Новости

Новости

Фрезерование плоскостей и пазов на расточных станках


Фрезерование может производиться на расточных станках в тех случаях, когда при одной установке детали необходимо выполнить не только растачивание отверстий, но и обработку других плоских поверхностей, обычно в крупных корпусных деталях.
Применяемые при работе на расточных станках типы стандартных фрез приведены на фиг. 212.
На фиг. 212, ж (вверху) приведены углы заточки стандартной торцовой фрезы с пластинками твердого сплава марки Т15К6, предназначенной для обработки стали, а на фиг. 212, ж (внизу) — фрезы с маркой твердого сплава ВК8 для обработки серого чугуна.


При работе концевыми и торцовыми фрезами врезание в материал может производиться только с края срезаемого слоя; при наличии паза или отверстия врезание в металл концевой фрезой может быть осуществлено с применением вертикальной подачи.
Для чистового и получистового фрезерования следует применять фрезы с крупным зубом, так как работа ими более производительна.
Мелкозубые фрезы надо применять возможно реже и только в особых случаях при чистовом размерном фрезеровании, когда необходимо получить хорошую чистоту поверхности, соответствующую, например 6—7-му классам чистоты.
Для фрезерования пазов в сплошном материале (преимущественно стали) применяются концевые крутоспиральные трехзубые и четырехзубые фрезы из быстрорежущей стали, приведенные на фиг. 213, а, б, в. Фреза, показанная на фиг. 213, а, б, предложена новатором Ленинградского Кировского завода т. Карасевым и получила широкое распространение как высокопроизводительный инструмент. В последнее время новатором т. Кузнецовым предложена новая концевая фреза (фиг. 213, в), являющаяся усовершенствованием кукурузной фрезы.

Фрезы закрепляют в шпинделе расточного станка непосредственно через переходные конусные втулки или при помощи оправок.
Непосредственно можно закреплять такие фрезы (фиг. 213, а), у которых конусный хвостовик имеет на конце лапку и окно под чеку.
Большинство фрез приходится закреплять на оправках. На фиг. 214, а приведена оправка для закрепления торцовых фрез диаметром 40—110 мм: она состоит из корпуса 1 с коническим хвостовиком, промежуточной муфты 2 и торцового винта 3. С выступами А муфты 2 соединяются пазы, имеющиеся на заднем торце фрезы.
На фиг. 214, б приведена оправка для закрепления больших торцовых фрез (фиг. 212, ж), называемых обычно фрезерными головками и изготовляемых с диаметрами 150—400 мм.

