 - направляющая опора; б - с поддерживающей вращающейся буксой: 1-4, 6 - обозначения те же, что и в части а; 5 - гайка; 7 - поддерживающая букса

Рис. 3.47.

1,2 - поводковые шпонки

В подшипники подвески вводится направляющая опора 7 (см. рис. 3.46, а) или поддерживающая букса 7 (см. рис. 3.46, б).

Диаметр цилиндрической части оправки и отверстия установочных колец (от 13 до 50 мм) выбирают в зависимости от диаметра фрезы. Установочные кольца, прилагаемые к оправке, могут иметь ширину от 1 до 50 мм. Точные установочные кольца с допуском на ширину ±0,01 и ±0,013 мм применяют как промежуточные для установки заданного расстояния между дисковыми фрезами комплекта.

Концевые оправки (рис. 3.48) служат для закрепления насадных торцовых фрез на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Их закрепляют в шпинделе станка так же, как и центровые оправки. Крутящий момент от сил резания концевая оправка воспринимает продольной призматической шпонкой 2 (см. рис. 3.48, а), торцовой шпонкой (рис. 3.48, б) или вкладышем 5 (см. рис. 3.48, в), который входит в торцовый паз фрезы. Последний вариант применяют для установки торцовых фрез большого диаметра с коническим посадочным отверстием.

Некоторые насадные торцовые фрезы большого диаметра крепят непосредственно на цилиндрическом буртике переднего конца шпинделя (рис. 3.49). Крутящий момент от сил резания воспринимается торцовой шпонкой 3. Шпиндель станка должен иметь четыре резьбовых отверстия (см. рис. 3.47).

Концевые фрезы 1 с коническим хвостовиком устанавливаются в шпиндель 5 станка (рис. 3.50, а), используя переходные втулки 4,

Рис. 3.48.

1 - установочный конус; 2 - шпонка; 3 - шейка для фрезы; 4 - винт; 5 - вкладыш; 6 - втулка; 7 - винт

внутренний конус которых соответствует конусу инструмента, а наружный - конусу шпинделя. Крутящий момент передается от шпинделя на ведомый фланец 2 посредством шпонки 3. Комплект закрепляется тягой 6. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который своим коническим хвостовиком устанавливается в шпиндель станка. Конструкция одного из таких патронов показана на рис. 3.50, б. Фрезу устанавливают в цангу 7 и гайкой 8 закрепляют в корпусе патрона 9.

При фрезеровании пазов, точных по ширине, изношенными фрезами удобно использовать патрон (рис. 3.50, в ) с регулируемым эксцентриситетом. Фрезу закрепляют винтами 10 во втулке 13, которую устанавливают в корпус 11 и затягивают колпачковой гайкой 12. Так как ось отверстия в корпусе смещена по отношению к оси его посадочного конуса, а ось отверстия для фрезы во втулке не совпадает с осью втулки, то поворотом втулки можно смещать ось фрезы относительно оси ее вращения, изменяя ширину фрезеруемого паза.

Рис. 3.49. Закрепление фрез на шпинделе фрезерного станка: 1 - фреза; 2, 4 - винты; 3 - шпонка; 5 - шпиндель станка

Рис. 3.50.

а - с коническим хвостовиком; б - с цилиндрическим хвостовиком; в - с регулируемым эксцентриситетом; 1 - заготовка; 2 - подставка; 3 - тиски; 4 - верхняя плоскость; 5 - шпиндель; 6 - тяга; 7 - цанга; 8, 12 - гайки; 9 - патрон; 10 - винт; 11 - корпус; 13 - втулка

Рис. 3.51.

1 - фреза; 2 - гайка; 3 - патрон; 4 - винт; 5 - втулка

Значительные затраты времени связаны с затяжкой тяги при креплении инструмента, особенно на вертикально-фрезерных станках. Для сокращения этих затрат при креплении концевых фрез с коническим хвостовиком применяется патрон, показанный на рис. 3.51. В корпус патрона,?, установленного в шпинделе станка, вставляют сменную переходную втулку 5 с закрепленной в ней посредством винта 4 фрезой 1. При установке втулки в корпус патрона ее поводки проходят через соответствующие вырезы в гайке 2, навернутой на корпус 3 , и входят в пазы, имеющиеся в торце корпуса патрона. Закрепление сменной втулки в корпусе осуществляется поворотом гайки 2 на 45... 115°.

