Махаринский Е.И. Технология машиностроения

Подождите немного. Документ загружается.

171

Пружина 4, сила которой больше, чем вертикальная составляющая силы

резания на фрезе, обеспечивает посто-

янный контакт между пальцем и ко-

пиром.

На рис. 3.110, б показана схема

копирования по системе непрямого

действия с гидравлическим, пневмати-

ческим или электронным управлени-

ем. Стол 12 с копиром 14 и заготовкой

13 перемещается от редуктора 10 че-

рез ходовой винт 11. При этом палец

1 под действием копира 14 перемеща-

ется в корпусе 2, соединенном с баб-

кой 5. Пружина 3 обеспечивает посто-

янный контакт между пальцем и копи-

ром. Незначительное перемещение

пальца, как элементарную команду

управления, можно увеличить, ис-

пользуя электронные, гидравличе-

ские, пневматические или другие уст-

ройства. Это усиление происходит в

устройстве 4, откуда поступает ко-

манда двигателю 6; последний через

редуктор и ходовой винт 7 перемещает

по стойке 8 бабку 5. Соответственно фреза 9 обрабатывает заготовку по про-

филю копира.

Системы прямого действия обычно применяют на копировальных станках с

механическим или ручным управлением, а системы непрямого действия — на

Рис. 3.109. Фрезерование фасонных по-

верхностей фасонными фрезами

Рис. 3.110. Схемы копирования

172

копировальных станках с электронным, гидравлическим или пневма-

тическим управлением.

Накладной копир представлен на рис. 3.111. В процессе фрезе-

рования заготовке 1 и копиру 2 комбинированием двух подач сооб-

щатся необходимые движения с таким расчетом, чтобы поверхность

постоянной соприка-

салась с цилиндри-

ческой частью 3

концевой фрезы.

Обработка фасонных круговых прямо-

угольных пазов или круговых контуров

может осуществляться на вертикально-

фрезерном станке с помощью поворотного

стола, который имеет ручной или механи-

ческий привод круговой подачи (3.112). При установке заготовки на поворот-

ный стол необходимо обеспечить совпадение центра фрезеруемой дуги с осью

поворотного стола.

К станкам фрезерной группы относят: консольно-

фрезерные (универсальные, го-

ризонтальные, широкоунивер-

сальные, вертикальные); про-

дольно-фрезерные (одно- и

двухстоечные); фрезерные не-

прерывного действия (барабан-

ные и карусельные); копиро-

вально-фрезерные; бесконсоль-

ные вертикально-фрезерные и

разные (шпоночно-фрезерные,

фрезерно-центровальные, тор-

цефрезерные и др.).

Компоновка консольного

горизонтально-фрезерного стан-

ка показана на рис. 3.113., а вер-

тикально-фрезерного – на рис. 3.114.

Рис. 3.111. Фрезерование фасонных поверхно-

стей по накладному

копиру

Рис. 3.112. Фрезерование фасонной

поверхности на круглом поворотном

столе

Рис. 3.113. Компоновка

консольного горизон-

тально-фрезерного

станка

Рис. 3.114. Компонов-

ка консольного вер-

тикально-фрезерного

станка

Рис. 3.114. Компоно

консольного вертикал

но-

фрезерного станка

173

Заготовки, обрабатываемые на фрезерных станках, устанавливаются на

станке при помощи станочных приспособлений, которые можно разделить на

три класса: универсальные, специализированные и специальные. К универсаль-

ным приспособлениям общего назначения относятся: прихваты, прижимы, упо-

ры, машинные тиски различных видов, угольники, угловые плиты, круглые по-

воротные столы, делительные столы и головки.

Машинные тиски (рис. 3.115) широко применяются для закрепления заго-

товок простой формы и относительно небольших размеров. По конструкции

они делятся на следующие виды: 1) простые (см. рис. 3.115-а); 2) поворотные

(поворот вокруг вертикальной оси, рис. 3.115-б); 3) универсальные (поворот

вокруг двух осей, рис. 3.115-в). Поворотные и универсальные тиски применя-

ются при фрезеровании наклонных поверхностей и скосов.

Рис. 3.115. Машинные тиски

Угловые плиты (рис. 3.116) подразделяются на: неповоротные (рис. 3.116-

а); поворотные (вокруг горизонтальной оси, рис. 3.116-б); универсальные (по-

ворот вокруг вертикальной и горизонтальной оси, рис. 3.116-в). Заготовки кре-

пятся к угловым плитам прихватами или струбцинами.

