Фрезерный станок

Содержание

Введение

1. Назначение и классификация фрезерных станков

2. Рациональные правила и приемы работы

3. Виды режущих инструментов

3.1Инструментальные материалы для фрез

3.2Насадные фрезы

3.3Концевые фрезы

4. Понятие о качестве продукции

4.1 Управление качеством продукции

4.2Вертикально-фрезерный станок

Заключение

Список использованной литературы

Введение

На фрезерных станках производится обработка заготовок из древесины и древесных композиционных материалов (древесностружечных, столярных, древесноволокнистых плит и фанеры).

Заготовками называются отрезки древесины или древесных материалов, имеющие размеры равные или кратные размерам деталей с учетом припусков на последующую обработку, в том числе на усушку. Заготовки получают в результате раскроя пиломатериалов или композиционных материалов, имеющих большие размеры по сечению, длине или площади.

В зависимости от методов получения деревянных заготовок различают: пиленые, полученные в результате обработки на круглопильных или ленточнопильных станках, и калиброванные (строганые), полученные из пиленых фрезерованием в заданный размер но сечению на четырехсторонних продольно-фрезерных станках **ли соответствующих линиях обработки брусковых деталей. В настоящее время широкое распространение получают клееные заготовки, полученные путем склеивания по длине и по ширине более мелких заготовок. На фрезерных станках в большинстве случаев обрабатываются строганые заготовки, предназначенные для изготовления разнообразных деталей в производстве мебели, столярно-строительных деталей, судо-, авто-, вагоностроении, сельхозмашиностроении и ряде других отраслей промышленности.

Заготовки изготавливают из древесины различных пород: хвойных (сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты и др.), твердых лиственных (березы, бука, дуба, ясеня), мягких лиственных (осины, липы и др.).

Промышленность выпускает заготовки для специализированных производств: лыж, музыкальных инструментов, бочек, ткацких челноков, катушек, шпуль и т. д. по соответствующим ГОСТам и техническим условиям (ТУ).

С целью увеличения полезного выхода древесины номинальные размеры сечений заготовок приближены к соответствующим размерам выпускаемых пиломатериалов и установлены ГОСТ для древесины влажностью 15 %. Заготовки влажностью более 15 % должны выпускаться с припуском на усушку. Влажность заготовок обычно должна соответствовать заданной техническими условиями или стандартами влажности для выпускаемых деталей.

1. Назначение и классификация фрезерных станков

Технологический процесс получения готовой детали из заготовки в общем случае включает ряд последовательных операций, выполняемых на фуговальных, рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных, собственно фрезерных, шлифовальных и других станках. В результате выполнения этих операций на заготовке формируются новые поверхности, точное положение которых относительно друг друга достигается соответствующим положением технологической базы заготовки на установочных и направляющих поверхностях конструктивных элементов станка.

По конструктивным и технологическим признакам различают следующие основные типы фрезерных станков: с нижним расположением шпинделя, копировальные с верхним расположением шпинделя, карусельные и модельные. Фрезерные станки предназначены для плоской, профильной и рельефной обработки прямолинейных и криволинейных деталей и узлов способом фрезерования, в том числе формирования сквозных и несквозных профилей, контуров, выборки пазов, гнезд, шипов и т. д.

На станках с нижним расположением шпинделя производят следующие виды обработки деталей: продольную плоскую и. фасонную, криволинейную обработку прямых и фасонных кромок, по наружному и внутреннему контуру щитов и рамок, несквозную зарезку пазов, а также шипов и проушин. Следует отметить, что в условиях специализированных производств продольную обработку деталей производительнее выполнять на станках проходного типа продольно-фрезерных: рейсмусовых и четырехсторонних.

На копировальных станках с верхним расположением шпинделя фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверхности, щиты и рамки, выбирают пазы, гнезда, полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отверстия, а при наличии специальных приспособлений нарезают короткие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художественные работы.

На карусельных станках с большой производительностью выполняют криволинейную обработку по копиру прямых и фасонных кромок брусковых и щитовых деталей, в том числе и по контуру. Модельные станки позволяют производить фрезерование верхних и боковых поверхностей деталей сложной конфигурации, а также расточку, обточку, сверление и другие подобные операции при изготовлении литейных моделей и стержневых ящиков в специализированных литейных производствах.

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя. Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя наиболее универсальны и находят широкое применение во всех отраслях деревообработки, т. к. позволяют выполнять широкий ряд технологических операций: плоское и профильное фрезерование кромок, криволинейное фрезерование по шаблону (копиру), несквозное фрезерование пазов, нарезание шипов и выборку проушин и т. д. Эти операции можно выполнять как с ручной, так и механизированной подачей заготовок.