Размерную настройку при фрезеровании плоскостей инструментов выполняют методом пробных проходов (рис. 3.52). Коснувшись боковой плоскости 4 заготовки 1, установленной в тисках 3 на подставке 2, вращающейся концевой фрезой, выводят поперечной подачей заготовку из-под фрезы и поднимают стол на величину у Затем, коснувшись верхней плоскости 5, продольной подачей выводят заготовку от контакта с фрезой и поперечной подачей перемещают стол на величину (х А$ - А). Выполнив пробный проход (не обязательно на всей длине заготовки), измеряют полученные размеры и вводят коррекцию размерной настройки Ах = Л - А и Дг/ = - Н. Значения коррекционных перемещений

отсчитывают по лимбам поперечной и вертикальной подач.

Некоторые методы размерной настройки на расположение прямоугольного паза показаны на рис. 3.53. Положение дисковой

Рис. 3.52.

1 - тиски; 2 - заготовка; 3 - подставка; 4 - боковая плоскость; 5 - верхняя плоскость

Рис. 3.53. Методы размерной настройки на положение прямоугольного паза (а-е )

Рис. 3.54. Установка заготовок относительно фрезы при фрезеровании шпоночных пазов (а-г )

или концевой фрезы в горизонтальном направлении контролируется штангенциркулем (см. рис. 3.53, а, б) или угольником (исходное положение, см. рис. 3.53, в, г). Размерная настройка на глубину паза выполняется методом пробных проходов.

Исходные положения фрезы в горизонтальном направлении можно определить, коснувшись вращающейся фрезой вертикальной плоскости заготовки (см. рис. 3.53, д, е ).

Схема размерной настройки при фрезеровании шпоночных пазов показана на рис. 3.54. Перемещая стол в нужных направлениях, устанавливают заготовку под фрезой (см. рис. 3.54, а). Угольник располагают на столе так, чтобы его вертикальная полочка касалась боковой стороны заготовки. При помощи штангенциркуля или микрометра измеряют расстояние А. Затем, переставив угольник на другую сторону, измеряют расстояние Б. Смещение стола поперечной подачей выполняется на расстоянием = (Б-Л)/2. Тогда плоскость симметрии фрезы будет проходить через ось заготовки.

Возможен и другой способ размерной настройки дисковой шпоночной фрезы при помощи угольника (см. рис. 3.54, б). Перемещая стол поперечной подачей, совмещают угольник с торцом фрезы. Затем в обратном направлении перемещают стол на величину Н= (d- В )/2 (здесь В - ширина фрезы).

Исходные положения фрезы и заготовки можно определить путем соприкосновения торца дисковой или цилиндрической поверхности концевой (шпоночной) вращающейся фрезы с заготовкой (см. рис. 3.54, в, г). Затем стол перемещают на величину Н:

Рис. 3.55. Установка одноугловой фрезы в диаметральной плоскости: а - начальное положение; 6 - положение при смещении относительно

заготовки

H=(d + В) /2 - для дисковой фрезы; Н = (d + D )/2 - для концевой фрезы.

Аналогично осуществляют размерную настройку на начальное положение одноугловой фрезы (рис. 3.55, а), которую затем смещают относительно заготовки согласно рис. 3.55, 6.

Размерную настройку при обработке направляющих типа «ласточкин хвост» осуществляют методом пробных проходов. Однако измерение размера В (рис. 3.56) универсальным измерительным инструментом практически невозможно, а размер Л из-за заусенцев и сколов также нельзя точно измерить. Поэтому на практике

Рис. 3.56.

Рис. 3.57.

широко применяют косвенный метод с использованием гладких цилиндрических калиброванных роликов диаметром d. Тогда, если измерить размер С, размеры В и Л можно вычислить с помощью выражений

Для того чтобы соединение типа «ласточкин хвост» сопрягалось, необходимо обеспечить равенство В = (рис. 3.57). Измеряться при этом будут размеры С и С. Тогда должно соблюдаться равенство

Средства измерения для фрезерных работ приведены в табл. 3.5.

