Технология фрезерования и оснастка. Крепление инструментов на оправке Способы крепления фрез

Выбор метода обработки при фрезеровании . В зависимости от материала заготовки необходимо установить метод обработки - встречное или попутное фрезерование (см. рис. 2.20). Встречное фрезерование применяют для вязких материалов, а попутное - для хрупких, чтобы не допустить выкрашивания кромки заготовки. При попутном фрезеровании, допустимом на станке с соответствующей конструкцией механизма подач, до начала работы нужно устранить зазор («мертвый ход») в паре винт-гайка механизма перемещения стола.

Прежде чем приступить к наладке фрезерного станка, осуществляют его подготовку к работе, которая состоит из проверки исправности и готовности станка к выполнению различных операций фрезерования. На холостом ходу проверяют выполнение станком команд по пуску и остановке электродвигателя, включение и выключение вращения шпинделя, включение и выключение механических подач стола.

Убедившись в исправности станка, приступают к его наладке. Методы наладки станков фрезерной группы рассмотрим на примере универсальных консольно-фрезерных станков с ручным управлением.

Настройка режимов резания . При настройке заданной картой наладки или мастером частоты вращения шпинделя 6 (см. рис. 5.2) необходимо рукоятку переключателя 1 в коробке скоростей 5 выдвинуть на себя, а затем повернуть вправо вокруг оси в требуемое положение до совпадения установленной частоты на лимбе 3 рукоятки со стрелкой-указателем на корпусе коробки 5. После этого рукоятку вдвигают обратно (от себя).

Аналогично частоте вращения шпинделя производят наладку заданной подачи в коробке 13 при перемещении рукоятки 15 с лимбом 16. Движение подачи в универсальных консольно-фрезерных станках выполняется столом 9, перемещающимся в трех направлениях - продольном, поперечном и вертикальном. Расчет элементов режима резания производится по кинематической схеме станка (см. рис. 5.3).

Перед началом обработки на станке следует произвести надежный зажим салазок, по которым перемещается стол, а также консоли на стойке станка. В зависимости от габаритных размеров заготовки (зажимного приспособления), установленной на столе, определить необходимые значения его ходов (с учетом схода (сбега) инструмента) и расставить кулачки, ограничивающие ход и выключающие механическую подачу стола.

Наладка режущего инструмента . Цилиндрические и дисковые фрезы закрепляют на оправке, конический хвостовик которой затягивают в конусе шпинделя шомполом. Фрезерные оправки могут быть длинными (см. рис. 5.7) или короткими (концевыми). Свободный конец длинной оправки поддерживается кронштейном хобота в универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем.

Рис. 9.5. Крепление инструмента на универсальных консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем:
1 - шомпол; 2, 4, 5 - гайки; 3 - хобот; 6 - оправка; 7- букса; 8 - подвеска; 9 - фреза; 10 - втулка; 11 - шпиндель; 12 - стойка

Установку фрезы 9 (рис. 9.5) на длинной оправке 6 горизонтального шпинделя 11 производят с помощью промежуточных втулок 10, расположив фрезу как можно ближе к торцу буксы 7 подвески 8. Во избежание вибрации следует обратить особое внимание на надежное закрепление фрезы 9 на оправке 6 непосредственно или через шомпол 1 гайкой 5, а также подвески 8 на хоботе 3 с помощью гайки 4 и хобота 3 на стойке 12 гайкой 2.

(Схемы и конструкции для установки фрез других типов в шпинделе фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.)

Вспомогательный инструмент и наладка приспособлений для крепления заготовок . При закреплении заготовки на станке должны быть соблюдены следующие правила: не должно нарушаться положение, достигнутое при ее установке; закрепление должно быть таким, чтобы положение заготовки оставалось неизменным; возникающие при закреплении деформации заготовки и смятие ее поверхностей должны находиться в допустимых пределах.

Выполнение указанных правил достигается рациональным выбором схемы закрепления и величины зажимного усилия. При выборе схемы закрепления детали необходимо пользоваться следующими соображениями. Для уменьшения усилия зажима заготовку необходимо установить так, чтобы сила резания была направлена на установочные элементы приспособлений 1 (опорный штырь, палец и др.), расположенные на линии действия этой силы или вблизи нее (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Установка и закрепление валика при фрезеровании:
1 - опорный штырь; 2 - призма; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

Для устранения возможного сдвига детали при закреплении усилие зажима Q следует направлять перпендикулярно к поверхности установочного элемента. В целях устранения деформации детали при закреплении необходимо, чтобы линия действия усилия зажима пересекала установочную поверхность установочных элементов (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Схема закрепления детали:
а и б - правильно; в - неправильно; Q - усилие зажима; D r - направление движения резания

При закреплении тонкостенных деталей коробчатой формы для уменьшения прогиба стенки вместо усилия зажима Q (рис. 9.8, а), действующего посредине детали, следует приложить два усилия Q/2 в точках Б и В (рис. 9.8, б).

Рис. 9.8. Закрепление тонкостенной детали:
а - неправильно; б - правильно; А, Б и В - точки приложения усилия зажима

Для уменьшения смятия поверхностей при закреплении заготовок необходимо применять в зажимных устройствах такие контактные элементы 1, которые позволяют распределить усилие зажима между двумя (рис. 9.9, а), тремя (рис. 9.9, 6) точками или рассредоточить по кольцевой поверхности (рис. 9.9, в).

