Проектирование кузнечного зубила

3.5 Виды сверл

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Сверла. По конструкции и назначению сверла подразделяют на спиральные, центровые и специальные. Наиболее распространенным инструментом для сверления и рассверливания является спиральное сверло (Рис. 3.5., а), которое состоит из четырех частей: рабочей 6, шейки 2, хвостовика 4 и лапки 3.

В рабочей части 6 различают режущую 1 и направляющую 5 части с винтовыми канавками. Шейка 2 соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком. Хвостовик 4 служит для установки сверла в шпинделе станка. Лапка 3 является упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Рис. 3.5 Части (а), элементы и углы (б) спирального сверла

Элементы рабочей части спирального сверла показаны на Рис. 3.5. б. Сверло имеет два главных режущих лезвия 11, образованных пересечением передних 10 и задних 7 поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечное режущее лезвие 12 (перемычку) и два вспомогательных режущих лезвия 9. На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки расположены две узкие ленточки 8, обеспечивающие направление сверла при резании.

К геометрическим параметрам режущей части сверла относятся передний угол г, задний угол б, угол при вершине сверла 2ц, угол наклона поперечного режущего лезвия ш и угол наклона винтовой канавки щ.

Передний угол г измеряют в главной секущей плоскости //--//, перпендикулярной к главному режущему лезвию. В разных точках режущего лезвия передний угол различен; наибольший у наружной поверхности сверла, где он практически равен углу наклона винтовой канавки щ, наименьший у поперечного режущего лезвия.

Задний угол б измеряют в плоскости /--/, параллельной оси сверла. У наружной поверхности сверла б = 8 - 12°; по мере приближения к оси сверла задний угол возрастает до 20--25°.

Угол при вершине сверла 2 ц измеряется между главными режущими лезвиями и

имеет различную величину в зависимости от обрабатываемого материала. У стандартных сверл, применяемых при обработке разных материалов, 2ц = 90 - 118°; при сверлении сталей средней твердости 2ц = 116 - 120°.

Угол наклона поперечного режущего лезвия ш измеряется между проекциями главного и поперечного режущего лезвий на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. У стандартных сверл ш = 50 - 55°.

Угол наклона винтовой канавки щ измеряют по наружному диаметру. Обычно щ = 18 - 30°.

Стандартные спиральные сверла выпускают диаметром 0,1 -- 80 мм.

Сверла для глубокого сверления. При сверлении глубоких отверстий (L > 5D) применяют специальные сверла. На рис Рис.3.6, а показано однолезвийное сверло с напаянной пластинкой из твердого сплава для сверления глубоких отверстий диаметром 30--80 мм. Сверло оснащено одной твердосплавной режущей пластинкой 1 и двумя направляющими пластинками 2. Охлаждающая жидкость подается в зону резания и вымывает стружку через внутренний канал 3 сверла.

Рис.3.6 Сверла для глубокого сверления

Сквозные отверстия диаметром более 100 мм сверлят кольцевыми сверлами (рис. Рис.3.6.б). Сверло состоит из полого корпуса 5 с винтовыми канавками. На его торцовой части, закреплены режущие пластинки 4 (резцы), ширина которых больше толщины стенок корпуса. Режущие лезвия пластинок выступают со стороны торца, наружного и внутреннего диаметров корпуса. Число пластинок 4--8, в зависимости от диаметра сверла. Таким сверлом вырезается кольцевая канавка шириной, равной ширине пластинок.

Охлаждающую жидкость подают через внутреннюю полость сверла, а стружку отводят по винтовым канавкам.

Зенкеры (Рис. 3.7. а - в). Этим инструментом обрабатывают отверстия в литых или штампованных заготовках, а также предварительно просверленные отверстия. В отличие от сверл они снабжены тремя или четырьмя главными режущими лезвиями и не имеют поперечного лезвия, что повышает их прочность и жесткость. Режущая (или заборная) часть 1 выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 5 служит для направления зенкера в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности (2 -- шейка, 3 -- лапка, 4 -- хвостовик, 6 -- рабочая часть).

По виду обрабатываемых отверстий зенкеры делят на цилиндрические (Рис. 3.7. а), конические (Рис. 3.7. б) и торцовые Рис. 3.7. в). Зенкеры бывают цельные с коническим хвостовиком (Рис. 3.7. а, б) и насадные (Рис. 3.7. в). Первые изготовляют диаметром до 32 мм, вторые -- до 100 мм.

Рис. 3.7 Инструменты для обработки отверстий на сверлильных станках: а--в -- зенкеры; г--е -- развертки; ж -- метчик

Развертки. Этим инструментом окончательно обрабатывают отверстия. По форме обрабатываемого отверстия различают цилиндрические (Рис. 3.7. г) и конические (Рис. 3.7. д) развертки. Развертки имеют 6--12 главных режущих лезвий, расположенных на режущей части 7 с направляющим конусом. Калибрующая часть 8 направляет развертку в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности.