Характеристики некоторых средств измерения для фрезерных работ

Таблица 35

З.б. Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента

Окончание табл. 3.5

Работа 3. Обработка заготовок фрезерованием

3 . 6 . Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента

Чтобы иметь возможность обрабатывать стальные заготовки, придавая им нужную форму, на производстве широко используют . Благодаря фрезам по металлу для фрезерных станков получают изделия в точном соответствии с инженерным проектом. Типы фрез, представленные сегодня на отечественном рынке, отличаются большим разнообразием, что позволяет подобрать наиболее подходящий для конкретного случая вариант.

Принципы классификации фрез по металлу

Различные виды фрезерных станков обусловлены конструкцией и назначением инструмента, а также способом подачи фрезы, среди которых можно выделить винтовой, вращательный и прямолинейный. Рабочие кромки режущего инструмента, каждая из которых, по сути, представляет из себя резец, изготавливаются из особо твердых сплавов стали или из таких материалов, как керамика, алмаз, кардная проволока и прочих.

Разнообразие фрез дает возможность осуществлять выборку материала на самых сложных участках, в результате чего заготовке придается требуемая форма и она превращается в конкретную деталь.

Классификация фрез производится по следующим параметрам:

• расположение зубьев (резцов);
• конструкция (сборная, цельная);
• конструкция зубьев;
• направление зубьев;
• способ крепления режущих элементов;
• материал режущих элементов.

Типы фрез по металлу

Любому начинающему мастеру, столкнувшемуся с необходимостью обработки металла, приходится искать информацию о том, какие бывают фрезы. Опишем наиболее распространенные виды фрез по назначению.

Дисковые

Дисковые фрезы используются для следующих типов работ:

• обрезки заготовок;
• прорезания пазов;
• выборки металла;
• снятия фасок и т.д.

Режущие элементы таких инструментов могут располагаться как с одной, так и с двух сторон. В зависимости от вида обработки (от предварительной до финишной) меняется размер фрезы и ее зубьев. Твердосплавные дисковые фрезы работают в самых сложных условиях при высокой вибрации и невозможности эффективно выводить стружку из области резания.

Из разновидностей таких инструментов можно выделить:

• пазовые;
• прорезные;
• отрезные;
• предназначенные для обработки детали из металла с двух или трех сторон.

Названия этих инструментов определяются их назначением: так, отрезные фрезы нужны для отрезки заготовок из металла на фрезерных станках, а с помощью прорезных производят прорезку пазов и шлицев.

Торцевые

Такие фрезы работают с плоскими и ступенчатыми поверхностями деталей из металла. Из самого названия понятно, что торцевая часть инструмента является рабочей, соответственно, ось его вращения перпендикулярна обрабатываемой плоскости детали. Чаще всего такие фрезы довольно массивны, благодаря чему в них удобно использовать сменные пластины. Большое количество зубьев на участке соприкосновения с деталью из металла позволяет добиться высокой скорости обработки и плавности работы инструмента.

Цилиндрические

Фрезы такого типа могут быть как с прямыми, так и с винтовыми зубьями. Первыми обрабатывают узкие плоскости, а вторые работают плавнее и потому получили универсальное применение.

Цилиндрическая фреза

Осевые усилия, возникающие при определенных режимах работы фрез с винтовыми зубьями, бывают весьма высокими. В этих случаях применяют сдвоенные инструменты, зубья которых расположены с разным направлением наклона. Благодаря этому решению возникающие в процессе резания осевые усилия уравновешиваются.

К этому типу также относятся рашпильные фрезы типа «кукуруза», с их помощью обрабатывают уступы и прорезают канавки.

Угловые

Край такой фрезы по металлу, используемой для обработки наклонных поверхностей, а также угловых пазов, имеет коническую поверхность. Существуют как одноугловые, так и двухугловые типы инструментов, отличающиеся между собой расположением режущей кромки (в двухугловых моделях они расположены на двух смежных конических поверхностях, а в одноугловых – на одной конической поверхности). С помощью таких фрез можно выполнять стружечные канавки в инструментах разного рода.

Для формирования пазов со скошенными боковыми поверхностями применяются одноугловые инструменты по металлу типа «ласточкин хвост» и перевернутый «ласточкин хвост».

Концевые

Чаще всего концевые (или пальчиковые) фрезы по металлу применяют для создания пазов, контурных уступов и выемок, обработки взаимно перпендикулярных плоскостей.