Рис. 9.9. Контактные элементы:
а - с двумя поверхностями; б - с тремя поверхностями; в - с поверхностью кольцевой формы; Q - усилие зажима

На рис. 9.10 приведена схема установки и закрепления заготовки, на которой регулируемая опора 1 и зажимное усилие Q 2 приближены к обрабатываемой поверхности для повышения ее жесткости.

Рис. 9.10. Схема установки и закрепления детали малой жесткости:
1 - регулируемая опора; Q 1 , Q 2 - зажимные усилия

При работе на фрезерных станках высокие требования предъявляют к зажимному инструменту и к резьбовым соединениям, что определяет их долговечность и безопасность работы.

Отвертки применяют для закрепления и отвинчивания винтов, имеющих прорезь (шлиц). Основное требование, предъявляемое к отверткам, заключается в том, что лезвие (лопатка) отвертки должны иметь параллельные грани, чтобы оно свободно входило на всю глубину шлица винта с небольшим зазором.

Гаечные ключи являются необходимым инструментом для фрезерных работ при закреплении болтами и гайками приспособлений или заготовок на столе станка. Головки ключей стандартизованы и имеют определенный размер, который указан на рукоятке ключа. Размеры зева (захвата) делают с таким расчетом, чтобы зазор между гранями гайки или головки болта и гранями зева был в пределах 0,1...0,3 мм. При большем зазоре ключ может сорваться с гайки или головки болта и травмировать руки рабочего. Гаечные ключи бызают простые (одноразмерные), универсальные (раздвижные) и специального назначения.

Простыми ключами при наладке станка можно завинчивать гайки одного размера и одной формы (рис. 9.11). Если правая рука захватывает рукоятку гаечного ключа 4 на расстоянии 250 мм от зева 1 ключа и нажимает на нее примерно с усилием 1...2 кгс, то усилие зажима гайки 2 и болта 3 будет равно примерно 400...750 кгс. Поэтому, чем больше диаметр резьбы и длиннее рукоятка ключа, тем больше усилие зажима.

Рис. 9.11. Схема положения рук при установке заготовки на столе фрезерного станка с помощью гаечного ключа:
а - правильно; б - неправильно; 1 - зев; 2 - гайка; 3 - болт; 4 - рукоятка

Делительные головки используют в основном на консольных и широкоуниверсальных станках для закрепления заготовки и поворота ее на различные углы путем непрерывного или прерывистого вращения. В зависимости от конструкции головки окружность заготовки может быть разделена на равные или неравные части. При нарезании винтовых канавок заготовке сообщают одновременно непрерывное вращательное и поступательное движения, как, например, при обработке стружечных канавок у сверл, фрез, метчиков, разверток и зенкеров. Такие головки применяют при изготовлении многогранников, нарезании зубчатых колес и звездочек, прорезании пазов, шлиц и т. п.

По принципу действия различают делительные головки лимбовые (универсальные), оптические, безлимбовые и с диском для непосредственного деления. Лимбовые делительные головки применяют для выполнения всех видов работ.

Универсальная лимбовая делительная головка (рис. 9.12) состоит из основания 12 со стяжными дугами 6, в которых смонтирован цилиндрический корпус 5. При ослаблении гаек 13 корпус 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси против часовой стрелки на угол от -5° и до +95° - по часовой стрелке. Поворот корпуса контролируется по шкале и нониусу.

Рис. 9.12. Универсальная делительная головка:
1 - установочный центр; 2 - шпиндель; 3 - лимб; 4 - нониус; 5 - корпус цилиндрический; 6 - стяжные дуги; 7 - делительный диск; 8 - фиксатор; 9 - раздвижной сектор; 10 - рукоятка; 11 - шкала; 12 - основание; 13 - гайки; 14 - рукоятка

В корпусе 5 на подшипниках смонтирован шпиндель 2, на переднем конце которого имеется резьба с центрирующим пояском для крепления самоцентрирующего или поводкового патрона и конусное отверстие для установки центра 1. Здесь также размещен лимб 3 с делениями и нониусом 4 для непосредственного деления, а на заднем конце шпинделя установлена оправка для сменных зубчатых колес. Вращение шпинделя 2 передается с помощью рукоятки 10 с фиксатором 8 через зубчатые колеса с передаточным отношением, равным 1, и червячную пару k/N, где k - число заходов червяка, N - число зубьев червячного колеса. Отсчет поворота рукоятки производят по засверленным на делительном диске 7 отверстиям. Для удобства отсчета поворота рукоятки имеется раздвижной сектор 9, состоящий из линеек. С помощью рассмотренной делительной головки можно выполнять простое и сложное (дифференциальное) деление.

Непосредственное деление осуществляют по лимбу 3 с делениями через 1°. Точность отсчета с использованием нониуса Н равна 5". Поворот шпинделя при этом можно производить рукояткой 11 или непосредственным вращением шпинделя. После каждого поворота шпиндель фиксируют стопором 8. В некоторых делительных головках вместо лимба 3 с делениями устанавливают диск с отверстиями по кругу (24; 30 и 36 отверстий), что позволяет выполнить деление на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.

