Способы крепления зубьев в корпусах фрез. Установка фрезы Способы крепления фрез на фрезерных станках

Наиболее простой способ - непосредственная установка фрезы на шпинделе с зажимом ее гайкой. Направление резьбы должно быть противоположно направлению вращения шпинделя.

Для установки концевых фрез на шпиндель используют патроны. Затылованные фрезы закрепляют хвостовиком в цанговом патроне. Однорезцовые незатылованные фрезы закрепляют в специальных патронах винтом.

При непосредственной посадке на шпиндель (рис. а ) фреза 3 упирается в буртик шпинделя 7 и зажимается гайкой 5. Для изменения положения фрезы по высоте используют простановочные кольца 2, прокладки или шайбы 4.

Если диаметр посадочного отверстия больше диаметра шпинделя, применяют посадку на шпиндель через втулку (рис. б ). Фрезу сначала закрепляют на втулке 1 гайкой 2, а затем втулку устанавливают на шпиндель и крепят затяжной гайкой.

В случае, когда шпиндель не имеет резьбы для крепления фрезы, используют цанговую оправку (рис. в ). Оправка имеет внутреннюю конусную разрезную 1 и наружную 2 втулки. Фрезу устанавливают на наружную втулку и крепят гайкой. Затем оправку с инструментом устанавливают на шпиндель и закрепляют, вращая верхнюю затяжную гайку. При этом наружная втулка смещается по внутренней конической, в результате чего ее разрезная часть плотно охватывает шпиндель.

Если шпиндель станка не имеет осевого регулировочного перемещения, фреза может крепиться в установочной головке, снабженной устройством для регулирования положения фрезы относительно рабочей поверхности стола (рис. г ). Положение головки 2 с фрезой регулируют при ослабленной внутренней втулке вращением винта 1, который упирается в торец шпинделя.

Распространено стандартное крепление (рис. д ) ножевой головки на горизонтальном шпинделе двумя короткими конусными цангами 3, зажимаемыми гайками 1. Штифты 4 в корпусе головки входят в прорези цанг, предотвращая их поворот. Направляющий винт 2 при ввинчивании входит в шпоночный паз шпинделя и служит для фиксирования головки и увеличения надежности передачи крутящего момента.

В зарубежных моделях станков получили распространение гидропластмассовые устройства для закрепления фрез на шпинделях (рис. е ). Тонкостенная втулка 2 запрессована в корпус фрезы 3. Внутренняя поверхность втулки одновременно является центрирующей и зажимающей. В полость между втулкой и фрезой под давлением нагнетается гидропластмасса 4. Давление создают вращением винта-плунжера 5. Для открепления фрезы давление в полости уменьшают, вывинчивая винт 6. Крепление обеспечивает повышенную точность центрирования фрезы на шпинделе 1.

Способы крепления фрезерного режущего инструмента на шпинделях станков:

Концевые фрезы затылованные крепят в цанговых патронах, незатылованные - в специальных патронах с эксцентриситетом е оси отверстия под инструмент относительно оси хвостовика патрона (рис. ж ). Фреза 2 удерживается в корпусе патрона 3 винтом 1. Хвостовик 5 патрона устанавливают в конусное отверстие шпинделя 6 и затягивают гайкой 4. В корпусе патрона имеется шесть отверстий для ввинчивания балансировочных винтов.

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

6Р13
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.

Прежние названия:

Горьковский завод фрезерных станков (ГЗФС)

Горьковское станкостроительное производственное объединение (ГСПО)

Нижегородский завод фрезерных станков

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 « *** »

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.

Фрезеровщик обязан знать тип и номер конуса гнезда шпинделя своего станка и крепительные размеры переднего конца шпинделя.

Размеры конуса гнезда шпинделя и крепительного фланца переднего конца шпинделя фрезерных станков стандартизованы ГОСТ 836-47, и поэтому концевые фрезы и фрезерные оправки, изготовленные со стандартным хвостовиком, подходят к этим станкам.