Оправка состоит из корпуса 1 с коническим хвостовиком, двух шпонок 2, соединенных с корпусом оправки при помощи винтов 3 и четырех болтов 4 с шайбами 5. Фрезерная головка центрируется на оправке по диаметру D. Пазы на заднем торце головки соединяются со шпонками 2. Фрезерную головку закрепляют четырьмя болтами 4.
Оправки с насаженными на них фрезами устанавливают в конусное отверстие шпинделя затягивают при помощи клиньев.
При установке и закреплении оправки с фрезой следует обратить особое внимание на плотное сопряжение конусных поверхностей оправки и отверстия в шпинделе. Эти отверстия должны быть прочищены и не иметь каких-либо забоин. В противном случае закрепление фрезы может быть нежестким, а также возможно возникновение радиального и торцового биений резцов фрезы. Это приводит к тому, что снимается неодинаковая стружка каждым из резцов. Перегруженный резец может сломаться и приходится обычно производить обработку на пониженных режимах резания, т. е. работать непроизводительно. Нежесткое закрепление вызывает колебания фрезы в процессе обработки, что сопровождается ухудшением обработанной поверхности и может привести к поломке фрезы.
Радиальное и торцовое биения режущих кромок ножей-резцов у фрез не должны быть более 0,04—0,06 мм.
При фрезеровании необходимо соблюдать следующие основные правила:
1) при установке фрезы на стол станка подложить деревянную доску;
2) работу вести с заградительными щитками, предохраняющими разброс раскаленной стружки, что безусловно необходимо при применении фрез с пластинками твердого сплава;
3) расточник должен работать в предохранительных очках, особенно при фрезеровании чугуна;
4) не включать шпиндель при включенной подаче;
5) проверить отключение ускоренного хода стола или шпиндельной бабки перед подходом фрезы к детали;
6) перед остановкой станка вначале выключить подачу, а потом шпиндель;
7) не допускать соприкосновения невращающейся фрезы с обрабатываемой деталью;
8) обратный ход стола или шпиндельной бабки после чернового прохода надо совершить при вращающейся фрезе;
9) для нормальной работы торцовой фрезы ее диаметр должен быть минимум в 1,4 раза больше, чем ширина фрезерования.
Основным признаком затупления фрез является образование на задней грани зуба фрезы ленточки износа.
Допустимая ширина ленточек износа различна для различных типов фрез. Так, для торцовых фрез допустимая ширина ленточки износа равна 1,5 мм при черновой обработке и 0,3—0,5 мм при получистовой обработке; для концевых фрез при черновой обработке 0,3—0,5 мм, а при чистовой 0,1—0,25 мм; для цилиндрических фрез соответственно 0,4—0,6 и 0,2—0,3 мм.
Появление ленточки износа шириной до 1,5 мм у фрез с пластинками твердого сплава свидетельствует о полном их затуплении после чего они обязательно должны быть перезаточены.
К дополнительным признакам наступления износа фрез относятся:
1) появление заметных неровностей на поверхности резания, образуемых зазубринами лезвия;
2) появление искр и светящейся окружности, описываемой зубьями фрезы при работе на больших скоростях резания;
3) усиливающийся стук шестерен в шпиндельной бабке станка (коробке скоростей);
4) повышенный нагрев обрабатываемой детали.
Стойкость фрез, т. е. продолжительность времени работы от одной до другой заточки должна составлять не менее 180 мин. для фрез диаметром до 150 мм и не менее 240 мин. для фрез диаметром 200 мм и более.
Наиболее удобным для обработки фрезерованием является положение, при котором обрабатываемая поверхность перпендикулярна к оси шпинделя. Такие поверхности обрабатываются торцовыми фрезами, причем следует стремиться осуществлять работу при наименьшем вылете инструмента, так как с увеличением вылета сильно уменьшается жесткость и могут возникнуть вибрации.
При необходимости обработки с большим вылетом обычно применяют дополнительные опоры в виде кронштейнов, поддерживающих шпиндель (фиг. 215). Кронштейн 2 с запрессованной в нем втулкой-опорой 1 надевают на шпиндель 3 и болтами закрепляют на планшайбе.
Фрезерование плоскостей и пазов на расточных станках

При обработке больших плоских торцовых поверхностей надо применять крупные торцовые фрезы, закрепляемые на торцовой поверхности планшайбы. Через центральное отверстие такой фрезы легко может проходить расточной шпиндель, что позволяет не снимать фрезы при обработке отверстий. На фиг. 216, а показан пример такой обработки. При фрезеровании поверхности А вращение фрезе сообщается планшайбой, а расточной шпиндель втягивают в шпиндельную бабку; его выдвигают при переходе к обработке отверстия.
Фрезерование торцовыми фрезами плоских поверхностей, перпендикулярных оси шпинделя, можно производить при подаче в поперечном и вертикальном направлениях. Однако следует избегать пользоваться вертикальным направлением подачи, так как обычно жесткость станка при перемещении шпиндельной бабки меньше, чем при перемещении стола.
Обработка плоских поверхностей в виде большой рамки или кольцевой дорожки большого диаметра производится торцовым фрезерованием с изменением направления подачи. На фиг. 216, б показаны две схемы фрезерования таких поверхностей.