Простое деление выполняют с помощью зафиксированного стопора 4 (рис. 9.13), с двух сторон которого просверлены отверстия по концентрическим окружностям. С одной стороны диска могут быть окружности с 24, 25, 26, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42 и 43 отверстиями, а с другой - с 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66 отверстиями.

Рис. 9.13. Схема наладки универсальной лимбовой головки на простое деление:
1 - червячное колесо; 2 - червяк; 3 - шпиндель; 4 - стопор; 5 - рукоятка; 6 - сектор; 7 - делительный диск; 8 и 9 - зубчатые колеса; z 1 , z 2 - шестерни

Наладка на дифференциальное деление применяется в тех случаях, когда невозможно подобрать делительный диск с нужным числом отверстий для простого деления. (Методика наладки универсальной лимбовой головки на дифференциальное деление изложена в .)

Контрольные вопросы

1. Что такое попутное и встречное фрезерование?
2. Как настроить режимы резания на консольно-фрезерном станке с ручным управлением?
3. Расскажите о зажимных приспособлениях, применяемых на фрезерных станках.
4. Расскажите о наладке различных типов фрез на консольно-фрезерном станке.
5. Какие существуют типы делительных головок и что называется их характеристикой?
6. Как производится наладка универсальной лимбовой головки на простое деление?

1 Конструкции установочных элементов и приспособлений для фрезерных станков рассмотрены в гл. 5.

§ 21. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ФРЕЗ НА СТАНКЕ

Фрезеровщик обязан знать тип и номер конуса гнезда шпин­деля своего станка и крепительные размеры переднего конца шпинделя.

Размеры конуса гнезда шпинделя и крепительного фланца переднего конца шпинделя фрезерных станков стандартизованы ГОСТ 836-47. и поэтому концевые фрезы и фрезерные оправки, изготовленные со стандартным хвостовиком, подходят к этим станкам.

На рис. 59 изображен передний конец шпинделя фрезерных станков. Внутренний конус 2, в который вставляется хвостовик инструмента, сделан очень крутым. Вращение инструменту пе­редается

поводками 3, вставленными в пазы в торце шпинделя и привернутыми винтами. Инструмент, который насаживают

не­посредственно на крепительный фланец 1, центрируется цилинд­рической заточкой переднего конца и крепится четырьмя

вин­тами, вставляемыми в отверстия 4.

Закрепление насадных фрез. Насадные фрезы устанавливают на оправки, которые закрепляют в шпинделе станка.

На рис. 60 изображены оправки, имеющие конический хвосто­вик /, который соответствует коническому гнезду переднего конца шпинделя отечественных фрезерных станков и центри­руется в нем. Выемки 2 во фланце оправки надеваются на по­водки, вставленные в пазы на торце шпинделя.

Оправка, изображенная на рис. 60, а, предназначена для за­крепления фрез, работающих при больших усилиях. Она имеет большую длину, позволяющую применять добавочную серьгу
хобота. Оправка, изображенная на рис. 60, б, предназначена для более легких работ.

Оправки, изображенные на рис. 60, а и б, называются центро­выми. Центровую оправку одним концом закрепляют в гнезде

шпинделя станка, а другим поддерживают подшипником серьги хобота.

Оправка, изображенная на рис. 60, в, называется концевой, так как один конец ее закрепляется в гнезде шпинделя станка,

а на другом конце устанавливается насадная фреза, которая работает вместе с оправкой как насадная фреза.

Фреза надевается на среднюю (рабочую) часть оправки и может быть установлена в любом месте оправки при помощи установочных колец 3, 4, 6 и 7. Эти кольца надеты на оправку так же, как фреза 5. Крайнее левое кольцо 7 торцом упирается в заплечик, имеющийся на оправке, а в крайнее правое кольцо 3 упирается гайка 2, навернутая на конец оправки.

На рис. 61, б показано крепление на оправке нескольких фрез вплотную одна к другой (набор фрез). Из чертежа видно, что ширина установочных колец здесь различна.

Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фре­зерному станку, состоит из колец шириной от 1 до 50 мм, а имен­но: 1,0; 1,1; 1,2; 1,25; 1,3;

1,4; 1,5; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0;

3,25; 5,0; 6,0; 7,5; 8,0;‘10;

20; 30; 40 и 50 мм.

При помощи устано­вочных колец фрезы могут быть закреплены на опре­деленном расстоянии друг от друга. На рис. 61, в по­казано крепление двух фрез на расстоянии А друг от друга. Расстояние это устанавливается посредст­вом подбора колец по­требной ширины.

Иногда, регулируя рас­стояние между фрезами на оправке, приходится ставить между установоч­ными кольцами тонкие прокладки из алюминие­вой или медной фольги и даже писчей или папирос­ной бумаги, так как, поль­зуясь имеющимися в на­боре кольцами, нельзя по­лучить необходимого рас­стояния между фрезами.

Фрезеровщик-новатор В. А. Горяйнов сконструи­ровал регулируемое установочное кольцо (рис. 62), которое поз­воляет быстро обеспечить требуемое расстояние между фре­зами с точностью до 0,01 мм. Регулирование расстояния между фрезами 4 осуществляется поворотом с помощью ключа 5 регу­лируемого установочного кольца 6, имеющего лимб с делениями 0,01 мм. Предварительная установка фрез производится с по­мощью обычных установочных колец 3.