Станкостроительная промышленность выпускает следующие модели фрезерных станков с нижним расположением шпинделя: ФС_1
(фрезерный средний с ручной подачей заготовок толщиной до
100 мм - базовая модель), ФСШ_1 (то же, но оснащен шипорезной кареткой для нарезания простых шипов), ФСШ_П (то же, но
с механизированной подачей шипорезной каретки). Имеются фрезерные станки с нижним расположением шпинделя типов ФЛ (легкие с шириной фрезерования до 80 мм), ФС (средние-до 100 мм),
ФТ (тяжелые - до 125 мм), а также их модификации с ручной
подачей шипорезной каретки (ФЛШ, ФСШ и ФТШ) и автоподатчиком заготовок (ФЛА, ФСА и ФТА).

На деревообрабатывающих предприятиях часто встречаются фрезерные станки с нижним расположением шпинделя и ручной подачей заготовок типов Ф_5, Ф_6, ФШ_4, а также станок ФА_4 с механизированной подачей заготовок звездочкой. Ведущее предприятие по выпуску фрезерных станков - Днепропетровский станкостроительный завод.

Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя. В эту группу входят копировальные станки (ВФК_1, ВФК_2), карусельные (Ф1К_2, Ф1К_2А) и модельные (ФМ25, ФМС). Фрезерные копировальные станки с верхним расположением шпинделя универсальные. Эти станки находят широкое применение при производстве мебели, различных изделий широкого потребления, радиоаппаратуры, вагоностроении и т. д.

Технические характеристики фрезерных станков с нижним расположением шпинделя.

	ФС-I	ФСШ-I	ФСШ-II
Наибольшая толщина обрабатываемого изделия, мм….	100	100	100
Длина стола, мм………………….	1000	1000	1000
Ширина стола, мм……………….	800	800	800
Размер внутреннего конуса Морзе по СТ СЭВ 147-75……….	4	4	4
Частота вращения шпинделя, мин-1………………………………	3550; 7100	4500; 9000	3000; 6000; 4500; 9000
Вертикальное перемещение шпинделя, мм…………………….	160	160	160
Диаметр шпиндельной насадки, мм…………………………………	32	32; 27*	32
Наибольший диаметр режущего инструмента, мм…………………	250	250	250
Наибольшая ширина заготовки, устанавливаемой на столе шипорезной каретки при глубине шипа 100 мм, мм…………………	-	230	230
Ход шипорезной каретки, мм……	-	500	500
Привод подачи шипорезной каретки…………………………….	-	Ручной	Механический
Наибольшая скорость механической подачи, м/мин, не менее………………………………	-	-	20,0
Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм….	1085 х 1150 х 1320	1550 х 1500 х 1320	1420 х 1510 х 1360
Масса станка, кг………………….	840	940	920

Техническая характеристика фрезерных копировальных станков с верхним расположением шпинделя

	ВФК_1	ВФК_2
Размер стола, мм…………………………………….	700 х 760	800 х 1180
Частота вращения шпинделя, мин-1………………	18 000	18 000
Диаметр фрезы, мм……………………………….	2 - 36	2 - 36
Вертикальное перемещение шпинделя, мм…….	Ручное 130	Пневматическое 130
Мощность электродвигателя механизма резания, кВт………………………………………………….	1,5	1,5
Вылет шпинделя, мм………………………………	600	710
Наибольший просвет между шпинделем и столом, мм………………………………………………….	460	300
Высота стола от пола, мм:
наибольшая…………………………………………	1000	1000
наименьшая……………………………………….	800	800
Габаритные размеры (длина х ширина х высота)	1170 х 1240 х 1670	1180 х 1450 х 1600
Масса, кг, не более………………………………….	750	870

Станки фрезерные карусельные предназначены для плоскостного и фигурного фрезерования брусковых и щитовых деталей из древесины и древесных материалов по копирам в различных деревообрабатывающих производствах. Различают фрезерные карусельные станки с верхним Ф1К_2, Ф1К_2А и нижним Ф2К-ШЗ расположением шпинделя.

Для получения деталей с высокими требованиями к.шероховатости обработанной поверхности (чаще всего детали, поверхность которых в дальнейшем должна подвергнуться облагораживанию - лакированию, крашению (например, ножки, царги и сиденья стульев), фрезерные карусельные станки оснащаются шлифовальными головками.

Техническая характеристика фрезерных карусельных станков

	Ф1К_2	Ф1К_2А	Ф2К-Ш3
Фрезерных шпинделей, шт.………………	1	1	2
Шлифованных головок, шт.………………	-	1	3
Размеры обрабатываемых деталей, мм:
диаметр (длина)………………………….	230 - 1200	230 - 1200	310 - 920
ширина…………………………………….	230	230	30 - 130
Наибольшая высота фрезерования, мм….	100	100	20
Диаметр стола, мм…………………………	1000	1000	2400
Частота вращения шпинделя, мин -1…….	7000	7000	7000
Частота вращения шлифованной головки, мин -1……………………………………….	3000	3000	3000
Частота вращения стола, мин -1……………	0,3 - 5,5	0,3 - 5,5	1 - 5
Наибольшее вертикальное перемещение шпинделя, мм………………………………	50	50	50
Частота осцилляции шлифованной ленты, мин -1……………………………………….	120	120	95
Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм, не более…………	2470 х 1150 х 2100	2470 х 1550 х 2100	4130 х 4050 х 1150
Масса станка, не более…………………….	2300	2460	4000

Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с ручной подачей

	ФЛ	ФС_1	ФТ
Толщина обрабатываемого изделия, мм………………	80	100	125
Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………….	800 х 630	1000 х 800	1250 х 1000
Частота вращения шпинделя, мин-1………………………………	600; 12 000	3550; 7100	4000; 8000
		4500; 9000
Вертикальное относительное перемещение шпинделя, мм……	100	100	100
Диаметр шпиндельной насадки, мм……………………………….	22	32	32
Наибольший диаметр режущего инструмента, мм…………………	250	250	250
Мощность электродвигателя, кВт	1,8 (2,3)	4,7 (5,5)	4,7 (5,5)
Габаритные размеры, мм:
длина………………………	950	1085	1175
ширина……………………	875	1150	1250
высота…………………….	1255	1225	1285
Масса, т ……….	0,68	0,8	0,8

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя бывают: с ручной подачей для профильного фрезерования по линейке, кольцу и копиру (легкие - ФЛ, средние - ФС, тяжелые - ФТ); с шипорезной кареткой, позволяющей вырабатывать на концах деталей шипы и проушины (средние - ФСШ, тяжелые-ФТШ); с механической подачей для прямолинейной обработки (легкие-ФЛА, средние - ФСА, тяжелые - ФТА).

Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с механической подачей

	ФЛА	ФСА_1	ФТА
Толщина обрабатываемого изделия, мм………………	80	100	125
Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………….	1000 х 800	1000 х 800	1250 х 1000
Диаметр шпиндельной насадки, мм…………………………………	22	32	32
Частота вращения шпинделя, мин-1………………………………	6000; 12 000	4500; 9000	4000; 8000
Вертикальное относительное перемещение шпинделя, мм……	100	100	100
Наибольший диаметр режущего инструмента, мм…………………	250	250	250
Величина подачи, м/мин……….	8 - 25	8 - 25	8 - 25
Мощность электродвигателя, кВт	2,25 (2,9)	5,15 (6,1)	5,15 (6,1)
Габаритные размеры, мм:
длина………………………	1000	1000	1180
ширина……………………	1000	1090	1250
высота…………………….	1355	1355	1360
Масса, т ……….	0,84	0,85	1,1

Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с шипорезной кареткой

	ФТШ	ФСШ_1	ФЛШ
Толщина обрабатываемого изделия, мм………………	125	100	80
Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………….	1250 х 1000	1000 х 800	1000 х 800
Диаметр шпиндельной насадки, мм…………………………………	32	27	22
Частота вращения шпинделя, мин-1………………………………	4000; 8000	3500; 7000	3500; 6000
		4500; 9000	70000
Вертикальное относительное перемещение шпинделя, мм……	100	100	100
Диаметр шипорезного диска, мм.	250	250	250
Ход шипорезной каретки, мм….	500	500	500
Мощность электродвигателя, кВт	4,7 (5,5)	4,7 (5,5)	1,8 (2,3)
Габаритные размеры, мм:
длина………………………	1550	1550	1550
ширина……………………	1750	1500	1500
высота…………………….	1320	1320	1320
Масса, т ……….	1,1	0,87	0,87

2. Рациональные правила и приемы работы

Перед фрезерованием необходимо осмотреть заготовку со всех сторон, выявить все дефекты (трещины, сучки, пороки строения и ненормальности окраски, гниль, червоточины, дефекты предшествующей механической обработки, покороблениость), мысленно оценить их размеры, взаимное положение, проанализировать возможное влияние дефектов па качество обработки не только на фрезерных станках, но и при выполнении последующих операций технологического процесса. Не следует фрезеровать сильно покоробленные заготовки, стрела прогиба у которых заведомо больше припуска на обработку, т. к. они неизбежно окажутся браком. Это же относится к заготовкам, имеющим дефекты, не допускаемые техническими условиями на данный вид изделий.

Важный момент, предшествующий обработке, - правильный выбор технологических баз и направления волокон древесины по отношению к направлению подачи. База выбирается исходя из необходимости устойчивого базирования заготовки на переднем столе и поэтому для покоробленных заготовок должна иметь вогнутую форму. Одновременно необходимо учитывать, что значительная общая глубина фрезерования при формировании технологической базы позволяет удалять ряд дефектов с базовой поверхности, чего невозможно достичь при последующих операциях.

Размеры неровностей на фрезерованных поверхностях, а следовательно, и шероховатость поверхности обработки во многом зависят от угла подачи между направлением волокон древесины и вектором скорости подачи. Так, при подаче по волокнам со скоростью 12 м/мин шероховатость обработанной поверхности R_z max = 60… 100 мкм (), а при подаче против волокон (встречный косослой) достигает 320 мкм (). Таким образом, только правильной ориентацией заготовок, подаваемых в станок, можно добиться как минимум двукратного увеличения скорости подачп и соответственно производительности при сохранении заданного уровня шероховатости.