Концевые фрезы делятся на несколько разновидностей по следующим признакам:

• монолитные или припаянными режущими элементами;
• с коническим или цилиндрическим хвостовиком;
• для конечной обработки металла (мелкие зубцы) или для грубой (крупные зубцы).

Концевые фрезы

Концевые твердосплавные фрезы применяются для работы с плохо обрабатываемыми металлами – сталью, чугуном и др. Среди концевых фрез выделяют также сферические (шаровые), необходимые для обработки выемок сферической формы, радиусные, служащие для выборки пазов разнообразных форм, грибковые – твердосплавные фрезы для Т-образных пазов на заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. К концевым также относятся граверы или фрезы для гравировки, которые используются для обработки драгоценных металлов, меди, латуни и других материалов.

Фасонные

Из названия становится ясно, что данный тип режущего инструмента призван обрабатывать фасонные поверхности. Такие фрезы активно применяются для обработки деталей из металла со значительным соотношением длины заготовки к ее ширине, так как фасонные поверхности деталей небольшой длины на крупных производствах чаще изготавливают методом протягивания. Фасонные фрезы с затылованным углом сложнее всего подвергать заточке.

По типу зубьев фасонные фрезерные инструменты по металлу делятся на два типа:

• с остроконечными зубьями;
• с затылованными зубьями.

Червячные

Обработка выполняется методом обката за счет точечного касания заготовки инструментом. Червячные фрезы подразделяются на ряд подвидов по следующим параметрам:

• цельные или сборные;
• правые или левые (направление витков);
• много- или однозаходные;
• с нешлифованными или со шлифованными зубьями.

Кольцевые фрезы (или корончатые сверла)

Такие инструменты служат для получения отверстий, причем кольцевые фрезы обеспечивают более высокую скорость резания в сравнении со спиральными сверлами приблизительно в 4 раза.

Существуют фрезы по металлу не только для станков с ЧПУ, но и для дрели. Иначе их еще называют борфрезами. В их конструкции предусмотрена специальная шпилька для зажима в патроне дрели. В продаже борфрезы можно встретить только в виде комплектов, поскольку работа с металлом с помощью дрели требует точности и соответствующих конкретной задаче форм фрезы.

Для ручного фрезера фрезы тоже покупают комплектом. Существуют кромочные инструменты с подшипником и без него. Первые применяются для обработки на ручном фрезере кромки детали, вторые могут быть использованы на любом участке заготовки, однако для более точной их работы требуются шаблоны. На отечественном рынке встречаются, как правило, китайские режущие инструменты для ручного фрезера, однако их качество можно оценить как достаточно высокое.

Выверка фрез со сменными вставными резцами и их закрепление в корпусе осуществляются в инструментальной мастерской до установки фрезы в станок. Расположение лезвий вставных ножей на одной окружности резания является условием участия всех их в работе и качественной обработки. Поэтому выверка ножей - очень важная операция, требующая большой внимательности. Для ее выполнения можно рекомендовать приспособления, разработанные СвердНИИПДревом.
Приспособление для выверки ножей насадных цилиндрических фрез (рис. 56, а) имеет основной рабочий орган, осуществляющий принудительное прилегание лезвия резца к контрольному элементу в виде электромагнита 6 Ш-образной формы. Для этого фрезу необходимо зажать между конусами 3 и 8 с помощью винта 2 и гайки-стойки 1. Конус 8 закреплен неподвижно на стойке плиты 7. Каретка-опора 4 предохраняет винт от деформации при установке фрезы и перемещается по направляющим 5. Требуемое положение ножа относительно магнита фиксируется делительным диском, выполненным за одно целое с конусом 8 и стопором 10. Затяжка болтов крепления ножей производится при включенном магните. Величина выставки ножей устанавливается и контролируется с помощью индикатора 9.

