Фрезерное дело

При фрезеровании стружечных канавок цилиндрических и концевых фрез, а также разверток с неравномерным шагом приходится окружность делить на неравные части. Для этой цели выбирают подходящее число отверстий по окружности делительного диска и заранее составляют расчетную таблицу. Так, например, требуется профрезеровать канавки концевой фрезы с неравномерным шагом и соответствующими центральными углами в 85, 90 и 95°. Как указывалось выше, для поворота заготовки на один оборот, т. е. на 360°, рукоятку делительной головки с характеристикой 40 необходимо повернуть на 40 оборотов. Следовательно, для поворота заготовки на 1" рукоятку голов-
оборота. Теперь легко составить таблицу чисел оборотов рукоятки для поворота заготовки при фрезеровании стружечных канавок концевой фрезы соответственно на 85, 90 и 95°:
Первую стружечную канавку фрезеруют произвольно, для фрезерования второй канавки с центральным углом 85° рукоятку делительной головки поворачивают на 9 полных оборотов и дополнительно на 12 промежутков (шагов) по окружности делительного диска с 27 отверстиями. Для фрезерования третьей канавки под углом 90° рукоятку поворачивают на 10 полных оборотов и т. д.
При фрезеровании канавок режущих инструментов с неравномерным шагом для получения ленточек (фасок) одинаковой ширины приходится изменять глубину фрезерования. Чем больше центральный угол канавки, тем глубже должна быть канавка, и наоборот, при меньшем угле канавка должна быть мельче. Необходимая глубина фрезерования. определяется снятием пробных стружек, графическим построением или несложным геометрическим расчетом

У валика требуется профрезеровать два паза на горизонтально-фрезерном станке в трех-кулачковом патроне делительного приспособления или делительной головки, расположив шпиндель головки вертикально.
Для получения точного расположения пазов относительно центра валика надо выбрать фрезу шириной меньше ширины паза. Возьмем дисковую трехстороннюю фрезу с разнонаправленными зубьями (см. рис. 75, в) диаметром D = 80 мм, шириной В = 8 мм, с числом зубьев z = 8 и диаметром отверстия d = 27 мм из быстрорежущей стали Р18.
После установки и закрепления заготовки в трехкулачковом патроне производят установку фрезы по центру заготовки при помощи угольника, как показано на рис. 219. Фрезеруют пазы при следующих режимах резания: глубина резания t = 15 мм, ширина фрезерования В = 8 мм, подача на зуб sz=0,03 мм/зуб, скорость резания v = 25 м/мин. По графику определяем ступень чисел оборотов (п = 100 об/мин), а по графику определяем ближайшую минутную подачу (sM = 25 мм/мин). Последовательность фрезерования точных по размеру пазов видна на рис. 220. Сначала фрезеруют на полную глубину резания t=15 мм первый паз шириной В = 8 мм, затем поворачивают шпиндель делительной головки (или делительного приспособления) на 180° и вновь фрезеруют паз по всей длине. В этом случае фреза будет срезать только одну сторону паза . После этого производят измерение ширины обработанного паза и перемещают стол с обрабатываемой заготовкой в поперечном направлении на величину, равную половине разности между 10 мм и фактическим размером паза, и фрезеруют сначала одну сторону паза, затем, повернув шпиндель делительной головки на 180°. — другую до получения размера 10+0-12 мм.
Повернув шпиндель делительной головки (или делительного приспособления) на 90° (четверть оборота), производят фрезерование второго паза. При этом достаточно повторить только два последних прохода.
Фрезерование шлицев в корончатой гайке. В корончатой гайке с резьбой М24хЗ надо профрезеровать шесть шлицев (прорезей) для шплинта. Шлиц имеет размеры: ширина б*1"0,5 мм, глубина 7+0'9 мм. Шлицы в корончатых гайках фрезеруют прорезными (шлицевыми) фрезами, так же как и пазы, с той разницей, что каждый шлиц прорезают за один проход.
Установку корончатых гаек можно производить на резьбовых оправках. В массовом производстве фрезерование шлицев в корончатых гайках производят в специальных приспособлениях, а также набором фрез.

1. Неправильное количество нарезанных канавок или неравномерный шаг нарезанных канавок. Причина — неправильно произведена операция деления (выбран не тот делительный круг, рабочий не пользовался раздвижным сектором или вращал рукоятку то в одном, то в другом направлении).
2. Глубина канавки больше требуемого по чертежу размера. Причина — невнимательность рабочего при отсчете по лимбу рукоятки подъема стола.
3. Обработанные пазы оказались несимметричными относительно диаметральной плоскости. Причина — неправильная установка фрезы относительно заготовки.
4. Недостаточный класс чистоты обработанной поверхности. Причина та же, что и при фрезеровании многогранников.