Глубина фрезерования на фрезерном станке зависит от припуска на обработку. Необходимо стремиться к работе при малых глубинах фрезерования, т. к. это приводит к уменьшению сил резания и усилий прижима, деформирующих заготовку, позволяет устранить нежелательное явление деформации заготовки при распределении внутренних напряжений, когда сфрезеровывается значительная часть материала. Одновременно работа с малыми глубинами фрезерования позволяет рационально использовать припуск на обработку и уменьшает возможность появления технологического брака, снижает утомляемость рабочих. Обрабатываемые заготовки и материалы надо подавать в станок справа налево.

При работе на фрезерном станке с ручной подачей необходимо обеспечить плавную и равномерную подачу заготовок, плотно прижимая обработанные стороны заготовки к поверхностям стола и направляющих устройств. После рабочего хода обработанную поверхность (или поверхности) осматривают и, если на детали остались непрофрезерованные места или дефекты, которые невозможно устранить последующей механической обработкой, ее бракуют. Плоскостность без заготовок проверяют поверочной линейкой и щупом или «на просвет» по щели между двумя заготовками, сопри-, касающимися обработанными поверхностями. Перпендикулярность смежных поверхностей заготовки контролируют угольником и щупом. Профиль обработанной детали проверяют по шаблону.

Для фрезерных станков с нижним расположением шпинделя установлены по ГОСТ 69-75 следующие допуски на обработку деталей, в мм: равномерность ширины паза 0,1 на 1000; параллельность паза базовой поверхности 0,25 на 1000; равномерность ширины проушины 0,1 на 100; параллельность проушины базовой поверхности (для станков с шипорезной кареткой) 0,1 на 100.

Для безопасной работы на станках заготовки короче 400 мм, уже и тоньше 40 мм, а также заготовки с фасонным профилем разрешается фрезеровать только при помощи колодок-толкателей. Фрезерование кромок шпона необходимо вести в пакетах с использованием специальных приспособлений - цулаг, обеспечивающих обжатие и надежное крепление пакета. Для обработки заготовок небольшой толщины и, как правило, невысокой жесткости можно использовать вальцевые механизмы подачи с независимой подвеской подающих вальцов. При обработке заготовок длиной более 2 м спереди и сзади станка необходимо устанавливать опоры в виде стоек с роликами, приставных столиков, роликовых столов. Ролики должны располагаться на 0,6-1 м один от другого и легко вращаться.

Высота выкладываемых стоп обработанных деталей и заготовок не должна быть более 1,7 м. Оптимальные решения по организации рабочих мест, размещению подстопных мест и проходов необходимо принимать из конкретных условий производственного процесса.

3. Виды режущих инструментов

В станках фрезерной группы применяются многочисленные конструкции режущего инструмента - фрезы, которые по основным отличительным конструктивным признакам могут быть разбиты на две группы: насадные (цельные, составные, сборные) и концевые (цельные затылованные и цельные незатылованные).

3.1 Инструментальные материалы для фрез

Одно из основных условий высокопроизводительной работы режущего инструмента - правильный выбор инструментального материала. Для изготовления режущих элементов фрезерного инструмента в деревообработке применяют инструментальные стали (легированные, быстрорежущие), твердые сплавы, металлокерамические материалы. Для изготовления корпусов инструментов используют конструкционную качественную сталь, конструкционную легированную сталь, а также специальные легкие сплавы.

Легированные инструментальные стали. Эти стали в своем составе содержат легирующие элементы (хром X, вольфрам В, ванадий Ф и др.), повышающие их режущие и другие свойства (например, износостойкость возрастает в 2-2,5 раза по сравнению с износостойкостью углеродистых инструментальных сталей). Для изготовления цельных насадных фрез, а также сменных резцов и ножей в сборных фрезах широко используют хромовольфрамованадиевые стали марок Х6ВФ и 9Х5ВФ.

Быстрорежущие инструментальные стали. Эти стали обладают более высокими режущими свойствами по сравнению с обычными легированными сталями вследствие большего содержания вольфрама В, а также присутствия молибдена М. Для дереворежущих инструментов используют следующие марки быстрорежущих сталей: Р4, Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5. Вольфрамомолибденовые стали марок 6РМЗ и Р6М5 значительно повышают прочность и износостойкость инструмента. Вследствие значительного содержания молибдена режущие свойства этих сталей близки к режущим свойствам быстрорежущих сталей Р12 и Р18, несмотря на то, что содержание вольфрама в них в 2-3 раза меньше.

Твердые металлокерамические сплавы. Основные компоненты твердых сплавов - карбиды вольфрама, титана и тантала. Кобальт в составе твердых сплавов играет роль цементирующей связки. В деревообработке наибольшее распространение получили однокарбидные металлокерамические твердые сплавы, содержащие карбиды вольфрама (марки ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В, ВК15).

