Лезвийная обработка резанем деталей машин

В лезвийной обработке резанием (ЛОР) (в зависимости от вида и направления движений резания, вида обработанной поверхности) можно выделить следующие технологические методы: точение, строгание, сверление, фрезерование, протягивание.

6.5.1. Точение

Точение-ЛОР цилиндрических и торцевых поверхностей; главное движение - вращательное, придается заготовке или режущему инструменту; движение подачи - прямолинейное или криволинейное, придается режущему инструменту вдоль, перпендикулярно или под углом к оси вращения. Точением обрабатываются шейки и торцевые поверхности круглых стержней (валов); наружные и внутренние цилиндрические поверхности и торцы дисков; внутренние цилиндрические торцевые поверхности некруглых стержней и корпусных деталей.

Точением можно обрабатывать наружные (обтачивание) и внутренние (растачивание) цилиндрические поверхности (рис. 6.9, а). В зависимости от направления движения подачи различают: продольное точение (рис. 6.9, а) (движение подачи направлено вдоль оси вращения заготовки); поперечное точение (рис. 6.9, б, в) (движение подачи направлено поперек оси вращения заготовки).

Основные технологические схемы точения

Рис. 6.9. Основные технологические схемы точения: а - продольное точение (обтачивание и растачивание); б - поперечное точение (обработка фасок и торцов); в - нарезание канавок и отрезание;

г - нарезание резьбы; д, е - обработка конических поверхностей; ж - обработка фасонных поверхностей перпендикулярно оси вращения заготовки)

Точением производят обработку фасок и торцов (рис. 6.9, б), нарезание канавок и отрезание (рис. 6.9, в), нарезание резьбы и винтовых поверхностей (рис. 6.9, г), обработку конических (рис. 6.9, д, е) и фасонных (рис. 6.9, ж) поверхностей.

По виду обрабатываемой поверхности резцы делят на: проходные прямые отогнутые (рис. 6.10, а), проходные упорные (рис. 6.10, б), подрезные (рис. 6.10, в), канавочные (рис. 6.10, г); отрезные (рис. 6.10, 0), резьбовые (рис. 6.10,е), для обработки по копиру (рис. 6.10, з), расточные (рис. 6.10, ж), фасонные призматические и круглые (рис. 6.10, и).

ж

Токарные резцы

Рис. 6.10. Токарные резцы:

а - проходные прямые отогнутые; б - проходные упорные; в - подрезные; г - канавочные; д - отрезные; е - резьбовые; ж - расточные; з - для обработки по копиру; и - фасонные призматические и круглые

По характеру обработки, различают резцы: для чернового, получистового, чистового точения. По типу инструментального материала и способу его крепления на головке различают резцы: цельные из углеродистых или из быстрорежущих сталей; с напайной пластинкой из быстрорежущей стали или из твердого сплава; с механическим креплением пластинки твердого сплава или кристалла сверхтвердого материала. По виду пластины твердого сплава различают рез

цы; с перетачиваемыми и с неперетачиваемыми пластинами.

Характер базирования и закрепления заготовки в рабочих приспособлениях токарных станков зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, типа заготовки (вал, диск, кольцо, некруглый стержень), отношения длины заготовки к ее диаметру, требуемой точности обработки и т.д.

При обработке круглых стержней на универсальных то

карных станках чаще всего применяется трех-, четырех- или шестикулачковые патроны (рис. 6.11).

Токарные патроны

Рис. 6.11. Токарные патроны

На универсальном токарно-винторезном станке (рис. 6.12) обрабатывают детали различных классов (круглые и некруглые стержни, кольца, диски, корпусные детали). Станина 1 станка - массивная базовая чугунная деталь имеет две тумбы 18: переднюю и заднюю. В передней тумбе установлен главный электродвигатель. Верхняя часть станины имеет две пары направляющих 9 и 10 для базирования и перемещения подвижных элементов станка. Передняя бабка 3 закреплена на левой части станины. В корпусе передней бабки расположена коробка скоростей со шпинделем. На правом резьбовом конце шпинделя устанавливается технологическая оснастка (патрон 4) для базирования и закрепления заготовок. Шпиндель получает вращение (главное движение V) от главного электродвигателя через клиноременную передачу, систему зубчатых колес и муфт, размещенных на валах коробки скоростей. Задняя бабка 8 установлена на правой части станины с возможностью перемещения по ее внутренним направляющим. Задняя бабка необходима для повышения жесткости закрепления длинных валов. Внутри задней бабки размещается выдвижная пиноль 7, в конусное отверстие которой вставляются различные центры. При обработке длинных валов передний конец заготовки устанавливается в патрон, закрепленный на шпинделе, а задний конец поджимается центром, установленным в пиноли задней бабки.

