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.
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
|
Инструмент |
Внешний вид |
измерения, |
Точность |
Назначение и краткая характеристика |
|||||
|
измерительная |
мм1 2 3 4 5 61 27 28 29 30 О ^ ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||1Ш _/ |
|
Для измерения линейных размеров. Грубое измерение |
||||||
|
Штангенциркуль |
0 1 2 ЛП 7 8 9 10 11 12 13 14 15 мм® __ ....................|.|imjiwi. l ln.......1щ|и...1.........1.........1.........1.........1.........1.........1.........1.........1 ® 4 |
Измерение наружных, внутренних размеров, глубин и высот |
|||||||
|
Штангенциркуль |
Л и 1 гг "П гт-арп Y №***?- ^ -il,I |
|
Измерение наружных, внутренних размеров. Ширина губок для внутренних измерений - 10 мм. Точное измерение |
||||||
З.б. Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента
Окончание табл. 3.5
|
Штангеи- глубш io- мер |
у// J 0 1 (3 4 5 6) 1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
|
Измерение глубины пазов, уступов, канавок |
||||||||||||||
|
Микрометр гладкий |
0...300 с интервалом 25 мм, 300...600 с интервалом 100 мм |
Для точных наружных измерений |
|||||||||||||||
|
Микрометр рычажный |
Ф 1 -П II. И (ШП /С -^ |
|
Для очень точных наружных измерений. Целые и сотые доли миллиметра отсчитываются по нониусу, а тысячные - по шкале скобы |
||||||||||||||
Работа 3. Обработка заготовок фрезерованием
3 . 6 . Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента
Министерство образования Российской Федерации
Пермский государственный технический университет
Кафедра: «Технология, Конструирование и Автоматизация
В специальном машиностроении»
ОТЧЕТ
По лабораторной работе № 3
По курсу «технологические процессы в машиностроении»
Составил: студент группы ТКА-07 Гилев Р.А.
Принял: преподаватель Ярушин С.Г.
Пермь, 2009г.
Типы фрезерных станков…………………………………………………………3
Схема расположения станков в цехе……………………………………………13
Приспособления для выполнения фрезерных работ..…………………………14
Фрезы……………………………………………………………………………..17
Схемы закрепления фрез………………………………………………………..21
Схемы фрезерования поверхностей…………………………………………….23
Некоторые типы фрезерных станков, имеющихся в ОКБ «***»…………...24
^
Краткая характеристика метода фрезерования
Фрезерование является распространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинстве случаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности. Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фреза представляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены на цилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезы соответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые ими фрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе, движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться и инструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может быть вращательным или сложным.
Процесс фрезерования отличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ее оборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую часть оборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказывается на стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерования является то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.
^
Типы фрезерных станков
Фрезерные станки́ - группа металлорежущих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза вместе со шпинделем фрезерного станка совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ (CNC).
Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи - относительное перемещение заготовки и фрезы.
Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.
Различают:
горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью)
универсальные - с поворотным столом
широкоуниверсальные - с дополнительными фрезерными головками
вертикально-фрезерные станки (с вертикальным шпинделем) в том числе консольные
бесконсольные называемые также с крестовым столом
с передвижным порталом
широкоуниверсальные инструментальные станки - с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов
копировально-фрезерные станки
фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные
барабанно-фрезерные
Рис.1. Схемы универсальных фрезерных станков и их основные
Формообразующие движения:
а ~ универсальный консольный горизонтально-фрезерный; б - широкоуниверсаль-ный консольный горизонтально-фрезерный; в - широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный; г - консольный вертикально-фрезерный; д - бесконсольный вертикально-фрезерный; е - бесконсольный горизонтально-фрезерный; ж - продольно-фрезерный; з - карусельно-фрезерный; и - барабанно-фрезерный.
^
Шлицефрезерный станок,
металлорежущий станок для изготовления шлицев. Прямобочные шлицы и шлицы эвольвентного профиля на валах образуют червячной фрезой методом обкатывания. Фреза вращается и одновременно совершает движение подачи (перемещение вдоль оси заготовки), заготовка также вращается с частотой, зависящей от числа образуемых шлицев. Существует автоматический Ш. с. для прорезывания дисковой фрезой шлицев на головках шурупов и винтов.
