Сторінка 26 з 31
§ 29. фрезерування шпонкових канавок у валах
загальні поняття
Шпонкова канавка буває відкритою. або наскрізний, коли вона проходить уздовж всього валу, закритою. або замкнутої, коли вона вифрезерувана на частини вала і не виходить ні до одного з його торців, і напівзакритої. або напівзамкнутої, коли вона вифрезерувана на одному кінці вала і виходить до торця. Відкриті шпонкові канавки фрезерують дисковими фрезами на горизонтально-фрезерних верстатах; закриті і напівзакриті шпонкові канавки фрезерують спеціальними кінцевими (шпонковими) фрезами на горизонтально і вертикально-фрезерних верстатах або на спеціальних шпонкових верстатах.
Фрезерування відкритою шпоночной канавки
На рис 135 показана установка заготовки і фрези для фрезерування відкритою шпоночной канавки з закріпленням вала в паралельних машинних лещатах. Матеріал вала-конструкційна сталь σb = 75 кг / мм 2; діаметр вала 50 мм. ширина шпоночной канавки 16 мм. Розміри вала і шпоночной канавки вказані на рис. 135, б.
Вибір фрези. Виберемо для цієї фрезерної операції дискову пазів фрезу (див. Рис. 123, а) зі швидкорізальної сталі Р18 діаметром 100 мм. шириною мм. т. е. з Допуском на ширину шпоночной канавки по посадці ПШ; число зубів фрези z = 20; діаметр посадкового отвору 32 мм. Фрезерну оправлення встановлюємо так, як було викладено раніше. При установці і закріпленні фрези простежити, щоб фреза мала допустиме торцеве биття не більше 0,05 мм. Закріплення заготовки. Для закріплення застосуємо машинні лещата. Для запобігання вала від того, що зім'яло на губки лещат необхідно надіти мідний або латунні накладки. Закласти в лещата обробляється вал треба з таким розрахунком, щоб кінець його виступав за лещата, або, як кажуть, був «звисати» над столом верстата (це необхідно для точної його вивірки). При правильно встановлених лещатах точність установки закріпленого в них вала можна не перевіряти. У таких випадках зазвичай важливіше буває перевірити правильність установки фрези щодо заготовки. Основною умовою для отримання якісної шпоночной канавки є паралельність її осі вала. Для отримання цього необхідно, щоб фреза проходила точно по осьовій лінії валу. Один з найбільш простих прийомів полягає в наступному. Після закріплення фрези і перевірки, її індикатором на биття підводять вал під фрезу і встановлюють її грубо по центру над свешивающимся кінцем валу. Подальшу точну установку виробляють за допомогою кутника і штангенциркуля. На рис. 136, а суцільною лінією показано, як вимірюється відстань А. що дорівнює ширині Т полки кутника плюс половина діаметра вала d / 2 і плюс половина ширини фрези В / 2. Підрахувавши розмір перевіряємо його штангенциркулем. Поставивши кутник з іншого боку вала, як це показано на рис. 136, а пунктиром, ще раз перевіряємо таким же чином правильність розміру А. Якщо обидва відліку штангенциркуля зійдуться, фреза встановлена точно.
Налаштування верстата на режим фрезерування Подачу фрези приймемо 0,03 мм / зуб при швидкості різання υ = 50 м / хв. За променевої діаграмі (див. Рис. 54) цієї швидкості різання при діаметрі фрези D = 100 мм відповідає 160 об / хв. Визначимо за формулою (4) хвилинну подачу: Поставимо лімб коробки швидкостей на 160 об / хв і лімб коробки подач на 100 мм / хв. Таким чином, фрезерування відкритою шпоночной канавки будемо вести дискової пазової фрезою 100X16X32 мм (матеріал фрези - швидкоріжуча сталь Р18) при глибині різання 5 мм. ширині фрезерування 16 мм. поздовжньої подачі 100 мм / хв. або 0,03 мм / зуб. і швидкості різання 50 м / хв; застосовуємо охолодження - емульсію. Установка на глибину різання. У попередніх випадках ми встановлювали фрезу на глибину різання від моменту торкання фрезою поверхні заготовки. При фрезеруванні канавок на круглих деталях дотик фрезою поверхні заготовки відбувається по лінії, тому треба точно вловити початковий момент цього дотику. Встановивши момент торкання (вихідне положення), ставимо лімб вертикальної подачі столу на нуль. Відводимо поздовжньої подачею столу вал з-під фрези, вимикаємо верстат і обертанням рукоятки вертикальної подачі піднімаємо стіл на 5 мм. т. е. на глибину фрезерування шпоночно канавки. Закріплюємо вертикальні санчата столу. Фрезерування канавки. При підведенні фрези до валу вручну треба остерігатися поломки зуба фрези, тому потрібно повільно підводити фрезу. Після закінчення проходу відводять вручну стіл верстата, вимикають обертання шпинделя і перевіряють шпонкову канавку, знявши попередньо напилком задирки. Розміри відкритої шпоночной канавки можна виміряти штангенциркулем: ширина канавки вимірюється за розміром 16 мм. а глибина - за розміром 45 мм (див. рис. 135, б). Однак краще перевіряти шпонкову канавку за допомогою спеціального шаблону (див. Рис. 135, а), що має обрис виїмки шпоночной канавки і частини окружності вала по обидва боки канавки. Застосування такого шаблону дозволяє перевіряти, крім розмірів, також положення самої канавки щодо центровий лінії валу. Замість дискової фрези з гострими зубами для даного випадку можна застосувати дискову фрезу з затилованнимі зубами (див. Рис. 123, б). Для фрезерування шпонкових канавок можна застосовувати також тристоронні дискові фрези, але при цьому слід мати на увазі, що дискова тристороння фреза при кожній переточуванні кілька втрачає розмір по ширині. Тому необхідно до установки фрези перевірити ширину ріжучої кромки зуба мікрометрів, щоб переконатися в придатності фрези для даної обробки.
Фрезерування закритою шпоночной канавки
Фрезерування закритих шпонкових канавок можна виробляти на горизонтально-фрезерних, на вертикально-фрезерних і на спеціальних шпоночно-фрезерних верстатах. На рис. 137, а показана установка для фрезерування закритою канавки на горизонтально-фрезерному верстаті, а на рис. 137, б - на вертикально-фрезерному верстаті. Матеріал валу - конструкційна сталь, σb = 75 кг / мм 2. Розміри вала і канавки показані на рис. 137.
Вибір фрези. Шпонкові фрези виготовляють по ГОСТ 9140-59; вони зазвичай мають два зуба. Фрези діаметром від 2 до 20 мм виконують з циліндричним хвостовиком, а діаметром від 16 до 40 мм - з конічним. Матеріал для виготовлення фрез - швидкоріжуча сталь Р18. Шпонкові фрези діаметром понад 10 мм виготовляють з приварним хвостовиком зі сталі марки 45 або 50. Виберемо для фрезерування шпонкову фрезу діаметром мм відповідно ширині шпоночной канавки з допуском по посадці ПШ, з циліндричним хвостовиком. Так як шпонкові фрези, подібно кінцевим, після переточування втрачають розмір при отриманні фрези з інструментальної комори рекомендується перевірити мікрометрів діаметр ріжучої частини. Після закріплення фрези в патроні слід перевірити радіальне биття фрези по індикатору, щоб розмір шпоночной канавки не вийшов з допуску. Підготовка до роботи. Для закріплення вала користуються спеціальними лещатами (див. Рис. 66). У цих лещатах можна виробляти закріплення заготовки для фрезерування як вертикальним, так і горизонтальним шпинделем, як показано на рис. 137. Так як установка для фрезерування по рис. 137, б відрізняється від установки по рис. 137, а лише розташуванням шпинделя, розберемо тільки порядок фрезерування шпоночно канавки на горизонтально-фрезерному верстаті. Встановивши і закріпивши вал в лещата для горизонтального фрезерування і вивіривши його по розмітці рейсмас, приступаємо до установки фрези. Фрезу встановлюють точно по центру валу (що необхідно для отримання правильної шпоночной канавки), як показано на рис. 137, а і б, справа, у верхньому кутку. Відстань А. на яке треба підняти стіл верстата, після того як фреза торкнеться вала, визначають за формулою: де d - діаметр вала в мм; D - діаметр фрези в мм. Для установки вала з розміченій шпоночной канавкою можна застосовувати наступний спосіб. Включаємо верстат і поступово підводимо вал до фрези, по черзі обертаючи рукоятки вертикальної, поздовжньої і поперечної подач до тих пір, поки фреза не торкнеться вала в розміченому місці і не почне знімати тонку смужку металу. Збільшуючи стружку, треба вловити момент, коли торець фрези стане зрізати метал на ширину всього її діаметра. При цьому можна помітити, якщо фреза неточно встановлена, в який бік від фрези знесений центр оброблюваного вала. На рис. 138 завідомо перебільшено показаний випадок зміщення центрів фрези і вала. В даному випадку центр оброблюваного вала знаходиться вище центру фрези, тому знизу зрізана площину до котра утворює вала, а вгорі залишився навіс. Змінюючи по висоті положення столу, регулюють взаємне розташування фрези і вала; цим методом можна отримати точність установки до 0,1 мм. а при деякій досвідченості - до 0,06 мм.