В этом виде фрезерных работ помимо операции деления важным является правильная установка фрезы относительно заготовки. В качестве примера рассмотрим установку одноугловой фрезы для прорезания прямой стружечной канавки режущего инструмента (концевая фреза, развертка, зенкер и др.). При этом требуется, чтобы фреза была углублена в тело заготовки на величину у и смещена вправо от вертикальной оси заготовки на величину х . Установка начинается с того, что фреза торцом соприкасается с вертикальной полкой угольника, которая в свою очередь должна иметь касание с заготовкой. Затем перемещением поперечных салазок вправо на величину радиуса заготовки R приводят торец фрезы в вертикальную диаметральную плоскость заготовки. После этого, включив вращение фрезы, поднимают стол станка до тех пор, пока на поверхности заготовки не появится едва заметный след от зубьев фрезы . Затем продольным перемещением стола выводят фрезу за пределы заготовки и производят поперечное и вертикальное перемещение стола с заготовкой соответственно на величины х и у. Установка фрезы в вертикальной диаметральной плоскости может быть осуществлена при помощи специального центроискателя без угольника.
При симметричном расположении дисковых и концевых фрез относительно оси обрабатываемой заготовки координаты установки фрезы определяют по формулам (4') и (4").
Обычно задается угол а между осями канавок или число канавок. В этих случаях число оборотов рукоятки определяется соответственно по формулам (26) и (33). Если задан шаг t между осями канавок, измеренный по окружности диаметра D,
Перед каждым делением необходимо освободить шпиндель делительной головки, а после каждого деления закрепить его.
Нарезание шлицев производят обычно на шлицефрезерных или зубофрезер-ных станках шлицевыми червячными фрезами, работающими по методу обкатки (без делительных головок).

1. Размер граней получился меньше требуемого из-за неправильно установленной глубины фрезерования. Причина — невнимательность при отсчете глубины фрезерования по шкале лимба.
2. Размер граней получился меньше требуемого из-за неправильно установленного расстояния между двумя дисковыми фрезами набора. Причина — неправильный подбор установочных колец.
3. Неверное расположение граней. Причина — неправильный отсчет делений по делительному диску.
4. Недостаточный класс чистоты обработанной поверхности. Причина — большая подача на зуб, биение фрезы, вибрации, работа изношенной фрезой, большой люфт шпинделя делительной головки, неправильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости и условий охлаждения и др.

С помощью делительных головок выполняют следующие виды фрезерных работ:
фрезерование многогранников;
фрезерование прямых канавок на цилиндрических поверхностях;
фрезерование пазов на торцовых поверхностях;
деление заготовки по окружности на неравные части;
фрезерование зубьев прямозубых цилиндрических и конических зубчатых колес;
фрезерование торцовых зубьев кулачковых муфт и торцовых зубьев режущего инструмента;
фрезерование винтовых канавок и спиралей;
фрезерование зубьев зубчатых реек и др.
Фрезерование граней многогранников (трехгранников, четырехгранников, пятигранников и т. д.) в зависимости от конфигурации детали и размера партии производят дисковыми, концевыми, цилиндрическими или торцовыми фрезами, а также набором дисковых фрез.
Пусть требуется профрезеровать грани квадрата, например грани хвостовика метчика или развертки. Фрезерование производим с помощью универсальной делительной головки на горизонтально-фрезерном станке концевой фрезой.
Подготовка к работе. Для установки на столе фрезерного станка
делительной головки и задней бабки необходимо:
1. Очистить стол и пазы от стружки, смазать тонким слоем смазки плоскости стола и основания делительной головки. Установить делительную головку и заднюю бабку фиксирующими сухарями в средний паз стола.
2. Ввести в паз стола крепежные болты делительной головки и задней бабки и затянуть их.
3. Проверить совпадение центров передней и задней бабок с помощью контрольного шлифованного валика и индикатора (рис. 211). Если при перемещении стойки индикатора параллельно оси валика отклонение стрелки будет не более 0,02 мм, то установка центров произведена правильно. При больших отклонениях следует отрегулировать положение заднего центра при помощи установочного винта в колодке, несущей центр задней бабки. Снять контрольный валик с центров.
4. Освободить болты, крепящие заднюю бабку, отодвинуть ее от делительной головки на требуемое расстояние по длине заготовки и закрепить болтами.
5. Надеть на заготовку хомутик, заг крепив его болтом. Установить заготовку в центрах, вставить загнутый конец (рог) хомутика в вырез поводка и закрепить его.
После того как профрезеровали одну грань, поворачивают шпиндель делительной головки вместе с обрабатываемой заготовкой на 90° и производят фрезерование второй грани и т. д.
Заготовка должна быть установлена так, чтобы ее ось была перпендикулярна оси оправки фрезы.
Для фрезерования многогранников в крупносерийном и массовом производстве применяют многоместные делительные приспособления для одновременной обработки партии заготовок.