На рис. 59 изображен передний конец шпинделя фрезерных станков. Внутренний конус 2, в который вставляется хвостовик инструмента, сделан очень крутым. Вращение инструменту передается поводками 5, вставленными в пазы в торце шпинделя и привернутыми винтами. Инструмент, который насаживают непосредственно на крепительный фланец 1, центрируется цилиндрической заточкой переднего конца и крепится четырьмя винтами, вставляемыми в отверстия 4.

Закрепление насадных фрез. Насадные фрезы устанавливают на оправки, которые закрепляют в шпинделе станка.

На рис. 60 изображены оправки, имеющие конический хвостовик У, который соответствует коническому гнезду переднего конца шпинделя отечественных фрезерных станков и центрируется в нем. Выемки 2 во фланце оправки надеваются на поводки, вставленные в пазы на торце шпинделя.

Оправка, изображенная на рис. 60, а, предназначена для закрепления фрез, работающих при больших усилиях. Она имеет большую длину, позволяющую применять добавочную серьгу хобота. Оправка, изображенная на рис. 60, б, предназначена для более легких работ.

Оправки, изображенные на рис. 60, а и б, называются центровыми. Центровую оправку одним концом закрепляют в гнезде шпинделя станка, а другим поддерживают подшипником серьги хобота.

Оправка, изображенная на рис. 60, в, называется концевой, так как один конец ее закрепляется в гнезде шпинделя станка, а на другом конце устанавливается насадная фреза, которая работает вместе с оправкой, как концевая фреза.

Закрепление фрез на центровых оправках. На рис. 61 приведены различные случаи закрепления насадных фрез на центровых оправках. Конический хвостовик оправки входит в коническое отверстие 8 шпинделя, другой конец входит в подшипник 1 серьги.

На рис. 61, а показано крепление на оправке цилиндрической фрезы 5 с винтовыми зубьями. Фреза надевается на среднюю (рабочую) часть оправки и может быть установлена в любом месте оправки при помощи установочных колец 3, 4, 6 и 7. Эти кольца надеты на оправку так же, как фреза 5. Крайнее левое кольцо 7 торцом упирается в заплечик, имеющийся на оправке, а в крайнее правое кольцо 3 упирается гайка 2, навернутая на конец оправки.

На рис. 61, б показано крепление на оправке нескольких фрез вплотную одна к другой (набор фрез). Из чертежа видно, что ширина установочных колец здесь различна.

Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит из колец шириной от 1 до 50 мм, а именно: 1,0; 1,1; 1,2; 1,25; 1,3; 1,4; 1,5; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0 3,25; 5,0; 6,0; 7,5; 8,0;* 10 20; 30; 40 и 50 мм.

При помощи установочных колец фрезы могут быть закреплены на определенном расстоянии друг от друга. На рис. 61, в показано крепление двух фрез на расстоянии А друг от друга. Расстояние это устанавливается посредством подбора колец потребной ширины.

Иногда, регулируя расстояние между фрезами на оправке, приходится ставить между установочными кольцами тонкие прокладки из алюминиевой или медной фольги и даже писчей или папиросной бумаги, так как, пользуясь имеющимися в наборе кольцами, нельзя получить необходимого расстояния между фрезами.

Фрезеровщик-новатор В. А. Горяинов сконструировал регулируемое установочное кольцо (рис. 62), которое позволяет быстро обеспечить требуемое расстояние между фрезами с точностью до 0,01 мм. Регулирование расстояния между фрезами 4 осуществляется поворотом с помощью ключа 5 регулируемого установочного кольца 6, имеющего лимб с делениями 0,01 мм. Предварительная установка фрез производится с помощью обычных установочных колец 3.