Универсальный токарно-винторезный станок

Рис. 6.12. Универсальный токарно-винторезный станок:

1 - станина; 2 - лицевая панель коробки подач; 3 - передняя бабка; 4 -патрон; 5 - защитный кожух; 6 - резцедержатель; 7 - пиноль; 8 - задняя бабка; 9,10- наружные и внутренние направляющие; 11- ходовой винт; 12 - рейка; 13 - ходовой вал; 14 - фартук; 15 - продольные салазки; 16 - поперечные салазки; 17 - поворотные салазки; 18 - тумба

При обработке коротких заготовок, заготовок типа “некруглый стержень” или корпусных заготовок в конусное отверстие пиноли устанавливается осевой инструмент, что позволяет производить осевую обработку центрального отверстия в заготовке. Движение подачи при этом осуществляется вручную вращением маховика задней бабки. На наружных направляющих станины размещается суппорт, состоящий из резцедержателя 6, поворотных 17, поперечных 16 и продольных 75 салазок. В резцедержателе устанавливаются режущие инструменты - токарные резцы. Поворотные салазки установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг вертикальной оси, что позволяет обрабатывать короткие (до 150 мм) конусные поверхности с большими углами конусно сти (до 45°). При обработке длинных конусных поверхностей с малыми углами конусности (до 5°) смещают ось вращения заготовки, перемещая заднюю бабку перпендикулярно направляющим станины. Поперечные салазки позволяют придать режущему инструменту движение подачи (S) под углом 90 ° к оси вращения заготовки (поперечная подача). Продольные салазки позволяют придать режущему инструменту движение подачи (S) вдоль оси вращения заготовки (продольная подача). Движение подачи осуществляется вручную или автоматически. На передней стенке станины закреплена коробка подач 2, кинематически связанная со шпинделем. Коробка подач передаёт движение на ходовой вал 13 и ходовой винт 11. Ходовой винт служит для обеспечения автоматической подачи только при нарезании резьбы. Для обеспечения автоматической подачи при других работах служит ходовой вал.

Для обработки партии сложных деталей типа: ступенчатый валик, фланец, кольцо применяют токарно-револьверные станки. В токарно-револьверном станке несколько режущих инструментов устанавливают в револьверной головке, что позволяет сократить время на установку и наладку инструментов. Револьверные станки с многогранной револьверной головкой дополнительно оснащены одним или двумя (передним и задним) револьверными суппортами. Все инструменты, работающие с продольным движением подачи, закрепляются в револьверной головке. Все инструменты, работающие с поперечным движением подачи, закрепляются в суппортах.

Серийная обработка прутковых заготовок ведется на многошпиндельных прутковых автоматах. На рис. 6.13 показан шестишпиндельный прутковый автомат параллельного действия. На станине станка установлены две стойки: передняя и задняя. На торце передней стойки установлен шпиндельный блок с шестью шпинделями. Автомат одновременно обрабатывает шесть одинаковых заготовок. Обрабатываются только наружные поверхности заготовок с поперечным движением подачи суппортов. Прутки базируются и зажимаются в цанговых патронах.

Шестишпиндельный прутковый автомат параллельного действия

Рис. 6.13. Шестишпиндельный прутковый автомат параллельного действия

Обработка ступенчатых валов ведется на, многорезцовых токарных полуавтоматах, автоматах или на токарных гидрокопировальных автоматах. На рис. 6.14 показан токарный гидрокопировальный автомат.

Станок состоит из станины 7, передней бабки 2 с коробкой скоростей и шпинделем 3, верхней 5 и нижней 6 траверс. Задний конец заготовки поддерживается центром, установленным в пиноли 4. По траверсам перемещаются верхний и нижний суппорты. Верхний суппорт имеет только поперечное движение подачи, нижний - только продольное (в гидрокопировальных автоматах суппорт перемещается по копиру, что позволяет обрабатывать сложные ступенчатые или фасонные поверхности).

Массивные цилиндрические заготовки с отношением высоты к диаметру 0,3...0,4 можно обработать на токарнокарусельных вертикальных одностоечных и двухстоечных станках. Токарно-карусельный вертикальный двухстоечный станок показан на рис. 6.15. Станок состоит из станины 8, двух вертикальных стоек, соединенных поперечиной 3. На станине установлена карусель 7 с кулачковым патроном. По направляющим стоек перемещается траверса 3. По направляющим траверсы перемещаются верхние суппорты 2 и 4. На правой стойке установлен боковой суппорт 6.