Рис. 3.116. Угловые плиты

Призмы (рис. 3.117) служат для закрепления заготовок круглой формы при

помощи прихватов. Последние следует располагать над призмами, чтобы уси-

лием зажима не деформировать заготовку.

174

Правильное положение тисков, угловых плит и призм на столе относитель-

но его продольной подачи обеспечивается за счет направляющих шпонок, ко-

торые имеются в названных приспособлениях и входят в паз стола.

Круглые поворотные столы

(рис. 3.118) применяются для за-

крепления заготовок на своем ра-

бочем столе, для обработки круго-

вых контуров или для поворота за-

готовки на заданный угол. В цен-

тре поворотного стола имеется

точное конусное отверстие для ус-

тановки центрирующего пальца.

Из приспособлений для закре-

пления заготовок при обработке

многогранников, шлицов, зубчатых

и храповых колес, зубчатых муфт и

других деталей, где требуется де-

лительная головка, наиболее широ-

кое применение нашли трехкулачко-

вые самоцентрирующие патроны, по-

стоянные центры, хомутики, люнеты и

оправки.

В единичном и мелкосерийном

производстве выгодно использовать

универсально-сборные приспособле-

ния (УСП). Это специальные приспо-

собления, собираемые из нормализо-

ванных деталей и сборочных единиц. Основными элементами УСП являются

базовые, корпусные, установочнонаправляющие и крепежноприжимные дета-

ли. В элементах УСП предусмотрены взаимно перпендикулярные Т-образные

пазы. Фиксация деталей осуществляется способом «шпонка-паз». Недостаточ-

ная жесткость УСП заставляет снижать режимы резания. Число деталей и узлов

в комплекте УСП составляет 2400…4200 единиц.

При помощи универсальных делительных головок (УДГ) можно:

1) периодически поворачивать заготовку вокруг ее оси на заданное число

делений (равные и неравные части);

2) устанавливать ось обрабатываемых заготовок под заданным углом к го-

ризонтальной плоскости;

3) непрерывно вращать заготовку в процессе фрезерования винтовых кана-

вок;

4) производить разметку заготовок.

На рис. 3.119 показана универсальная делительная головка, которая работа-

ет следующим образом: делительный диск 2 непосредственного деления установ-

лен на шпинделе 3 головки и фиксируется защелкой 1. Сменный делительный

Рис. 3.117. Закрепление заготовки на

призмах

Рис. 3.118. Круглый поворотный

стол

175

диск 5 установлен на оси рукоятки 6, на которой расположены также раздвиж-

ные втулки 4, фиксирующие угол развилки при делении.

Заготовку устанавливают на

оправку, которую закрепляют

между центрами делительной

головки и задней бабки фрезер-

ного станка. На шпинделе может

быть установлен патрон, предна-

значенный для закрепления заго-

товки, не имеющей центровых

отверстий.

Делительную головку

снабжают тремя дисками 5, в

каждом из которых имеется по

шести расположенных по ок-

ружности рядов отверстий. От-

верстия в каждом ряду располо-

жены на равном расстоянии од-

но от другого.

Для поворота заготовки на требуемый угол выводят штифт 7 из делительного

диска; затем рукояткой поворачивают шпиндель на требуемый угол и после этого

вводят штифт в соответствующее отверстие диска.

Если оси заготовки нужно придать наклонное положение относительно

плоскости стола, поворотную часть универсальной головки устанавливают под

требуемым углом и закрепляют болтами.

Режущий инструмент на фрезерных станках устанавливается и закрепляет-

ся при помощи вспомогательного инструмента. Это центровые и концевые оп-

равки, переходные втулки, установочные кольца, цанговые патроны и др.

Центровые оп-

равки (рис. 3.120)

применяются для

установки цилинд-

рических, дисковых,

угловых и фасонных

фрез на горизон-

тально-фрезерном

станке. Оправка ко-

ническим хвостови-

ком 2 устанавлива-

ется в коническом

отверстии шпинделя

и крепится натяж-

ным винтом (шом-

полом) 1. Для вос-

приятия крутящего

Рис. 3.119. Универсальная делительная голов-

ка

Рис. 3.120. Центровые оправки: с направляющей цапфой

(а) и с поддерживающей вращающейся буксой (б)

176

момента от сил резания прямоугольные пазы на фланце оправки совмещают с

поводковыми шпонками, расположенными в пазах торца шпинделя.

На цилиндрическую

часть 4 оправки со шпо-

ночной канавкой насажи-

вают установочные кольца

3 и фрезу. Комплект за-

крепляется гайкой 6. Вто-

рой сводный конец оправ-

ки поддерживается под-

шипником подвески, за-

крепляемой на хоботе. В

подшипники подвески

вводится направляющая

опора 7 (см. рис. 3.120-а)

или поддерживающая

букса 7 (см. рис. 3.120-б).