Фрезы малых диаметров, работающие при небольших усилиях, удерживаются от провертывания на оправке силами трения, возникающими между торцами фрезы и торцами колец вследствие затяжки гайкой. Но при тяжелых работах этого трения недостаточно, и фреза удерживается на оправке с помощью шпонки. По всей длине средней (рабочей) части оправки профрезерована шпоночная канавка, в ней крепится шпонка, на которую надевают фрезу. Кольца в этом случае также ставят на шпонку.

Диаметры отверстий в насадных фрезах и кольцах, равно как и наружные диаметры рабочей части фрезерных оправок, изготовляют только определенных размеров. На отечественных заводах приняты следующие диаметры оправок: 10, 13, 16, 22, 27, 32, 40 и 50 мм. Шпоночные канавки и шпонки также изготовляют определенных размеров, так что имеющиеся в инструментальной кладовой фрезы, оправки, кольца и шпонки одного номера обязательно подойдут друг к другу.

Фрезерные оправки не должны иметь биения, забоин и вмятин. На торцах колец не должно быть забоин и заусенцев. Торцы колец должны быть параллельны и перпендикулярны оси кольца.

Устанавливая фрезы, надо располагать их как можно ближе к переднему концу шпинделя станка, чтобы уменьшить нагрузку на оправку. Если по каким-либо причинам это не удается, то надо ставить добавочную серьгу, что разгружает фрезерную оправку. Порядок установки и закрепления фрезы на оправке и закрепления оправки в гнезде шпинделя станка подробно изложен при рассмотрении наладки станка.

Закрепление фрез на концевых оправках. Закрепление торцовых фрез и дисковых фрез, не требующих большого вылета, производится на концевых оправках.

На рис. 63 показана концевая оправка. Конический конец 1 вставляют в коническое гнездо шпинделя станка. Фрезу надевают на цилиндрическую часть оправки и затягивают винтом 3. Шпонка 2 предотвращает провертывание фрезы на оправке.

Закрепление фрез с коническим и цилиндрическим хвостовиком. Фрезы с коническим хвостовиком, размер которого совпадает с размерами конического гнезда шпинделя, вставляют хвостовиком в шпиндель и закрепляют в нем посредством затяжного винта (шомпола). Это самый простой способ закрепления фрезы как на горизонтально-, так и на вертикально-фрезерном станках.

Если размер конуса хвостовика фрезы меньше размера конуса гнезда шпинделя, то прибегают к переходным втулкам (рис. 64). Наружный конус такой втулки соответствует гнезду шпинделя станка, а внутренний конус - хвостовику фрезы. Переходную втулку с вставленной фрезой устанавливают в шпиндель и затягивают при помощи затяжного винта (шомпола).

Закрепление фрез с цилиндрическим хвостовиком производится при помощи патрона, изображенного на рис. 65. Фрезу вставляют в цилиндрическое отверстие разжимной цанги патрона 1 и закрепляют посредством гайки 2, расположенной на переднем конце патрона и охватывающей заплечиками разжимную втулку 3. Патрон с надетой фрезой устанавливают в шпиндель горизонтально- или вертикально-фрезерного станка и закрепляют затяжным винтом. Снятие фрезы производится после освобождения гайки 2.

Закрепление насадных фрез большого диаметра. Сборные торцовые фрезы диаметром 80 мм и выше изготовляют насадными.

Посадочные отверстия таких фрез выполняются коническими или цилиндрическими.

Фрезы с коническим посадочным отверстием (рис. 66, а) насаживают на конус 1 специальной фрезерной оправки (рис. 66, б) и при помощи вкладыша 2 и винта 3 закрепляют на ней. Вкладыш 2 входит в пазы 4, имеющиеся в корпусе фрезы. Крепление оправки с фрезой в коническом гнезде шпинделя производится затяжным винтом (шомполом) путем ввертывания его в резьбовое отверстие 5 оправки. Для предотвращения провертывания фрезерной оправки в конусном гнезде шпинделя оправка имеет два паза 5, входящие в сухари 3 на торце переднего конца шпинделя станка (см. рис. 59).