Шлицефрезерный станок 5Б352ПФ2
^ Резьбофрезерный станок (рис 2), металлорежущий станок, предназначенный для нарезания наружной и внутренней резьбы резьбовой фрезой. При получении резьбы на Р. с. заготовка и фреза совершают несколько движений: вращение фрезы вокруг своей оси (главное движение), медленное вращение заготовки (круговая подача), продольное (осевое) перемещение заготовки или фрезы (продольная подача, равная шагу нарезаемой резьбы за один оборот заготовки) и врезание фрезы на глубину резьбы (радиальная подача). Изготовляются полуавтоматические и автоматические Р. с., предназначенные для нарезания наружной и внутренней резьб с крупным шагом на большой длине дисковыми фрезами и резьб с мелким шагом на коротких участках гребенчатыми фрезами, у которых шаг витков равен шагу нарезаемой резьбы за 1,25-1,5 оборота заготовки.
Рис.2 Станок резьбофрезерный патронный 5Д63
^
Широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный ста-нок
(рис.3) также предназначен для обработки плоских и фасонных по-верхностей различными фрезами. Используется в условиях единичного и мелкосерийного производства, в инструментальных и ремонтных цехах. Ста-нок помимо горизонтального шпинделя имеет шпиндельную головку, которая может поворачиваться на хоботе в двух взаимно перпендикулярных направлениях, благодаря чему шпиндель с фрезой можно устанавливать под любым углом к плоскости стола и к обрабатываемой заготовке. На головке 1 монтируют накладную головку,для сверления, рассверливания, зенкерования, растачивания и фрезерования. В качестве примера современного широкоуниверсального фрезерного станка на рис.3 показана модель ОРША-Ф32Ш11. У этой модели есть возможность быстрой переналадки станка с операции вертикального фрезерования, на наклонное или горизонтальное.
Рис.3. Широкоуниверсальный фрезерный станок ОРША-Ф32Ш11
^
Консольные вертикально-фрезерные станки
(рис.4) предназначены для выполнения различных фрезерных работ, а также сверлильных и несложных расточных работ в единичном и серийном производстве. Станок имеет вертикальный шпиндель, который размещен в поворотной шпиндельной головке, установленной на стойке. На рис.4 в качестве примера показан вертикально консольно-фрезерный станок модели ВМ-127. 
^
Рис.4
Станок консольный вертикально-фрезерный ВМ-127.
Бесконсольные вертикально и горизонтально-фрезерные станки
(рис.5), служащие для обработки крупногабаритных деталей, имеют са-лазки и стол, которые перемещаются по направляющим станины. Шпиндельная головка перемещается по направляющим стойки. Шпин-дель имеет осевые перемещения при установке фрезы. На рис.5 показана модель бесконсольного станка ХА7140.
Рис.5
, Бесконсольный вертикально-фрезерный станок ХА7140
Продольно-фрезерные станки предназначены для обработ-ки крупногабаритных деталей в условиях единичного и массового производ-ства. Они делятся на одностоечные и двухстоечные. Фрезерование заготовок осуществляется в основном торцевыми твердосплавными фрезами, а также цилиндрическими, концевыми и другими фрезами. Станки обладают высокой мощностью и жесткостью, что позволяет вести обработку с большими сече-ниями среза. На станине установлены две вертикальные стойки, соеди-ненные поперечиной. На направляющих стоек смонтированы фрезерные головки с горизонтальными шпинделями и траверса (поперечина). На по-следней установлены фрезерные головк с вертикальными шпинделями. Стол перемещается по направляющим станины.
Карусельно-фрезерные станки предназначены для обработки поверхностей торцевыми фрезами, имеют один или несколько шпинделей для черновой и чистовой обработки. По направляющим стойки перемеща-ется шпиндельная головка. Стол, вращаясь непрерывно, сообщает уста-новленным на нем заготовкам движение подачи. Стол с салазками имеет установочное перемещение по направлению станины.
^ Барабанно-фрезерные станки используются в крупносерий-ном и массовом производстве. Заготовки устанавливают на вращающемся барабане, имеющем движение подачи. Фрезерные головки (для черновой обработки) перемещаются по направляющим стоек.
