Лекции по "Станки и станочное оборудование"

Фрезерные станки предназначены для обработки  наружных и внутренних плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей, прямых и  винтовых канавок, резьб, зубчатых колес  и т.п.

Обработка производится с помощью режущего инструмента  – фрезы, а иногда и набора фрез. Режущий инструмент — это фрезы: цилиндрические, торцовые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные и пр. Виды работ, выполняемых фрезерованием, показаны на рис. 5.6.

Заготовку устанавливают на столе или закрепляют в приспособлении, которое крепится к столу станка. Стол станка имеет Т-образную форму – образуются пазы, в которые заводится головка крепежного болта приспособления. Крепежный паз обычно служит для точной установки приспособления по шпонкам направляющих.

В качестве приспособлений на фрезерных станках используют тиски, отдельные прихваты или специальные  приспособления.

Вертикально-фрезерные  станки применяют для обработки  плоскостей, пазов с применением  торцовых или концевых фрез. Заготовка закрепленная на столе или в приспособлении может перемещаться вертикально вместе со столом и консолью по направляющим станины.

Фреза представляет собой тело вращения на образующих поверхностях или торцевой поверхности  имеются зубья. Зубья могут быть одновременно и на обеих поверхностях. При вращении и одновременной подаче зубья один за другим вступают в работу и снимают стружку. Каждый зуб можно рассматривать как отдельный резец, вращающийся относительно оси.

Различают следующие типы фрез: концевые, торцовые, дисковые, угловые, пилы. Концевые фрезы предназначены для фрезерования плоских поверхностей, пазов, уступов. Эти фрезы могут работать как торцевой, так и боковой поверхностью. Рабочая часть снабжена зубьями и режущими кромками. Хвостовик – часть фрезы, предназначенная для крепления фрезы в шпинделе станка (или сначала в переходной втулке, а затем в шпинделе). Шейка – промежуточная часть между рабочей частью и хвостовиком. Концевые фрезы часто изготавливают из быстрорежущей стали (Р6М5, Р9К5, Р3Ф2, Р18, Р9) или твердых сплавов (ВК6, ВК8 – для обработки чугуна; Т5К10, Т15К6 – для обработки стали; КНТ16, ТН20 – универсальные сплавы). Для леворежущих концевых фрез направление вращения по часовой стрелке. При выборе фрезы в обязательном порядке указывают диаметр фрезы и число зубьев.

Цилиндрические фрезы имеют зубья только на образующей поверхности. Такие фрезы предназначены только для обработки плоскостей. Они закрепляются на оправке горизонтально-фрезерного станка и работают боковой поверхностью. Цилиндрические фрезы могут иметь зубья как параллельные, так и наклонные относительно оси фрезы. При выборе диаметра и числа зубьев фрезы обращают внимание на посадочный диаметр для выбора диаметра оправки. Цилиндрические фрезы могут быть цельными из быстрорежущей стали или со вставными ножами (зубьями) со вставными ножами из быстрорежущей стали или твердого сплава. Тогда корпус фрезы делают из углеродистой стали. Фрезы с механическим креплением сменных многогранных пластин широко применяются для обработки различных материалов. Их преимущество по сравнению с фрезами с напайными ножами состоит в повышении стойкости в 2 раза, сокращение расхода применяемых фрез до 3 раз. Исключается операция напайки ножей и их заточка.

Широкое применение получают торцовые фрезы с механическим креплением пятигранных неперетачиваемых пластин. Конструкция фрез разнообразна: Фрезы с наконическим креплением пластин работают на горизонтально-вертикально-продольно-фрезерных станках, где их применяют для обработки плоскостей. Получили применение фрезы со ступенчатым расположением зубьев, что позволяет за один поход снимать большой припуск. На фрезерно-центровальных станках применяются фрезы указанного типа (5-тигранная пластина). Фрезы могут иметь остро заточенный и затылованный зуб. У фрез с затылованными зубьями переточка производится только по передней поверхности, причем профиль зуба все время сохраняется. Фрезы с острыми зубьями применяются наиболее часто Преимущества остроконечных зубьев: высокая стойкость простота изготовления Недостаток: сложная заточка Шпоночные фрезы работают на шпоночно-фрезерных станках. Шпоночные фрезы с цилиндрическим хвостовиком крепятся в цанговых патронах. Обработка производится методом маятниковой подачи. Таким образом обрабатывают канавки на валиках, в ступицах и т.д. т.е. на наружных поверхностях. Шпоночные фрезы обычно изготавливают из быстрорежущих сталей (Р6М5), но применяют и твердосплавные фрезы, но реже.

При работе на фрезерных станках используют большое количество различных приспособлений, которые служат для установки инструмента и закрепления заготовок, а также для расширения технологических возможностей фрезерных станков. Для закрепления деталей на станке применяются разнообразные устройства с ручным (винтовым), пневматическим, гидравлическим, электромагнитным, магнитным видом зажима. Самое широкое применение в машиностроительном производстве нашли специальные прихваты, зажимы, а также станочные тиски. Приспособления применяют на одну деталь (одноместные) или на несколько деталей (многоместные). Для механизмов зажимов применяют клиновые, винтовые, эксцентриковые, рычажные, рычажно-шарнирные. При фрезеровании граней деталей, для деления на n частей часто применяют универсальные делительные головки.

Приспособление  для закрепления детали корпус на вертикально-фрезерном станке: усовершенствованные Г-образные прихваты часто имеют на боковой цилиндрической поверхности байонетную канавку для одновременного поворота прихвата и отжима. Сдвигающийся прихват используется для закрепления деталей. Такие прихваты (зажимы) часто применяют в приспособлениях с механизированным зажимом в многоместных приспособлениях.