Налаштування верстата на режим фрезерування. Так як шпонкові фрези зазвичай невеликого діаметра, то для отримання раціональної швидкості різання потрібно мати у своєму розпорядженні верстатом з великим числом оборотів. Так як верстат 6М12П має максимальне число оборотів n = 1600 об / хв. то на ньому можна працювати фрезами малого діаметра. Швидкість різання задана 25,2 м / хв. що відповідає 800 об / хв; подача задана 0,03 мм / зуб. що відповідає хвилинної подачі 0,03 Х 2 X 800 = 48 мм / хв. Ставимо лімб коробки швидкостей на 800 об / хв і лімб коробки подач на 50 мм / хв. Фрезерування канавки. Замкнені шпонкові канавки фрезеруються подібно замкнутим пазів в планці (див. Рис. 131) двома способами: а) невеликим врізання вручну на глибину 4-5 мм з поздовжньої механічною подачею вперед і назад з урізуванням знову на глибину після кожного ходу; б) врізання вручну відразу на повну глибину канавки з малої поздовжньої механічною подачею по довжині канавки. Останній спосіб застосовують для більш жорстких фрез діаметром від 10 мм і вище. Для даної обробки застосуємо другий спосіб. Не доходячи приблизно 1 мм до кінця по розмітці, слід вимкнути механічну подачу і дофрезеровать кінець шпоночной канавки при ручній подачі, так як при неточному виключенні механічної подачі довжина канавки може виявитися більшою, ніж потрібно за кресленням, що може призвести до браку. Після закінчення проходу необхідно виміряти шпонкову канавку. Ширину канавки слід вимірювати калібром-пробкою. При вимірюванні глибини шпоночной канавки штангенциркулем слід мати на увазі, що розмір від країв шпоночной канавки до її дна буде завжди менше, ніж глибина, на яку був переміщений стіл при встановленні глибини різання. Глибина шпоночной канавки при вимірюванні від країв визначається за спеціальною формулою або за довідником. Для нашого прикладу вона дорівнює 2,6 мм (замість 4 мм за кресленням). Краще вимірювати шпонкову канавку шаблоном (див. Рис. 135, а).
Методи автоматизації фрезерування пазів
З метою автоматизації фрезерування пазів і канавок застосовують шпоночно-фрезерні верстати, що мають так звану маятникову подачу. яка полягає в тому, що подання для врізання фрези на глибину після кожного ходу, а також пряма і зворотна поздовжні подачі столу автоматизуються, т. е. відбуваються без участі фрезерувальника, будучи встановлені попередньо. Після досягнення заданої глибини фрезерування вертикальна подача вимикається і стіл робить ще 2 4 поздовжніх ходу, щоб отримати чисту поверхню паза. Завдяки автоматизації процесу один фрезерувальник в змозі обслужити одночасно кілька верстатів. На рис. 139 дана схема фрезерування шпоночно канавки на консольно-фрезерному і шпоночно-фрезерних верстатах.
Як зазначалося раніше, втрата номінального розміру кінцевий фрезою внаслідок переточування може бути компенсована застосуванням патрона з регульованим ексцентріцітетам. Сучасні шпоночно-фрезерні верстати обладнані патроном, що дозволяє отримувати шпонкові канавки з вельми вузькими допусками при роботі з фрезою, яка втратила свій первісний розмір.
Брак при фрезеруванні уступів, пазів і канавок
При фрезеруванні уступів, шпонкових канавок, прямокутних пазів можливі наступні види шлюбу; 1. Розбіжність осі шпоночной канавки з віссю вала (непаралельність або несиметричність). Шлюб невиправний. Причини. неправильна установка по центру валу дискової або шпоночной фрези. 2. Ширина канавки або паза більше креслярського розміру. Шлюб невиправний. Причини. биття торців дискової фрези або радіальне биття шпоночной кінцевої фрези. 3. Ширина канавки або паза менше креслярського розміру. Шлюб виправний. Причини. при переточуванні фрези вона втратила розмір по ширині (для дискової фрези) або по діаметру (для кінцевий і шпоночной фрез), а фрезерувальник не перевірив її розміри. Для виправлення шлюбу потрібен додатковий прохід. 4. Глибина уступу, канавки або паза більше креслярського розміру. Шлюб невиправний. Причини. при переміщенні столу верстата фрезерувальник неправильно зробив відлік за шкалою лімба подачі столу. 5. Довжина закритою шпоночной канавки або закритого паза більше креслярського розміру. Шлюб невиправний. Причини неправильно встановлені кулачки механічного виключення поздовжньої подачі стола; фрезерувальник несвоєчасно вимкнув-механічну подачу столу; фрезерувальник, фрезеруя з ручною подачею, неуважно стежив за розмічальними ризиками. 6. Глибина і довжина закритої шпоночной канавки або паза менше креслярських розмірів. Шлюб виправний. Причини. неуважність фрезерувальника при установці глибини фрезерування і поздовжнього переміщення стола. Для виправлення шлюбу потрібен додатковий прохід. 7. Оброблена поверхня уступу, шпоночной канавки або паза не відповідає заданій чистоті, має рвані краї, вм'ятини. Шлюб невиправний. Причини. неправильний режим фрезерування, велика подача на зуб фрези, мала швидкість різання, велика швидкість різання при відсутності охолоджуючої рідини. 8. Вм'ятини і забоїни на поверхні деталі (бруска, призми, вала). Шлюб невиправний, якщо деталі не підлягають подальшому шліфуванню. Причини. відсутність м'яких накладок на губах лещат при затиску заготовки; сліди ударів при кріпленні заготовки (застосовували сталевий молоток замість латунного).
Схожі статті