Основные виды и схемы фрезерования.

При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности; работа осуществляется зубьями, расположенными на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании ось фрезы перпендикулярна к обрабо­танной поверхности; в работе участвуют зубья, расположенные как на торцовой, так и на цилиндрической поверхности фрезы. Торцовое и цилиндрическое фрезерование можно выполнять дву­мя способами: встречным фрезерованием, когда направление по­дачи s противоположно направлению вращения фрезы (рис. 97, а), и попутным фрезерованием (рис. 97,6), когда направление подачи s совпадает с направлением вращения фрезы.

Рис. 97. Схемы встречного (а) и попутного (б) фрезерования

При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы увели­чивается постепенно, резание начинается в точке 1 и заканчи­вается в точке 2 с наибольшей толщиной аmax срезаемого слоя (рис. 97, а).

При попутном фрезеровании зуб начинает резание со слоя наибольшей толщины, поэтому в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой наблюдается явление удара. При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина срезанного слоя возрастает плавно и, следова­тельно, нагрузка на станок возрастает постепенно. Попутное фрезерование следует выполнять на станках, имеющих достаточ­ную жесткость и виброустойчивость, и главным образом при отсутствии зазора

При обработке заготовок с черной поверхностью (по корке)
попутное фрезерование применять не следует, так как при вре­зании зуба фрезы в твердую корку происходит преждевременный износ и выход из строя фрезы. При фрезеровании за­готовок с предварительно
обработанными поверхнос­тями попутное фрезерование
предпочтительнее встречно­го, что объясняется следую­щим. При попутном фрезе­ровании заготовка прижи­мается к столу, а стол к направляющим, благодаря чему повышается жесткость инструмента и качество обработанной поверхности. При встреч­ном же фрезеровании фреза стремится оторвать заготовку от поверхности стола.

Как при попутном, так и при встречном фрезеровании мож­но работать при движении стола в обоих направлениях, что позволяет выполнять черновое и чистовое фрезерование за одну операцию.

Для фрезерования заготовку устанавливают и закрепляют на столе станка. В единичном и мелкосерийном производстве для этого применяют универсальные приспособления (машинные тис­ки, прижимные планки и т. д.), а в серийном и массовом — специальные приспособления. На рис. 98 показаны схемы фрезерования поверхностей на универсальных фрезерных станках.

При фрезеровании на горизонтально-фрезерных станках, как правило, используют продольную Sпр и реже поперечную Sп и вертикальную S_B подачи. На вертикально-фрезерных станках ис­пользуют продольную и поперечную подачи в зависимости от пространственного расположения обрабатываемой поверхности, а вертикальную подачу практически не используют. Вертикаль­ные поверхности на горизонтально-фрезерных станках (рис. 98, а) обрабатывают торцовыми насадными фрезами или фрезерными головками, а на вертикально-фрезерных (рис. 98, г) — концевыми фрезами.

Горизонтальные поверхности обрабатывают цилиндрическими фрезами на горизонтально-фрезерных станках (рис. 98,6) и торцовыми насадными фрезами на вертикально-фрезерных стан­ках (рис. 98, в).

Узкие наклонные поверхности на горизонтально-фрезерных станках получают угловой фрезой (рис. 98, д). Широкие на­клонные поверхности удобнее обрабатывать на вертикально-фре­зерных станках с поворотной шпиндельной головкой (рис. 98, е) торцовой насадкой или концевой фрезами. Уступы и прямоуголь­ные пазы на горизонтально-фрезерных станках обрабатывают соответственно дисковыми двухсторонними (рис. 98, ж) и трех­сторонними (рис. 98,е), а на вертикально-фрезерных станках — концевыми (рис. 98, з, к) фрезами. Фасонные поверхности об­рабатывают фасонными фрезами (рис. 98, л). Пазы типа «лас­точкин хвост» и «Т-образные» обрабатывают на вертикально-фрезерных станках: сначала фрезеруют прямоугольный паз кон­цевой фрезой, а затем концевой угловой (рис. 98, м) или Т-образной фрезой (рис. 98, р).

На горизонтально-фрезерных станках шпоночные пазы обра­батывают дисковыми фрезами (рис. 98, о), а на вертикально-фрезерных— концевыми или шпоночными фрезами (рис. 98, n). Одновременную обработку нескольких поверхностей выполняют набором фрез (рис. 98, и).

Рис. 98. Схемы фрезерования поверхностей.

Рис. 99. Схемы фрезерования:

а — на продольно-фрезерном станке, б -на карусельно-фрезерном станке; 1— стол, 2—заготовка, 3 — фреза, 4 — фрезерная головка; I — зона загрузки, II — зона обработки; в — на барабанно-фрезерном станке; 1 — барабан, 2, 3. 4, 5—фрезы, 6 — заготовка

На продольно-фрезерных станках торцовыми и насадными фрезами обрабатывают вертикальные, горизонтальные, наклонные поверхности, уступы и пазы. Можно вести одновременную обработку нескольких поверхностей (рис. 99, а). Для обработки пазов используют соответствующие угловые и концевые фрезы. На карусельно-фрезерных станках обработку горизонтальных по­верхностей (в основном торцовыми насадными фрезами) ведут при непрерывном вращении стола (рис. 99,6). Одна фреза вы­полняет черновую обработку в размер А₁, вторая — окончатель­ную обработку в размер А₂. У барабанно-фрезерных станков стол-барабан имеет горизонтальную ось вращения; фрезы верх­них фрезерных головок выполняют предварительную обработку (рис. 99,в) в размер А₁, а фрезы нижних головок — оконча­тельную обработку в размер А₂. Вертикальные поверхности об­рабатывают торцовыми насадными фрезами со вставными ножа­ми, а сложные фасонные поверхности — на копировально-фрезерных станках.