Фрезы с цилиндрическим посадочным отверстием (рис. 67) насаживают на цилиндрический конец 1 шпинделя (см. рис. 59) и крепят непосредственно к его торцу с помощью четырех винтов, входящих в соответствующие резьбовые отверстия конца шпинделя.

И предназначаются для передачи вращающего момента шпинделя инструменту. Они используются во фрезерных станках всех типов. Конструкция фрезерной оправки зависит от типа станка и используемого инструмента.

Оправка для фрезерного станка имеет такие основные элементы:

1. Конический хвостовик используется для установки оправки в коническое отверстие соответствующего размера шпинделя станка , в зависимости от типа зажима оправки и типа конуса шпинделя на станке, существует большое количество вариантов исполнения.

Конуса фрезерных оправок стандартизированы для удобства подбора инструмента. Весьма популярные в отечественных станках оправки фрезерные 7:24 выполненные по ГОСТ 24644-81 эти оправки имеют зарубежные аналоги, такие как ISO, CAT, BT и т. д. которые различаются только размерностью и вспомогательными элементами. Также часто используется конус Морзе и HSK. Последний вариант применяется на станках с высокой скоростью вращения шпинделя - 15000 об/мин и выше. Если конус оправки не совпадает с конусом шпинделя, то можно использовать переходные втулки.

2. Часть оправки для закрепления инструмента. В зависимости от типа инструмента, существую различные версии этой части.

Основные виды фрезерных оправок:

Примечание: конструкции оправок могут отличаться от указанных ниже, т.к. здесь приведены лишь наиболее популярные виды.

1. Для торцевых фрез

Торцевые фрезы, а также некоторые дисковые, устанавливают на оправках которые имеют короткую цилиндрическую часть. На торце оправки имеются два направляющих сухаря, который защищает фрезу от проворачивания на оправке. Затяжка фрезы производится винтом, вкручиваемым в торец оправки.

2. Для цилиндрических фрез

К фрезам этого типа также относятся дисковые, прорезные, отрезные, фасонные и угловые фрезы, поэтому их крепление выполняется таким же образом. По способу крепления эти фрезы называют насадными, поскольку они надеваются на оправки.

Оправки этого типа могут иметь различную длину части, на которой закрепляются фрезы. В большинстве случаев для защиты инструмента от проворота, посадка на валу оправки осуществляется с помощью шпонки в пазу, который фрезеруют на всю возможную длину установки фрезы. На конце оправки нарезана резьба, на которую накручивается поджимная гайка. Для установки фрезы в нужной части оправки используются втулки, набор которых входит в комплект фрезерного станка. Втулки имеют разную ширину, и путем их подбора фреза размещается в требуемом месте. Для установки удобны регулируемые втулки, которые изменяют свою длину при вращении корпуса.

Длинная оправка для горизонтально фрезерного станка закрепляется вторым концом в серьге хобота. Это обеспечивает достаточную жесткость и позволяет установить на оправку более одного инструмента.

3. Для концевых фрез и сверл

При выборе патрона необходимо определить для каких целей он будет использоваться:

• для зажима концевой фрезы, сверла, метчика или
• для обработки стали, чугуна, нержавейки или цветных металлов
• для черновых, получистовых или чистовых работ
• большой объем производства или небольшими партиями
• без применения СОЖ, наружная подача СОЖ через трубки или подача СОЖ через инструмент под давлением

Концевые фрезы имеют меньший диаметр, чем оправка, поэтому они крепятся не поверх нее, а в отверстии. Закрепление фрез и сверл с цилиндрическим хвостовиком диаметром до 20 мм удобнее всего производить в цанговых патронах ER. При больших нагрузках, у цанговых патронов есть вероятность вытягивания фрезы из патрона, однако достаточно неплохая точность по биению и гибкость делает их универсальным патроном для сверления и чистового и получистового фрезерования.