По способу применения различают машинные и ручные развертки. По конструкции крепления развертки делят на хвостовые и насадные. Рис. 3.7., е показана машинная насадная развертка с механическим креплением режущих пластинок в ее корпусе.

Метчики. Их применяют для нарезания внутренних резьб. Метчик (Рис. 3.7. ж) представляет собой винт с прорезанными прямыми или спиральными канавками, образующими режущие лезвия, и состоит из рабочей и хвостовой частей. Рабочая часть метчика имеет режущую (заборную) 9 и калибрующую 10 части. Заборная часть производит основную работу резания, а калибрующая зачищает нарезаемую резьбу. Хвостовая часть метчика служит для закрепления метчика в патроне. Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы. Различают гаечные, машинные и ручные метчики.

Рис. 3.8 Схемы закрепления инструмента в шпинделе станка

Режущие инструменты с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в шпинделе сверлильного станка (Рис. 3.8. а). Если размер конуса хвостовика инструмента меньше размера конического отверстия шпинделя, то применяют переходные конические втулки (Рис. 3.8.б). Инструменты с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в двух-, трехкулачковых или цанговых патронах. Закрепление режущего инструмента в цанговом патроне показано на Рис.3.8.в. На резьбовую часть корпуса патрона 1 навинчивается втулка 2, в которой находится разрезная цанга 3. Цилиндрический хвостовик инструмента 4 вставляют в отверстие цанги и закрепляют вращением втулки 2 по часовой стрелке.[19]

3.5.1 Приспособления для обработки заготовок на сверлильных станках.

При обработке на сверлильных станках применяют различные приспособления для установки и закрепления заготовок на столах станков (Рис. 3.8.1.).

Рис.3.8.1 Приспособления для закрепления заготовок на сверлильных станках.

Заготовки закрепляют прижимными планками (Рис.3.8.1.а) или в машинных тисках. При сверлении сквозных отверстий заготовку устанавливают на подкладки, что обеспечивает свободный выход сверла из отверстия. При обработке отверстий, параллельных или расположенных под углом к установочной плоскости, используют угольники: простые (Рис. 3.7., б) и универсальные (Рис.3.8.1. в). Заготовки, имеющие цилиндрические части, закрепляют в трех- или четырехкулачковых патронах, которые крепят на столе станка. При сверлении отверстий в цилиндрических заготовках их устанавливают на призме и закрепляют струбциной (Рис.3.8.1.г). Для сверления нескольких точно расположенных отверстий в заготовках, обрабатываемых большими партиями, широко используют специальные приспособления -- кондукторы (Рис.3.8.1 д). Они имеют направляющие втулки 2, обеспечивающие определенное положение режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки 1, закрепляемой в кондукторе. Необходимость в разметке при использовании кондукторов отпадает.

Режущий инструмент в шпинделе сверлильного станка закрепляют с помощью вспомогательного инструмента: переходных втулок, сверлильных патронов и оправок.

Обработка поверхностей заготовок на вертикально-сверлильных станках

На Рис.3.8.2. дан общий вид вертикально-сверлильного станка. На фундаментной плите 1 смонтирована колонна 2. В верхней части колонны расположена коробка скоростей 6, через которую шпинделю с режущим инструментом сообщают главное вращательное движение. Движение подачи (поступательное вертикальное) инструмент получает через коробку подач 5, расположенную в кронштейне 4. Заготовку устанавливают на столе 3. Стол и кронштейн имеют установочные перемещения по вертикальным направляющим колонны 2. Совмещение оси вращения инструмента с заданной осью отверстия достигается перемещением заготовки. Станка на сверлильных станках выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, ценкование, зенкование, нарезание резьбы и обработку сложных отверстий в заготовках небольшой массы (до 25 кг).

Рис.3.8.2 Общий вид вертикально-сверлильного станка.

Сверление. На Рис.3.8.3., а показано сверление сквозного отверстия. Режущим инструментом является спиральное сверло, В зависимости от требуемой точности и величины партии обрабатываемых заготовок отверстия сверлят в кондукторе или по разметке.

Рис.3.8.3 Схемы обработки заготовок на вертикально-сверлильных станках

Рассверливание. Это процесс увеличения диаметра ранее просверленного отверстия сверлом большего диаметра (Рис.3.8.3.б). Рассверливают обычно отверстия диаметром более 30 мм.

Необходимость предварительного сверления с последующим рассверливанием вызывается увеличением длины поперечного режущего лезвия (перемычки) у сверл большого диаметра. При работе таким сверлом в сплошном материале резко возрастает осевая сила. При малом переднем угле перемычка не режет металл, а выдавливает и скоблит его, что создает сопротивление перемещению сверла. Для устранения вредного влияния перемычки на процесс резания диаметр первого сверла должен быть больше ширины перемычки, второго сверла. В этом случае перемычка второго сверла в работе не участвует, и осевая сила уменьшается.