^
Копировально-фрезерные станки
предназначены для обработки дета-лей сложной конфигурации, например, штампов, пресс-форм, лопаток турбин и других в крупносерийном и массовом производстве. Обработка ведется концевыми фрезами. На рис.7 показан копировально-фрезерный станок DOLBY 90
^
Рис.7
. Копировально-фрезерный станок DOLBY 90.
Станок вертикально-фрезерный консольный 6Р13
6
Р13
Размеры рабочей поверхности стола, мм........400х1600
Перемещение стола, мм........15…415
продольное (Х)........800
поперечное (Y)..........320
вертикальное (Z)..........420
Угол поворота шпиндельной головки, град.........45
Частота вращения шпинделя, об/мин.........31,5…1600
Конус шпинделя...........50
Мощность главного привода, кВт............7,5
Габариты станка, мм.............2570х2250х2430
Масса станка, кг..........4300
Название:
Станок вертикально-фрезерный 6Р13
Год. Вып. :
1983
Цена:
160.000
Станки предназначены для выполнения разнообразных фрезерных,сверлильных и расточных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.
| ^ Наименование параметров | Ед.изм. | Величины |
| Класс точности | Н |
|
| Длина рабочей поверхности стола | мм | 1600 |
| Ширина стола | мм | 400 |
| Перемещение стола X,Y,Z | мм | 1000 х 320 |
| Расстояние от оси горизонтального шпинделя до рабочей поверхности стола | мм | 80..500 |
| Мощность главного привода | кВт | 11 |
| Пределы частот вращения шпинделя | об/мин | 31,5..1600 |
| Габариты станка | мм | |
| - длина | 2560 |
|
| - ширина | 2260 |
|
| - высота | 2430 |
|
| Вес станка | кг | 4200 |
| Аналоги |
Изготовитель: ЗеФС, ОАО
Прежние названия:
Горьковский завод фрезерных станков (ГЗФС)
Горьковское станкостроительное производственное объединение (ГСПО)
Нижегородский завод фрезерных станков
| Размеры рабочей поверхности стола, мм: | 400х1600 |
| Наибольший ход стола, мм: продольный поперечный | 1000 320 |
| Расстояние от оси горизонтального шпинделя до рабочей поверхности стола, мм: | 80-500 |
| Пределы частот вращения шпинделя, об/мин: | 31,5-1600 |
| Пределы подач стола, мм/мин продольных и поперечная вертикальная | 25-1250 8,3-416,6 |
| Мощность электродвигателя главного движения, кВт | 11 |
| Габаритные размеры, мм | 2560х2260х2430 |
| Масса, кг | 4200 |
| Дата выпуска | 1978, 1979, 1980 |
Схема расположения станков в цехе
1) М6Р13Ф337 №152 (СССР)
2) М24К40 СФИ
3) Станок фрезерный расточной
4) Станок фрезерный карусельнорасточной М:1512 №1574
6) М24135 №81878
7) Тип ВМ-121 №292
9) М6Т12-29-УХЛЧ
10) «Жальгирис» М6Р80 №Р863
11) Тип ВМ-127 №295
12) М6750 №9194
13) М2Е440А №809
^
Приспособления для выполнения фрезерных работ
На фрезерных станках в зависимости от масштаба изготовления деталей применяют различные универсальные и специальные приспособления.
В условиях единичного и мелкосерийного производства используют пневматические и гидравлические зажимные устройства с приставными унифицированными приводами, когда силовой агрегат используют в качестве универсального привода, от которого могут работа различные приспособления.
Используют также приспособления с ручным зажимом.
^ Универсальные поворотные тиски
Универсальные тиски используют для углового фрезерования и шлифо-вания различных деталей. Тиски (рис.8) со сменными губками обеспечивают расположение обрабатываемых заготовок в трех взаимно пер-пендикулярных плоскостях под углом ±90°. Круглые валики закрепляют в зависимости от размеров обрабатываемой заготовки.
Рис. 8. Универсальные поворотные трехосевые тиски JC-24-001
Синусные тиски
Тиски (рис. 9) применяют для точного углового фрезерования и шлифо-вания с допуском на угол ±1’ с точностью ±0,005 мм и ставят клеймо на торце
верхней плиты 5.
Синусный угольник имеет две плиты (нижнюю и верхнюю), соеди-ненные валиком через втулки. Поверхность плиты доводят по высо-те так, чтобы осевая линия, соединяющая центры валиков, располага-лась горизонтально с допуском 0,01 мм на всей длине плиты.