Фрезы малых диаметров, работающие при небольших уси­лиях, удерживаются от провертывания на оправке силами тре­ния, возникающими между торцами фрезы и торцами колец вследствие затяжки гайкой. Но при тяжелых работах этого тре­ния недостаточно, и фреза удерживается на оправке с помощью шпонки. По всей длине средней (рабочей) части оправки

профрезерована шпоночная канавка, в ней крепится шпонка, на ко­торую надевают фрезу. Кольца в этом случае также ставят на шпонку.

Диаметры отверстий в насадных фрезах и кольцах, равно как и наружные диаметры рабочей части фрезерных оправок,

изго­товляют только определенных размеров. На отечественных заво­дах приняты следующие диаметры оправок: 10, 13, 16, 22, 27, 32, 40 и 50 мм. Шпоночные канавки и шпонки также изготовляют определенных размеров, так что имеющиеся в инструментальной кладовой фрезы, оправки, кольца и шпонки одного номера обяза­тельно подойдут друг к другу.

Фрезерные оправки не должны иметь биения, забоин и вмя­тин. На торцах колец не должно быть забоин и заусенцев. Торцы колец должны быть параллельны и перпендикулярны оси кольца.

Устанавливая фрезы, надо располагать их как можно ближе к переднему концу шпинделя станка, чтобы уменьшить нагрузку на оправку. Если по каким-либо причинам это не удается, то надо ставить добавочную серьгу, что разгружает фрезерную оправку. Порядок установки и закрепления фрезы на оправке и закреп­ления оправки в гнезде шпинделя станка подробно изложен при рассмотрении наладки станка.

Закрепление фрез на концевых оправках. За­крепление торцовых фрез и дисковых фрез, не требующих боль­шого вылета, производится на концевых оправках.

На рис. 63 показана концевая оправка. Конический конец 1 вставляют в коническое гнездо шпинделя станка. Фрезу наде­вают на цилиндрическую часть оправки и затягивают винтом 3. Шпонка 2 предотвращает провертывание фрезы на оправке.

Закрепление фрез с коническим и цилиндрическим хвостови­ком. Фрезы с коническим хвостовиком, размер которого совпа­дает с размерами конического гнезда шпинделя, вставляют хво­стовиком в шпиндель и закрепляют в нем посредством затяж­ного винта (шомпола). Это самый простой способ закрепления фрезы как на горизонтально, так и на вертикально-фрезерном станках.

Если размер конуса хвостовика фрезы меньше размера конуса гнезда шпинделя, то прибегают к переходным втулкам (рис. 64). Наружный конус такой втулки соответствует гнезду шпинделя станка, а внутренний конус - хвостовику фрезы. Переходную втулку с вставленной фрезой устанавливают в шпиндель и затя­гивают при помощи затяжного винта (шомпола).

Патрон с надетой фрезой устанавливают в шпиндель горизонтально или вертикально-фрезерного станка и закрепляют затяжным винтом. Снятие фрезы производится после освобожде­ния гайки 2.
Закрепление фрез с цилиндрическим хвостовиком произво­дится при помощи патрона, изображенного на рис. 65. Фрезу вставляют в цилиндрическое отверстие разжимной цанги пат­рона 1 и закрепляют посредством гайки 2.

Закрепление насадных фрез большого диаметра. Сборные тор­цовые фрезы диаметром 80 мм и выше изготовляют насадными.

Посадочные отверстия таких фрез выполняются коническими или цилиндрическими.

Фрезы с коническим посадочным отверстием (рис. 66, а) наса­живают на конус 1 специальной фрезерной оправки (рис. 66, б) и при помощи вкладыша 2 и винта 3 закрепляют на ней. Вкла­дыш 2 входит в пазы 4, имеющиеся в корпусе фрезы. Крепление оправки с фрезой в коническом гнезде шпинделя производится затяжным винтом (шомполом) путем ввертывания его в резьбо­вое отверстие 5 оправки. Для предотвращения провертывания фрезерной оправки в конусном гнезде шпинделя оправка имеет два паза 6, входящие в сухари 3 на торце переднего конца шпин­деля станка (см. рис. 59).

Распространенный способ крепления зубьев-пластин в корпусе фрезы - напайка. Чаще всего напайку применяют для инструментов небольших размеров и сложной конфигурации, где трудно или невозможно обеспечить механическое закрепление режущих пластин.

Но при напайке твердосплавных пластин в них часто появляются мельчайшие трещины, вызывающие снижение стойкости инструмента. Чтобы избежать появления трещин, совершенствуют способы напайки пластин, создают условия для равномерного их нагрева и охлаждения. Полностью устранить растрескивание пластин при напайке не удается из-за разной скорости расширения и сжатия при нагревании или охлаждении твердосплавной пластины и материала корпуса. Разница в расширении при нагреве не опасна, так как пластина еще не связана с корпусом. А когда инструмент охлаждается после напайки, пластина уже «прихвачена» к своему гнезду. Объемы корпуса и пластины сокращаются с разной скоростью, в месте спая появляются большие напряжения, и хрупкий инструментальный материал растрескивается.