Концевые оправки

(рис. 3.121) служат для за-

крепления насадных тор-

цевых фрез на вертикаль-

но- и горизонтально-

фрезерных станках. Они

закрепляются в шпинделе станка так же как центровые оправки. Крутящий мо-

мент от сил резания концевая оправка воспринимает продольной призматиче-

ской шпонкой (рис. 3.121-а), торцевой шпонкой (рис. 3.121-б) или вкладышем 3

(рис. 3.121-в), который входит в торцовый паз фрезы. Последний вариант при-

меняется для установки торцовых фрез большого диаметра с коническим поса-

дочным отверстием.

Размерная настройка при фрезеровании плоскостей инструментов выпол-

няется методом пробных проходов.

Точность фрезерования зависит от типа станка, режущего инструмента,

режима резания и других факторов. В обычных условиях точность обработки

при фрезеровании достигает 11...8-го квалитета, а при скоростном и тонком

фрезеровании — 7-го квалитета.

Плоское шлифование применяют в качестве чистовой операции после стро-

гания или фрезерования плоскостей для достижения высокой точности и малой

шероховатости обрабатываемой поверхности, а также для окончательной обра-

ботки плоскостей заготовок из закаленной стали. В ряде случаев плоское шли-

фование может быть более рациональным, чем фрезерование, особенно при об-

работке твердых материалов, наличии твердой корки или небольших припусков

на обработку.

Шлифование плоских поверхностей применяется как для обдирочной, так

и для черновой и чистовой обработки. Обдирочное шлифование плоскостей

Рис. 3.121. Концевые оправки

177

может быть предварительной или окончательной операцией, если не требуется

высокой точности и небольшой высоты микрогребешков.

Припуск для обдирочного шлифования должен быть значительно меньше,

чем для фрезерования и строгания. При больших припусках обдирочное шли-

фование оказывается неэкономичным. Обдирочное шлифование плоскостей

применяется в том случае, когда наличие твердой корки на поверхности дета-

ли или большая твердость материала затрудняют фрезерование или строга-

ние. Оно применяется также при обработке плоских поверхностей деталей с

малой жесткостью.

Обдирочное шлифование применяется для чугунных отливок, поковок и

сварных конструкций и реже — для стальных отливок.

Черновое и чистовое шлифование плоскостей производится для получения

высокой точности поверхности, когда не представляется возможным достигнуть

этого фрезерованием или строганием.

Круги больших диаметров для шлифования изготовляют составными из

отдельных частей-брусков и сегментов, прикрепленных к металлическому

диску (рис. 3.122). При работе такими кругами уменьшается выделение теп-

ла, улучшается удаление пыли и мелкой стружки, образующихся при шлифо-

вании, повышается безопасность шлифовальных работ.

Чистовое шлифование

плоскостей производится мел-

козернистыми, большей частью

цельными кругами. Шлифова-

ние производится торцовой ча-

стью или периферией круга.

При шлифовании торцовой ча-

стью круга применяют круги

чашечной или тарельчатой

формы. При такой форме круга

изнашивается только та часть

его, которая находится в со-

прикосновении с обрабатывае-

мой поверхностью и поэтому

отпадает необходимость пра-

вить всю поверхность круга. Кроме того, при такой форме различие скоро-

стей вращения отдельных точек торца круга меньше влияет на точность и ка-

чество обработки поверхности.

Шлифование торцом круга более производительно, чем шлифование пе-

риферией, так как в процессе работы торцом круга большая площадь круга

находится в соприкосновении с обрабатываемой поверхностью и большее ко-

личество абразивных зерен одновременно работает. К тому же этот способ

шлифования обеспечивает достаточно высокую точность, и поэтому он явля-

ется весьма распространенным.

Шлифование периферией круга менее производительно, но при этом дос-

тигается более высокая точность, чем при шлифовании торцом круга, поэто-

Рис. 3.122. Составные шлифовальные круги

178

му шлифование периферией круга применяют обычно для окончательной от-

делки деталей измерительных инструментов, приборов и др.

Схемы плоского шлифования приведены на рис. 3.123.

Рис. 3.123. Схемы плоского шлифования:

а — торцом круга на станках карусельного типа; б — торцом круга на

станках продольного типа; в — периферией круга на станках продольного

типа; г — периферией крута на станках карусельного типа

179

Протягивание наружных контуров является более производительным ме-

тодом, чем строгание и фрезерование при одновременном обеспечении высокой

точности и малой шероховатости обрабатываемой поверхности.