Для установки  детали цилиндрической формы часто  применяют призмы. Базирование в  призмах используется при конструировании  фрезерных приспособлений (пазов, лысок), кондукторов для сверления отверстий и др. приспособлений. В качестве устанавливаемых устройств используются опорные штыри или опорные пластины.

Инструментальная оснастка. Фрезы закрепляют на оправках и в патронах, которые, в свою очередь, различным образом крепят в шпинделе станка.

На  рис. 5.7 показана установка цилиндрической насадной фрезы на длинной оправке. Положение фрезы 6 на оправке 3 регулируется проставочными кольцами 5. Фреза  и оправка связаны шпонкой 7. Конический хвостовик оправки, имеющий внутреннюю резьбу, вставляют в отверстие шпинделя 2 станка и затягивают шомполом 7. Для предотвращения проворачивания оправки, в шпиндель устанавливают сухари 4, которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Свободный конец длинной оправки поддерживает подвеска 8, установленная на хоботе станка.

 

Торцовые  насадные фрезы можно устанавливать  на оправках или непосредственно  на шпинделе станка (рис. 5.8). Фрезу 1 цилиндрическим пояском надевают на шпиндель 4 станка и притягивают винтами 3. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается торцовой шпонкой 2.

Концевые  фрезы выпускают с коническим и цилиндрическим хвостовиками. Фрезы  с коническим хвостовиком устанавливают  в шпиндель станка, используя переходные втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Конструкция одного из таких патронов показана на рис. 5.9. Фрезу 1 устанавливают в цангу 2 и гайкой 3 закрепляют в корпусе патрона 4.

В процессе работы на фрезерных станках много времени занимает затяжка шомпола при креплении инструмента. Для сокращения этих непроизводительных затрат применяют различные быстродействующие зажимные приспособления.

Приспособления для установки  и закрепления заготовок на фрезерных станках — это различные прихваты, подставки, угловые плиты, призмы, машинные тиски, столы и вспомогательные инструменты, механизирующие и автоматизирующие закрепление заготовок и тем самым сокращающие вспомогательное время.

Прихваты (рис. 5.10, а) используют для закрепления заготовок или каких-либо приспособлений непосредственно на столе станка с помощью болтов. Нередко один из концов прихвата 2 опирается на подставку 1 (рис. 5.10, б).

Если  при обработке заготовок необходимо получить плоскости, расположенные под углом одна к другой, то применяют угловые плиты: обычные (рис. 5.11, а) и универсальные, допускающие поворот вокруг одной (рис. 5.11,б) или двух осей (рис. 5.11, в).

Машинные  тиски могут быть простыми неповоротными (рис. 5.12, а), поворотными (поворот вокруг вертикальной оси, рис. 5.12, б), универсальными (поворот вокруг двух осей, рис. 5.12, в) и специальными (например, для закрепления валов, рис. 5.12, г): с ручным, пневматическим, гидравлическим или пневмогидравлическим приводом.

Столы для установки и закрепления  заготовок бывают неповоротными (рис. 5.13, а) и поворотными (рис. 5.13, б) с  ручным, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом. Поворотные столы позволяют обрабатывать на станке фасонные поверхности заготовки, а также применять метод непрерывного фрезерования, когда во время обработки одной заготовки уже готовые детали снимают и на их место устанавливают новые заготовки. Непрерывное вращение стола обеспечивает отдельный привод или привод станка.

Нередко на фрезерных станках (как и на токарных) для закрепления заготовок, имеющих цилиндрические поверхности, используют кулачковые поводковые и цанговые патроны (рис. 5.14).

 

Значительного сокращения вспомогательного времени  и повышения производительности труда при фрезеровании достигают благодаря применению механизированных и автоматизированных зажимных приспособлений, которые в условиях крупносерийного производства нередко используют вместе с загрузочными устройствами.

При работе на фрезерных станках для закрепления заготовок широко применяют универсально-сборные приспособления (УСП), которые собирают из готовых нормализованных взаимозаменяемых деталей (рис. 5.15). После обработки на станке партии заготовок такое приспособление разбирают и из его деталей конструируют новые приспособления. Универсально-сборные приспособления позволяют значительно сократить сроки на проектирование и изготовление устройств, необходимых для закрепления заготовок, что особенно важно в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Приспособления, расширяющие возможности  фрезерных станков. 

Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщаются одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

 

По  принципу действия делительные головки  подразделяют на лимбовые (простые и универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки 2 применяют для выполнения всех видов работ (рис. 5.16).

Специальные приспособления, расширяющие  технологические возможности фрезерных станков. Существуют две группы таких приспособлений:

- не изменяющие основное назначение фрезерного станка (дополнительные и многошпиндельные фрезерные головки, головки для фрезерования реек, копировальные приспособления и т.п.);

- в корне меняющие характер выполняемых работ (долбежные, сверлильные и шлифовальные головки).

Некоторые специальные быстросъемные приспособления, монтируемые на горизонтально-фрезерных  станках, показаны на рис. 5.17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников:

1. www.autowelding.ru
2. 1. ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.
3. 2. ГОСТ 25761-83. Виды обработки резанием. Термины и определения общих понятий.
4. 3. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий.
5. Аврутин С.В. «Фрезерное дело», 5-е издание, переработанное, издат. - М.: Высшая школа, 1964.
6. Барбашов  Ф.А.  Фрезерное  дело:  Учебное  пособие   для   средних профессионально-технических училищ – 3-е издание, переработанное  и дополненное – М.: Высшая школа, 1980. – 208 с.