Шлифование.

Обработку резанием, выполняе­мую множеством абразивных зерен, называют абразивной. Шлифовани­ем называют резание металлов аб­разивными кругами. Шлифоваль­ный круг 1 (рис. 100) —пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен 3, скрепленных между собой связкой 5. Между связкой и зернами расположены поры 4. Зерна шлифовального круга образованы из материалов высокой твердости, которые на­зывают абразивными. На режущих поверх­ностях круга зерна расположены беспоря­дочно на некотором расстоянии друг от друга и выступают на различную высоту. Поэтому все зерна ра­ботают неодинаково. Число зерен достига­ет десятков и сотен тысяч. Круг 1, вра­щаясь вокруг своей оси при перемещении заготовки 2, снимает тонкий слой металла
(стружку) вершинами абразивных зерен.

Рис. 100. Схема плоского шлифования

Съем стружки огром­ным числом беспоря­дочно расположенных зерен приводит к ее сильному измельчению и большому расходу энергии. Шлифоваль­ные круги различают по виду абразивного материала, зернистос­ти, связке, твердости, структуре (строению), структуре (строению), форме и размерам. Шлифованием обрабатывают гладкие и сту­пенчатые валы, сложные коленчатые валы, шлицевальные валы, кольца и длинные трубы, зубчатые колеса, направляющие ста­нины, плоские поверхности и отверстия корпусных деталей и т. д.

Шлифование выполняют на шлифовальных станках различ­ного назначения. На рис. 101 показаны основные узлы шлифо­вального станка. Шлифовальный круг 1 устанавливают и закреп­ляют на шпинделе шлифовальной бабки 3, которая может пе­ремещаться относительно станины 6 в продольном или попе­речном направлении с помощью стола 5 или суппорта. Заго­товку 2 закрепляют в патроне 9 шпиндельной бабки 8 (рис. 101, б) или в центрах 10 шпиндельной бабки 8 и задней бабки 4 (рис. 101, а).

Круг и заготовка 2 приводятся в движения электрическими или гидравлическими приводами, управляемыми оператором по­средством пульта или панели 7.

Рис.101. Основные узлы круглошлифовального (а) и внутришлифовального (б) станка

Для осуществления шлифования необходимо, чтобы заготовка и шлифовальный круг имели определенные относительные движения без которых резание невозможно. При шлифовании главным движением резания является вращение инструмента (рис. 102), а движения подачи (они могут быть различными) сообщаются заготовке или инструменту. Различают шлифование периферией круга и торцом круга; в первом случае режущей частью является наружная поверхность круга, образующая ко­торой параллельна оси его вращения, а во втором случае — торец круга.

Рис.102. Схемы основных видов шлифования.

В зависимости от расположения и формы обрабатываемой поверхности заготовки 2 шлифование подразделяют на следую­щие виды: наружное (рис. 102, а, б, в), когда обрабатывается наружная поверхность заготовки; внутреннее (рис. 102, г), когда обрабатывается внутренняя поверхность заготовки; плос­кое (рис. 102, д,е), когда обрабатывается плоская поверхность; профильное, когда обрабатывается поверхность, образующая которой представляет собой кривую или ломаную линию.

Шлифование поверхности вращения называют круглым шли­фованием, сферической поверхности — сферошлифованием, бо­ковых поверхностей зубьев зубчатых колес — зубошлифованием, боковых сторон и впадин профиля резьбы — резьбошлифованием, шлицевых поверхностей — шлицешлифованием.

Различают также шлифование в центрах (если заготовку крепят в центрах) и в патроне (если заготовку крепят в патро­не). В машиностроении наиболее часто применяют круглое (наружное и внутреннее) и плоское шлифование.

Круглое наружное шлифование (рис. 102, а) осуществляют сочетанием следующих движений: вращение шлифовального кру­га 1 (главное движение Vк резания), вращение шлифуемой заготовки 2 вокруг своей оси (круговая подача Vз), прямоли­нейное возвратно-поступательное перемещение заготовки или шлифовального круга вдоль своей оси (продольная подача Sпр); поперечное перемещение шлифовального круга на заготовку (или наоборот) (поперечная подача Sn) или подача на глу­бину резания). При шлифовании с продольной подачей Sпp по­перечная подача Sп осуществляется периодически (в конце каж­дого двойного или одинарного хода стола станка). При круглом наружном шлифовани методом врезания (рис. 102, б) высота круга равна или больше длины шлифуемой заготовки, поэтому нет необходимости в продольной подаче, а поперечная подача производится непрерывно в течение обработки. При бесцентро­вом наружном шлифовании (рис. 102, в) заготовку 2 устанав­ливают на опорном ноже между шлифующим рабочим 1 и подающим (ведущим) 4 кругами. Вращением круга 4 заготовке 2 сообщается вращение (Vз) и подача Sпp, для получения по­следней круг 4 устанавливают под небольшим углом α к оси круга1.

Круглое внутреннее шлифование осуществляют продольной подачей Snp шлифовального круга (или заготовки) и врезанием. Для круглого внутреннего шлифования с продольной подачей (рис. 102, г) необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании. Применяют внутреннее врезное и внут­реннее бесцентровое шлифование; в последнем случае заготовку не закрепляют.

Плоское шлифование осуществляют периферией (рис. 102, д) и торцом (рис. 102, е) круга.

Скорость резания при шлифовании превосходит скорость резания при лезвийной обработке и составляет 25—35 м/с (обычное шлифование), 35—60 м/с (скоростное шлифование) и свыше 60 м/с (высокоскоростное шлифование). При шлифо­вании скорость резания значительно превосходит скорость по­дачи.