Рис.9 синусные тиски SVN/150
В зависимости от необходимого угла установки подсчитывают размер Н=17581па. Мерные плитки набирают высотой до размера Н и устанавливают между плитой и валиком, после чего закрепляют боковые планки. При этом плитки должны перемещаться при легком нажиме руки.
Синусный угольник может быть закреплен на столе станка с помощью двух болтов с потайной головкой и двух цилиндрических шпонок, входящих в паз стола станка, или на магнитной плите. Обрабатываемую деталь закреп-ляют на плите или в специальных тисках, устанавливаемых на плите с упором в боковые планки. Подвижная губка с планкой перемещает-ся в тисках, которые можно закрепить на магнитной плите. Приспособле-ние позволяет обрабатывать детали размером 100* 100*250 мм, а также валики диаметром до 100 мм. При наладке приспособления тиски можно повернуть на угол 90°.
^ Пневматический зажим (рис.10) предназначен для механизированного зажима деталей в приспособлении. Пневмопривод устанавливают на столе станка рядом с приспособлением так, что рычаг приспособления опирается на винт рычага пневматического привода. Детали зажимаются при повороте рукоятки 9. При этом сжатый воздух поступает в цилиндр и давит на поршень. Рычаг, вращаясь вокруг оси, поворачивает рычаг на оси и толкатель прижимает деталь к вертикальным базовым планкам приспо-собления. При повороте рукоятки в обратную сторону воздух выходит из цилиндра в окружающую среду, пружина поднимает поршень, и дета-ли освобождаются. Пневматический зажим применяют для закрепления кор-пусных деталей (например, станин и салазок) при фрезеровании или строга-нии поверхностей.
Рис. 10. Пневматический зажимGH-101-A
^
Фрезы.
Общие сведения о фрезах:
Фрезерование осуществляется вращающимся режущим инструментом, называемым фрезой. Фреза́ - режущий многолезвийный инструмент в виде тела вращения с зубьями для фрезерования. Бывают цилиндрические, торцевые, червячные и др. Материал режущей части - быстрорежущая сталь, твёрдый сплав, минералокерамика, алмаз. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала), сварные (хвостовик и режущая часть состоит из различного материала, сваренные вместе), сборные (из различного материала, но соединённые стандартными крепёжными элементами - винтами, болтами, гайками, клиньями). На рисунке представлена сборная фреза для торцевого фрезерования..
У зубьев торцевых фрез (рис. 11,б) различают главную режущую кромку 1, расположенную под углом ф к направлению подачи; вспомогательную ре-жущую кромку 5, расположенную под углом ф 1 к направлению подачи; пе-реходную режущую кромку 4, соединяющую кромки 7 и 5.
В зависимости от поверхности, по которой выполняется затачивание, зубья фрезы бывают затыловочными (имеющими форму задней поверхности, которая обеспечивает постоянство профиля режущей кромки при повторном затачивании рис.12 а) и не затыловочные (остроконечные, затачиваемые по задней поверхности рис. 12,б).
^
Классификация и конструкция фрез
Конструкция фрезы оказывает большое влияние на работоспособность фрезы и эффективность ее применения.
Основным направлением в разработке новых конструкций твердосплавных фрез является применение сборных конструкций с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава.
Механическое крепление пластинок дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без затачивания. После полного износа пластинки она может быть быстро заменена новой. Резко сокращается время на восстановление фрез, так как в этих конструкциях оно сводится к замене износившихся пластинок или повороту на следующую грань, не прибегая к шлифовальным и заточным операциям. Завод-изготовитель каждую фрезу снабжает 8-10 комплектами запасных пластинок.
Применение неперетачиваемых пластинок имеет ряд преимуществ перед напаянными пластинками:
более высокая стойкость (на 30% и более) по сравнению с напаянными пластинками за счет исключения операций пайки и переточек, снижающих режущие свойства твердых сплавов;
быстросменность;
возможность использования более износостойких марок твердого сплава, склонных к образованию трещин при пайке и заточке;
возможность нанесения на пластинку износостойких покрытий (карбиды титана, нитриды титана и др.);
резкое увеличение процента возврата твердого сплава на переточку (с 15-20% для напаянного инструмента до 90% для многогранников);
сокращение вспомогательного времени на смену и наладку затупившегося инструмента;
сокращение номенклатуры режущего инструмента и упрощение инструментального хозяйства;
возможность централизованного производства сменных элементов для различных видов режущего инструмента (резцы, фрезы, протяжки и др.);
возможность централизованной заточки на базе широкой механизации и автоматизации;
постоянство размерных и геометрических параметров режущего инструмента, что особенно важно для станков с числовым программным управлением и др.