На рис. 56, б показано приспособление для установки резцов в дисковых фрезах. Фреза закрепляется на конусной головке 1 с шариковыми фиксаторами. Контрольным элементом, устанавливающим положение резца, также является электромагнит 2. Для расположения боковых режущих кромок в горизонтальной плоскости предусмотрена полка 5, жестко связанная с электромагнитом на подвижной стойке. Положение электромагнита относительно оси инструмента фиксируется с помощью шарикового фиксатора 4, а его вертикальное перемещение - с помощью ходового винта 5 и гайки 6. На стойке 7 крепится контрольно-измерительный инструмент 8 для проверки точности установки резца. Положение микрометра по вертикали регулируется винтом 9 и гайкой 10, а по горизонтали - винтом 11. Неточность установки ножей с помощью этих приспособлений не превышают 0,05-0,06 мм, что не выходит за пределы допускаемых 0,08-0,09 мм.
Балансировка насадных фрез выполняется на специальном приспособлении ПИ-25 для предотвращения их дисбаланса. Фрезу насаживают на шлифованную оправку и устанавливают на горизонтальные цилиндрические валики, затем легким толчком руки оправку с фрезой заставляют катиться по валикам. При наличии неуравновешенности фреза будет всегда останавливаться в одном положении - тяжелой стороной книзу. Уравновешивание производят стачиванием металла с тяжелой нерабочей стороны до тех пор, пока фреза не будет останавливаться в любом положении.
Установка и закрепление фрез. Фреза на шпинделе закрепляется различными способами: в зависимости от конструкции шпинделя станка и фрезы. Концевые фрезы закрепляются на шпинделе электродвигателя с помощью обычных трехкулачковых самоцентрирующихся или цанговых патронов. Наиболее простой способ закрепления насадной фрезы на шпинделе 1 фрезерующих станков происходит путем закрепления ее при помощи затяжных гаек 4, 2 и промежуточных колец 3 (рис. 57, а). Положение фрезы относительно стола регулируется выдвижением шпинделя или за счет подбора промежуточных колец. При отсутствии вертикального перемещения шпинделя фрезы на нем укрепляются в специальных головках (рис. 57, б), которые имеют устройство для регулирования положения фрезы относительно станка стола. При вращении болта 1 коническая втулка 2, перемещаясь вверх по внутренней конической поверхности головки 3, плотно обжимает шпиндель 5, закрепляя фрезу в нужном положении. Это положение предварительно устанавливается регулировочным винтом 4, упирающимся в шпиндель станка. Закрепление фрез на горизонтальных валах может быть осуществлено с помощью одной или двух цанг, наличие которых предусматривается нормалями на конструкцию фрезы. В некоторых случаях фрезерный инструмент непосредственно надевается на шпиндель станка и закрепляется зажимной гайкой. Сопряжение фрезы со шпинделем в этом случае выполняется по скользящей посадке 2-го класса точности.

Ниже перечислены технические требования к фрезерному инструменту:
1. Корпус фрез должен изготовляться из конструкционных сталей 40Х и Х45, а режущие элементы - из сталей Х6ВФ, Р4, Р9 или армированы твердосплавными пластинками.
2. Шероховатость граней не должна быть ниже 8-го класса по ГОСТ 2789-59.
3. Допускаемые отклонения угловых параметров не должны превышать для переднего угла 2°, для заднего угла
4. Радиальное биение не должно превышать 0,5-0,08 мм, торцовое - 0,03 мм.

Когда устанавливают на оправке одну фрезу, ее желательно располагать ближе к шпинделю станка, так как в этом положении прогиб оправки будет минимальным. Требуемое расположение фрезы относительно обрабатываемой заготовки при этом достигается соответствующей установкой стола в поперечном направлении.

Если невозможно установить фрезу вблизи шпинделя, рекомендуется применять дополнительную подвесную серьгу 1 (рис. 8.14). Если на оправке должно быть установлено несколько фрез, не имеющих торцевого контакта, то правильность их взаимного расположения достигается набором промежуточных колец 2, которые устанавливают между ними.

Рис. 8.14. Установка дополнительной серьги

Порядок установки и закрепления фрезы .

1. Выдвинуть хобот станка поворотом торцевого ключа, предварительно отвернув стопорящие винты (рис. 8.15).

2. Снять серьгу, предварительно отвернув винт.

3. Вставить оправку коническим концом в отверстие шпинделя, совместить пазы во фланце оправки с сухарями на конце шпинделя и закрепить оправку шомполом. Конический хвостик оправки должен плотно входить в коническое отверстие шпинделя. Поэтому необходимо оберегать конический хвостик оправки и гнездо в шпинделе от забоин, тщательно очищать их от пыли перед закреплением.