Поэтому стремятся заменить пайку механическим креплением твердосплавных пластин. Стойкость таких инструментов значительно выше, чем напайных.

Рисунок 5 – Способы крепления режущих пластин фрез

Способ крепления пластин цилиндрическим клином и дифференциальным винтом (рис 5, а). Твердосплавную пластину устанавливают в паз корпуса и закрепляют цилиндрическим клином. Клин затягивается ввинчиванием дифференциального винта о внутренним шестигранником. Дифференциальным винт называется потому, что шаг резьбы в верхней и нижней его частях различен. Предположим, что шаг резьбы на головке винта равен 0,5 мм, а на стержне 1 мм. Ввернем винт на один оборот. Он войдет в корпус на 1 мм. Одновременно головка винта переместится в резьбе клина на 0,5 мм. А так как общее перемещение головки должно быть также на 1 мм, то на протяжении 0,5 мм головка будет перемещаться вместе с клином. Таким образом, винт ввертывается в корпус быстрее, чем в клин, и клин зажимает пластину. Преимущества дифференциального винта проявляются при замене пластины. При вывинчивании он быстрее выходит из корпуса, чем из клина, и поэтому вытягивает клин из гнезда.

Этот вид крепления отличается компактностью и удобен в эксплуатации, но детали при этом должны быть изготовлены в высокой точностью. Когда клин находится в своем гнезде, ось его отверстия должна обязательно совпадать о осью отверстия корпуса. В противном случае дифференциальный винт будет стремиться сдвинуть клин в сторону и крепление будет ненадежным.

Значительно проще фрезы, у которых клин крепят обычным винтом (рио. 5, б); такая конструкция компактна, но менее удобна в эксплуатации. Чтобы заменить пластину, необходимо вывернуть крепежный винт и вместо него ввинтить в резьбовое отверстие клина специальный ключ. Этот ключ упирается в дно паза и вытягивает клин.

Крепление клиньями и винтами применяют для торцовых, дисковых и концевых фрез диаметром не менее 30 мм.

Особенно сложно крепить твердосплавную пластину в корпусе дисковой фрезы. Если фреза узкая, нельзя использовать крепление клином и винтом, а обычный клин может сместиться под действием боковых сил, возникающих при работе фрезы. Способ механического крепления для таких фрез разработан во ВНИИ. При этом способе пластины закрепляют клиньями с цилиндрической опорной поверхностью (рис. 5, в). Такое крепление достаточно надежно, но сложно в изготовлении.

Режущий инструмент па фрезерных станках базируют и закрепляют при помощи приспособлений - вспомогательного инструмента (центровых и концевых оправок, переходных втулок, установочных колец, цанговых патронов и др.).

Центровые оправки (рис. 3.46) применяют для установки цилиндрических, дисковых, угловых и фасонных фрез па горизонтально-фрезерном станке. Оправку коническим хвостовиком 2 устанавливают в коническом отверстии шпинделя и крепят натяжным винтом (тягой) 1. Для восприятия крутящего момента от сил резания прямоугольные пазы на фланце оправки совмещают с поводковыми шпонками 1 и 2 (рис. 3.47), расположенными в пазах торца шпинделя.

На цилиндрическую часть 4 (рис. 3.46) оправки со шпоночной канавкой насаживают установочные кольца 3 и фрезу. Комплект закрепляется гайкой 6. Второй сводный конец оправки поддерживается подшипником подвески, закрепляемой на хоботе (см. рис. 3.1).

Рис. 3.46.

а - с направляющей цапфой; 1 - натяжной винт (тяга); 2 - конический хвостовик (конусность 7:24); 3 - установочные кольца; 4 - цилиндрическая часть; 5 - шпонка; 6 - гайка; 7 - направляющая опора; б - с поддерживающей вращающейся буксой: 1-4, 6 - обозначения те же, что и в части а; 5 - гайка; 7 - поддерживающая букса

Рис. 3.47.

1,2 - поводковые шпонки

В подшипники подвески вводится направляющая опора 7 (см. рис. 3.46, а) или поддерживающая букса 7 (см. рис. 3.46, б).

Диаметр цилиндрической части оправки и отверстия установочных колец (от 13 до 50 мм) выбирают в зависимости от диаметра фрезы. Установочные кольца, прилагаемые к оправке, могут иметь ширину от 1 до 50 мм. Точные установочные кольца с допуском на ширину ±0,01 и ±0,013 мм применяют как промежуточные для установки заданного расстояния между дисковыми фрезами комплекта.

Концевые оправки (рис. 3.48) служат для закрепления насадных торцовых фрез на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Их закрепляют в шпинделе станка так же, как и центровые оправки. Крутящий момент от сил резания концевая оправка воспринимает продольной призматической шпонкой 2 (см. рис. 3.48, а), торцовой шпонкой (рис. 3.48, б) или вкладышем 5 (см. рис. 3.48, в), который входит в торцовый паз фрезы. Последний вариант применяют для установки торцовых фрез большого диаметра с коническим посадочным отверстием.

Некоторые насадные торцовые фрезы большого диаметра крепят непосредственно на цилиндрическом буртике переднего конца шпинделя (рис. 3.49). Крутящий момент от сил резания воспринимается торцовой шпонкой 3. Шпиндель станка должен иметь четыре резьбовых отверстия (см. рис. 3.47).

