Приспособления для фрезерования пазов по радиусу. Скоростное фрезерование уступов и пазов
2018-08-16
обработки пазов, уступов;
объемного копирования;
фасонной обработки поверхностей;
снятия свесов у щитов, облицованных различными материалами;
контурной обработки деталей;
выполнения иных операций.
В этой статье мы расскажем в деталях о концевых фрезах и технологиях обработки уступов, скосов, а также пазов различных форм.
Фотография №1: фрезерование концевой фрезой
Конструктивные особенности и виды концевых фрез
Монолитные и сборные обычные (цилиндрические) и иные концевые фрезы состоят из рабочих частей и хвостовиков. Они могут быть цилиндрическими и коническими, а зубья - нормальными и мелкими. Инструменты с нормальными зубьями применяют для получистовой и чистовой обработки, а крупнозубые фрезы - для черновой.
Изображение №1: концевая фреза с конусом Морзе (коническим)
Важно! Концевые фрезы имеют небольшие диаметры (3–60 мм). Из-за этого для обеспечения оптимальных скоростей резания инструменты вращаются с высокими частотами. При относительно небольших скоростях подачи нагрузка на 1 зуб минимальна. Это обеспечивает высокое качество обработки.
Монолитные концевые фрезы могут быть:
целиком изготовлены из быстрорежущей или легированной стали;
целиком выполнены из твердых сплавов;
спаянными (материал хвостовика - конструкционная сталь, а рабочей части - твердый сплав).
Кроме этого существуют концевые фрезы с твердосплавными пластинами.
Изображение №2: цилиндрическая концевая фреза с твердосплавными пластинами
Главное преимущество таких фрез - возможность смены пластин без снятия режущего инструмента. Твердосплавные концевые фрезы (с пластинами и без) применяют для получения пазов и уступов в заготовках из закаленных и труднообрабатываемых сталей.
Инструменты могут иметь затылованные и остроконечные зубья. Такие модели называют обдирочными. Их применяют для черновой обработки заготовок, полученных литьем и свободной ковкой.
Изображение №3: обдирочная концевая фреза с затылованными зубьями
Инструменты с острозаточенными зубьями имеют неравномерный окружной шаг. Такие обдирочные фрезы отличаются более высокими производительностью (+ 60–70 %), вибростойкостью и сроком службы.
Изображение №4: обдирочная концевая фреза с остроконечными зубьями
Кроме цилиндрических инструментов существуют концевые фрезы специального назначения. К ним относятся шпоночные, угловые и Т-образные модели.
Их применяют для фрезерования шпоночных пазов. Инструменты имеют 2 режущих зуба и торцевые режущие кромки. Они направлены не наружу (как у сверл), а внутрь инструментов.
Изображение №5: шпоночная концевая фреза
Шпоночная фреза может углубляться в материал при осевой подаче (высверливается отверстие), а затем двигаться в сторону при продольной. В результате получается шпоночный паз.
Важно! Переточку таких фрез производят по задним поверхностям торцевых кромок. После операций диаметры инструментов не изменяются.
Угловые концевые фрезы
Их применяют для фрезерования наклонных плоскостей и пазов, имеющих угловые профили. Инструменты бывают одноугловыми и двухугловыми. У первых режущие кромки расположены на конических поверхностях и торцах, а у вторых - только на конических поверхностях. Причем двухугловые фрезы могут быть симметричными. У таких инструментов усилия, возникающие при работе угловых кромок зубьев уравновешиваются. Такие фрезы работают более плавно.
Изображение №6: рабочие части угловых концевых фрез
Вершины угловых фрез закругляют. Это продлевает срок службы инструментов.
Т-образные концевые фрезы
Их применяют для обработки Т-образных пазов.
Изображение №7: конструкция и характеристики Т-образных концевых фрез
Эти фрезы часто ломаются. Это обусловлено сложностью обработки Т-образных пазов, при которой отвод стружки сильно затрудняется. Такие фрезы имеют разнонаправленные зубья и угловые поднутрения.
Оборудование для фрезерования концевыми фрезами
Для фрезерования концевыми фрезами применяются горизонтальные и вертикальные фрезерные станки. Инструменты устанавливают в различные по конструкции патроны.
Патроны для концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками
Концевые фрезы с фиксируют при помощи таких патронов.
Изображение №8: патрон для концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками
Они состоят из корпусов (1), гаек (2) и кулачков (3). Корпус устанавливается в шпинделе и затягивается шомполом. Кулачки зажимают инструмент при помощи кольцевой (4) и промежуточных пружин.
Патроны для концевых фрез с коническими хвостовиками
Имеют такую конструкцию.