Зенкерование. Это обработка предварительно полученных отверстий для придания им более правильной геометрической формы, повышения точности и снижения шероховатости многолезвийным режущим инструментом -- зенкером (Рис.3.8.3., в)

Развертывание. Это окончательная обработка цилиндрического или конического отверстия разверткой (обычно после зенкерования) с целью получения высокого класса точности и малой шероховатости обработанной поверхности (Рис.3.8.3. г, д).

Цекование. Это обработка торцовой поверхности отверстия торцовым зенкером для достижения перпендикулярности плоской торцовой поверхности отверстия к его оси (Рис.3.8.3.е).

Зенкование. Зенкованием получают в имеющихся отверстиях цилиндрические или конические углубления под головки винтов, болтов, заклепок и других деталей. На Рис.3.8.3.ж, з показано зенкование цилиндрического углубления цилиндрическим зенкером (зенковкой) и конического углубления коническим зенкером.

Нарезание резьбы. Это получение на внутренней цилиндрической поверхности с помощью метчика винтовой канавки, профиль которой соответствует профилю режущей части инструмента (Рис.3.8.3., и).

Обработка сложных отверстий. Сложные отверстия обрабатывают с помощью комбинированного режущего инструмента. Показан комбинированный зенкер для обработки двух поверхностей: цилиндрической и конической.[20]

3.5.2 Обработка поверхностей заготовок на радиально-сверлильных станках

На радиально-сверлильных станках обрабатывают несколько отверстий, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, в крупногабаритных и большой массы заготовках.

Эти станки в отличие от вертикально-сверлильных обеспечивают (без изменения положения заготовки) совмещение осей режущего инструмента и обрабатываемых отверстий перемещением шпиндельной головки.

Рис. 3.8.4 Общий вид радиально-сверлильного станка

На Рис. 3.8.4. приведен общий вид радиально-сверлильного станка. К фундаментной плите 1 крепят неподвижную колонну 2 с поворотной гильзой 3. На гильзе установлена траверса 4, которая может перемещаться по ней и закрепляться с помощью механизма 5 на определенной высоте в зависимости от размеров обрабатываемой заготовки. Шпиндельная головка 6, внутри которой находятся коробка скоростей 7 и коробка подач 8, перемещается по направляющим траверсы в горизонтальном направлении и вместе с траверсой поворачивается вокруг колонны. Шпиндель 9 с инструментом получает главное вращательное движение и движение подачи (поступательное вертикальное). Заготовку закрепляют на столе 10 или непосредственно на фундаментной плите 1. Инструмент устанавливают в рабочее положение перемещением траверсы вокруг колонны, шпиндельной головки -- по направляющим траверсы и шпинделя -- вдоль его оси.[21]

3.5.3 Обработка поверхностей заготовок на агрегатных станках

На агрегатных станках заготовки одновременно обрабатывают несколькими инструментами.

Агрегатные станки изготовляют из стандартных и нормализованных деталей и узлов (агрегатов). Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы и размеров заготовок, характера выполняемых работ и т.д.

На Рис.3.8.5.приведена одна из разновидностей компоновки агрегатного станка.

Рис.3.8.5 Общий вид агрегатно-сверлильного станка

Основными нормализованными узлами станка являются станина 7, агрегатная (силовая) головка 2 и стол 3. Заготовку крепят в приспособлении, установленном на столе станка, и обрабатывают с трех сторон одновременно многими инструментами, закрепленными в шпинделях силовых головок. Инструментальные шпиндели вращаются от приводного вала силовой головки -- главное движение, а подачу вдоль оси отверстия получают вместе с корпусом силовой головки перемещением ее по направляющим станины.

На агрегатных станках наряду со сверлением растачивают отверстия, фрезеруют поверхности и т. д. Агрегатные станки являются преимущественно станками-полуавтоматами и их часто встраивают в автоматические линии. Они обеспечивают стабильную точность обработки и допускают многократное использование нормализованных деталей и узлов при перекомпоновке станка на выпуск нового изделия.[22]

3.5.4 Сверление глубоких отверстий

Глубокие отверстия, у которых длина больше пяти диаметров, сверлят на специальных горизонтально-сверлильных станках.

Режущим инструментом являются сверла специальной конструкции (см. Рис.3.6.). При сверлении глубоких отверстий обычными спиральными сверлами невозможно обеспечить прямолинейность оси отверстия. Это объясняется погрешностями при заточке спирального сверла и неравномерностью износа главных режущих лезвий, что приводит к неравенству сил резания на главных режущих лезвиях, в результате чего происходит «разбивание» отверстия и увод его оси в сторону. Кроме того, с увеличением длины отверстия затрудняются подвод смазочно-охлаждающей жидкости и отвод стружки из зоны резания.

