Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента. Технология фрезерования и оснастка Крепление фрез на станке по металлу

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей, прямых и винтовых канавок, резьб, зубчатых колес и т.п.

Режущий инструмент - это фрезы: цилиндрические, торцовые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные и пр. Виды работ, выполняемых фрезерованием, показаны на рис. 5.6. Схема работы фрезы, ее элементы и геометрия, а также выбор режимов резания при фрезеровании приведены в гл. 2.

Рис. 5.6. Виды работ, выполняемых фрезерованием, и применяемые фрезы:
а - цилиндрические с прямыми и винтовыми зубьями; б - торцовая; в - дисковая; г - прорезная (отрезная); д - концевые; е - угловая; ж - фасонная; з - шпоночная (с обработкой пазов на всю глубину и с маятниковой подачей); t - глубина резания, мм; В - ширина фрезерования, мм; D s - направление движения подачи; D r - направление движения резания; V s - скорость движения подачи

При работе на фрезерных станках используют большое количество различных приспособлений, которые служат для установки инструмента и закрепления заготовок, а также для расширения технологических возможностей фрезерных станков.

Инструментальная оснастка . Фрезы закрепляют на оправках и в патронах, которые, в свою очередь, различным образом крепят в шпинделе станка.

На рис. 5.7 показана установка цилиндрической насадной фрезы на длинной оправке. Положение фрезы 6 на оправке 3 регулируется проставочными кольцами 5. Фреза и оправка связаны шпонкой 7. Конический хвостовик оправки, имеющий внутреннюю резьбу, вставляют в отверстие шпинделя 2 станка и затягивают шомполом 1. Для предотвращения проворачивания оправки, в шпиндель устанавливают сухари 4, которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Свободный конец длинной оправки поддерживает подвеска 8, установленная на хоботе станка.

Рис. 5.7. Установка цилиндрической фрезы на длинной оправке:
шомпол; 2 - шпиндель; 3 - оправка; 4 - сухарь; 5 - проставочные кольца; 6 - фреза; 7 - шпонка; 8 - подвеска

Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на шпинделе станка (рис. 5.8). Фрезу 1 цилиндрическим пояском надевают на шпиндель 4 станка и притягивают винтами 3. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается торцовой шпонкой 2.

Рис. 5.8. Установка торцовых насадных фрез на шпиндель станка:
1 - фреза; 2 - шпонка; 3 - винт; 4 - шпиндель

Концевые фрезы выпускают с коническим и цилиндрическим хвостовиками. Фрезы с коническим хвостовиком устанавливают в шпиндель станка, используя переходные втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Конструкция одного из таких патронов показана на рис. 5.9. Фрезу 1 устанавливают в цангу 2 и гайкой 3 закрепляют в корпусе патрона 4.

Рис. 5.9. Установка концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком в патроне:
1 - фреза; 2 - цанга; 3 - гайка; 4 - патрон

В процессе работы на фрезерных станках много времени занимает затяжка шомпола при креплении инструмента. Для сокращения этих непроизводительных затрат применяют различные быстродействующие зажимные приспособления.

Приспособления для установки и закрепления заготовок на фрезерных станках - это различные прихваты, подставки, угловые плиты, призмы, машинные тиски, столы и вспомогательные инструменты, механизирующие и автоматизирующие закрепление заготовок и тем самым сокращающие вспомогательное время.

Прихваты (рис. 5.10, а) используют для закрепления заготовок или каких-либо приспособлений непосредственно на столе станка с помощью болтов. Нередко один из концов прихвата 2 опирается на подставку 1 (рис. 5.10, б).

Рис. 5.10. Прихваты и подставка:
а - прихваты для крепления детали непосредственно на столе станка; б - прихват, опирающийся на подставку: 1 - подставка; 2 - прихват; 3 - болт; 4 - заготовка

Если при обработке заготовок необходимо получить плоскости, расположенные под углом одна к другой, то применяют угловые плиты: обычные (рис. 5.11, а) и универсальные, допускающие поворот вокруг одной (рис. 5.11,б) или двух осей (рис. 5.11, в).