Концевые фрезы 1 с коническим хвостовиком устанавливаются в шпиндель 5 станка (рис. 3.50, а), используя переходные втулки 4,

Рис. 3.48.

1 - установочный конус; 2 - шпонка; 3 - шейка для фрезы; 4 - винт; 5 - вкладыш; 6 - втулка; 7 - винт

внутренний конус которых соответствует конусу инструмента, а наружный - конусу шпинделя. Крутящий момент передается от шпинделя на ведомый фланец 2 посредством шпонки 3. Комплект закрепляется тягой 6. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне, который своим коническим хвостовиком устанавливается в шпиндель станка. Конструкция одного из таких патронов показана на рис. 3.50, б. Фрезу устанавливают в цангу 7 и гайкой 8 закрепляют в корпусе патрона 9.

При фрезеровании пазов, точных по ширине, изношенными фрезами удобно использовать патрон (рис. 3.50, в ) с регулируемым эксцентриситетом. Фрезу закрепляют винтами 10 во втулке 13, которую устанавливают в корпус 11 и затягивают колпачковой гайкой 12. Так как ось отверстия в корпусе смещена по отношению к оси его посадочного конуса, а ось отверстия для фрезы во втулке не совпадает с осью втулки, то поворотом втулки можно смещать ось фрезы относительно оси ее вращения, изменяя ширину фрезеруемого паза.

Рис. 3.49. Закрепление фрез на шпинделе фрезерного станка: 1 - фреза; 2, 4 - винты; 3 - шпонка; 5 - шпиндель станка

Рис. 3.50.

а - с коническим хвостовиком; б - с цилиндрическим хвостовиком; в - с регулируемым эксцентриситетом; 1 - заготовка; 2 - подставка; 3 - тиски; 4 - верхняя плоскость; 5 - шпиндель; 6 - тяга; 7 - цанга; 8, 12 - гайки; 9 - патрон; 10 - винт; 11 - корпус; 13 - втулка

Рис. 3.51.

1 - фреза; 2 - гайка; 3 - патрон; 4 - винт; 5 - втулка

Значительные затраты времени связаны с затяжкой тяги при креплении инструмента, особенно на вертикально-фрезерных станках. Для сокращения этих затрат при креплении концевых фрез с коническим хвостовиком применяется патрон, показанный на рис. 3.51. В корпус патрона,?, установленного в шпинделе станка, вставляют сменную переходную втулку 5 с закрепленной в ней посредством винта 4 фрезой 1. При установке втулки в корпус патрона ее поводки проходят через соответствующие вырезы в гайке 2, навернутой на корпус 3 , и входят в пазы, имеющиеся в торце корпуса патрона. Закрепление сменной втулки в корпусе осуществляется поворотом гайки 2 на 45... 115°.

Размерную настройку при фрезеровании плоскостей инструментов выполняют методом пробных проходов (рис. 3.52). Коснувшись боковой плоскости 4 заготовки 1, установленной в тисках 3 на подставке 2, вращающейся концевой фрезой, выводят поперечной подачей заготовку из-под фрезы и поднимают стол на величину у Затем, коснувшись верхней плоскости 5, продольной подачей выводят заготовку от контакта с фрезой и поперечной подачей перемещают стол на величину (х А$ - А). Выполнив пробный проход (не обязательно на всей длине заготовки), измеряют полученные размеры и вводят коррекцию размерной настройки Ах = Л - А и Дг/ = - Н. Значения коррекционных перемещений

отсчитывают по лимбам поперечной и вертикальной подач.

Некоторые методы размерной настройки на расположение прямоугольного паза показаны на рис. 3.53. Положение дисковой

Рис. 3.52.

1 - тиски; 2 - заготовка; 3 - подставка; 4 - боковая плоскость; 5 - верхняя плоскость

Рис. 3.53. Методы размерной настройки на положение прямоугольного паза (а-е )

Рис. 3.54. Установка заготовок относительно фрезы при фрезеровании шпоночных пазов (а-г )

или концевой фрезы в горизонтальном направлении контролируется штангенциркулем (см. рис. 3.53, а, б) или угольником (исходное положение, см. рис. 3.53, в, г). Размерная настройка на глубину паза выполняется методом пробных проходов.

Исходные положения фрезы в горизонтальном направлении можно определить, коснувшись вращающейся фрезой вертикальной плоскости заготовки (см. рис. 3.53, д, е ).

Схема размерной настройки при фрезеровании шпоночных пазов показана на рис. 3.54. Перемещая стол в нужных направлениях, устанавливают заготовку под фрезой (см. рис. 3.54, а). Угольник располагают на столе так, чтобы его вертикальная полочка касалась боковой стороны заготовки. При помощи штангенциркуля или микрометра измеряют расстояние А. Затем, переставив угольник на другую сторону, измеряют расстояние Б. Смещение стола поперечной подачей выполняется на расстоянием = (Б-Л)/2. Тогда плоскость симметрии фрезы будет проходить через ось заготовки.