На Рис. 3.8.6.а показана схема сверления отверстия одно-лезвийным специальным сверлом на горизонтально-сверлильном станке. Заготовка 2, закрепляемая в патроне 1 и люнете 3, получает вращательное (главное) движение через коробку скоростей, расположенную в шпиндельной бабке. Сверло 9 закрепляют на резьбе в стебле 5 (трубе), второй конец последнего -- в суппорте 6. Перемещением суппорта по направляющим: станины сообщают сверлу продольную подачу. Смазочно-охлаждающая жидкость под большим давлением подается насосом из резервуара 8 по трубопроводу через маслоприемник 4 к режущему лезвию сверла. Стружка отводится вместе с жидкостью через внутренний канал сверла в стружкосборник 7, где она задерживается, а жидкость стекает в отстойник резервуара 8.

При данном методе глубокого сверления весь металл, подлежащий удалению для образования отверстия заданного размера, превращается в стружку (Рис. 3.8.6.б).

Рис. 3.8.6 Схема глубокого сверления

Глубокие отверстия большого диаметра (D > 100 мм) сверлят сверлами кольцевого типа. В процессе сверления в стружку превращается только металл кольцевой полости (Рис. 3.8.6.в). Оставшийся после кольцевого сверления центральный стержень используют как заготовку для изготовления различных деталей.

Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на сверлильных станках

Отверстия, к которым предъявляют высокие требования по точности изготовления, необходимо выполнять сквозными (Рис. 3.8.7.а), а не глухими. Форма и размеры дна глухих отверстий должны соответствовать форме и размерам стандартного инструмента (Рис. 3.8.7. б).

У ступенчатого отверстия переходы от одного диаметра к другому лучше делать коническими (Рис. 3.8.7. в), так как уступы, расположенные под прямым углом к оси детали, значительно усложняют обработку.

Поверхность, на которой нужно сверлить отверстие, должна быть перпендикулярна его оси, иначе (Рис. 3.8.7. г) может произойти поломка сверла. С этой целью на цилиндрических поверхностях литых деталей необходимо предусматривать плоскости, перпендикулярные к оси отверстия (Рис. 3.8.7. д), а на заготовках из проката фрезеровать уступы (Рис. 3.8.7. е).

Смазочные отверстия лучше располагать перпендикулярно к поверхности, на которой они должны находиться (Рис. 3.8.7. ж). Наклонное их расположение (Рис. 3.9.7. з) затрудняет обработку.

Глубокие отверстия (Рис. 3.8.7.и) рекомендуется заменять двумя неглубокими (Рис. 3.8.7. к), что обеспечивает их одновременную обработку с двух сторон на агрегатном станке.

Рис. 3.8.7 Примеры конструкций деталей машин, обрабатываемых на сверлильных станках

Рекомендуется использовать ступенчатые отверстия (Рис. 3.8.7. м) вместо двух глухих соосных отверстий (Рис. 3.8.7.л), что исключает необходимость обработки их за две установки и устраняет погрешности, связанные с взаимным расположением отверстий.

На заготовках формы тел вращения следует предусматривать сплошную обработку торцовой поверхности фланца (Рис. 3.8.7. н) вместо обработки торцовой поверхности каждого отверстия (Рис. 3.8.7. о).

При проектировании нескольких отверстий их оси не должны скрещиваться (Рис. 3.8.7.п). В конструкции, приведенной на Рис. 3.8.7. р, режущие лезвия сверла будут работать в неодинаковых yсловиях, и отверстия получатся неточными.[23]



4. ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

4.1 Фрезерная обработка

Основное назначение фрезерного станка (фрезера) - производить плоское и фасонное (профильное) строгание кромок деталей и оправку (обгон) по периметру щитов, рамок, коробок. Основные части фрезерного станка: станина, рабочий стол, супорт, вал-шпиндель, вставной шпиндель, режущий инструмент.

Супорт расположен под рабочим столом; он несет на себе важнейшую часть станка - вал-шпиндель. Через отверстие в столе вал-шпиндель выходит верхним концом на рабочую поверхность стола. При ременной передаче его средняя часть служит рабочим шкивом. Супорт с валом-шпинделем можно поднимать, опускать и закреплять в требуемом положении стопорным винтом. Вал-шпиндель приводится во вращение непосредственно от вала электродвигателя или через ременный привод.

В верхний конец вала-шпинделя вставляется рабочий (вставной) шпиндель, на который насаживается режущий инструмент. Верхняя часть вставного шпинделя входит в шарикоподшипник, укрепленный на кронштейне. Благодаря этому шпиндель и режущий инструмент не испытывают вибраций при высоком их расположении или при больших рабочих нагрузках.

При фрезеровании прямолинейных деталей на рабочем столе устанавливается направляющая линейка. Она состоит из двух частей, соединенных литой скобой, огибающей режущий инструмент. Части линейки можно раздвигать в зависимости от размеров режущего инструмента и устанавливать перпендикулярно к столу либо в одной плоскости, когда фрезерование профильное или когда оно производится не на всю толщину детали, либо в разных плоскостях, как плиты фуговального станка, если фрезерование представляет собой плоское строгание.