Рис. 5.11. Угловые плиты:
а - обычные; б - универсальные, допускающие поворот вокруг одной оси; в - универсальные, допускающие поворот вокруг двух осей

Машинные тиски могут быть простыми неповоротными (рис. 5.12, а), поворотными (поворот вокруг вертикальной оси, рис. 5.12, б), универсальными (поворот вокруг двух осей, рис. 5.12, в) и специальными (например, для закрепления валов, рис. 5.12, г): с ручным, пневматическим, гидравлическим или пневмогидравлическим приводом.

Рис. 5.12. Машинные тиски:
а - неповоротные; б - поворотные; в - универсальные; г - специальные

Столы для установки и закрепления заготовок бывают неповоротными (рис. 5.13, а) и поворотными (рис. 5.13, 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 заготовки уже готовые детали снимают и на их место устанавливают новые заготовки. Непрерывное вращение стола обеспечивает отдельный привод или привод станка.

Рис. 5.13. Столы:
а - неповоротный; б - поворотный: 1 - кронштейн для крепления стола на станке; 2 - стопор; 3 - шкала отсчета угла поворота; 4 - рукоятка ручного поворота

Нередко на фрезерных станках (как и на токарных) для закрепления заготовок, имеющих цилиндрические поверхности, используют кулачковые поводковые и цанговые патроны (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Патроны:
а - кулачковый: 1 - кулачки; 2 - корпус; 3 - коническая шестерня с отверстием под ключ; 4 - зубчатая рейка для перемещения кулачков; б - поводковый: 1 - поводок; 2 - винт крепления поводка; 3 - скоба для крепления поводка; 4 - задний центр; 5 - винт крепления заготовки; 6 - заготовка; в - цанговый: 1 - винт крепления патрона; 2 - хвостовик; 3 - цанга; 4 - заготовка

Значительного сокращения вспомогательного времени и повышения производительности труда при фрезеровании достигают благодаря применению механизированных и автоматизированных зажимных приспособлений, которые в условиях крупносерийного производства нередко используют вместе с загрузочными устройствами.

При работе на фрезерных станках для закрепления заготовок широко применяют универсально-сборные приспособления (УСП), которые собирают из готовых нормализованных взаимозаменяемых деталей (рис. 5.15). После обработки на станке партии заготовок такое приспособление разбирают и из его деталей конструируют новые приспособления. Универсально-сборные приспособления позволяют значительно сократить сроки на проектирование и изготовление устройств, необходимых для закрепления заготовок, что особенно важно в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Рис. 5.15. Универсально-сборное приспособление:
1 - базовая плита; 2 - опора; 3 - установочная планка; 4 - крепежный болт; 5 - прихват; 6 - обрабатываемая заготовка

Приспособления, расширяющие возможности фрезерных станков . Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщаются одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

По принципу действия делительные головки подразделяют на лимбовые (простые и универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки 2 применяют для выполнения всех видов работ (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Лимбовая делительная головка:
1, 2 - центры для крепления детали

Конструкция лимбовой делительной головки и методы ее наладки подробно рассмотрены в гл. 9.

Специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков. Существуют две группы таких приспособлений:

• не изменяющие основное назначение фрезерного станка (дополнительные и многошпиндельные фрезерные головки, головки для фрезерования реек, копировальные приспособления и т. п.);
• в корне меняющие характер выполняемых работ (долбежные, сверлильные и шлифовальные головки).