по расположению зубьев на исходном цилиндре (торцовые, цилиндрические, дисковые, двухсторонние, угловые, фасонные, концевые и др.;
по конструкции зуба (с острозаточенными и затылованными зубьями);
по направлению зуба (с прямыми, наклонными, винтовыми, равнонаправленными зубьями);
по внутреннему устройству: фрезы цельные, составные, со вставны-ми зубьями, сборные);
по способу крепления: фрезы с отверстием (насадные), концевые с
коническим или цилиндрическим хвостовиком;
по виду инструментального материала режущей части (из быстрорежущей стали, твердых сплавов, режущей керамики, сверхтвердых материалов).
Основные типы фрез
Основные типы фрез показаны на рис. 13.
Рис. 13. Основные типы фрез: 1 - цилиндрическая; 2 - торцовая; 3 и 4 - дисковые пазовые; 5 - прорезная; 6 и 7 - концевые; 8 - угловая; 9 и 10 - фасонные; 11 - шпоночная.
Цилиндрические и торцовые фрезы предназначены для обработки плос-костей. Дисковые фрезы (пазовые, двухсторонние, трехсторонние) применя-ют для фрезерования пазов, уступов и боковых плоскостей. Прорезные и от-резные фрезы используют для прорезания узких пазов и разрезания материа-лов. Концевые фрезы применяют для обработки пазов, уступов и плоскостей шириной В<0,8D , где D -
диаметр концевой фразы. Угловые фрезы приме-няют в основном для фрезерования стружечных канавок режущих инструментов и скосов. Фасонные фрезы предназначены для фрезерования фасон-ных поверхностей.
Фрезы изготовляют цельными и сборными. Широкое распространение получили сборные фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали или твердого сплава (рис.19,a-е) и с механическим креплением режущих пластин.
Для одновременного фрезерования нескольких поверхностей применяют набор фрез, состыкованных с помощью цилиндрических выточек на торцах фрез. Широко применяют сборные конструкции фрез с неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Механическое крепление пластин дает воз-можность их поворота для обновления ревущей кромки и позволяет исполь-зовать фрезы без перетачивания. После полного износа пластина быстро за-меняется новой. Торцевые фрезы общего назначения оснащаются круглыми, шестигранными, пятигранными, четырехгранными, трехгранными твердо-сплавными пластинами.
Конструкция фрез оказывает большое влияние на работоспособность фрезы и эффективность ее применения. Основным направлением в разработ-ке новых конструкций твердосплавных фрез является применение сборных конструкций с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава. Механиче-ское крепление пластинок дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без переточки. После пол-ного износа пластинки она может быть быстро заменена новой. Резко сокра-щается время на восстановление фрез, так как в этих конструкциях оно сво-дится к времени замены износившихся пластинок или повороту на следую-щую грань, не прибегая к шлифовальным и заточным операциям. Завод-изготовитель снабжает каждую фрезу 8-10 комплектами запасных пластинок.
^
Схемы закрепления фрез
Конструкция фрезы определяет способ ее закрепления на станке. Насад-ную фрезу (с осевым отверстием) - цилиндрическую, дисковую, угловую и т.д. - закрепляют на центровой оправке 2 (рис. 21), которую устанавливают в коническое отверстие шпинделя 3
и затягивают болтом 4.
Сухари 5,
входящие в пазы фланца шпинделя и оправки, удерживают ее от проворота. Вращение фрезы передается через шпонку 6.
Правый конец оправки поддерживают подшипники 7 и серьги 8.
Осевое положение фрезы на оправке фиксируют гайкой 9
и установочными кольцами 10.
Этот способ закрепления используют в основном на горизонтально-фрезерных станках.
Торцовые 8 и дисковые 6 фрезы с коническим хвостовиком 2 закрепля-ют на кольцевой оправке 3 с помощью шпонки 4 и винта 5 (рис.22,а) или че-рез переходную втулку 7 (рис.22,б).