4. Надеть на оправку подобранные установочные кольца и фрезу.

Необходимо обратить внимание на соответствие направления вращения шпинделя станка направлению винтовых канавок фрезы.

Рис. 8.15. Закрепление фрезы на оправке

Следует запомнить, что надо выбирать обязательно схемы с разноименными направлениями винтовых канавок фрезы и направлением вращения шпинделя.

После того как на оправку надели установочные кольца и фрезу, далее следует надеть на оправку остальные установочные кольца и затянуть гайку на конце оправки. При этом надо следить за тем, чтобы гайка не закрывала шейки оправки, которая входит в подшипник серьги.

5. Установить серьгу так, чтобы конец оправки (шейка) вошел в подшипник серьги (рис. 8.16а).

Рис. 8.16. Установка серьги

6. Закрепить фрезу на оправке, затянув ключом гайку (рис. 8.16б).

7. Закрепить хобот и смазать подшипник серьги.

Следует проверить биение фрезы и оправки, которое должно соответствовать существующим нормам. Для проверки биения оправки и фрезы следует пользоваться индикатором со штативом.

Применение упоров

Фрезерные станки снабжены устройствами для автоматизации рабочего цикла, которые позволяют настроить станок на быстрый подвод стола, переключение его на рабочую подачу и останов в конечном положении. Упорные кулачки 1 и 2 (рис. 8.17) устанавливают и закрепляют в боковом продольном пазу стола, в положении, соответствующем началу и окончанию рабочего хода стола, в зависимости от требуемой длины фрезерования. После включения вправо рычагом 3 механической подачи стол с обрабатываемой заготовкой начинает перемещаться слева направо до тех пор, пока кулачок 1 не упрется в выступ рычага 3 и не поставит его в среднее положение, выключив тем самым механическую подачу.

Рис. 8.17. Расстановка упоров для автоматического выключения продольной подачи

После поворота рычага 3 влево стол получит автоматическую подачу справа налево и будет перемещаться до тех пор, пока кулачок 2 не упрется в выступ на рычаге 5 и не поставит его в среднее положение, выключив механическую подачу. Подобные устройства применяют во фрезерных станках для ограничения и автоматического выключения поперечной и вертикальной подачи. В тех случаях, когда по условиям обработки не требуется автоматическое выключение подачи стола, кулачки устанавливают и закрепляют в крайних рабочих положениях стола.

Выбор режимов фрезерования

Выбор режимов фрезерования означает, что для заданных условий обработки (материала и марки заготовки, ее профиля и размера) необходимо выбрать оптимальный тип и размер фрезы, марку материала фрезы и геометрические параметры режущей части, а также оптимальные параметры режимов фрезерования: ширину фрезерования, глубину фрезерования, подачу на зуб, скорость резания, число оборотов шпинделя, минутную подачу, эффективную мощность фрезерования и машинное время.

Выбор типа и размера цилиндрических фрез и их геометрических параметров осуществляют по специальным монограммам. Режим резания определяют по таблицам, которые приведены в справочниках фрезеровщика, технолога, нормировщика или в справочниках по режимам резания. Ширину фрезерования, как правило, не выбирают, так как она зависит от размеров заготовки детали. Глубина чернового фрезерования зависит от припуска на обработку и мощности электродвигателя станка. Припуск на обработку желательно снять за 1 проход. При чистовом фрезеровании глубина резания не превышает 1-2 мм.

Подача на зуб фрезы выбирается в зависимости от характера обработки (черновое или чистовое фрезерование). При черновом фрезеровании подача на зуб больше, чем при чистовом, так как, чем меньше подача на зуб, тем выше класс шероховатости обработанной поверхности.

По выбранным значениям глубины, ширины фрезерования и подачи на зуб определяют скорость резания.

Режимы фрезерования указывают в операционных картах механической обработки.

Настройка коробки скоростей и подач на заданное число оборотов осуществляется путем установки рукоятки и лимба переключения скоростей и подач в соответствующие положения.

Установка на глубину фрезерования

Прежде чем поднимать или опускать стол, надо ослабить затяжку стопорных винтов. При вращающемся шпинделе осторожно подвести вручную стол вместе с закрепленной заготовкой под фрезу до момента легкого касания. Далее ручным перемещением стола в продольном направлении вывести заготовку из-под фрезы.