При изготовлении инструмента с пластинками твердого сплава, как правило, используют стандартные пластинки, которые крепят к державке или корпусу методом пайки или механическими устройствами.

3.2 Насадные фрезы

Для фрезерования древесины и древесных материалов широко используют насадные фрезы, отличительная особенность которых - отверстия для насадки на шпиндель станка или непосредственно на вал электродвигателя.

Насадные фрезы в зависимости от конструктивного исполнения разделяют на цельные и сборные. В свою очередь цельные насадные фрезы могут быть одинарными и в виде наборов фрез (составные). Набор цельных фрез чаще всего представляет собой группу фрез, подобранных для обработки профилей деталей, получение которых одинарными фрезами трудно, непроизводительно или невозможно. Набор цельных фрез закрепляют на одном общем валу. В набор могут входить фрезы одинаковые по параметрам или разные. Цельные, фрезы изготавливают из одной заготовки легированной стали или из конструкционной стали с припаянными пластинками твердого сплава или легированной стали. По оформлению задней поверхности зуба дельные фрезы разделяют на затылованные и с прямой задней гранью (с остроконечными зубьями). Затылованные цельные фрезы чаще всего предназначены для фасонного фрезерования различных профилей, режущая кромка у них фасонная.

В зависимости от формы режущих кромок получается тот или иной профиль обрабатываемых деталей. Зубья фасонных затылованных фрез имеют плоскую переднюю грань; заднюю их грань чаще всего оформляют по кривым архимедовой спирали или по дугам окружности, проведенным из смещенного центра. Особенность затылованных фрез в том, что при переточках по передней грани они сохраняют постоянство профиля режущей кромки в осевом сечении зуба фрезы.

Диаметры посадочного отверстия d у фрез цельных фасонных составляют 22; 27 и 32 мм, что в большинстве случаев совпадает с соответствующими размерами оправок фрезерных станков. Внешний диаметр D фасонных фрез 80; 100 и 125 мм.

Фасонные цельные затылованные фрезы имеют ряд достоинств: сохраняют угловые параметры за весь срок службы инструмента, что обеспечивает постоянство профиля обрабатываемых деталей, удобны в эксплуатации, хорошо сбалансированы. Однако имеют и недостатки, основной из которых - нерациональное использование легированной инструментальной стали: эффективно используется не более 10-20 % массы фрезы.

У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя грани имеют плоскую форму в плоскостях перпендикулярных оси вращения фрезы. Конструкции фрез данного типа довольно разнообразны. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся фрезы для фасонного фрезерования, пазовые, для фрезерования шипов и др. В зависимости от назначения и конструкции фрезы с остроконечными зубьями затачивают по передней или задней грани. Эти фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или конструкционной стали (корпус) с припаянными пластинками быстрорежущей стали или твердого сплава на зубьях фрезы. В зависимости от вида выполняемых работ и сложности профиля детали фрезы с остроконечными зубьями могут быть одинарными, составными (составлены из разных фрез) или в виде комплектов из нескольких однотипных фрез.

Боковые режущие кромки фрез, обеспечивающие размер по ширине В паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины В постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, формирующих размер В, имеют с двух сторон подрезающие зубья с передним углом 45°. Подрезающие зубья (подрезатели) выступают над основной окружностью резания на 0,5 мм и служат для обеспечения качественной обработки. Существуют аналогичные по конструкции пазовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.

Для плоского цилиндрического фрезерования применяют фрезы с остроконечными зубьями, оснащенными пластинками твердого сплава. Эти фрезы чаще всего используют в мебельном производстве при обработке щитов, облицованных шпоном, пластиками и другими материалами. Для повышения качества обработки со стороны облицовочного слоя (устранения сколов) зубья имеют наклон к оси вращения. Наклон режущей кромки выбирают таким образом, чтобы сила Р была направлена в глубь массива. При фрезеровании плит, облицованных с двух сторон, применяют фрезы с двусторонним наклоном режущих кромок, что обеспечивают составные фрезы, состоящие из двух одинаковых фрез, но с разным наклоном зубьев, или одинарные фрезы с двумя рядами зубьев. Угол наклона зубьев к оси фрезы обычно 15-20°.

При фрезеровании древесных материалов (ДСтП, ДВП, пластиков и др.) рационально использовать твердый сплав в качестве инструментального материала. В зависимости от профиля обрабатываемой детали могут быть применены стандартные пластинки или пластинки из пластифицированного твердого сплава. Довольно часто приходится перешлифовывать стандартные пластинки твердого сплава, чтобы придать им требуемую форму и размеры. Перешлифовку.делают алмазными кругами повышенной производительности. В целях рационального использования твердого сплава, а также в зависимости от профиля режущей кромки пластинки припаивают по передней или задней грани зуба. Так, для фрез, предназначенных для плоского или углового фрезерования, более экономичное использование пластинки будет при расположении ее по задней грани, однако при этом должна быть обеспечена надлежащая прочность припайки. У фрез для фасонной обработки пластинки твердого сплава, как правило, припаивают к передней грани.