Некоторые специальные быстросъемные приспособления, монтируемые на горизонтально-фрезерных станках, показаны на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков:
а - дополнительная вертикально-фрезерная головка; б - приспособление для фрезерования реек; в - двухшпиндельная фрезерная головка; г - сверлильная головка; д - шлифовальная головка; е - долбежная головка; ж - общий вид станка; 1 - устройство для крепления на станке; 2 - инструментальная головка; 3 - концевая фреза; 4 - хобот станка; 5 - шпиндель станка; 6 - фреза; 7 - приводной электродвигатель; 8 - корпус головки; 9 - салазка инструмента; 10 - инструментальная оправка; 11 - шпиндель шлифовальной головки

Контрольные вопросы

1. Расскажите об инструментальной оснастке фрезерных станков.
2. Какие приспособления для крепления заготовок используют на фрезерных станках?
3. Какие специальные приспособления, расширяющие технологические возможности фрезерных станков, вы знаете?

У горизонтально-фрезерных станков инструмент устанавливает­ся и закрепляется на оправках соответствующих по диаметру по­садочным отверстиям фрез / 67 /.

Рис. 3 Схемы подачи стола при фрезеровании закрытых шпоночных пазов

У вертикально-фрезерных станков концевые фрезы с коническим хвостовиком закрепляются в шпинделе с помощью переходной конус­ной втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют­ся в цанговом патроне, который коническим хвостовиком устанавли­вается в переходную оправку или непосредственно в шпиндель станка / 4, 5., 6 /.

Заготовки при фрезеровании торцовыми фрезами закрепляются бо­лее надежно, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами, так как торцовая фреза создает значительные реактивные силы при реза­нии и обработка происходит при больших скоростях резания.

4.2.7. Обработка заготовок фрезерованием

Различные схемы фрезерования наклонных плоскостей и скосов по­казаны на рис.4

Плоские поверхности обрабатываются цилиндрическими, торцовыми фрезами или набором фрез / 6, 10/.

Фрезерование плоских поверхностей цилиндрическими фрезами производится на горизонтально-фрезерных станках. При фрезеровании широких, плоскостей используют наборы цилиндрических фрез. Наборы составляются из стандартных или специальных фрез. Фрезы с винтовым зубом необходимо устанавливать таким образом, чтобы основные со­ставляющие от сил резания были направлены навстречу друг другу.

При обработке заготовок прерывистого и ступенчатого профиля используются наборы дисковых и комбинации из дисковых и цилиндри­ческих фрез.

Фрезерование уступов и отрезание заготовок дисковыми фрезами показано на рис.5 /4, 5, 10, 13/. Процесс может осуществляться:

1) каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой;

2) оба уступа одновременно фрезеруют набором из двух дисковых фрез одинакового диаметра.

Чтобы получить заданный размер между уступами на оправку меж­ду фрезами устанавливают промежуточные кольца или фрезеруют в двухпозиционном вращающемся на 180° приспособлении.

Фрезерование уступов и пазов концевыми фрезами показано на рис.2 /4, 6, 10, 13/. Наладка вертикально-фрезерного станка для фрезерования уступов и пазов концевыми фрезами аналогична налад­ке при фрезеровании плоскостей и скосов концевой фрезой (рис.4).

Для фрезерования шпоночных пазов на валах применяют концевые фрезы, которые имеют точный диаметр, равный ширине паза и два-три зуба, сходящиеся к центру в одну точку (без центрового отверстия).

Фрезерование уступов можно выполнять концевой фрезой, диаметр которой несколько больше, чем ширина ступени уступа. Фрезу в шпин­деле станка закрепляют в цанговом патроне переходными коничес­кими втулками.

Фрезерование закрытых шпоночных пазов производят через отвер­стия - окна, следовательно, требуется предварительное засверлива­ние. Концевые фрезы в этом случае работают периферийными режущими кромками. Другим методом фрезерования закрытых пазов является фре­зерование с возвратно-поступательным движением, стола (маятниковая подача) в продольном направлении и вертикальной подачей после каж­дого прохода.

Заготовки на столе станка крепят в машинных тисках, призмах или с помощью прихватов.

Рис.4 СХЕМЫ ФРЕЗЕРОВАНИЯ НАКЛОНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ И СКОСОВ.