Высокие показатели точности и шероховатости поверхности при протяги-

вании обусловливаются в основном весьма малым влиянием упругих деформа-

ций на процесс резания, малой толщиной стружки и низкими скоростями реза-

ния. Однако следует учитывать, что себестоимость протяжных работ в значи-

тельной степени зависит от затрат на изготовление и заточку протяжек, а также

на приобретение протяжного оборудования.

Протягивание наружных плоских поверхностей (как и фасонных) благо-

даря высокой производительности и низкой себестоимости обработки находит

все большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Этот

метод экономически выгоден, несмотря на высокую себестоимость оборудо-

вания и инструмента. Многие операции вместо фрезерования выполняются

посредством наружного протягивания. К числу таких операций относится

протягивание пазов, канавок, плоскостей блоков двигателей и других деталей,

зубьев шестерен и т.д.

Протягивание наружных плоских поверхностей (как и фасонных) благо-

даря высокой производительности и низкой себестоимости обработки находит

все большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Этот

метод экономически выгоден, несмотря на высокую себестоимость оборудо-

вания и инструмента. Многие операции вместо фрезерования выполняются

посредством наружного протягивания. К числу таких операций относится

протягивание пазов, канавок, плоскостей блоков двигателей и других деталей,

зубьев шестерен и т.д.

При обработке протягиванием наружных черных (предварительно не об-

работанных) поверхностей за один ход протяжки достигаются высокая точ-

ность и низкая высота микрогребешков. В процессе обработки каждый

режущий зуб протяжки снимает слой металла, составляющий часть припус-

ка, а калибрующие зубья зачищают поверхность, при этом они долго не теря-

ют своей режущей способности и формы.

При обработке черных поверхностей поковок и отливок более целесооб-

разно применять не обычные плоские протяжки (рис. 3.124, а), а прогрес-

сивные (рис. 3.124, б, в, г). У обычных плоских протяжек каждый зуб снимает

стружку по всей ширине обрабатываемой поверхности, поэтому при обработке

черной поверхности, имеющей корку, первые зубья протяжки быстро ту-

пятся или выкрашиваются. Режущие зубья прогрессивных протяжек делают

переменной ширины, постепенно увеличивающейся, и каждый режущий зуб

срезает металл не по всей ширине обрабатываемой поверхности, а полосой,

причем ширина этих полос с каждым зубом увеличивается и только калиб-

рующие зубья зачищают обрабатываемую поверхность по всей ширине.

Для обработки наружным протягиванием широких плоскостей (более

50 мм) устанавливают несколько протяжек рядом.

Протягивание наружных поверхностей производится большей частью на

вертикально-протяжных станках– полуавтоматах и автоматах.

180

Рис. 3.124. Схемы плоских протяжек: а — обычные; б, в, г — прогрессивные

3.5. Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес методом копирова-

ния дисковыми и пальцевыми фрезами

Нарезание цилиндрических зубчатых колес с прямым зубом можно выпол-

нить на горизонтальных и универсальных фрезерных станках при помощи де-

лительной головки модульными дисковыми фрезами. Этот метод, называемый

методом копирования, заключается в последовательном фрезеровании впадин

между зубьями фасонной дисковой модульной фрезой. Такие фрезы изготов-

ляются набором из 8, 15 или 26 штук для каждого модуля. Обычно применяют

набор фрез из 8 штук, обработка которыми позволяет получать зубчатые колеса

9-й степени точности по ГОСТ 1643-81, но для изготовления более точных зуб-

чатых колес требуется набор из 15 или 26 штук. Такое количество фрез в каж-

дом наборе необходимо потому, что для различного числа зубьев колес профи-

ли впадин между зубьями различны. Каждая фреза набора предназначена для

определенного интервала числа зубьев.

Зубчатые колеса обычно нарезаются по одной (рис. 3.125, а) или по не-

сколько штук на оправке (рис. 3.125, б), что увеличивает производительность за

счет времени, затрачиваемого на врезание и выход фрезы, а также за счет вспо-

могательного времени. Если на шпиндельной оправке расположить две или три

фрезы (рис. 3.125, в), каждая из которых будет прорезать впадины зубьев у од-

ной группы заготовок, то производительность будет еще больше. В этом случае

применяют многошпиндельные делительные головки (рис. 3.125, г). Примене-

ние для этих целей полуавтоматических станков, у которых все вспомогатель-

ные движения (подход заготовок к фрезам, отход их в исходное положение, по-

ворот заготовок на один зуб и останов станка) совершаются автоматически,