Окончательное профилирование режущих кромок фрезы делают после припайки пластинок. Очертание профильных режущих кромок у фасонных фрез, оснащенных твердым сплавом, может быть самым разнообразным.

Для фрезерных станков наибольшее распространение получили конструкции сборных насадных фрез, представленные на рис. 9. Дисковая пазовая фреза предназначена для фрезерования пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи 1, укрепляемые в клиновых пазах корпуса 4 клиньями 2 и распорными винтами 3. Внешний диаметр D фрез 200; 250; 320 и 360 мм. Ножи изготавливают из стали или оснащают пластинками твердого сплава длиной 50 мм и шириной 8; 12; 16; 20 мм. Диаметр посадочного отверстия 32 и 40 мм.

Цилиндрическая сборная фреза с прямыми ножами (рис. 9,6) имеет центробежно-клиновой способ крепления ножей. Фреза состоит из корпуса 4, ножей 1, клиньев 2 и распорных болтов 3: При вывинчивании болтов 3 клинья 2 прочно закрепляют ножи в корпусе. Для надежного крепления ножей усилие затяжки составляет 30-40 Н при длине ключа 120-140 мм. Во время вращения фрезы под действием центробежных сил усилие зажима ножа в корпусе возрастает.

Фрезы выпускают в двух исполнениях: исполнение А - с плоскими стальными ножами длиной 40; 60; 90; ПО; 130; 170 и 200 мм; исполнение Б - с ножами, оснащенными пластинками твердого сплава ВК15. Внешний диаметр фрез 80; 100; 125; 140; 160 и 180 мм. Существуют аналогичные конструкции фрез для профильного фрезерования, а также нарезки шипов.

Составные фрезы собирают (составляют) из двух и более цельных фрез для обработки сложных (двухсторонних) профилей, имеющих участки, расположенные в плоскости вращения фрезы. Сборные насадные фрезы имеют сменные режущие элементы - резцы или ножи. В этом их основная особенность. Сборные насадные фрезы состоят из корпуса, режущих элементов в виде ножей или резцов, деталей крепления, регулирования, центрирования и зажатия на шпинделе станка. Сборные насадные фрезы обеспечивают постоянство диаметра резания независимо от переточек.

3.3 Концевые фрезы

В отличие от насадных фрез у концевых нет посадочного отверстия, а есть хвостовик, которым они закрепляются на шпинделе станка. Хвостовики бывают цилиндрические, конусные или резьбовые. Фрезы закрепляют в конусном или резьбовом гнезде шпинделя, патроне или цанге. В зависимости от формы поверхности, описываемой режущими кромками при вращении инструмента, фрезы подразделяют на цилиндрические и фасонные.

Концевые фрезы применяют для выборки гнезд и пазов, обработки деталей по контуру, фасонной обработки боковых поверхностей деталей, снятия свесов у щитов, облицованных различными материалами, объемного копирования и т. п. В отличие от насадных концевые фрезы имеют небольшой диаметр (практически от 3 до 60 мм). В связи с этим для обеспечения необходимых скоростей резания концевые фрезы работают при частоте вращения 9000 - 24000 мин-¹. При таких частотах вращения и сравнительно небольших скоростях подачи (5-10 м/мин) подача на один зуб (при 2=1… 2) незначительна, что обеспечивает высокое качество обработки.

Концевые фрезы изготавливают в основном цельными, но существуют конструкции и сборных концевых фрез. При выборке продольных пазов, фрезеровании четверти, обработке внутренних контуров деталей (для заглубления) концевые фрезы кроме боковых режущих кромок должны иметь и торцовые режущие кромки.

В зависимости от оформления задних поверхностей зубьев концевые фрезы разделяются на затылованные, незатылованные и с остроконечными зубьями. Сведения о затылованных фрезах и фрезах с остроконечными зубьями приведены выше. Под незатылованными здесь понимаются фрезы, у которых задняя поверхность для любой точки боковой режущей кромки оформлена по дуге окружностей из центра фрезы. Для создания необходимых углов резания незатылованные фрезы устанавливают в эксцентриковый зажимной патрон. По мере переточек уменьшается масса инструмента, поэтому незатылованные концевые фрезы необходимо периодически балансировать вместе с патроном. Балансируют их также и при изменении установочных углов в патроне.