а, б – цилиндрической и концевой фрезой на горизонтально–фрезерном станке с поворотом заготовки; в – торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с поворотом заготовки; г, д – торцевой и концевой фрезой на вертикально фрезерном станке с поворотом заготовки; е – на горизонтально-фрезерном станке угловой фрезой; ж, з – цилиндрической и торцевой фрезой с применением приспособлений; и, к – концевой и торцевой фрезой с поворотом шпинделя станка; л – двухугловой фрезой.

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.

§ 21. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ФРЕЗ НА СТАНКЕ

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 3, 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 /, 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 насадная фреза.

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. Горяйнов 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).

Патрон с надетой фрезой устанавливают в шпиндель горизонтально или вертикально-фрезерного станка и закрепляют затяжным винтом. Снятие фрезы производится после освобожде­ния гайки 2.
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.

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 6, входящие в сухари 3 на торце переднего конца шпин­деля станка (см. рис. 59).

Выбор метода обработки при фрезеровании . В зависимости от материала заготовки необходимо установить метод обработки - встречное или попутное фрезерование (см. рис. 2.20). Встречное фрезерование применяют для вязких материалов, а попутное - для хрупких, чтобы не допустить выкрашивания кромки заготовки. При попутном фрезеровании, допустимом на станке с соответствующей конструкцией механизма подач, до начала работы нужно устранить зазор («мертвый ход») в паре винт-гайка механизма перемещения стола.

Прежде чем приступить к наладке фрезерного станка, осуществляют его подготовку к работе, которая состоит из проверки исправности и готовности станка к выполнению различных операций фрезерования. На холостом ходу проверяют выполнение станком команд по пуску и остановке электродвигателя, включение и выключение вращения шпинделя, включение и выключение механических подач стола.

Убедившись в исправности станка, приступают к его наладке. Методы наладки станков фрезерной группы рассмотрим на примере универсальных консольно-фрезерных станков с ручным управлением.

Настройка режимов резания . При настройке заданной картой наладки или мастером частоты вращения шпинделя 6 (см. рис. 5.2) необходимо рукоятку переключателя 1 в коробке скоростей 5 выдвинуть на себя, а затем повернуть вправо вокруг оси в требуемое положение до совпадения установленной частоты на лимбе 3 рукоятки со стрелкой-указателем на корпусе коробки 5. После этого рукоятку вдвигают обратно (от себя).

Аналогично частоте вращения шпинделя производят наладку заданной подачи в коробке 13 при перемещении рукоятки 15 с лимбом 16. Движение подачи в универсальных консольно-фрезерных станках выполняется столом 9, перемещающимся в трех направлениях - продольном, поперечном и вертикальном. Расчет элементов режима резания производится по кинематической схеме станка (см. рис. 5.3).

Перед началом обработки на станке следует произвести надежный зажим салазок, по которым перемещается стол, а также консоли на стойке станка. В зависимости от габаритных размеров заготовки (зажимного приспособления), установленной на столе, определить необходимые значения его ходов (с учетом схода (сбега) инструмента) и расставить кулачки, ограничивающие ход и выключающие механическую подачу стола.

Наладка режущего инструмента . Цилиндрические и дисковые фрезы закрепляют на оправке, конический хвостовик которой затягивают в конусе шпинделя шомполом. Фрезерные оправки могут быть длинными (см. рис. 5.7) или короткими (концевыми). Свободный конец длинной оправки поддерживается кронштейном хобота в универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем.

Рис. 9.5. Крепление инструмента на универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем:
1 - шомпол; 2, 4, 5 - гайки; 3 - хобот; 6 - оправка; 7- букса; 8 - подвеска; 9 - фреза; 10 - втулка; 11 - шпиндель; 12 - стойка

Установку фрезы 9 (рис. 9.5) на длинной оправке 6 горизонтального шпинделя 11 производят с помощью промежуточных втулок 10, расположив фрезу как можно ближе к торцу буксы 7 подвески 8. Во избежание вибрации следует обратить особое внимание на надежное закрепление фрезы 9 на оправке 6 непосредственно или через шомпол 1 гайкой 5, а также подвески 8 на хоботе 3 с помощью гайки 4 и хобота 3 на стойке 12 гайкой 2.