Токарный гидрокопи-ровальный автомат

Рис. 6.14 Токарный гидрокопи-ровальный автомат:

1 - станина; 2 - передняя бабка;

З - шпиндель; 4 - пиноль;

5, 6 - верхняя и нижняя траверсы

Токарнокарусельный вертикальный двухстоечный станок

Рис. 6.15. Токарнокарусельный вертикальный двухстоечный станок: 1,5 - резцовые головки; 2,4-верхние суппорты; 3 - поперечина; 6 - боковой суппорт; 7 - карусель; 8 - станина

Строгание и долбление. Строгание и долбление - ЛОР открытых плоских и фасонных, наружных и внутренних поверхностей; главное движение - прямолинейное, возвратно поступательное, придается режущему инструменту; движение подачи - дискретное, прямолинейное или криволинейное, придается заготовке в конце обратного хода инструмента.

При строгании (рис. 6.16, а) главное движение придается инструменту в горизонтальной плоскости, при долблении (рис. 6.16, б) - в вертикальной.

Процесс резания при строгании или долблении - прерывистый, и удаление материала происходит только при прямом (рабочем) ходе инструмента. При обратном (холостом) ходе резец не снимает стружку. Холостой ход обеспечивает охлаждение инструмента. Прерывистый процесс резания определяет высокие динамические нагрузки на технологическую систему, ударное врезание инструмента в материал заготовки. Поэтому при строгании не применяют высоких скоростей резания и используют массивные быстрорежущие инструменты. Наличие холостых ходов определяет низкую производительность обработки. При нормировании процесса задают: скорость движения резания (V), скорость обратного (холостого) хода (Vx.x.) и скорость движения подачи: минутную (5МИН) и на один двойной ход ползуна станка (5Д.Х,).

Схемы строгания («) и долбления (б)

Рис. 6.16. Схемы строгания («) и долбления (б): V - главное движение резания; S - движение подачи

холостой (обратный) ход

Режущий строгальный и долбежный инструмент, изготавливается двух типов: резцы строгальные (рис. 6.17)- проходные, прорезные и фасонные; долбяки - проходные, для шпоночных пазов и специальные.

Обрабатываемые заготовки небольших размеров и простых форм устанавливают на станке в тисках. Крупные заготовки и заготовки сложных форм устанавливаются непосредственно на столе, имеющем Т-образные пазы, и закрепляются: прихватами, призматическими или клиновыми подкладками; упорами - прижимами.

Заготовки с цилиндрическими базирующими элементами устанавливаются на призмы (рис. 6.18).

Призма

Рис. 6.18. Призма

Рис. 6.17. Строгальный резец

Поперечно-строгальные станки (рис. 6.19) применяются в единичном и серийном производстве и во вспомогательных цехах машиностроительных заводов. На них обрабатываются заготовки с длиной обработки не более 1000 мм. На фундаментной плите установлена станина 6. По вертикальным направляющим 7 станины перемещается траверса 8 с горизонтальными направляющими, на которых установлены консоль 7 со столом 2. На столе устанавливаются заготовка или рабочие приспособления. На верхнем торце станины выполнены горизонтальные направляющие, по которым перемещается ползун 5. На переднем торце ползуна выполнены вертикальные направляющие, по которым перемещается вертикальный суппорт 4 с качающейся плитой и резцедержателем 3. Вертикальный суппорт можно поворачивать вокруг горизонтальной оси для строгания наклонных плоскостей.

На продольно-строгальных станках (рис. 6.20) обрабатывают крупные, тяжелые заготовки. Ход стола у этих станков 1500... 12 000 мм, ширина строгания - 700...4000 мм.

Поперечно-строгальный станок

Рис. 6. 19. Поперечно-строгальный станок:

1- консоль; 2 - стол; 3 - резцедержатель; 4 - суппорт; 5 - ползун; 6 -станина; 7 - вертикальные направляющие; 8 - траверса

Продольнострогальный станок

Рис. 6.20. Продольнострогальный станок:

  • 1 станина; 2 - стол; 3,9-стойки; 4 - боковой суппорт;
  • 5 - траверса; 6 - направляющие траверсы; 7, 10 - вертикальные суппорты; 8 - поперечина

По направляющим станины 1 станка перемещается стол 2, на котором устанавливают заготовки. Портал станка состоит из: левой 3 и правой 9 стоек. Стойки соединены вверху поперечиной 8. По вертикальным направляющим стоек перемещается траверса 5 и каретки боковых суппортов 4. По направляющим 6 траверсы перемещаются левый 7 и правый 10 вертикальные суппорты. Все суппорты могут перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях и могут быть повернуты в вертикальной плоскости на угол до 60°.