Цельные концевые фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или быстрорежущей стали с припаянными пластинками из твердого сплава, монолитными (целиком из твердого сплава), в виде монолитной рабочей части из твердого сплава и напаянным хвостовиком из конструкционной стали. Фрезы концевые цилиндрические из легированной стали марок Х6ВФ и 8Х4В4Ф1 (Р4) изготавливают трех типов (рис. 10): незатылованные для фрезерования по контуру (а); затылованные для фрезерования по контуру (б); для выборки гнезд (в). Фрезы типов - а и б-однорезцовые, типа в-двухрезцовые. Диаметр фрез типа а 3 - 20 мм с градацией через 1 мм до диаметра 8 мм и через 2 имевшие 8 мм. Диаметр фрез типов б и в. 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20 и 25 мм. Для уменьшения' трения торцовых кромок о древесину при выборке пазов и гнезд дается поднутрение к центру фрезы под углом 2…3⁰. Задний угол торцевых кромок 20-25°. Угловые параметры для боковых режущих кромок следующие: а=10 15°; у = 30;..35°.

Для фрезерования различных древесных материалов (ДСтП,
ДВП, пластики и др.) следует применять концевые фрезы, осна - щенные пластинками твердого сплава. На рис. 10, г показана одно-резцовая незатылованная фреза, корпус которой изготовлен из стали 40Х или стали 45, а пластинка - из твердого сплава ВК15. Диаметр таких фрез 8-18 мм с градацией через 2 мм, диаметр посадочной шейки 8 и 10 мм, длина 55-70 мм. Эти фрезы изготавливают Сестрорецкий и Томский инструментальные заводы.

4.Понятие о качестве продукции

4.1 Управление качеством продукции

Под управлением качеством продукции в соответствии с ГОСТ 15467-70 следует понимать установление, обеспечение, поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, производстве и эксплуатации, осуществляемые путем систематического контроля и целенаправленного воздействия на влияющие на качество условия и факторы.

Таким образом, управление качеством должно охватывать все стадии цикла создания машины: исследование и проектирование, изготовление и эксплуатация.

На стадии разработки, к которой относятся научно-исследовательские работы и все этапы проектирования и освоения машины вплоть до выпуска ее опытного образца (или опытной партии), должна быть создана конструкция машины, отвечающая требованиям высшей категории качества.

На стадии изготовления должна быть внедрена передовая технология заготовительных операций, механической обработки, сборки, окраски, испытаний, технического контроля при неуклонном соблюдении технологической дисциплины.

На стадии эксплуатации должна быть обеспечена обратная связь от потребителя к производителю машины. Цель обратной связи - обеспечить производителя систематическими сведениями о качестве выпущенных им машин, о ремонте и др.

4.2 Вертикально-фрезерный станок

В настоящее время в машиностроении широко используются детали, содержащие сложно-профильные поверхности: формообразующие поверхности штампов, прессформ, копиры и многие другие.

К основным способам получения деталей с такими поверхностями можно отнести литье, штамповка, резание. Однако только обработка резанием, в частности фрезерование, позволяет получить параметры поверхности близкими к заданным и сократить время последующей доводки. Очень часто этот метод является единственным возможным методом, это особенно важно на данный момент, так как большинство предприятий машиностроения перешли на серийное или мелкосерийное производство. Получение деталей фрезерованием, при таком типе производства, наиболее экономически оправдано.

Типовой технологический процесс обработки сложнопрофильных поверхностей включает в себя следующие операции: заготовительная, фрезерная, доводочная. Последняя выполняется вручную, при этом трудоемкость операции определяется выходными параметрами поверхности после фрезерования. Поэтому обеспечив высокий класс шероховатости на стадии фрезерования, можно сократить время на доводку, которая является наиболее трудоемкой частью технологического процесса.

Предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, угловыми, торцевыми, фасонными и другими фрезами. На станках обрабатывают горизонтальные и вертикальные плоскости, пазы, рамки, углы, зубчатые колеса, модели штампов, пресс-форм и другие детали из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять твердосплавный инструмент.

В станине 1 размещена коробка скоростей 2. Шпиндельная головка 3 смонтирована в верхней части станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости. При этом ось шпинделя 4 можно поворачивать под углом к плоскости рабочего стола 5. Главным движением является вращение шпинделя. Стол, на котором закрепляют заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок 6. Салазки имеют поперечное перемещение по направляющим консоли 7, которая перемещается по вертикальным направляющим станины. Таким образом, заготовка, установленная на столе 5, может получать подачу в трех направлениях. В консоли смонтирована коробка подач 8.

На вертикально-фрезерных станках применяют следующие типы фрез: торцовые (рис 1.1), концевые (рис 1.2), шпоночные (рис 1.3). Фрезы изготовляют цельными (рис 1.1, 1.2, 1.3) или сборными (рис 1.4) с напайными или вставными ножами.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей, корпуса напайных фрез - из конструкционных сталей; на рабочие части зубьев фрез припаивают пластинки из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы различными механическими способами.

Режущее лезвие торцовой фрезы состоит из главного режущего лезвия 8, переходного лезвия 9 и вспомогательного лезвия 10. Зуб торцовой фрезы имеет главный угол в плане ?, измеряемый между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ? 1 составляет 5-10о. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности. Угол а плане на переходном режущем лезвии ? 0=? /2.

Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относятся прихваты, угольники, призмы, машинные тиски.

При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки. Они служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезеровании винтовых канавок.

Делительная головка состоит из корпуса 1, поворотного барабана 2 и шпинделя 4 с центром. В корпусе на шпинделе жестко закреплено червячное зубчатое колесо (обычно с числом зубьев 40), находящееся в зацеплении с однозаходным червяком. Вращение шпинделю сообщают рукояткой 6. Следовательно, при одном обороте рукоятки шпиндель сделает 1/40 оборота. На переднем конце шпинделя нарезана резьба для навинчивания кулачкового патрона или поводка. Делительный лимб 5 с отверстиями закреплен на полом валу, внутри которого расположен вал рукоятки 6. Для удобства пользования лимбом 5 имеется раздвижной сектор 7, состоящий из двух ножек, которые устанавливают так, чтобы между ними было необходимое число отверстий на лимбе. На шпинделе 4 закреплен лимб 3 для непосредственного деления заготовки на части.

Винтовые канавки фрезеруют при непрерывном вращении шпинделя делительной головки, которое он получает от винта продольной подачи стола фрезерного станка через сменные колеса. Заготовку устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки. В процессе обработки заготовка получает два движения - вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения согласованы так, что при перемещении на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка делает один оборот.

В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи крутящего момента от шпинделя на фрезу. Базой для крепления фрезы на оправке может быть её центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу крепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором - хвостовыми.

На рисунке 1.5 показана оправка для крепления торцовых фрез. Коническим хвостовиком 10 оправку закрепляют в шпинделе 1, а на другом конце оправки крепят насадную фрезу 11 с помощью шпонки 12 и винта 13. Фрезы с коническим хвостовиком 15 закрепляют в коническом отверстии шпинделя 1 непосредственно или через переходные втулки 14 (рис 1.6). Фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в цанговом патроне. Конический хвостовик патрона вставляют в шпиндель станка и закрепляют болтом.

На рисунках показаны схемы фрезерования поверхностей на вертикально-фрезерном станке. Движения, участвующие в формообразовании поверхностей в процессе резания, на схемах указаны стрелками.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис 2.1). Это удобнее вследствие большой жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы, так как одновременно работает большое количество зубьев.

Вертикальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис 2.2).

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми (рис 2.3) и концевыми (рис 2.4) фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости.

Уступы фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис 2.5).

Пазы на вертикально-фрезерных станках фрезеруют за два прохода: прямоугольный паз концевой фрезой, затем скосы паза концевой одноугловой фрезой для паза типа «ласточкин хвост» (рис 2.6); и для Т-образного паза (рис 2.7) фрезеруют паз прямоугольного профиля концевой фрезой, затем нижнюю часть паза - фрезой для Т-образных пазов.

Закрытые шпоночные пазы фрезеруют концевыми фрезами (рис 2.8), а открытые - концевыми или шпоночными (рис 2.9). точность получения шпоночного паза является важным условием при фрезеровании, так как от неё завесит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при переточке по торцовым зубьям диаметр фрезы практически не изменяется.

Фрезерование цилиндрических зубчатых колес на вертикально-фрезерных станках осуществляется пальцевой фрезой (рис 2.10).

Сложно-профильные поверхности могут включать в себя выпуклые, вогнутые и прямолинейные участки. Причем в качестве инструмента может использоваться однозубая или многозубая фреза. Кроме того, требуемый профиль можно получить поворотом или только поступательным движением фрезы, т. е. можно выделить следующие способы получения сложнопрофильных поверхностей:

- вогнутая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы;

- выпуклая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы.

Заключение

В заключении отметим, что вертикально-фрезерный станок предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, угловыми, торцевыми, фасонными и другими фрезами. На станках обрабатывают горизонтальные и вертикальные плоскости, пазы, рамки, углы, зубчатые колеса, модели штампов, пресс-форм и другие детали из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Список использованной литературы

1. Воякин А.С. Фрезерные станки для обработки древесины - М.: Лесная промышленность, 1984. - 80 с.

2. Пикус М.Ю., Пикус И.М. Справочник фрезеровщика. Минск, Вышэйша школа, 1975. 304 с.

3. Григорьев М.А. Справочник молодого столяра, плотника и паркетчика. - 3_е издание, переработанное и дополненное - М.: Лесная промышленность, 1989. - 376 с. ISBN5-7120-0250-7

4. Барбашов Ф.А. Фрезерное дело: Учебное пособие для средних профессионально-технических училищ - 3_е издание, переработанное и дополненное - М.: Высшая школа, 1980. - 208 с.

5. Кувшинский В.В. Фрезерование. М., «Машиностроение», 1977. 240 с.

6. Блюмберг В.А., Зазерский Е.И. Справочник фрезеровщика. - Л.: Машиностроение, 1984. - 288 с.