Для чернового фрезерования используют специальные усиленные цанговые патроны с цилиндрической цангой.

Для сверл с цилиндрическим хвостовиком небольшого диаметра так же применяются универсальные сверлильные патроны, в которые можно зажимать инструмент в очень широком диапазоне диаметров, но только сверла, т.к. данные патроны не воспринимают радиальную нагрузку. Усилие зажима у этих патронов меньше чем у цанговых, вследствие меньшей площади контакта с хвостовиком фрезы, а следовательно и вероятность проворота больше. Для выполнения точных работ применяются прецизионные сверлильные патроны.

Так же существует гидравлический цанговый патрон, в которым зажим цанги осуществляется за счет давления специальной жидкости – гидропласта, необходимое давление достигается путем поджима винтом мембрану внутри оправки. Гидравлическая мембрана обеспечивает высокое усилие зажима и точность по биению. Патрон очень прост в обращении и не требует отдельного оборудования, но имеет довольно высокую стоимость.

Другим вариантом зажима инструмента с цилиндрических хвостовиком является патрон с термообжимом. Отверстие в патроне немного меньше, чем диаметр хвостовика, для смены инструмента патрон нагревают индукционной катушкой, чтобы он расширился. Точность по биению очень хорошая при усилии зажима от среднего до высокого.

Необходимо различное тепловое расширение держателя и хвостовика инструмента, поэтому патроны с термообжимом используются в основном для цельных твердосплавных инструментов. Для смены инструмента необходимо специальное нагревательное оборудование, каждый патрон предназначен только для одного диаметра хвостовика и подвода СОЖ. Поэтому термообжим лучше всего подходит для специального производства с инструментальным участком для смены инструмента.

Для более высоких крутящих моментов используются инструменты имеющие хвостовик с лыской, для их зажима используются два типа патрона: патрон для сверл с хвостовиком ISO9766 и патрон Weldon для инструмента с хвостовиком DIN 6535-HB. Лыски обеспечивают сопротивление крутящему моменту и повышают надежность от вытягивания, но радиальное биение инструмента в данных патронах значительно выше чем в цанговых, что предопределяет их использование в основном для черновых работ.

Патрон для сверл с хвостовиком ISO9766 отличается от патрона Weldon лыской во всю длину хвостовика а не короткой, и шлифованной внутренней поверхностью.

Для зажима концевых фрез и сверл с коническим хвостовиком используются специальные патроны с внутренним Конусом Морзе. Для фиксации сверл в таких патронах используется паз под лапку на торце сверла, а для фиксации фрез используется болт заворачивающийся в торец фрезы.

для сверл

4. Для нарезания резьбы метчиком

Для нарезания резьбы применяются патроны с посадкой под квадратный хвостовик метчика.
Существует довольно много конструкция патронов для нарезания резьбы но можно выделить основные.

На современных фрезерных станках существует два варианта нарезания резьбы метчиком:

А) Обычное резьбонарезание без синхронизации частоты вращения шпинделя с подачей по оси Z

Жесткое нарезание резьбы с синхронизацией частоты вращения шпинделя с подачей по оси Z
При первом варианте нарезания резьбы необходимо использовать специальные компенсирующие погрешность шага по оси Z патроны.

При втором варианте в теории использовать патроны с компенсацией не обязательно, для этого можно применять цанговые патроны с зажимом квадрата метчика четырьмя винтами

или использованием резиновых цанг

Для нарезания резьбы в глухих отверстиях необходимо использовать патроны с предохранительной муфтой, которая защищает оправку от превышения крутящего момента.

Так же используются оправки с быстросменным держателем, которые идут с набором патронов под каждый размер метчика. В таких оправках обычно предусмотрена осевая компенсация, но так же применяются и предохранительные муфты. Иногда предохранительная муфта предусмотрена в конструкции самого патрона цанги.

Для универсальных фрезерных станков предусмотрены патроны с реверсом, для вывода метчика из отверстия.