6.5.2. Протягивание

Протягивание - ЛОР открытых, плоских и фасонных, внутренних и наружных поверхностей с линейной образующей; главное движение - прямолинейное или круговое, придается режущему инструменту; движение подачи отсутствует, возобновление процесса резания обеспечивается подъемом на зуб (Sz). Подъем на зуб - превышение по высоте или по ширине размера режущей части последующих зубьев над предыдущими. По характеру движения режущего инструмента различают: протягивание внутреннее (рис. 6.21, а) и наружное (рис. 6.21, б) - инструмент вытягивается из отверстия и прошивание (рис. 6.21, в) - инструмент проталкивает

ся в отверстие.

Основные схемы протягивания

Рис. 6.21. Основные схемы протягивания: а - внутреннее;

б - наружное; в - прошивание; 1- протяжка;

2 - опорная плита; 3 - заготовка; 4 - прошивка;

V - движение резания;

К.х - обратный ход

Протягивание - высокопроизводительный процесс обработки наружных и внутренних поверхностей, обеспечивающий высокую точность формы и размеров обработанной поверхности. При протягивании профиль обработанной поверхности копируется профилем режущих зубьев. Поэтому протяжки - узкоспециальный инструмент, применяемый для обработки поверхностей со строго заданными формой и размерами. По характеру обработанной поверхности различают внутренние (рис. 6.22, а) и наружные (рис. 6.22, б) протяжки. Внутренние протяжки предназначены для обработки круглых, квадратных, многогранных и шлицевых отверстий, а также шпоночных и других фигурных пазов. Наружные протяжки (рис. 6.22, б) предназначены для 3 обработок: наружных поверхностей, пазов, уступов. Прошивками (рис. 6.22, в) обрабатывают цилиндрические и фасонные отверстия с целью повышения их точности (зачистка отверстия).

Протяжной режущий инструмент

Рис. 6.22. Протяжной режущий инструмент: а - внутренняя круглая протяжка: б - элемент наружной протяжки; в - комплект прошивок

Протягивание - процесс прерывистый. Необходимо возвратно-поступательное движение исполнительного механизма главного движения. Прямой ход - рабочее движение, обратный ход - холостой ход. Инерция масс исполнительного механизма главного движения не позволяет работать на высоких скоростях резания. Обычно принимают скорость резания V=8...15 м/мин.

Протяжные станки отличаются простотой конструкции и большой жесткостью, что объясняется тем, что в станках отсутствует цепь движения подачи. Основной характеристикой протяжного станка является тяговое усилие на штоке и ход штока рабочего цилиндра.

Горизонтально-протяжной станок (рис. 6.23) - предназначен для протягивания внутренних поверхностей. На станине 1 размещаются: гидроцилиндр и насосная станция 2. На переднем конце штока гидроцилиндра установлен захват для захвата переднего (замкового) конца протяжки 4. Обрабатываемая заготовка опирается на опорную поверхность кронштейна 3. Поступательное движение протяжке сообщается до тех пор, пока она не выйдет из отверстия в заготовке. По окончании обработки заготовка падает в поддон. Протяжка возвращается в исходное положение и процесс повторяется.

Горизонтально - протяжной станок

Рис. 6.23. Горизонтально - протяжной станок:

  • 1 - станина; 2 - насосная станция; 3 - кронштейн; 4 - заготовка
  • 6.5.3. Сверление

Сверление - ЛОР цилиндрических отверстий с прямолинейной образующей; главное движение - вращательное, придается инструменту; движение подачи - прямолинейное, придается инструменту вдоль оси его вращения.

В зависимости от вида обработанной и обрабатываемой поверхностей и от качества обработанной поверхности различают: сверление и рассверливание (рис. 6.24, а), зенкеро-вание (рис. 6.24, б), развертывание (рис. 6.24, в), зенкование (рис. 6.24, г) и цекование (рис. 6.24, Э).