На линейке часто укрепляют верхние прижимы для обрабатываемых деталей. Сама линейка крепится винтами, проходящими через прорези в рабочем столе. На рабочем столе для установки и крепления упоров имеются два параллельных продольных паза поперечного сечения, в форме ласточкина хвоста. При сквозном (во всю длину) фрезеровании деталей применяются прижимы. Верхние прижимы обычно крепят к направляющей линейке, боковые устанавливают на рабочем столе.

Верхний и боковой прижимы к фрезерному станку можно устроить так, чтобы они одновременно выполняли роль ограждений. Лучшими нужно признать роликовые прижимы, так как они облегчают подачу обрабатываемого материала. Гребенки и пружины, наоборот, несколько затрудняют подачу вследствие трения. До сего времени большинство фрезерных станков имеет ручную подачу. Станки новейшей конструкции оборудованы механизмами автоматической подачи.

При работе на фрезерных станках необходимо особенно строго соблюдать правила техники безопасности, так как режущий инструмент полностью оградить не удается, а фрезерование ведется при большом числе оборотов. Станочник обязан следить, чтобы установка супорта была точной и надежной, верхняя часть шпинделя во время работы не вибрировала, и резцы не били, ограждения опасных мест были исправны. Он должен проверять крепление вставного шпинделя, установку и крепление режущего инструмента, подтягивать болты и гайки. Работать можно только исправным, выбалансированным, хорошо отточенным режущим инструментом, не имеющим трещин, зазубрин, зажогов.[24]

4.2 Устройство станка

Основой фрезерного станка является станина - устойчивая база, на которой закрепляются прочие части устройства. Внутри станины располагаются коробка скоростей и полый вал шпиндельного механизма. Фреза станка поддерживается при помощи “хобота” - специальной конструкции с подвесками.

В процессе работы консоль с коробкой подач движется по вертикальным направляющим станины. В это же время салазки с поворотным механизмом, несущим продольный стол, перемещаются в поперечном направлении по направляющим консоли. Стол может поворачиваться вокруг вертикальной оси и таким образом менять своё положение и в горизонтальной плоскости (по отношению к оси шпинделя).

После запуска двигателя станка при помощи коробки передач крутящий момент передаётся на шпиндель. На переднем торце шпинделя монтируется фрезерная оправка, обычно представляющая собой так называемый конус Морзе - стержень конической формы, на котором с помощью колец и гаек фиксируется режущий инструмент (фреза). У моделей станков с расширенным функционалом шпиндельных головок может быть несколько - как правило, дополнительная головка более подвижна и может работать как отдельно, так и параллельно с основной, осуществляя фрезеровку изделий сложной конфигурации, а также такие виды работ, как сверление, растачивание и пр.

Главное отличие современного оборудования с ЧПУ от стандартных станков - автоматизация управления скоростью фрезы и перемещением стола в процессе обработки детали. На предприятиях, осуществляющий серийных выпуск деталей со сложной криволинейной поверхностью (лопасти воздушных винтов, лопатки самолётных турбин) используются станки ЧПУ со шпинделем на отдельных салазках, позволяющих режущему инструменту самостоятельно двигаться вертикально и вокруг своей оси.

Рис.4.1 Устройство фрезерного станка 1 -- фреза; 2 -- шпиндель; 3 -- хобот; 4 -- станина; 5 -- стол; 6 -- салазки; 7 -- консоль; 8 -- фундаментная плита; 9 -- панель запуска шпинделя;10 --регулировка передач шпинделя; 11 -- регулировка скорости вращения шпинделя; 12 -- подача СОЖ; 13 -- продольное перемещение стола; 14,15,16 -- ускоренные перемещения стола; 17 -- поперечное перемещение стола

4.3 Виды фрезерных станков

Фрезерные работы по металлу востребованы во многих областях современной промышленности, в связи с чем на рынке представлен широкий спектр модификаций фрезерных станков различной конструкции.

Универсальные фрезерные станки - оборудованы неподвижным горизон-тальным шпинделем и поворотным столом;

Широкоуниверсальные фрезерные станки - по сравнению с универсальными станками дополнительно оснащены приставным шпинделем, который может поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной оси;

Горизонтальные фрезерные станки - имеют горизонтальный шпиндель и консоль, которая может перемещаться перпендикулярно шпинделю в нескольких направлениях. Используются для работы с изделиями среднего веса и небольшого размера;

Вертикальные фрезерные станки - в данных моделях шпиндель и фреза рас-полагаются вертикально и могут поворачиваться вокруг своей оси. Рабочая кон-соль может двигаться как перпендикулярно к режущему инструменту, так и верти-кально;

Бесконсольные фрезерные станки - оборудованы шпинделем со фрезой, которые перемещаются только вертикально, и столом, который может двигаться лишь в продольном и поперечном направлениях;