Для закрепления фрез с цилиндрическим хвостовиком используют раз-личные по конструкции патроны: цанговые (рис.23,б), с регулируемым экс-центриситетом е втулки 4 и корпуса оправки 5 (рис.23,в), которые устанавли-вают в шпинделе станка как концевые оправки. При закручивании гайки 2, последняя сжимает цангу 3, которая закрепляет фрезу.
^
Схемы фрезерования поверхностей.
Схемы фрезерования поверхностей показаны на рис.24.
а, б- плоскости цилиндрической и торцевой фрезой, в, г- паза концевой и дисковой фрезой, д - профильной поверхности фасонной фрезой, е - поверхности двойной кривизны концевой фрезой при перемещении ее по сложной траектории, ж- фрезерование вращающейся заготовки.
Рис.24. Схемы фрезерования поверхностей
Некоторые типы фрезерных станков, имеющихся в ОКБ «
***
»
У горизонтально-фрезерных станков инструмент устанавливается и закрепляется на оправках соответствующих по диаметру посадочным отверстиям фрез / 67 /.
Рис. 3 Схемы подачи стола при фрезеровании закрытых шпоночных пазов
У вертикально-фрезерных станков концевые фрезы с коническим хвостовиком закрепляются в шпинделе с помощью переходной конусной втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляются в цанговом патроне, который коническим хвостовиком устанавливается в переходную оправку или непосредственно в шпиндель станка / 4, 5., 6 /.
Заготовки при фрезеровании торцовыми фрезами закрепляются более надежно, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами, так как торцовая фреза создает значительные реактивные силы при резании и обработка происходит при больших скоростях резания.
4.2.7. Обработка заготовок фрезерованием
Различные схемы фрезерования наклонных плоскостей и скосов показаны на рис.4
Плоские поверхности обрабатываются цилиндрическими, торцовыми фрезами или набором фрез / 6, 10/.
Фрезерование плоских поверхностей цилиндрическими фрезами производится на горизонтально-фрезерных станках. При фрезеровании широких, плоскостей используют наборы цилиндрических фрез. Наборы составляются из стандартных или специальных фрез. Фрезы с винтовым зубом необходимо устанавливать таким образом, чтобы основные составляющие от сил резания были направлены навстречу друг другу.
При обработке заготовок прерывистого и ступенчатого профиля используются наборы дисковых и комбинации из дисковых и цилиндрических фрез.
Фрезерование уступов и отрезание заготовок дисковыми фрезами показано на рис.5 /4, 5, 10, 13/. Процесс может осуществляться:
1) каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой;
2) оба уступа одновременно фрезеруют набором из двух дисковых фрез одинакового диаметра.
Чтобы получить заданный размер между уступами на оправку между фрезами устанавливают промежуточные кольца или фрезеруют в двухпозиционном вращающемся на 180° приспособлении.
Фрезерование уступов и пазов концевыми фрезами показано на рис.2 /4, 6, 10, 13/. Наладка вертикально-фрезерного станка для фрезерования уступов и пазов концевыми фрезами аналогична наладке при фрезеровании плоскостей и скосов концевой фрезой (рис.4).
Для фрезерования шпоночных пазов на валах применяют концевые фрезы, которые имеют точный диаметр, равный ширине паза и два-три зуба, сходящиеся к центру в одну точку (без центрового отверстия).
Фрезерование уступов можно выполнять концевой фрезой, диаметр которой несколько больше, чем ширина ступени уступа. Фрезу в шпинделе станка закрепляют в цанговом патроне переходными коническими втулками.
Фрезерование закрытых шпоночных пазов производят через отверстия - окна, следовательно, требуется предварительное засверливание. Концевые фрезы в этом случае работают периферийными режущими кромками. Другим методом фрезерования закрытых пазов является фрезерование с возвратно-поступательным движением, стола (маятниковая подача) в продольном направлении и вертикальной подачей после каждого прохода.
Заготовки на столе станка крепят в машинных тисках, призмах или с помощью прихватов.
Рис.4 СХЕМЫ ФРЕЗЕРОВАНИЯ НАКЛОНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ И СКОСОВ.