Сверлением получают сквозные и глухие отверстия. Рассверливанием увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия. Зенкерованием увеличивают диаметр отверстия, ранее полученного в заготовке литьем или давлением. Развертывание - чистовая операция, обеспечивающая высокую точность отверстия. Развертыванием обрабатывают цилиндрические и конические отверстия после зенкерования или растачивания. Зенкованием обрабатывают цилиндрические и конические углубления под головки болтов и винтов. Для обеспечения перпендикулярности и соосности обработанной поверхности основному отверстию режущий инструмент (зенковку) снабжают направляющим цилиндром. Цекованием обрабатывают торцевые опорные плоскости для головок болтов, винтов и гаек. Перпендикулярность обработанной торцевой поверхности основному отверстию обеспечивает направляющий цилиндр режущего инструмента (цековки). Осевой режущий инструмент показан на рис. 6.25.

д

Рис. 6.24. Основные схемы сверления: а - сверление и рассверливание; б - зенкерование; в - развертывание; г - зенкование; д - цекование

Осевой режущий инструмент

Рис. 6.25. Осевой режущий инструмент:

а - сверло спиральное; б - сверло центровочное; в - сверло перовое;

г - сверло кольцевое; д - сверло инжекторное; е - зенкер насадной;

ж - зенкер концевой; з - развертка машинная; и - комплект конических разверток; к - зенковки цилиндрическая и коническая; л - цековка насадная; м - цековка концевая

Процесс сверления протекает в более тяжелых условиях, чем точение. В процессе резания затруднен отвод стружки и подача охлаждающей жидкости в зону резания. Выделяемое при резании тепло, в основном, поглощается режущим инструментом и заготовкой. Особенно это заметно при сверлении отверстий в материалах с низким коэффициентом теплопередачи (пластмассы, бетон). При обработке этих материалов до 95% выделяемого тепла поглощается сверлом, и если не использовать охлаждение, то происходит оплавление режущих кромок сверла. Скорость резания по сечению сверла непостоянна, уменьшается от периферии сверла к его центру. Следовательно, по сравнению с точением при сверлении увеличены: деформации срезаемого слоя и стружки; трение (пар: сверло - заготовка; стружка - сверло; стружка - заготовка).

За скорость резания при сверлении принимают окружную скорость наиболее удаленной точки режущего лезвия. При назначении скорости движения подачи различают подачу минутную (5МИН); подачу на оборот (So) и подачу на зуб (5Z). Глубина резания: при сверлении отверстия в сплошном материале равна половине диаметра сверла; при рассверливании, зенкерований и развертывании - половине разницы между диаметрами обработанного отверстия и заготовки.

В единичном и мелкосерийном производстве применяются вертикально-сверлильные станки (рис. 6.26). На фундаментной плите 1 станка смонтирована колонна 5. По вертикальным направляющим 6 колонны перемещаются стол 2 и сверлильная головка 4. Установочные перемещения стола осуществляются вручную с помощью винтового домкрата 7. На верхней плоскости стола устанавливаются рабочие приспособления или заготовка. Вращательное движение инструменту передается от электродвигателя, через коробку скоростей и шпиндель 3. Механизмы главного движения и движения подачи размещены внутри сверлильной головки.

При последовательной обработке нескольких отверстий в массивных или крупногабаритных заготовках применение вертикально-сверлильных станков крайне неудобно, т.к. практически невозможно точно совместить ось вращения режущего инструмента с осью обрабатываемого отверстия. Поэтому при обработке таких заготовок применяются радиально-сверлильные станки. При работе на радиально-сверлильных станках заготовка остается неподвижной, а шпиндель с инструментом перемещается относительно заготовки и может устанавливаться в требуемой точке горизонтальной плоскости. На фундаментной плите 1 (рис. 6.27) закреплена тумба 2 с вертикальной колонной 4. На колонне установлена гильза 3. Гильза имеет возможность поворота относительно колонны в горизонтальной плоскости на 360°. Траверса 7 закреплена на гильзе с возможностью вертикального перемещения относительно колонны с помощью винтового механизма 5. На траверсе имеются горизонтальные направляющие, по которым перемещается сверлильная головка 6. Угловые перемещения траверсы и радиальные перемещения сверлильной головки в горизонтальной плоскости позволяют точно установить режущий инструмент относительно оси обрабатываемого отверстия.

