7. Фрезерування фасонних поверхонь (0)

Поверхнею обертання називається поверхня, яка утворюється від обертання якої - небудь лінії АВ, званої утворюючої, навколо прямої нерухомої ГО 1, званої віссю обертання. При цьому будь-яка точка М утворює А залишається на постійному відстані від осі ГО 1 і, отже, зробивши повний оборот навколо неї, повертається у своє початкове положення, тобто описує окружність з радіусом MN і з центром в точці N (рис. 17, а).

Рис. 17. Класифікація фасонних поверхонь

Циліндричною поверхнею називається поверхня, що створюється рухом деякої прямої (твірної), що переміщається в просторі паралельно даній прямій і проходять при цьому деяку криву (напрямну) (рис. 17, б).

Конічною поверхнею називається поверхня, вироблена рухом прямої (твірної), що переміщається в просторі так, що вона постійно проходить через нерухому точку S (вершину) і перетинає цю лінію (напрямну). Якщо направляючої буде коло, то отримана таким чином конічна поверхня є конічною поверхнею обертання (рис. 17, в).

Класифікація поверхонь. В техніці знаходять широке застосування деталі з фасонними поверхнями.

Все різноманіття фасонних поверхонь можна розділити похідні типи:

Фасонні поверхні обертання (див. рис. 17, а, б, в).

Фасонні поверхні замкнутого криволінійного контуру з прямолінійною твірною (рис. 17, м). Ці поверхні є циліндричними поверхнями, обмеженими двома площинами (підставами). Від циліндричних поверхонь тіл обертання вони відрізняються тим, що направляючої таких поверхонь є замкнута крива, а не коло. Ці поверхні в більшості випадків являють собою плоскі кулачки.

Фасонні поверхні незамкнутого контуру з криволінійної напрямної або, навпаки, з прямолінійною твірною і криволінійної напрямної (рис. 17, д), наприклад, зуб фасонної фрези, фасонні пази і ін.

Просторово-складні фасонні поверхні. До цієї групи фасонних поверхонь відносяться всі інші фасонні поверхні, які не ввійшли в попередні групи, наприклад, поверхні лопаток турбін, кузовів автомобілів, прес-форм і т. д. (рис. 17, е).

Поверхні зубів зубчастих коліс і шліців, поверхні гвинтових канавок і різьб також відносяться до фасонних поверхонь. Вони знаходять широке застосування в машинобудуванні і для їх обробки застосовують, як правило, спеціальні (рідше універсальні) верстати і ріжучі інструменти.

Метод обробки фасонних поверхонь залежить від конфігурації, розмірів, необхідної точності, матеріалу заготовки, кількості оброблюваних деталей та інших умов.

У більшості випадків такі деталі обробляють на універсальних фрезерних верстатах, копіювально-фрезерних верстатах і на фрезерних верстатах з програмним управлінням.

Фасонні поверхні замкнутого контуру можна обробляти фрезеруванням на вертикально-фрезерних верстатах за допомогою:

ручного управління по розмітці,

круглого столу по розмітці,

накладного копіра,

копіювального фрезерування.

Фрезерування фасонної поверхні замкнутого криволінійного контуру по розмітці за допомогою ручного управління полягає в тому, що попередньо розмічену заготовку (рис. 17.1, а) закріплюють або безпосередньо на столі вертикально-фрезерного верстата, або в лещатах, або в пристосуванні.

Рис. 17.1 Прихват

Фрезерування фасонної поверхні виробляють кінцевий фрезою шляхом одночасного переміщення стола в поздовжньому і поперечному напрямках так, щоб зняти зайвий шар металу у відповідності з розміченим контуром. Такий метод фрезерування застосовується лише в умовах одиничного або дрібносерійного виробництва і вимагає високої кваліфікації робітника.

Розберемо приклад фрезерування замкнутого криволінійного контуру прихвата зі сталі 45 (Рис 17.2)

Вибір тип і розмір фрези. Вибираємо кінцеву фрезу з конічним хвостовиком із швидкорізальної сталі Р6М5 D = 36 мм, z = 6. Такою фрезою отримаємо заданий радіус закруглення контуру R = 18 мм.

       Підготовка до роботи. Заготовку слід встановлювати не на столі верстата, а на підкладці, закріпивши прихватами і болтами, щоб фреза при обробці не стосувалася робочої поверхні столу (рис. 17.2). При встановленні заготовки необхідно стежити за тим, щоб стружка не потрапляла між дотичними площинами столу, підкладки і заготовки.

Рис. 17.1. Фрезерування фасонної поверхні

Настройка  верстата на режими фрезерування.

 Глибина фрезерування t = 3 мм, подача на зуб s_z = 0,015 мм/зуб (при роботі з механічною подачею). Швидкість різання для заданих умов обробки за нормативами режимів різання складає v = 40 м/хв. Найближча ступінь чисел оборотів шпинделя верстата за графіком відповідає n = 315 об/хв. Встановити лімб коробки швидкостей на цю сходинку.

Фрезерування фасонної поверхні по розмітці виробляють комбінуванням ручних подач (повздовжньої і поперечної). Фрезерувати по контуру начисто за один прохід неможливо. Спочатку роблять чорнове фрезерування.  Врізання фрези має відбуватися плавно. Висновок фрези за межі контуру виробляють ручним керуванням поперечною подачею. Фрезерування фасонних поверхонь вимагає від фрезерувальника постійного спостереження за ходом процесу. Після того як зроблено чорнове фрезерування і залишений невеликий (1-2 мм) припуск, приступають до чистовому фрезеруванню.