На схеме I приведена траектория перемещения фрезы при фрезеровании внешней поверхности (стрелками показано направление подачи), на схеме II — траектория перемещения фрезы при фрезеровании внутренней поверхности (или заднего торца).
В местах изменения направления подачи не допускается задерживать подачу фрезы. Такие задержки вызывают образование ступенчатости поверхности; она тем больше, чем больше величина подачи и глубина резания.
Фрезерование больших плоских поверхностей обязательно разделяется на черновое и чистовое. Под чистовое фрезерование оставляют припуск в пределах 1-2 мм.
Прямоугольные пазы в поверхностях, перпендикулярных оси шпинделя, фрезеруют концевыми фрезами, причем сквозные пазы фрезеруют с врезанием с торца, а закрытые с вертикальной подачей. Точные по ширине пазы обрабатывают концевыми фрезами с диаметром, который меньше на 2—3 мм, чем ширина паза. Вначале фрезеруют предварительный паз на полную глубину с шириной, равной диаметру фрезы, а затем обе стенки паза дофрезеровывают с соблюдением необходимой ширины.

При обработке Т-образного паза сначала его фрезеруют дисковой 1 или концевой 2 фрезой (фиг. 217, а), а затем фрезеруют Т-образной фрезой 3. На фиг. 217, б показана также схема обработки паза, имеющего форму ласточкина хвоста. Цифрами показан порядок выполнения обработки.
Фрезерование плоских поверхностей, расположенных параллельно оси шпинделя, производится цилиндрическими фрезами, причем для повышения жесткости инструмента его закрепляют на двухопорной оправке (с опорами в шпинделе и люнете задней стойки). Пример фрезерования поверхности, параллельной оси шпинделя, показан на фиг. 218. Узкие плоские поверхности, расположенные на небольших расстояниях от внешних контуров детали, могут быть обработаны цилиндрическими фрезами, закрепленными на концевых оправках.
Режимы резания при фрезеровании устанавливают исходя из типа и конструкции фрезы, материала режущей части фрезы, обрабатываемого материала, а также требуемой точности и чистоты обработки.

Вначале определяют глубину резания и число проходов; их количество зависит от величины припуска на обработку и той конечной точности и чистоты, с которой должна быть обработана поверхность.
При черновом фрезеровании надо назначать возможно большую глубину резания и большую подачу, выбираемую по таблицам, учитывающим тип фрезы и обрабатываемый материал.
Скорости резания назначаются в соответствии с принятой подачей по таблицам для данного обрабатываемого материала и материала режущей части фрезы.
В табл. 17 приведены величины подач sz на один зуб торцовых фрез из быстрорежущей стали при черновом и получистовом фрезеровании стали и чугуна и средние значения скоростей резания при работе без охлаждающей жидкости.
В табл. 18 приведены рекомендуемые режимы резания при работе торцовыми фрезами, оснащенными пластинками твердого сплава.
Подачи на один зуб и средние значения скоростей резания, рекомендуемые при работе концевыми фрезами, приведены в табл. 19. Минимальные величины подач соответствуют чистовой обработке пазов, а максимальные — черновой.
Фрезерование плоскостей торцовыми фрезами, особенно при черновой обработке, требует значительной мощности. В связи с этим необходимо осуществлять расчет мощности, потребной для фрезерования, с целью ее сравнения с мощностью станка.
Мощность электродвигателя станка, потребляемая при фрезеровании торцовыми фрезами, с достаточной точностью определяется по формуле

где v — скорость резания в м/мин;
t — глубина резания в мм;
z — число ножей — резцов фрезы;
sz — подача на один зуб в мм;
В — ширина фрезерования в мм;
D — диаметр фрезы в мм;
k — коэффициент, характеризующий влияние обрабатываемого материала.
Значение коэффициента к приводится ниже. n — к. п. д. станка; обычно к. п. д. станка равен 0,6 — 0,7.

Допустим требуется произвести фрезерование поверхности у детали из углеродистой стали на расточном станке, причем мощность электродвигателя привода главного движения равна 8 квт.
По условиям обработки и выбранным режимам резания дано:

Диаметр фрезы на основании указанных выше данных определяется

Принимаем фрезу диаметром D = 150 мм с числом зубьев z = 6. Мощность электродвигателя для рассматриваемого примера

Подставляя соответствующие значения, получим:

Из расчета видно, что электродвигатель будет работать с некоторой перегрузкой.
Если учесть, что работа протекает с перерывами, в течение которых электродвигатель остывает, данную перегрузку можно считать допустимой. При длительной работе электродвигателя перегрузка недопустима.