Продольные фрезерные станки. Изготовляются в двух- и одностоечном ва-риантах, могут быть оборудованы двумя вертикальными и двумя горизонтальным фрезами. Стол продольных станков может двигаться только в продольном направ-лении, шпиндели двигаются как вертикально, так и поперечно;

Копировальные фрезерные станки - наиболее современные модели, траек-тория движения и скорость перемещения шпинделя и стола контролируются за счёт программного управления, для копирования образец детали ощупывается спе-циальным копировальным инструментом;

Шпоночные фрезерные станки - характеризуются наличием автоматизированного рабочего цикла и оснащены двигающимся в продольном направлении столом и вертикальным шпинделем, способным совершать так называемые планетарные движения заданного диаметра;

Карусельные фрезерные станки - оборудованы вертикальными шпинделями с фрезами и непрерывно вращающимся круглым столом, позволяющим не прерывать работу над деталью;

Обрабатывающие центры - сочетают функционал токарного и фрезерного станков, позволяя в короткий срок осуществлять комплексные токарно-фрезерные работы над металлическими деталями и изделиями сложной конфигурации.

4.4 Операции обработки заготовок на фрезерных станках и типы фрез

Фрезерование - вид обработки металлов резанием с помощью многолезвийного инструмента - фрезы. Главным движением резания при фрезеровании является вращение фрезы, подача осуществляется поступательным движением заготовки (продольная, поперечная, вертикальные подачи). Фрезерованием обрабатывают плоские поверхности (горизонтальные, вертикальные, наклонные), пазы, уступы, канавки, фасонные поверхности, разрезают заготовки, обрабатывают зубчатые колеса, нарезают винтовые канавки на режущем инструменте и др.

Фреза - многолезвийный инструмент. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший резец. Основные типы фрез, их классификация по назначению и схемы обработки поверхностей фрезерованием показаны на Рис.4.12.

Схемы обработки поверхностей фрезерованием

Рис.4.2 Схемы обработки поверхностей на фрезерных станках а) обработка вертикальной плоскости на горизонтально-фрезерном станке торцовой фрезой; б) обработка горизонтальной плоскости на горизонтально-фрезерном станке цилиндрической фрезой; в) обработка горизонтальной плоскости на вертикально-фрезерном станке торцовой фрезой; г) обработка вертикальной плоскости на вертикально-фрезерном станке концевой фрезой; д) обработка наклонной плоскости (небольшой ширины) на горизонтально-фрезерном станке одноугловой фрезой; е) обработка наклонной плоскости (широкой) на вертикально-фрезерном станке с поворотом шпиндельной головки торцовой или концевой фрезами; ж) обработка уступа на горизонтально-фрезерном станке дисковой трехсторонней фрезой; з) обработка уступа на вертикально-фрезерном станке концевой фрезой; и) обработка прямоугольного паза на горизонтально-фрезерном станке дисковой трехсторонней фрезой: к) обработка прямоугольного паза на вертикально-фрезерном станке концевой фрезой; л) обработка фасонной поверхности на горизонтально-фрезерном станке фасонной фрезой; м) обработка паза типа «ласточкин хвост» на вертикально-фрезерном станке одноугловой фрезой; н) обработка нескольких поверхностей на горизонтально-фрезерном станке набором фрез;о) обработка шпоночного паза на горизонтально-фрезерном станке дисковой фрезой; п) обработка шпоночного паза на вертикально-фрезерном станке шпоночной фрезой; р) обработка Т-образного паза на вертикально-фрезерном станке фрезой для обработки Т-образных пазов

По конструкции фрезы различают: цельные (Рис.4.13.д), обычно из быстрорежущей стали, и сборные (Рис.4.13.з). Последние делают из конструкционной стали, а вставные ножи - из быстрорежущей стали, твердых сплавов или минералокерамики. Рифленые ножи закрепляют затяжкой в клиновых пазах, твердосплавные пластины паяют или крепят механически.

Рис.4.3 Типы фрез

По способу крепления различают фрезы насадные (Рис.4.13.а, в, д, ж, з) и концевые (рис.2 Рис.4.13., б, г, е). Насадные фрезы имеют в корпусе отверстие и насаживаются на оправку станка; концевые фрезы имеют хвостовик для крепления в шпинделе станка. По виду хвостовика различают фрезы с цилиндрическим и коническим хвостовиком.

По конструкции зуба фрезы могут быть с острозаточенными (Рис.4.13.,и) и затылованными зубьями (Рис.4.13.,к). У фрез с острозаточенными зубьями передняя и задняя поверхности плоские, а у фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполняется по спирали Архимеда. Фрезы с острозаточенными зубьями перетачиваются по задней поверхности. Эти зубья просты в изготовлении, приводят к высокой чистоте обработанной поверхности. Их недостаток заключается в уменьшении высоты зуба, потери размеров профиля после переточки, допускают 6 - 8 переточек. Фрезы с затылованными зубьями перетачиваются по передней поверхности. Для них передний угол равен нулю. Зуб этих фрез сохраняется неизменным по форме и размерам фасонного профиля при всех переточках до полного использования фрезы.