Возможен и другой способ размерной настройки дисковой шпоночной фрезы при помощи угольника (см. рис. 3.54, б). Перемещая стол поперечной подачей, совмещают угольник с торцом фрезы. Затем в обратном направлении перемещают стол на величину Н= (d- В )/2 (здесь В - ширина фрезы).

Исходные положения фрезы и заготовки можно определить путем соприкосновения торца дисковой или цилиндрической поверхности концевой (шпоночной) вращающейся фрезы с заготовкой (см. рис. 3.54, в, г). Затем стол перемещают на величину Н:

Рис. 3.55. Установка одноугловой фрезы в диаметральной плоскости: а - начальное положение; 6 - положение при смещении относительно

заготовки

H=(d + В) /2 - для дисковой фрезы; Н = (d + D )/2 - для концевой фрезы.

Аналогично осуществляют размерную настройку на начальное положение одноугловой фрезы (рис. 3.55, а), которую затем смещают относительно заготовки согласно рис. 3.55, 6.

Размерную настройку при обработке направляющих типа «ласточкин хвост» осуществляют методом пробных проходов. Однако измерение размера В (рис. 3.56) универсальным измерительным инструментом практически невозможно, а размер Л из-за заусенцев и сколов также нельзя точно измерить. Поэтому на практике

Рис. 3.56.

Рис. 3.57.

широко применяют косвенный метод с использованием гладких цилиндрических калиброванных роликов диаметром d. Тогда, если измерить размер С, размеры В и Л можно вычислить с помощью выражений

Для того чтобы соединение типа «ласточкин хвост» сопрягалось, необходимо обеспечить равенство В = (рис. 3.57). Измеряться при этом будут размеры С и С. Тогда должно соблюдаться равенство

Средства измерения для фрезерных работ приведены в табл. 3.5.

Характеристики некоторых средств измерения для фрезерных работ

Таблица 35

З.б. Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента

Окончание табл. 3.5

Работа 3. Обработка заготовок фрезерованием

3 . 6 . Базирование, закрепление и размерная настройка инструмента

Общие указания по закреплению фрез

Чистота обработки и производительность станка во многом зависят от качества закрепления фрезы на станке.
Если фреза закреплена неверно, она будет бить, вследствие чего нагрузка на отдельные зубья будет чрезмерной и они могут поломаться. Если фреза установлена далеко от опоры шпинделя, оправка может отжиматься.
Оправки, при помощи которых закрепляются фрезы, необходимо содержать чисто вытертыми; их не следует забивать, помня, что всякая забоина приводит к биению фрезы.
Способ закрепления фрезы на станке зависит от ее конструкции и размеров, а также от характера работы, выполняемой фрезой.
Рассмотрим основные способы крепления фрез.
1. Фрезу надевают на центровую оправку, один конец которой входит в коническое гнездо шпинделя, а другой поддерживается серьгой.
2. Фрезу надевают на концевую оправку, которая коническим концом входит в коническое гнездо шпинделя.
3. Фрезу с коническим хвостовиком устанавливают хвостовиком в коническое гнездо шпинделя.
4. Фрезу закрепляют цилиндрическим хвостовиком в гнезде шпинделя при помощи специальных патронов.
5. Фрезу надевают на выступающий передний конец шпинделя и закрепляют на нем.
Фрезеровщик обязан знать тип и номер конуса гнезда шпинделя своего станка и крепительные размеры переднего конца шпинделя. Фрезерные станки отечественного производства имеют стандартный размер переднего конуса шпинделя (см. рис. 22), поэтому фрезерные оправки, изготовленные со стандартным хвостовикам, подходят к ним.
На рис. 43 показаны оправки с коническим хвостовиком 1, который соответствует коническому гнезду 2 (см. рис. 22) переднего конца шпинделя отечественных фрезерных станков и центрируется в нем. Выемки 2 (рис. 43) во фланце оправки надеваются на поводки 3 (см. рис. 22), вставленные в пазы на торце шпинделя.

Центровые оправки (рис. 43, а и б) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а другим поддерживаются подшипником серьги. Оправка (рис. 43, а) для закрепления фрез, работающих при больших усилиях, имеет большую длину, позволяющую применять посредине добавочную серьгу. Оправка на рис. 43, б предназначена для легких работ.
Концевые оправки (рис. 43, в) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а на другом конце оправки закрепляется насадная фреза, которая работает вместе с оправкой как концевая фреза.

Закрепление фрез на центровых оправках

На рис. 44 приведены различные случаи закрепления фрез на центровых оправках. Конический хвостовик оправки входит в коническое отверстие 8 шпинделя, другой конец входит в подшипник 1 серьги.