Затем вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на величину, равную глубине резания. Отсчет величины перемещения стола производят по лимбу, т. е. кольцу с делениями. Отсчет по лимбу можно принципиально вести от любого деления шкалы, однако для удобства и упрощения отсчета, после того как фреза коснулась обрабатываемой заготовки, лимб следует установить на нулевое положение, т. е. риску лимба с отметкой 0 совместить с визирной риской.

После установки фрезы на требуемую глубину фрезерования необходимо застопорить консоль и салазки поперечной подачи и установить кулачки включения механической подачи на требуемую длину фрезерования.

После осуществления наладки и настройки станка плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, немного не доводя, включить станок, включить механическую подачу и приступить к работе.

Перед подачей стола в исходное положение (вывод детали из-под фрезы) надо удалить с помощью щетки всю стружку с обработанной поверхности, а стол немного опустить, чтобы не испортить обработанной поверхности детали при обратном ходе. Затем произвести измерение обработанной детали, размеры которой должны соответствовать размерам, указанным в операционной карте. В случае необходимости можно произвести исправление размера путем дополнительного прохода.

Наладка станка на фрезерование поверхности или системы поверхностей на заготовке включает: установку и закрепление фрезы, установку приспособления, наладку режима фрезерования и размерную наладку - установку заготовки относительно фрезы в положение, обеспечивающее выполнение заданного размера на детали.

Установка и закрепление фрезы на станке. Цилиндрические и дисковые фрезы, которые имеют посадочные отверстия, расположенные по оси инструмента, устанавливают на цилиндрической оправке. Диаметр оправки принимают равным диаметру осевого отверстия фрезы (рис. 1.19).

Рис. 1.19. Установка фрезы на оправке

Для того чтобы фреза оказалась расположенной на необходимом участке оправки, по обе её стороны размещают так называемые установочные кольца (рис. 1.19, а ), осевые отверстия которых, также как и у фрезы, равны диаметру оправки. Сама оправка, снабжённая с одного конца коническим хвостовиком, вводится этим хвостовиком в такое же отверстие шпинделя. Свободный конец фрезерной оправки поддерживается подшипником серьги (рис. 1.19, б ).

Фрезы, имеющие конический хвостовик, закрепляют непосредственно в таком же отверстии шпинделя станка. Для прочного удержания фрез и фрезерных оправок с конусообразным хвостовиком служит натяжной болт, который пропускается через отверстие полого шпинделя и ввинчивается в резьбовое отверстие хвостовика фрезы или оправки.

Установка и закрепление заготовки с помощью УДГ. При необходимости периодического поворота заготовки в процессе обработки её установка и закрепление на станке могут быть реализованы путем использования УДГ следующими способами (рис. 1.20):

В центрах делительной головки и задней бабки (рис. 1.20, а );

– на оправке, установленной в центрах делительной головки и задней бабки (рис. 1.20, б );

На оправке, установленной в коническом отверстии шпинделя делительной головки (рис. 1.20, в );

В трёхкулачковом самоцентрирующем патроне, навёрнутом на резьбовой конец шпинделя делительной головки (рис. 1.20, г );

В цанговом патроне, установленном в коническом отверстии шпинделя делительной головки.

Рис. 1.20. Способы установки заготовки с использованием универсальной делительной головки

После установки и закрепления фрезы и заготовки необходимо перемещениями консоли, поперечных салазок и продольного стола расположить заготовку относительно фрезы так, чтобы после обработки были выполнены требования чертежа по расположению на детали обработанной поверхности. Пример такой установки при фрезеровании впадины зубчатого колеса показан на рисунке 1.14, у .

Расчёт и наладка режима резания. Элементами режима резания при фрезеровании являются: скорость главного движения резания υ, подача заготовки S , глубина резания t и ширина фрезерования В .

Скорость главного движения резания υ равна окружной скорости точек режущих кромок лезвия фрезы, наиболее удалённых от оси фрезы. При известной частоте вращения фрезы n фр скорость резания υ, м/мин, определяют по формуле

υ = πD фр ∙n /1000, (1.8)

где D фр - диаметр фрезы, мм (рис. 1.21, а ); n - частота вращения фрезы, об/мин.