В прорези основания расположен корпус 1. Подъем и опускание корпуса осуществляются вращением зубчатого колеса 7, сцепленного с валиком-рейкой 6. Верхний конец этого валика-рейки соединен штифтом 5 с корпусом 1. После установки корпуса в требуемое положение его закрепляют в основании бабки и затягивают гайками болтов 4. Перемещение пиноли 3 осуществляется вращением маховичка 2, а закрепление ее — затягиванием гайки.
Шпиндельный валик используется при дифференциальном делении, в шпинделе головки его закрепляют болтом 2. Коническая втулка 1 при этом перемещается вправо и разжимает нарезанный конец валика, расположенный в шпинделе.
В зависимости от размера и конструкции обрабатываемые заготовки могут быть установлены и закреплены в делительных головках одним из следующих способов:
в центрах делительной головки и задней бабки;
на оправке, установленной в центрах делительной головки и задней бабки;
на оправке, установленной в коническом гнезде шпинделя делительной головки;
в трехкулачковом патроне, навернутом на резьбовой конец шпинделя делительной головки;
в цанговых патронах и др.
Заготовки типа дисков и втулок надевают на оправки, которые устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки, или на оправки, устанавливаемые в коническое гнездо шпинделя делительной головки. На а показана оправка, представляющая собой гладкий валик, средняя часть которого выполнена с небольшим конусом. Заготовка, насаженная на такую оправку, удерживается на ней только трением. Оправка с обеих сторон имеет центровые отверстия для установки в центрах задней бабки и делительной головки. Иногда для удобства установки и закрепления хомутика на одном конце оправки делают две лыски. Оправку с надетой на нее заготовкой следует располагать так, чтобы больший диаметр конуса оправки был обращен к делительной головке. В противном случае сила резания будет ослаблять посадку заготовки на оправке. Оправка, , имеет заплечик 1, шпоночную канавку 2 и гайку 4. Заготовка надевается на гладкую часть оправки 3 и закрепляется гайкой 4. При фрезеровании с большими силами резания заготовка может быть поставлена на шпонку. Оправка 5, показанная на рис. 207, в, служит для закрепления заготовок, при фрезеровании которых не применяют задний центр. Эту оправку вставляют коническим хвостовиком в коническое отверстие шпинделя делительной головки (вместо центра) и затягивают специальным винтом-затяжкой. Длинные заготовки типа валов устанавливают в центрах. Центр 3 с поводком 4 вставляют коническим хвостовиком 2 в гнездо шпинделя. На лыски, имеющиеся на центре, надевают поводок 4. Винт-затяжку 1 вставляют в задний конец шпинделя головки и нарезанным концом ввинчивают в хвостовик центра или оправки. Хомутик, надеваемый на заготовку или оправк. Своим загнутым концом 7 он входит в паз поводка и закрепляется в нем винтами 5. На заготовке хомутик крепят винтом 6. Заготовки круглой формы часто устанавливают в трехку-лачковом самоцентрирующемся патроне. Одновременное перемещение всех кулачков осуществляется с помощью диска 2 со спиральными канавками плоской торцовой резьбы, в которую входят соответствующие выступы резьбы кулачков 3. Диск 2 приводится во вращение внутренним торцовым ключом от конических зубчатых колес 1, находящихся в зацеплении с коническими зубьями на задней поверхности диска 2. При вращении зубчатого колеса 1 по торцу диска начинают перемещаться в радиальном направлении одновременно все три кулачка, т. е. кулачки либо сходятся к центру патрона, либо расходятся от центра, производя соответственно закрепление или освобождение заготовки. При обработке нежестких заготовок (при — >10, где L —
длина, a D — диаметр заготовки) применяют люнеты в качестве дополнительной опоры во избежание прогиба заготовки при фрезеровании. Обрабатываемую заготовку располагают в призматическом вырезе, сделанном в головке винта домкрата. Установка винта в рабочее положение производится вращением накатной гайки 1. Винт следует поднимать осторожно во избежание прогиба обрабатываемой заготовки. В выбранном положении винт закрепляют болтом 2.

Обработку заготовок небольших размеров при большом размере партии целесообразно производить с помощью многошпиндельных делительных головок. Существуют двух-, трех- и четырех-шпиндельные делительные головки для непосредственного деления и головки более сложные — для фрезерования винтовых канавок, конических зубчатых колес и т. д. На рис. 204 показана трех-шпиндельная горизонтальная делительная головка общего назначения. Поворот среднего шпинделя 1 осуществляется вращением рукоятки 5. Два крайних шпинделя получают вращение от среднего через закрепленное на нем зубчатое колесо 2. Такие же зубчатые колеса закреплены и на крайних шпинделях.
Отсчет поворота всех трех шпинделей производится по диску 3 для непосредственного деления. Вспомогательный шаблон 4 предназначен для ускорения отсчета. Управление подпружиненным фиксатором 8 производится рукояткой 10. Закрепление всех трех шпинделей в рабочем положении осуществляется поворотом одной рукоятки 9, закрепленной на валике, эксцентричные шейки 7 которого поднимают при этом три сухаря 6. Таким же способом закрепляются и все три пиноли задней бабки. Аналогичные конструкции трехшпин-дельных делительных головок применяются с вертикальным расположением шпинделей.