По направлению зубьев фрезы бывают: прямозубыми (Рис.4.13.,д) и с винтовым зубом (Рис.4.13.,а). Угол наклона винтового зуба служит для обеспечения спокойного (без вибраций) фрезерования.

По размеру и числу зубьев различают фрезы с мелким и крупным зубом. Мелкозубыми называют фрезы, число зубьев которых Z_ф больше , а крупнозубыми называют фрезы, число зубьев Z_ф которых меньше , где D - диаметр фрезы (мм). Крупнозубые фрезы применяют для чернового и получистового фрезерования. Мелкозубые фрезы используют для чистового и отделочного фрезерования.

На Рис.4.4. показаны схемы горизонтально-фрезерного и вертикально-фрезерного станков. Основные узлы станков - плита 1, станина 2, электродвигатель с клиноременной передачей 3, коробка скоростей 4, горизонтальный (вертикальный) шпиндель 5, хобот 6, серьга 7 для крепления оправки с фрезой, стол для установки обрабатываемой детали 8, салазки 9, консоль 10, коробка подач 11.

Фреза со шпинделем совершает вращательное движение со скоростью V. Заготовка вместе со столом совершает продольную подачу S_пр (перемещение стола по направляющим салазок 9), поперечную подачу S_п (перемещение салазок 9 по направляющим консоли 10) и вертикальную подачу S_в (перемещение консоли по вертикальным направляющим станины 2).

Универсальные горизонтально-фрезерные станки имеют поворотную плиту, которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонтальной плоскости и устанавливать его на требуемый угол. Это обеспечивает возможность фрезерования винтовых канавок сверл, червяков и др.

При работе на фрезерных станках применяют различные приспособления. Они служат для установки инструмента, закрепления заготовок, а также расширения технологических возможностей фрезерных станков.

Рис.4.4 Схема горизонтально-фрезерного (а) и вертикально-фрезерного (б) станков.

4.5 Крепления фрез и заготовок

Фрезы закрепляют на оправках и в патронах, которые в свою очередь различным образом крепят в шпинделе станка. На Рис.4.15. показана установка цилиндрической насадной фрезы на оправке. Положение фрезы 6 на оправке 3 регулируется установочными кольцами 5. Фреза и оправка связаны шпонкой 7. Конический хвостовик оправки, имеющий внутреннюю резьбу, вставляют в аналогичное отверстие шпинделя 2 станка и затягивают болтом 10. Чтобы оправка не проворачивалась, в шпиндель устанавливают сухари 4, которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Если оправка длинная, то другой ее конец поддерживается подвеской 8, установленной на хоботе станка.

Рис.4.5 Установка цилиндрической фрезы на длинной оправке

Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на шпинделе станка (Рис.4.16.а). Фрезу 1 цилиндрическим пояском надевают на шпиндель 2 станка и притягивают винтами 3. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается шпонкой 4.

Рис.4.6 Схемы установки и закрепления фрез на станках

Концевые фрезы с коническим хвостовиком устанавливают в шпиндель станка, используя переходные втулки (Рис.4.16.б). Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка (Рис.4.16.в). Фрезу 1 устанавливают в цангу 2 и с помощью гайки 3 закрепляют в корпусе патрона 4.

Приспособления для установки и закрепления заготовок на фрезерных станках. К ним относятся различного рода прихваты, подставки, призмы, угловые плиты, машинные тиски, столы.

Прихваты (Рис.4.17.) используют для закрепления заготовок 1 или каких-либо приспособлений непосредственно на столе станка с помощью болтов 2. Нередко один из концов прихвата опирается на подставку 4.

Угловые плиты (Рис.4.18.) применяют при обработке заготовок, у которых необходимо получить плоскости, расположенные под углом одна к другой. Плиты бывают обычные (Рис.4.18.а), универсальные, допускающие поворот вокруг одной (Рис.4.18.б) или двух осей (Рис.4.18. в).

Рис.4.7 Прихваты и подставки

Рис.4.8 Угловые плиты

Рис.4.9 Машинные тиски

Машинные тиски могут быть неповоротными (Рис.4.19.а), поворотными (поворот вокруг вертикальной оси (Рис.4.19.б), универсальными (поворот вокруг двух осей (Рис.4.19.в) и специальными (например, для закрепления валов (Рис.4.19.г): с ручным, пневматическим, гидравлическим приводом.

Столы для установки и закрепления заготовок бывают неповоротными (Рис.4.20.а) и поворотными (Рис.4.20.б) с ручным, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом. Поворотные столы позволяют обрабатывать на станке фасонные поверхности заготовки, а также применять метод непрерывного фрезерования, когда во время обработки одной детали готовые детали снимают и на их место устанавливают новые заготовки. При этом столу может сообщаться непрерывное вращение от отдельного привода или привода станка.