Скорость резания выбирают по справочнику в зависимости от обрабатываемого материала, геометрических параметров инструмента, его материала и ряда других условий фрезерования. Наладку станка на выбранную скорость главного движения резания υ осуществляют в следующей последовательности:

Рассчитывают частоту вращения шпинделя n расч по формуле

n расч = 1000υ/πD фр ;

Рис. 1.21. Схема фрезерования (а ) и схема размерной наладки (б)

Выбирают по табличным данным станка частоту вращения шпинделя, выполняя условие n ст ≤ n расч ;

Устанавливают рукоятки коробки скоростей в положения, обеспечивающие выбранное значение n ст .

Подача S - величина перемещения заготовки относительно фрезы в единицу времени. Подачу выбирают, исходя из прочностей обрабатываемого материала и режущего инструмента, глубины резания и требований к шероховатости обработанной поверхности.

При фрезеровании различают три вида подач:

Минутную подачу S м , мм/мин, которая соответствует величине перемещения стола с заготовкой за минуту;

Подачу на оборот S о, мм/об, равную значению перемещения стола с заготовкой за один оборот фрезы;

Подачу на зуб S z , мм/зуб, которая равна перемещению стола с заготовкой за время поворота фрезы на угловой шаг её зубьев (рис. 1.21, а ). Подачу на зуб S z выбирают по справочнику. Она является исходной для расчёта S о и S м по формулам (1.9) и (1.10).

S o = S z z фр ; (1.9)

S м = S z z фр n. (1.10)

Исходя из принятой частоты вращения шпинделя n = n ст , числа зубьев фрезы z фр и подачи на зуб S z по формуле (1.10) рассчитывают минутную подачу. На станке устанавливают ближайшее меньшее значение минутной подачи , которое выбирают из таблицы коробки подач станка.

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки по нормали к обработанной поверхности (см. рис. 1.14). Установку фрезы на необходимую глубину резания t (для схемы, представленной на рисунке 1.21, а ) при фрезеровании осуществляют с помощью лимба, расположенного на рукоятке вертикального перемещения консоли станка.

Лимб представляет собой кольцо, на окружности которого нанесены деления. Поворот рукоятки и винта с лимбом на одно его деление соответствует перемещению узла станка на расстояние, равное цене деления лимба.

Для установки глубины резания t следует:

Подвести заготовку до касания обрабатываемой поверхности с фрезой вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач;

Отвести рукояткой продольного перемещения стола станка заготовку от фрезы;

Переместить консоль с заготовкой на глубину резания t поворотом рукоятки вертикальной подачи на k делений по лимбу, определив k по формуле k = t/а , где а – цена деления лимба;

Включить механическую подачу стола и фрезеровать поверхность заготовки.

Размерная наладка станка ставит целью получение в процессе обработки заданного на детали размера h (рис. 1.12, б ). При снятии припуска с поверхности заготовки за один рабочий ход её нужно проводить в следующей последовательности:

Измерить на заготовке размер h 1 ;

Сообщить фрезе вращательное движение;

Подвести фрезу до касания с обрабатываемой поверхностью 1 заготовки вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач;

Установить «0» на лимбе механизма вертикального перемещения заготовки;

Отвести заготовку от фрезы;

Вращением рукоятки вертикальной подачи переместить стол с заготовкой на глубину резания немного меньшую, чем требуемая глубина резания t = h 1 - h ;

Фрезеровать поверхность заготовки ручным движением подачи на длину 3–5 мм, после чего отвести стол в исходное положение;

Выключить вращение шпинделя n ст и дождаться полной остановки шпинделя с фрезой;

Измерить полученный размер h и переместить стол в направлении требуемой глубины резания на расстояние, равное разности между получившимся и требуемым размерами;

Включить вращение шпинделя и механическую подачу стола, фрезеровать поверхность заготовки.

Лабораторная работа включает: изучение видов фрезерных работ и типов фрез, устройства, назначения и основ наладки горизонтально-фрезерного станка модели 6Т82 и УДГ, выбор схем фрезерования поверхностей заготовки при выполнении индивидуального задания, разработку последовательности обработки заготовки и оформление этой последовательности в виде технологического документа.