На рис. 44, а показано крепление на оправке цилиндрической фрезы 5 с винтовыми зубьями. Фреза надевается на среднюю (рабочую) часть оправки и может быть установлена в любом месте оправки при помощи установочных колец 3, 4, 6 и 7. Кольца надеты на оправку так же, как фреза 5. Крайнее левое кольцо 7 торцом упирается в заплечик, имеющийся на оправке, а в крайнее правое кольцо 5 упирается гайка 2, навернутая на правый конец оправки.
На рис 44, б показано крепление на оправке нескольких фрез вплотную одна к другой (набор фрез); ширина установочных колец здесь различна.
Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит из колец шириной от 1 до 50 мм: 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 15; 20; 30; 40 и 50 мм .
При помощи установочных колец фрезы могут быть закреплены на определенном расстоянии друг от друга. На рис. 44, в показано крепление двух фрез на расстоянии А друг от друга. Расстояние А устанавливается при помощи подбора колец.
Иногда, регулируя расстояния между фрезами на оправке, приходится ставить между установочными кольцами тонкие прокладки из алюминиевой или медной фольги и даже писчей или папиросной бумаги, так как иногда, пользуясь имеющимися в наборе кольцами, не удается получить необходимого расстояния между фрезами.
Фрезы малых диаметров, работающие при небольших усилиях, удерживаются на оправке от провертывания трением между торцами фрезы и торцами колец, возникающим при затяжке гайкой. При тяжелых работах этого трения недостаточно, и фреза удерживается на оправке при помощи шпонки. По всей длине средней (рабочей) части оправки профрезерована шпоночная канавка, в ней крепится шпонка, на которую надевают фрезу. Кольца в этом случае также ставят на шпонке.
Отверстия в кольцах, равно как и рабочие части фрезерных оправок, изготовляют только определенных диаметров. На отечественных заводах приняты оправки диаметром 16; 22; 27; 32; 40; 50 и 60 мм. Шпоночные канавки и шпонки также изготовляют определенных размеров, так что имеющиеся в инструментальной кладовой фрезы, оправки, кольца и шпонки одного номинала обязательно подойдут друг к другу.
Фрезерные оправки должны быть прямыми, без забоин и вмятин, а кольца должны иметь торцы без забоин и заусенцев.
При установке фрез надо располагать их как можно ближе к переднему концу шпинделя станка, чтобы уменьшить нагрузку на оправку. Если по некоторым причинам это не удается, надо ставить добавочную серьгу, что дает добавочную опору и разгружает фрезерную оправку.
На рис. 45 показана добавочная серьга на станке при фрезеровании бруска широкой фрезой.

Порядок установки и закрепления фрезы на оправке и закрепления оправки в гнезде шпинделя станка подробно изложен при рассмотрении наладки станка.

Закрепление фрез на концевых оправках

Фрезы, работающие зубьями, расположенными на торцовой поверхности, закрепляются на концевых оправках.
На рис. 46 показана концевая оправка. Конический конец 1 вставляют в коническое гнездо шпинделя станка. Фрезу надевают на цилиндрическую часть оправки и затягивают винтом 3. Чтобы фреза не провертывалась, на оправке имеется шпонка 2.

Закрепление фрез с коническим и цилиндрическим хвостовиком

Фрезы с коническим хвостовиком, размер которого совпадает с размерами конического гнезда шпинделя станка, вставляют хвостовиком в шпиндель и закрепляют в нем посредством затяжного винта (шомпола). Это самый простой способ закрепления фрезы как для горизонтально-, так и для вертикально-фрезерного станков.
Если размер конуса хвостовика фрезы меньше размера конуса гнезда шпинделя, то прибегают к переходным втулкам (рис. 47). Наружный конус такой втулки соответствует гнезду шпинделя станка, а внутренний - хвостовику фрезы. Переходную втулку с вставленной фрезой устанавливают в шпиндель и затягивают при помощи затяжного винта.

Закрепление фрез с цилиндрическим хвостовиком производится при помощи патрона (рис. 48). Фрезу вставляют в цилиндрическое отверстие патрона 1 и закрепляют гайкой 2, навертываемой на передний конец патрона и охватывающей заплечиками разжимную втулку 5. Патрон с надетой фрезой устанавливают в шпиндель горизонтально- или вертикально-фрезерного станка и закрепляют затяжным винтом. Снятие фрезы производится освобождением гайки 2.

Закрепление насадных фрез большого диаметра

Торцовые фрезы диаметром 125 мм и выше изготовляют насадными. Такие фрезы могут иметь коническое (рис. 49, а) или цилиндрическое (рис. 49, б) посадочное отверстие.

Фрезы с коническим посадочным отверстием насаживают на конус 2 фрезерной оправки (рис. 50 и 51) и при помощи вкладыша 3 и винта 4 закрепляют на нем. Вкладыш 3 входит в паз, имеющийся в корпусе фрезы. Оправка на рис. 50 вместе с фрезой крепится к шпинделю фрезерного станка затяжным винтом (шомполом), который ввертывается в резьбовое отверстие оправки. Оправку на рис. 51 вместе с фрезой надевают цилиндрическим пояском 5 на торец шпинделя фрезерного станка и крепят к ней четырьмя винтами 1 (см. также рис. 22). Чтобы оправка не провертывалась, в ней предусмотрены два паза 6, в которые входят сухари на торце шпинделя станка.
Фрезы с цилиндрическим посадочным отверстием (см. рис. 49, б) крепят непосредственно к торцу шпинделя станка с помощью четырех винтов.
Наиболее точное центрирование фрезы на шпинделе фрезерного станка и, следовательно, наименьшее биение зубьев в работе обеспечивают фрезы с коническим посадочным отверстием.
Крепление по рис. 50 применяют на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках, крепление по рис. 51 - главным образом на продольно-фрезерных станках, когда необходимо иметь большой вылет торца фрезы от торца шпинделя.