а, б – цилиндрической и концевой фрезой на горизонтально–фрезерном станке с поворотом заготовки; в – торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с поворотом заготовки; г, д – торцевой и концевой фрезой на вертикально фрезерном станке с поворотом заготовки; е – на горизонтально-фрезерном станке угловой фрезой; ж, з – цилиндрической и торцевой фрезой с применением приспособлений; и, к – концевой и торцевой фрезой с поворотом шпинделя станка; л – двухугловой фрезой.
О том, как правильно установить фрезу на станок, расскажем в этом информационном выпуске.
Фреза – многозубый режущий инструмент, применяемый для обработки материалов резанием (фрезерованием) с целью снятия определенного припуска на обработку.
Типы фрез
В зависимости от геометрических параметров различают следующие типы фрез:
- Цилиндрические
- Конические
- Торцевые
- Концевые
- Червячные
Большая часть всех фрез имеет отверстие в своей конструкции, благодаря которому имеет возможность одеваться на оправку. Их называют насадными .
Другая же часть фрез сравнительно небольших диаметров имеет в своей конструкции хвостовик. Такие фрезы называют концевыми . Их хвостовик может быть цилиндрическим и коническим.
При установке фрезы на станок оператору станка понадобится информация о номере конуса и типе шпинделя станка, его крепежные параметры. Все размеры, в том числе и крепёжного фланца, стандартизированы (ГОСТ 836-47).
Как правильно установить фрезу с коническим и цилиндрическим хвостовиком
Если размер хвостовика концевой фрезы совпадает с размерами конусного отверстия (гнезда) шпинделя, то в данном случае они сопрягаются без каких-либо дополнительных элементов. Хвостовик вставляют в коническую часть шпинделя и фиксируют с помощью затяжного винта. Этот способ является самым оптимальным и простым, применяется на фрезерных станках с горизонтальной и вертикальной установкой шпинделя, обеспечивая при этом достаточно простую смену фрезы .
В случае, когда размер конуса хвостовика фрезы меньше, чем конус шпинделя, для установки фрезы используют специальные переходные втулки.
Установка и закрепление концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком осуществляется с применением цангового патрона, который способствует увеличению жесткости крепления.
Установка фрезы в цанговом патроне имеет следующий механизм действия:
- В корпусе патрона установлена цанга, которая перемещается с закрепленным на ней цилиндрическим пальцем. На корпусе нарезана резьба, по которой осуществляется перемещение гайки при ее вращательном движении по часовой стрелке.
- Оператор станка вставляет фрезу непосредственно в отверстие цанги, находящейся в патроне. И начинает закручивать гайку по часовой стрелке. Под воздействием упорного шарикоподшипника палец и цанга перемещаются до жесткого закрепления в ней фрезы. Цанга, установленная в патроне, позволяет надежно зафиксировать нужную фрезу, препятствует ее поломке и срыву.
Существенным преимуществом в конструкции такого патрона является:
- Использование упорного подшипника, который обеспечивает значительное увеличение силы зажима фрезы.
- Удобство для крепления в нём мелких фрез.
- Достаточно прост в изготовлении.
- Имеет небольшие габаритные размеры.
При установке фрезы в цангу необходимо:
- Использовать зажимную цангу строго в соответствии с диаметром закрепляемого инструмента
- Предпочтительно устанавливать фрезу по всей длине цанги, что обеспечит более надежную фиксацию. Но не менее, чем на 2/3 всей длины.
- Выбор размера и конструкции цанги для закрепления в ней фрезы производится только в соответствии с ГОСТ17201-71.
Прежде всего нужно учитывать, что диаметр цанги должен максимально соответствовать диаметру устанавливаемой в ней фрезы для более плотного контакта.
Необходимо учитывать тот факт, что сам по себе цанговый механизм является самоцентрирующим, что обеспечивает высокую точность установки инструмента и не требует дополнительной калибровки.
Поэтому после закрепления фрезы в патроне остается проверить ее на биение. Для этого используют индикатор часового типа. Проверку этим методом осуществляют в двух случаях: при установке фрезы в шпиндель фрезерного станка, а также в случае ее переточки. Для контроля биения используют самый простой индикатор, который закреплен на штативе. Измерения фиксируют между зубьями фрезы по всей ее длине.
В процессе обработки металла фреза может работать исправно при правильной ее установке и эксплуатации. А точная ее фиксация с проверкой на биение позволяет:
- повысить качество фрезерования;
- увеличить производительность;
- избежать брака в изделии;
- снизить риски преждевременного износа.