Вертикальносверлильный станок

Рис. 6.26. Вертикальносверлильный станок:

  • 1 - фундаментная плита;
  • 2 - стол; 3 - шпиндель; 4 - сверлильная головка; 5 - колонна;
  • 6 - вертикальные направляющие;
  • 7 - домкрат

Рис. 6.27. Радиальносверлильный станок:

  • 7 - фундаментная плита; 2 - тумба;
  • 3 - гильза; 4 - колонна; 5 - винтовой механизм; 6 - сверлильная головка; 7 - траверса; 8 - стол

В индивидуальном и серийном производстве широко применяют вертикально-сверлильные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (рис. 6.28). По вертикальным направляющим станины 1 перемещаются салазки 6. Стол (закрыт ограждением) перемещается по горизонтальным направляющим салазок. Перемещения стола и салазок осуществляются по программе, что обеспечивает точное перемещение заготовки относительно режущего инструмента. По направляющим вертикальной части станины (стойки 3) перемещается траверса 5. Сверлильная головка 4 перемещается по горизонтальным направляющим траверсы. Механизмы главного движения и движения подачи размещены внутри сверлильной головки.

Вертикально-сверлильный станок с числовым программным управлением

Рис. 6.28. Вертикально-сверлильный станок с числовым программным управлением:

  • 1 - станина; 2 - салазки; 3 - стойки; 4 - сверлильная головка;
  • 5 - траверса
  • 6.5.4. Фрезерование

Фрезерование - ЛОР плоских и фасонных поверхностей с линейной образующей; главное движение - вращательное, придается инструменту; движение подачи - прямолинейное, поступательное, придается заготовке в направлении как вдоль, так и перпендикулярно оси вращения инструмента.

На универсальных горизонтально-фрезерных станках (ГФС) (ось вращения инструмента - горизонтальная) и вертикально-фрезерных станках (ВФС) (ось вращения инструмента - вертикальная) обрабатывают: горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости; одновременно несколько плоскостей; уступы и пазы (прямолинейные или фасонные); фасонные поверхности (рис. 6. 29).

Особенностями процесса фрезерования является прерывистый характер процесса резания каждым зубом фрезы и переменность толщины срезаемого слоя. Каждый зуб фрезы участвует в резании только на определенной части, остальную часть, проходит по воздуху, что обеспечивает охлаждение зуба и дробление стружки. К режимам резания при фрезеровании относят: скорость резания; подачу (минутную, на оборот и на зуб); глубину резания и ширину фрезерования «В».

6

Рис. 6.29. Основные схемы фрезерования: а - на горизонтально-фрезерных станках; б - на вертикальнофрезерных станках: V - движение резания; S - движение подачи

В зависимости от соотношения длины фрезы к ее диаметру (K=L/D^) различают (рис. 6.30): цилиндрические фрезы (/i=0,5...3); концевые, или пальцевые, фрезы (К>3) и дисковые фрезы (К<0,5). В зависимости от расположения главной режущей кромки различают: фрезы с прямым зубом (главная режущая кромка параллельна оси вращения фрезы); косозубые фрезы (главная режущая кромка направлена под углом к оси вращения фрезы); шевронные фрезы (главные режущие кромки соседних зубьев расположены под углом друг к другу). В зависимости от конструктивного исполнения режущей части различают: цельные фрезы (фрезы целиком выполнены из быстрорежущей стали); фрезы с напаянными пластинками инструментального материала; фрезы с механическим креплением пластинок инструментального материала; фрезы сборные (инструментальный материал закреплен на отдельных резцах, вставленных в корпус фрезы).

Фрезы

Рис. 6.30. Фрезы:

а - цилиндрическая цельная; б - концевая; в - дисковая односторонняя; г - отрезная; д - концевая с напаянными пластинами твердого сплава; е -концевая с механическим креплением твердосплавных пластин; ж - цилиндрическая сборная; з - одноугловая; и - двухугловая несимметричная; к - фасонная; л - фасонная полукруглая выпуклая;

м - пазовая для Т-образных пазов; н - дисковая модульная; о - червячная; п - резьбовая ниточная

В зависимости от расположения зубьев различают: фрезы односторонние (зубья располагаются только на образующей): фрезы двухсторонние (зубья располагаются на образующей и одном из торцов); фрезы трехсторонние (зубья располагаются на образующей и обоих торцах). В зависимости от формы главной режущей кромки различают: фрезы с прямолинейной режущей кромкой; фрезы с ломаной режущей кромкой (одно угловые и двухугловые); фасонные фрезы (фрезы выпуклые полукруглые и фрезы вогнутые полукруглые); специальные фрезы.