(Схемы и конструкции для установки фрез других типов в шпинделе фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.)

Вспомогательный инструмент и наладка приспособлений для крепления заготовок . При закреплении заготовки на станке должны быть соблюдены следующие правила: не должно нарушаться положение, достигнутое при ее установке; закрепление должно быть таким, чтобы положение заготовки оставалось неизменным; возникающие при закреплении деформации заготовки и смятие ее поверхностей должны находиться в допустимых пределах.

Выполнение указанных правил достигается рациональным выбором схемы закрепления и величины зажимного усилия. При выборе схемы закрепления детали необходимо пользоваться следующими соображениями. Для уменьшения усилия зажима заготовку необходимо установить так, чтобы сила резания была направлена на установочные элементы приспособлений 1 (опорный штырь, палец и др.), расположенные на линии действия этой силы или вблизи нее (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Установка и закрепление валика при фрезеровании:
1 - опорный штырь; 2 - призма; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

Для устранения возможного сдвига детали при закреплении усилие зажима Q следует направлять перпендикулярно к поверхности установочного элемента. В целях устранения деформации детали при закреплении необходимо, чтобы линия действия усилия зажима пересекала установочную поверхность установочных элементов (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Схема закрепления детали:
а и б - правильно; в - неправильно; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

При закреплении тонкостенных деталей коробчатой формы для уменьшения прогиба стенки вместо усилия зажима Q (рис. 9.8, а), действующего посредине детали, следует приложить два усилия Q/2 в точках Б и В (рис. 9.8, б).

Рис. 9.8. Закрепление тонкостенной детали:
а - неправильно; б - правильно; А, Б и В - точки приложения усилия зажима

Для уменьшения смятия поверхностей при закреплении заготовок необходимо применять в зажимных устройствах такие контактные элементы 1, которые позволяют распределить усилие зажима между двумя (рис. 9.9, а), тремя (рис. 9.9, 6) точками или рассредоточить по кольцевой поверхности (рис. 9.9, в).

Рис. 9.9. Контактные элементы:
а - с двумя поверхностями; б - с тремя поверхностями; в - с поверхностью кольцевой формы; Q - усилие зажима

На рис. 9.10 приведена схема установки и закрепления заготовки, на которой регулируемая опора 1 и зажимное усилие Q 2 приближены к обрабатываемой поверхности для повышения ее жесткости.

Рис. 9.10. Схема установки и закрепления детали малой жесткости:
1 - регулируемая опора; Q 1 , Q 2 - зажимные усилия

При работе на фрезерных станках высокие требования предъявляют к зажимному инструменту и к резьбовым соединениям, что определяет их долговечность и безопасность работы.

Отвертки применяют для закрепления и отвинчивания винтов, имеющих прорезь (шлиц). Основное требование, предъявляемое к отверткам, заключается в том, что лезвие (лопатка) отвертки должны иметь параллельные грани, чтобы оно свободно входило на всю глубину шлица винта с небольшим зазором.

Гаечные ключи являются необходимым инструментом для фрезерных работ при закреплении болтами и гайками приспособлений или заготовок на столе станка. Головки ключей стандартизованы и имеют определенный размер, который указан на рукоятке ключа. Размеры зева (захвата) делают с таким расчетом, чтобы зазор между гранями гайки или головки болта и гранями зева был в пределах 0,1...0,3 мм. При большем зазоре ключ может сорваться с гайки или головки болта и травмировать руки рабочего. Гаечные ключи бызают простые (одноразмерные), универсальные (раздвижные) и специального назначения.

Простыми ключами при наладке станка можно завинчивать гайки одного размера и одной формы (рис. 9.11). Если правая рука захватывает рукоятку гаечного ключа 4 на расстоянии 250 мм от зева 1 ключа и нажимает на нее примерно с усилием 1...2 кгс, то усилие зажима гайки 2 и болта 3 будет равно примерно 400...750 кгс. Поэтому, чем больше диаметр резьбы и длиннее рукоятка ключа, тем больше усилие зажима.