Оптические делительные головки применяют для выполнения особо точных делений, а также для проверки правильности выполненных делений. На рис. 203, а показан общий вид, а на 203, б — разрез по шпинделю оптической делительной головки ОДГ-60 с высотой центров Н= 130 мм. По внешнему виду головка напоминает механическую. Она состоит из корпуса 4, закрепляемого на столе станка, и шпинделя 11, установленного на подшипниках 10 и 13 в поворотной части 3 головки. Червячное колесо 8 приводится во вращение червяком 12, связанным с маховичком 1. Червячное колесо 8, а следовательно, и шпиндель могут быть закреплены в требуемом положении рукояткой 2, связанной с прижимной шайбой 9. Червяк 12 и червячное колесо 8 служат только для поворота шпинделя, их погрешности не оказывают влияния на точность работы головки. Один конец валика с червяком сидит в эксцентричной втулке, что позволяет опускать валик вместе с червяком вниз и, расцепив червяк с червячным колесом шпинделя, быстро вручную произвести поворот шпинделя головки. Внутри корпуса головки имеется стеклянный диск 7, жестко закрепленный на шпинделе 11. На диске имеется шкала, разделенная на 360°. Сверху головки расположен окуляр 5 с микроскопом, в оптической системе которого имеется неподвижная шкала, состоящая из 60 частей с ценой деления Г'. Эти деления видны в окуляре настолько крупно и четко, что при некотором навыке по ним можно вести отсчет с точностью до 'А минуты. На рис. 203, показано поле зрения окуляра микроскопа с отсчетом делений угла 9°15'. Поворот шпинделя головки на требуемое число градусов и минут производится маховиком 1, а окончательная точная установка — медленным поворотом накатной головки (на рисунке не показана) через пару конических зубчатых колес, связанную с маховичком 1.

показана кинематическая схема настройки универсальных делительных головок для фрезерования винтовых поверхностей. Для образования винтовой канавки заготовку необходимо непрерывно вращать и одновременно перемещать вдоль оси на величину шага винтовой канавки за один ее оборот. Для этого ходовой винт продольной подачи стола соединяют с помощью гитары сменных зубчатых колес zi, Z2, гз и Z4 со шпинделем 9 делительной головки (обозначения). Вращение ходового винта вызывает вращение шпинделя делительной головки с заготовкой и одновременно их перемещение совместно со столом. Чтобы определить передаточное отношение сменных зубчатых колес, необходимо знать шаг нарезаемой винтовой канавки и характеристику станка. Характеристикой универсально-фрезерного станка А называется шаг винтовой канавки, которая будет профрезерована на данном станке при передаточном отношении сменных зубчатых колес, соединяющих винт станка и валик привода делительной головки, равном единице. Допустим, что передаточное отношение сменных зубчатых колес, равно единице. Передаточное отношение всех постоянных колес делительных головок, связывающих винт продольной подачи стола с валиком червяка 8, равно единице. Ясно, что, когда винт продольной подачи стола делает один оборот, стол перемещается на величину шага винта, т. е. червяк головки сделает один оборот, а шпиндель головки повернется на Чю оборота. Следовательно, шпиндель головки сделает полный оборот, когда винт подачи стола сделает 40 оборотов, а стол станка переместится на величину, равную произведению числа оборотов винта (40) на его шаг (6 мм), т. е. составит 40x6 мм=240 мм. Таким образом, за один оборот шпинделя делительной головки и, следовательно, обрабатываемой заготовки при принятом допущении 0Ш=1) на ней будет образована винтовая канавка с шагом 240 мм. Число 240 = 40x6 и есть характеристика станка. В общем случае характеристика универсально-фрезерного станка А определяется по формуле
A = N-tXB, (29)
где t,x.B — шаг винта продольной подачи стола, мм. Теперь легко получить формулу для определения передаточного отношения сменных зубчатых колес гитары. Если на станке с характеристикой 240 требуется профрезеровать винтовую канавку с шагом 120 мм, то за время, когда стол с обрабатываемой заготовкой переместится на 240 мм, заготовка должна сделать 2 оборота. Для этого необходимо, чтобы передаточное отношение сменных зубчатых колес было равно 2; при шаге винтовой канавки, равном 60 мм, это соотношение должно быть равно 4, и т. д.