Цилиндрические фрезы обычно используются в наборе из двух и более фрез для обработки ступенчатых поверхностей заготовок. Дисковые фрезы используются для обработки различных пазов и для отрезания материала. Концевые фрезы используются для обработки плоскостей, уступов, прямоугольных и призматических пазов; криволинейных поверхностей. К специальным фрезам относятся: концевые фрезы для получения Т-образных пазов; шпоночные фрезы для получения шпоночных пазов под призматическую или сегментную шпонку; модульные дисковые или концевые фрезы для нарезания зубчатых венцов по методу копирования; червячные фрезы для нарезания зубчатых венцов или шлиц методом обката; резьбовые фрезы.

Для установки, базирования и закрепления заготовок применяются универсальные приспособления (прихваты; угольники; призмы; машинные тиски). При обработке большой партии заготовок проектируются и изготавливаются специальные приспособления. Для периодического, точного поворота заготовки на заданный угол (деление заготовки) применяют механические или оптические делительные головки и делительные столы (рис. 6.31).

Делительные механизмы

Рис. 6.31. Делительные механизмы:

а - универсальная механическая делительная головка; б - делительный стол с вертикальной осью; в - делительный стол с горизонтальной осью

В условиях единичного и мелкосерийного производства широко используются универсально-фрезерные станки. К ним относятся станки: горизонтальные (рис. 6.32, а) вертикальные (рис. 6.32, б) и универсальные фрезерные станки (рис. 6.32, в).

На рис. 6.32, а показаны основные узлы ГФС. На фундаментной плите 8 установлена чугунная станина 7. По верхним направляющим станины перемещается хобот 4. Хобот может устанавливаться относительно станины с различными размерами вылета. Серьга 5 перемещается по направляющим хобота и закрепляется гайкой. Хобот совместно с серьгой обеспечивает жесткость фрезерной оправки с серьгой. С помощью винтового домкрата по вертикальным направляющим станины перемещается консоль 2. По горизонтальным направляющим консоли перемещаются продольные салазки 3. По верхним направляющим продольных салазок перемещаются поперечные салазки 6.

Универсально-фрезерные станки

Рис. 6.32. Универсально-фрезерные станки:

а - горизонтальный; б - вертикальный; в - универсальный; 1 - опора винтового домкрата; 2 - консоль; 3 - продольные салазки; 4 - хобот;

5 - серьга; 6 - поперечные салазки со столом; 7 - станина; 8 - фундаментная плита, 9 - шпиндельный узел

ВФС имеют много общих унифицированных узлов и деталей с ГФС. Основное отличие состоит в наличии вертикально расположенного шпиндельного узла 9, который можно поворачивать под углом до 45° в обе стороны.

Обработку сложных фасонных поверхностей производят концевыми фрезами на копировально-фрезерных станках. Плоские фасонные поверхности замкнутого контура с прямолинейной образующей получают контурным фрезерованием. При этом заготовке или фрезе одновременно сообщают движение в двух направлениях (продольное и поперечное движение подачи). Одно из движений является задающим (постоянным), другое - следящим, зависящим от формы копира. Профиль обработанной поверхности зависит от соотношения этих движений. Скорость перемещения фрезы относительно заготовки (результирующая подача) должна совпадать со скоростью перемещения следящего элемента (щупа) по копиру. Объемные фасонные поверхности получают объемным копирным фрезерованием. Поверхности фрезеруют отдельными вертикальными или горизонтальными фасонными строчками. Ширина строчки соответствует диаметру концевой фрезы. После фрезерования одной строчки фрезу перемещают на ширину строчки. Следующую строчку фрезеруют на обратной подаче. В современных копировальных станках применяются механические, электромеханические или гидравлические следящие приводы. При использовании механического следящего привода щуп жестко связан с фрезой, сила резания воспринимается копиром, что является причиной его быстрого износа. Применение электромеханических или гидравлических усилителей позволяет уменьшить давление на щуп. Малые давления щупа на копир позволяет фрезеровать крутые профили, обеспечивая высокую точность обработки.

6.5.5. Резьбонарезание

Нарезание резьбы - одна из распространенных операций в машиностроении. Наружные и внутренние резьбы наиболее просто выполнять на токарно-винторезном станке фасонными (резьбовыми) резцами (рис. 6.33, а).

Точные и мелкие резьбы нарезают профильными шлифовальными кругами. Часто внутренние резьбы нарезают метчиками, а наружные - плашками (рис. 6.33, б, в). Резьбы с большими шагами нарезают резьбовыми фрезами (рис. 6.33, г). В крупносерийном производстве применяются специальные болторезные станки и нарезные головки, часто применяют накатку резьб роликами (рис. 6.33, Э).