Під час чистового фрезерування, ретельно стежачи за розмічувальною рискою, слід проводити дуже обережно переміщення столу, щоб уникнути отримання браку за якістю поверхні. При фрезеруванні фасонної поверхні в нашому випадку (див. рис. 17.1) особливу увагу слід звернути на обробку ділянок фасонного контуру по дугах кіл R6 і R18.

На рис. 17.2 наведені деякі деталі з фасонними поверхнями розглянутого типу. Такі поверхні можуть бути оброблені фрезеруванням на звичайних фрезерних верстатах фасонними фрезами або, в окремих випадках, циліндричними фрезами з застосуванням копіювальних пристроїв, а також на копіювально-фрезерних верстатах і верстатах з програмним управлінням.

Рис. 17.2. Деталі з фасонними поверхнями незамкнутого контуру

Фрезерування фасонними фрезами.

Фасонні фрези застосовують при обробці найрізноманітніших фасонних поверхонь незамкнутого контуру з криволінійною твірною і прямолінійною направляє, а також для утворення гвинтових стружкових канавок ріжучих інструментів (фрез, свердел, розгорток, мітчиків та ін).

Профіль зуба фасонних затилованних фрез повинен відповідати фасонному профілю деталі. Це досягається за умови, що передній кут у фрези буде дорівнює нулю. Як видно з рис. 17.3, наявність переднього кута γ збільшує висоту профілю фрези на величину х. Тому якщо при розрахунку фрези задано якийсь позитивний передній кут для даних умов обробки (наприклад, γ = 5°), то необхідно зробити коригування профілю зуба фрези, тобто знайти скорочений профіль фрези. Скорочений (корегований) на величину х профіль зуба фрези із заданим переднім кутом γ дає необхідний профіль готової деталі. При заточування затилованних фрез по передній поверхні не слід змінювати значення переднього кута, прийнятого при розрахунку і конструюванні фрези, щоб уникнути спотворення фасонного профілю деталі. На торці фрези повинно бути клеймо — величина переднього кута γ.

Рис. 17.3. Спотворення профілю при наявності позитивного середнього кута

Точність фасонного профілю обробленої деталі залежить безпосередньо від точності профілю фрези. Всі похибки профілю інструменту позначаються на обробленої деталі. Профіль фасонної фрези перевіряють за шаблоном.

Фасонні фрези в залежності від методу утворення задньої поверхні розділяються на дві групи: затилованние — з задніми поверхнями зубів і гострозаточені (незатиловочні). Затиловочні фасонні фрези для збереження профілю зубів при переточуванні заточують по передній поверхні.

У масовому виробництві частіше застосовують гострозаточені фасонні фрези, так як вони забезпечують більшу продуктивність і більш високий клас шорсткості обробленої поверхні. Острозаточенные фасонні фрези заточують по задній поверхні. Однак трудомісткий процес виготовлення і заточування фрез, а також необхідність ретельного контролю профілю фрез після кожної переточування обмежують їх застосування.

При обробці кінцевими фрезами з ручним керуванням — за низької кваліфікації робітника, недостатньо точно виконаної розмітки, неуважність фрезерувальника.

Основним видом браку при обробленні фасонних поверхонь є невідповідність профілю обробленої поверхні профілю, заданим кресленням. Похибки профілю виникають з наступних причин.

При обробці по копіру похибки профілю можуть бути викликані похибкою виготовлення самого копіра або втратою розміру фрези після її переточування.

У разі обробки фасонних поверхонь фасонними фрезами похибки профілю можуть бути викликані похибками профілю інструменту або змінами його геометричних параметрів (переднього кута γ) після переточування. Для попередження шлюбу з цієї причини перед фрезеруванням необхідно переконатися в правильності профілю обраної фрези та її заточки. Рідше похибки форми можуть виникнути в результаті неправильної установки оброблюваної заготовки відносно фрези, неправильне комплектування набору фрез або неправильної установки на глибину фрезерування.

Брак по шорсткості поверхні виникає внаслідок тих же причин, що і при фрезеруванні площин, пазів і уступів. Виправлення таких дефектів практично неможливо, тому в процесі фрезерування не слід перевищувати подачі на зуб, зазначеної в операційних картах, не доводити фрезу до великого затуплення, не виробляти обробку фасонними фрезами на верстатах зниженою жорсткості та вібростійкості.

 

Контрольні питання

1. Як класифікують фасонні поверхні?
2. Для чого призначені круглі поворотні столи?
3. Які переваги має поворотний стіл з індивідуальним приводом?
4. Які ви знаєте правила установки круглою столу?
5. Як зробити налаштування на режим фрезерування при обробці заготовок на круглому столі?
6. Що таке безперервне фрезерування?
7. Як проводиться фрезерування за накладними копірів?
8. Які схеми копіювального фрезерування ви знаєте?
9. Які переваги і недоліки фасонних фрез з затилованним і острозаточенним зубом?
10. Які особливості настройки на режим фрезерування при фрезеруванні набором фрез?
11. Як забезпечити необхідний клас шорсткості поверхні деталі?
12. Які основні види браку можуть быгь при обробці фасонних поверхонь і заходи його попередження?