Рис.4.10 Столы

При работе на фрезерных станках для закрепления заготовок широко применяют универсально-сборные приспособления (УСП), которые собирают из готовых нормализованных взаимозаменяемых деталей (Рис.4.21.). После обработки на станке партии заготовок такое приспособление разбирают и из его деталей конструируют новое.

Рис.4.11 Универсально-сборное приспособление

Приспособления, расширяющие возможности фрезерных станков.

К ним относят делительные головки, которые применяют с целью разделения окружности заготовки на равные или неравные части (например, нарезание зубчатых колес, звездочек, шлицев), установки заготовки под заданным углом относительно поверхности стола, непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых поверхностей (например, стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток, зенкеров). Закрепление заготовок в делительной головке может производиться в патроне, цанге или в центрах. По принципу действия делительные головки подразделяют на лимбовые (простые и универсальные), оптические, безлимбовые и др. Наиболее распространены лимбовые универсальные делительные головки.

Для расширения технологических возможностей фрезерных станков применяют такие приспособления как дополнительные фрезерные головки, копировальные приспособления, сверлильные, шлифовальные головки и др.[25]



ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Кузнечное зубило

Технологическая карта

1. Брусок металла обрезают от лишнего под размер заготовки 170х35х30.

2. Наносим кернером риски на стороны А и Б.

3. На строгательном станке снимаем стружку по 2.5 мм со сторон А и Б, на участке заготовки длиной не более 87 мм пока не образуется угол в 15 градусов.

4. Далее так же на тех же сторонах затачиваем острие под 45 градусов и длиной не более 3 мм

5. Наносим кернером риски с другого конца заготовки

6. На том же станке с другого конца заготовки формируем фаски с удалением стружки металла толщиной 10 мм, высотой 30 мм и длиной 35 мм.

7. Намечаем кернером отверстие глубиной 30 мм ,шириной 20 мм ,длинной 35 мм.

8. Работая на сверлильном станке высверливаем три отверстия диаметром 10 мм.

9. На том же станке рассверливаем оставшуюся часть металла сверлом 15 мм до нужных размеров .

10. Проверка соответствия размеров штангенциркулем

11. Установка деревянной рукоятки.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Рабочая программа учебной практики», Ульяновская государственная академия им.П.А.Столыпина,2012. http://lib.ugsha.ru/~elib/spec/190109/rp/mt63rppr.pdf

2. Токарные станки для обработки металла .2015.http://rezhemmetall.ru/tokarnye-stanki-dlya-obrabotki-metalla.html

3. Устройство токарно-винторезных станков .Александр Акимов.2015.http://vk.com/club88723710

4. Токарная обработка, А.Ю. Шишкин,2011.http://zet-obrabotka.ru/p76996397-tokarnaya-obrabotka.html

5. Металлорежущие станки и их виды.http://www.bibliotekar.ru/stanki/220.htm

6. Приспособления для токарных станков. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=529707

7. http://www.ooo-epk.ru/tokarno-frezernie-uslugi

8. Обработка заготовок на шлифовальных станках .2014.http://studopedia.ru/3_89805_obrabotka-zagotovok-na-shlifovalnih-stankah.html

9. «Конструирование станка для шлифования свободным абразивом», А.А. Мокрецов , Нижний Тагил,2010. http://www.bestreferat.ru/referat-147535.html

10. http://www.abrasive.ru/lib/list/krugloe-naruzhnoe-shlifovanie/

11. http://www.metalstanki.com.ua/ploskoe-shliphovanie

12. http://www.4ne.ru/stati/rezka-metallov/profilnoe-shlifovanie-metalla.html

13. http://www.abrasive.ru/lib/list/rezboshlifovanie/

14. http://delta-grup.ru/bibliot/26/51.htm

15. http://gk-drawing.ru/line-module/metalworking/grinding.php

16. http://tool-land.ru/markirovka-shlifovalnykh-krugov.php

17. "Дельта Технология", г. Шадринск.http://delta-grup.ru/

18. http://tutmet.ru/frezerno-centrovalnyj-stanok-chpu.html

19. Сверлильные и расточные станки. 2011.http://www.bestreferat.ru/referat-225504.html

20. http://lib.ssga.ru/fulltext/UMK/200200/4%20семестр/Материаловедение/200200%20Технология%20констр.матер.%20Материаловедение%202011/lekcia_20_2.htm

21. http://mash-xxl.info/info/362011/

22. http://text.tr200.biz/referat_promyshlennostj_proizvodstvo/?referat=594496&page=1

23. http://pandia.ru/text/78/225/27490-2.php

24. «Технология РЭС».http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=512033

25. http://www.autowelding.ru/publ/1/frezernye_stanki/tekhnologija_frezerovanija_i_osnastka/22-1-0-197

Размещено на Allbest.ru