Резьбовые резцы имеют профиль, соответствующий профилю нарезаемой резьбы. Скорость движения продольной подачи должна быть равна шагу резьбы. Нарезание резьбы производится за несколько рабочих ходов Чаще всего резец устанавливают перпендикулярно оси центров станка и оба его лезвия режут одновременно и снимают симметричные стружки. Для уменьшения числа черновых ходов резец устанавливают под углом 60° к оси центров. В этом случае работает только одно лезвие, можно снимать более толстые стружки. Для повышения производительности нарезания наружных резьб применяют охватывающие головки, «вихревое резание».

Резьбонарезной инструмент

Рис. 6.33. Резьбонарезной инструмент:

а - расточной резьбовой резец; б - метчик; в - плашка; г - резьбовая фреза; д - резьбонакатная головка

Плашка представляет собой гайку, в которой с помощью отверстий образованы режущие зубья. В сущности, плашка представляет собой протяжку с режущими зубьями, расположенными по винтовой поверхности. Внутренние резьбы часто нарезают метчиком. Он представляет собой винт, снабженный одной или несколькими продольными канавками, образующими режущие кромки и передние поверхности на его зубьях. Метчик, как и плашка, представляет собой протяжку с режущими зубьями, расположенными по винтовой поверхности.

6.5.6. Обработка зубчатых венцов

Нарезание зубчатого венца по своей кинематике является наиболее сложной операцией: в процессе резания необходимо удалить большой объем металла из впадины между зубьями. Зубчатый венец имеет сложную геометрию и высокие сложные нормы точности. Различают два метода формирования рабочего профиля зубьев: копированием и обкаткой.

Метод копирования - это частный случай фасонной обработки, применяется на обычных фрезерных станках с использованием дисковых модульных (рис. 6.31, и) либо пальцевых модульных фрез. При работе этими фрезами профиль инструмента копируется при изготовлении впадин или профиль впадины зуба создается за счет перемещения инструмента по копиру. Достоинство данного метода заключается в том, что его можно применить на обычном фрезерном станке (используется в ремонтном производстве). Недостатки: требуется для каждого модуля комплект шестерен, состоящий из 8... 15 фрез дисковых, до 26 пальцевых; обеспечивает низкую производительность и низкую точность, большая трудоемкость по настройке и резанию.

Зубчатые колеса в основном нарезаются методом обкатки, для чего применяются различные инструменты: червячные фрезы (рис. 6.30, о), долбяки, резцовые головоки, шеверы (рис. 6.34). При изготовлении зуба колеса методом обкатки, кроме главного движения и движения подачи имеется движение обкатки - профилеобразующее движение (рис. 6.35).

б

Рис. 6.34. Зуборезный инструмент: а - долбяк; б - резцовая головка; в - шевер

При изготовлении зуба методом обкатки профиль зуба инструмента не будет копией профиля зуба или впадины шестерни. Сущность метода заключается в том, что точки профиля зуба, находящиеся в зацеплении, описывают не свой профиль, а профиль сопрягаемого колеса. Поэтому одним и тем же инструментом, меняя только размеры заготовки и передаточное отношение движения обкатки, можно изготавливать зубчатые колеса с разным числом зубьев. Недостаток данного метода заключается в том, что требуется наличие специального зубонарезного станка.

Схемы обработки цилиндрических зубчатых колес

Рис. 6.35. Схемы обработки цилиндрических зубчатых колес: а - модульной фрезой; б - червячной фрезой; в - зубодолблением; 1 - заготовка; 2 - центра; 3 - режущий инструмент; V - главное движение; S - движение подачи; 5кр,5крі, 5крг - обкатные движения; 7/z - делительный поворот

Чистовая обработка зубчатых колес шевингованием основана на имитации зацепления «шестерня - колесо» на скрещивающихся осях. Шевер (рис. 6.34, в) представляет собой зубчатое колесо с канавками вдоль профиля зубьев (угол наклона зубьев 5 или 15°), изготовленное из быстрорежущей стали. Главная и вспомогательная режущие кромки образуют угол резания 5= 90°. Поэтому зуб шевера скоблит металл заготовки, снимая тонкие (игольчатые) стружки. При шевинговании снижаются погрешности: профиля, шага зацепления, циклическая погрешность (волнистость), колебание межцентрового расстояния на оборот колеса, улучшается пятно контакта по высоте зуба.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >