Фрезерування уступів і пазів
Уступом називають виїмку, обмежену двома взаємно перпендикулярними площинами, що утворюють щабель. Деталь може мати один, два й більше уступів. Паз - виїмка в деталі, обмежена площинами або фасонними поверхнями. Залежно від форми виїмки пази діляться на прямокутні, Т-образні і фасонні. Пази будь-якого профілю можуть бути наскрізними, відкритими або з виходом і закритими.
Обробка уступів і пазів є однією з операцій, що виконуються на фрезерних верстатах. До обробленим фрезеруванням уступах і пазів пред'являють різні технічні вимоги в залежності від призначення, серійності виробництва, точності розмірів, точності розташування і шорсткості поверхні. Всі ці вимоги визначають метод обробки.
Фрезерування уступів і пазів здійснюють дисковими кінцевими фрезами, а також набором дискових фрез. Крім того, уступи можна фрезерувати торцовими фрезами.
Фрезерування уступів і пазів дисковими фрезами. Дискові фрези призначені для обробки площин, уступів і пазів. Розрізняють дискові фрези цільні і зі вставними зубцями. Цілісні дискові фрези діляться на пазові (СТ РЕВ 573-77), пазові затилованние (ГОСТ 8543-71), тристоронні з прямими зубами (ГОСТ 3755-78), тристоронні з різноспрямованими дрібними і нормальними зубами. Фрези зі вставними зубами виконуються тристоронніми (ГОСТ 1669-78). Дискові пазові фрези мають зуби тільки на циліндричній частині, їх застосовують для фрезерування неглибоких пазів. Основним типом дискових фрез є тристоронні. Вони мають зуби на циліндричній поверхні і на обох торцях. Їх застосовують для обробки уступів і глибших пазів. Вони забезпечують більш високий клас шорсткості бічних стінок паза або уступу. Для поліпшення умов різання дискові тристоронні фрези забезпечені похилими зубцями з змінно чергуються напрямками канавок, т. Е. Один зуб має праве напрям канавки, а інший, суміжний з ним, - ліве. Тому такі фрези і називають різноспрямованими: Завдяки похилих зубів осьові складові сили різання правих і лівих зубів взаємно врівноважуються. Ці фрези мають зуби і на обох торцях. Основним недоліком дискових тристоронніх фрез є зменшення розміру за шириною після першої ж переточки з торця. При використанні регульованих фрез, що складаються з двох половинок однакової товщини з перекривають один одного зубами в роз'ємі, після переточування можна відновити початковий розмір. Це досягається за допомогою прокладок відповідної товщини з мідної або латунної фольги, які поміщають в роз'єм між фрезами.
Мал. 2. Типи пазів за формою
Мал. 3. Лази: наскрізні, з виходом і закриті
Дискові фрези зі вставними ножами, оснащеними пластинками твердого сплаву, буває тристоронні (ГОСТ 5348-69) і двосторонні. Тристоронні дискові фрези застосовують для фрезерування пазів, а двусторонніе- для фрезерування уступів і площин. Кріплення вставних ножів в корпус у обох типів фрез здійснюється за допомогою осьових рифлень і клина з кутом 5 °. Перевагою такого способу кріплення вставних ножів є можливість компенсації зносу і шару, знятого при переточуванні. Відновлення розміру по діаметру досягається перестановкою ножів на одне або кілька рифлень, а по ширині - відповідним висуненням ножів. Тристоронні фрези мають ножі з поперемінно чергується нахилом з кутом 10 °, у двосторонніх - в одному напрямку з кутом нахилу 10 ° (для праворежущіх і леворежу-щих фрез).
Застосування дискових тристоронніх фрез з пластинками твердих сплавів дає найбільш високу продуктивність при обробці пазів і уступів. Дискова фреза краще «витримує» розмір, ніж кінцева.
Вибір типу і розміру дискових фрез. Тип і розмір дискової фрези вибирають в залежності від розмірів оброблюваних поверхонь і матеріалу заготовки. Для заданих умов обробки вибирається тип фрези, матеріал ріжучої частини і основні розміри - В, D, d і z. Для фрезерування легкообрабати ваемих матеріалів і матеріалів середньої складності обробки з великою глибиною фрезерування застосовують фрези з нормальною великим зубом. При обробці важкооброблюваних матеріалів і фрезеруванні з невеликою глибиною різання рекомендується застосовувати фрези з нормальним і дрібним зубом.
Діаметр фрези слід вибирати мінімально можливим, тому що чим менше діаметр фрези, тим вище її жорсткість і вібростійкість. Крім того, зі збільшенням діаметра зростає її стійкість.
Мал. 4. Вибір діаметра дискових фрез
На рис. 5, а, б показана схема фрезерування двох уступів на деталі. Фрезерування уступів дисковими фрезами, як зазначалося вище, зазвичай здійснюють дискової двосторонньої фрезою. Однак в нашому випадку слід вибрати дискову тристоронню фрезу, так як треба обробити по черзі по одному уступу с кожної сторони деталі.
Мал. 5. Фрезерування уступу дисковою фрезою
Налагодження верстата на фрезерування наскрізних прямокутних пазів дисковими фрезами. При фрезеруванні уступів точність розмір уступу по ширині не залежить від ширини фрези. Необхідно виконувати лише одну умову: ширина фрези повинна бути більше ширини уступу (по можливості не більше ніж на 3-5 мм).
При фрезеруванні прямокутних пазів ширина дискової фрези повинна бути рівна ширині фрезеруемого паза в тому випадку, коли биття торцевих зубів дорівнює нулю. При наявності биття зубів фрези розмір профрезеро-ванного такий фрезою паза буде відповідно більше розміру ширини фрези. Це слід пам'ятати, 'особливо при обробці точних по ширині пазів.
Установка на глибину різання може здійснюватися по розмітці. Для чіткого виділення ліній розмітки заготовку попередньо фарбують крейдяним розчином і на прокресленою чертилкой рейсмас лінії кернером наносять поглиблення (керни). Установку на глибину різання по лінії розмітки здійснюють пробними проходами. При цьому стежать за тим, щоб фреза зрізала припуск тільки на половину поглиблень від кернера.
При налагодженні верстата на обробку пазів дуже важливо правильно встановити фрезу щодо оброблюваної заготовки. У тому випадку, коли заготовку встановлюють в спеціальному пристосуванні, її положення щодо фрези визначається самим пристосуванням.
Точну установку фрез на задану глибину виробляють спеціальними установками або габаритами, передбаченими в пристосуванні. На рис. 6 наведені схеми установки фрез на розмір за допомогою встановивши. Розмір 1 являє собою сталевий загартовану пластинку (рис. 6, а) або косинець (рис. 6, б, в), закріплені на корпусі пристосування. Між встановити і ріжучої крайкою зуба фрези прокладають мірний щуп товщиною 3-5 мм щоб уникнути зіткнення зуба фрези з загартованої поверхнею установа. Якщо обробку однієї і тієї ж поверхні здійснюють за два проходи (чорновий і чистовий), то для установки фрези від одного і того ж габариту застосовують щупи різної товщини.
Фрезерування уступів і пазів набором дискових фрез. При обробці партії однакових деталей одночасне фрезерування двох уступів, двох і більше пазів може здійснюватися набором фрез. Для отримання необхідної відстані між уступами і пазами на оправлення між фрезами поміщають відповідний набір настановних кілець.
При обробці заготовок набором фрез по габариту встановлюється одна фреза, так як взаємне розташування набору на оправці досягається підбором настановних кілець. При установці фрез на заданий розмір вдаються до використання спеціальних настановних шаблонів. Для точної установки фрез застосовують плоскопараллельние кінцеві міри і індикаторні упори. На рис. 7 показана схема розташування індикаторних упорів на горизонтально-фрезерному верстаті для точного встановлення фрез при поперечних і вертикальних переміщеннях столу. Піднімати і опускати стіл на задану величину за допомогою такого пристосування можна при прискореному переміщенні, не боячись помилитися у відліку.
Доцільність обробки уступів і пазів набором фрез можна встановити, виходячи з сумарних витрат часу (калькуляционное час), що припадають на одну деталь для зіставляються варіантів обробки пазів.
Фрезерування уступів і пазів кінцевими фрезами. Уступи і пази можуть бути оброблені кінцевими фрезами на вертикально і горизонтально-фрезерних верстатах. Кінцеві фрези (ГОСТ 17026-71 *) призначені для обробки площин, уступів і пазів. Їх виготовляють з циліндричним і конічним хвостовиком. Кінцеві фрези виготовляють з нормальними і великими зубами. Фрези з нормальними зубами застосовують при напівчистової та чистової обробки уступів і пазів. Фрези з великими зубами використовують для чорнової обробки.
Кінцеві фрези обдирні з затилованнимі зубами (ГОСТ 4675-71) призначені для чорнової обробки заготовок, отриманих литтям, куванням.
Кінцеві твердосплавні фрези (ГОСТ 20533-75-20539-75) виготовляють двох типів: оснащені коронками твердих сплавів для діаметрів 10-20 мм і гвинтовими пластинками (для діаметрів 16-50 мм).
Мал. 6. Застосування установок для фрез
В даний час інструментальні заводи випускають цільні твердосплавні кінцеві фрези діаметром 3-10 мм і кінцеві фрези з цілої твердосплавних робочою частиною, упаяний в сталевий конічний хвостовик. Діаметр фрез 14-18 мм, число зубів три. Застосування твердосплавних фрез особливо ефективно при обробці пазів і уступів в заготівлях з загартованих і важкооброблюваних сталей.
Точність пазів по ширині при обробці їх мірним інструментом, яким є дискові і кінцеві фрези, в значній мірі залежить від точності застосовуваних фрез, а також від точності, жорсткості фрезерних верстатів і від биття фрези після закріплення в шпинделі. Недолік мірного інструменту - втрата його номінального розміру при зносі і після переточувань. У кінцевих фрез після першої ж переточки з циліндричної поверхні спотворюється розмір по діаметру, і вони виявляються непридатними для отримання точних розмірів паза по ширині.
Отримати точний розмір по ширині паза можна його обробкою за два проходи: чорнової і чистової. При чистової обробки фреза буде лише калібрувати паз по ширині, зберігаючи протягом тривалого періоду часу свій розмір.
Останнім часом з'явилися патрони для закріплення кінцевих фрез, що дозволяють встановлювати фрезу з регульованим ексцентриситетом, т. Е. Регульованим биттям. На рис. 8 показаний цанговий патрон, застосовуваний на Ленінградському верстатобудівному об'єднанні ім. Я. М. Свердлова. У корпусі патрона Розточчя отвір ексцентрично на 0,3 мм щодо його хвостовика. У цей отвір вставляється втулка під цанги з таким же ексцентриситетом щодо внутрішнього діаметра. Втулка кріпиться до корпусу двома болтами. При повороті втулки гайкою при злегка відпущених болтах відбувається умовне збільшення діаметра фрези (одну поділку на лімбг відповідає збільшенню діаметра фрези на 0,04 мм).
При обробці пазів кінцевий фрезою стружку необхідно відводити вгору гвинтовими канавці, щоб вона не псувала обробленої поверхні і не викликав поломки зуба фрези. Це можливо в тому випадку, коли напрямок гвинтової канавки збігається з напрямком обертання фрези, т. Е. При їх однойменному напрямку. Однак осьова складова сили різання Рх за цьому буде спрямована вниз для виштовхування фрези з гнізда шпинделя. Тому при обробці пазів кріплення фрези доводиться виконувати більш надійно, ніж при обробці кінцевий фрезою відкритою площині. Напрямок обертання фрези і гвинтовий канавки, як і в разі обробки торцевими і циліндричними фрезами, має бути різнойменних, так як в цьому випадку осьова складова сили різання буде направлена в сторону гнізда шпинделя і прагнути затягнути оправлення з фрезою в гніздо шпинделя.
Мал. 8. Патрон для фрезерування мірних пазів стандартними фрезами
Мал. 9. Фрезерування похилій площині в лещатах
Мал. 10. Фрезерування виїмки корпусної деталі
Інші види робіт, що виконуються кінцевими фрезами. Крім обробки уступів і пазів кінцеві фрези застосовуються для виконання інших робіт на вертикально і горизонтально-фрезерних верстатах.
Кінцеві фрези застосовуються для обробки відкритих площин: вертикальних, горизонтальних і похилих. На рис. 9 показано фрезерування похилій площині в універсальних лещатах. Прийоми обробки площин кінцевими фрезами нічим не відрізняються від прийомів обробки уступів і пазів. Кінцевими фрезами можна обробляти різні виїмки (гнізда). На рис. 10 показано фрезерування виїмки кінцевий фрезою. Фрезерування виїмок в заготівлі проводиться по розмітці. Зручніше спочатку провести попереднє фрезерування контуру виїмки (не доходячи до ліній розмітки), а потім - остаточне фрезерування контуру.
У тих випадках, коли потрібно вифрезерувана вікно, а не виїмку, необхідно під заготовку підкласти відповідну підкладку, щоб не пошкодити лещата в момент виходу кінцевої фрези.
Фрезерування уступів торцевої фрезою. Уступи можна фрезерувати як на вертикально, так і горизонтально-фрезерних верстатах. Обробку деталей з симетрично розташованими уступами можна здійснювати при закріпленні заготовок в двохпозиційних поворотних столах. Після фрезерування першого уступу пристосування повертають на 180 ° і ставлять у другу позицію для фрезерування другого уступу.