Рис. 9.11. Схема положения рук при установке заготовки на столе фрезерного станка с помощью гаечного ключа:
а - правильно; б - неправильно; 1 - зев; 2 - гайка; 3 - болт; 4 - рукоятка

Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщают одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

По принципу действия различают делительные головки лимбовые (универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки применяют для выполнения всех видов работ.

Универсальная лимбовая делительная головка (рис. 9.12) состоит из основания 12 со стяжными дугами 6, в которых смонтирован цилиндрический корпус 5. При ослаблении гаек 13 корпус 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси против часовой стрелки на угол от -5° и до +95° - по часовой стрелке. Поворот корпуса контролируется по шкале и нониусу.

Рис. 9.12. Универсальная делительная головка:
1 - установочный центр; 2 - шпиндель; 3 - лимб; 4 - нониус; 5 - корпус цилиндрический; 6 - стяжные дуги; 7 - делительный диск; 8 - фиксатор; 9 - раздвижной сектор; 10 - рукоятка; 11 - шкала; 12 - основание; 13 - гайки; 14 - рукоятка

В корпусе 5 на подшипниках смонтирован шпиндель 2, на переднем конце которого имеется резьба с центрирующим пояском для крепления самоцентрирующего или поводкового патрона и конусное отверстие для установки центра 1. Здесь также размещен лимб 3 с делениями и нониусом 4 для непосредственного деления, а на заднем конце шпинделя установлена оправка для сменных зубчатых колес. Вращение шпинделя 2 передается с помощью рукоятки 10 с фиксатором 8 через зубчатые колеса с передаточным отношением, равным 1, и червячную пару k/N, где k - число заходов червяка, N - число зубьев червячного колеса. Отсчет поворота рукоятки производят по засверленным на делительном диске 7 отверстиям. Для удобства отсчета поворота рукоятки имеется раздвижной сектор 9, состоящий из линеек. С помощью рассмотренной делительной головки можно выполнять простое и сложное (дифференциальное) деление.

Непосредственное деление осуществляют по лимбу 3 с делениями через 1°. Точность отсчета с использованием нониуса Н равна 5". Поворот шпинделя при этом можно производить рукояткой 11 или непосредственным вращением шпинделя. После каждого поворота шпиндель фиксируют стопором 8. В некоторых делительных головках вместо лимба 3 с делениями устанавливают диск с отверстиями по кругу (24; 30 и 36 отверстий), что позволяет выполнить деление на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.

Простое деление выполняют с помощью зафиксированного стопора 4 (рис. 9.13), с двух сторон которого просверлены отверстия по концентрическим окружностям. С одной стороны диска могут быть окружности с 24, 25, 26, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42 и 43 отверстиями, а с другой - с 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66 отверстиями.

Рис. 9.13. Схема наладки универсальной лимбовой головки на простое деление:
1 - червячное колесо; 2 - червяк; 3 - шпиндель; 4 - стопор; 5 - рукоятка; 6 - сектор; 7 - делительный диск; 8 и 9 - зубчатые колеса; z 1 , z 2 - шестерни

Наладка на дифференциальное деление применяется в тех случаях, когда невозможно подобрать делительный диск с нужным числом отверстий для простого деления. (Методика наладки универсальной лимбовой головки на дифференциальное деление изложена в .)

Контрольные вопросы

1. Что такое попутное и встречное фрезерование?
2. Как настроить режимы резания на консольно-фрезерном станке с ручным управлением?
3. Расскажите о зажимных приспособлениях, применяемых на фрезерных станках.
4. Расскажите о наладке различных типов фрез на консольно-фрезерном станке.
5. Какие существуют типы делительных головок и что называется их характеристикой?
6. Как производится наладка универсальной лимбовой головки на простое деление?

1 Конструкции установочных элементов и приспособлений для фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.