Изображение №9: патрон для концевых фрез с коническими хвостовиками
Корпус (3) закрепляется в шпинделе станка при помощи шомпола. В сменной втулке (4) имеется винт (5), предназначенный для фиксации фрезы. Пояски втулки проходят через отверстия навернутой на корпус гайки (2) и вставляются в имеющиеся на торце пазы. Положение гайки регулируется при помощи специального винта (6).
Важно! Сменные втулки имеют стандартные размеры, соответствующие конусам Морзе.
Цанговые патроны
Предназначены для крепления концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками.
Изображение №10: цанговый патрон
Конический хвостовик такого патрона затягивается в шпинделе станка при помощи шомпола. Спереди имеется выточка. В нее входит цанга (1). Это коническая разрезная втулка имеющая отверстие, диаметр которого соответствует диаметру хвостовика закрепляемой фрезы. Для ее фиксации цанга сжимается гайкой (2).
Патроны с регулируемыми эксцентриситетами
Состоят из корпусов (1), колпачковых гаек (3) и втулок (2).
Изображение №11: патрон с регулируемым эксцентриком
Втулка в таком патроне эксцентрично закреплена по отношению к оси вращающейся фрезы (4). Она крепится при помощи двух винтов (5). При поворачивании втулки регулируется ширина паза.
Выбор скорости подачи фрез
Выбор скорости подачи фрезы напрямую зависит от материала заготовки.
Алюминий и сплавы на его основе - 200–420 м/мин.
Бакелит - 40–110 м/мин.
Нержавеющая сталь - 45–95 м/мин.
Термопласты и древесина - 300–500 м/мин.
Латунь - 130–320 м/мин.
Бронза - 90–150 м/мин.
ПВХ - 100–2500 м/мин.
Основные технологии фрезерования концевыми фрезами
Расскажем об основных технологиях фрезерования концевыми фрезами на примере конкретных операций.
Фрезерование уступов концевыми фрезами
Рассмотрим фрезерование двух уступов в бруске. Цель - получение ступенчатой шпонки.
Основные параметры
Ширина фрезерования - 5 мм.
Глубина резания - 12 мм.
Чистота поверхности - 5.
Выбор инструмента
Для этой операции отлично подойдет с нормальными зубьями и цилиндрическим хвостовиком. Чтобы стружка отводилась вверх, винтовые канавки должны быть направлены вправо.
Расчет режима резания
Рассчитаем частоту вращения шпинделя. При скорости подачи 25 м/мин. она будет равна:
n = (1000*v)/(π*d) = (1000*25)/(3,14*16) = 500 об./мин.
Подача на один зуб - 0,03 мм. Вычислим минутную подачу.
s = s зуб *z (чистота поверхности)*n = 0,03*5*500 = 75 мм/мин.
Фрезерование каждого уступа проходит по следующей схеме.
Закрепите заготовку в тисках, а фрезу - в патроне шпинделя станка.
Установите лимб коробки подач на 80 мм/мин., а лимб коробки скоростей - на 500 об./мин.
Запустите вращение шпинделя.
Подведите заготовку под фрезу.
Поднимите стол до легкого касания фрезой верхней плоскости заготовки.
Установите кулачки выключения продольной подачи на длину фрезерования.
Обработайте деталь с двух сторон.
Изображение №12: фрезерование уступов концевой фрезой
Фрезерование сквозных пазов концевыми фрезами
Для фрезерования сквозных пазов обычно берут концевые фрезы, диаметры которых соответствуют чертежным размерам пазов с допустимыми отклонениями.
Важно! Так делают в случаях, если концевые фрезы не имеют радиального биения. При его наличии ширина паза получится больше заданной. Итог- брак.
Для обработки сквозных пазов чаще всего берут новые концевые фрезы. При работе с переточенными инструментами для соблюдения точности пазов можно использовать патроны с регулируемыми эксцентриками. Технология фрезерования сквозных пазов не отличается от описанной выше.
Фрезерование замкнутых пазов концевыми фрезами
Задача - профрезеровать в планке замкнутый паз. Длина - 32 мм. Ширина - 16 мм.
Изображение №13: чертеж планки
Выбор инструмента
Подойдет та же самая фреза с пятью зубьями (z = 5).
Расчет режима резания
Заданная подача фрезы - 0,01 мм/зуб. Скорость резания - 25 м/мин. Частота - 500 об./мин. Вычислим минутную подачу.
s = s зуб *z*n = 0,01*5*500 = 25 мм/мин.
Минимальная подача на станке - 31,5 мм/мин. Устанавливаем именно ее. Рассчитаем фактическую подачу на один зуб.
s зуб = s/(z*n) = 31,5/(5*500) = 0,013 мм/зуб.
Выполнение операции
При фрезеровании сквозных пазов:
сначала дают ручную вертикальную подачу для того, чтобы фреза врезалась в материал на 4–5 мм;
после этого включают механическую продольную подачу и вырезают глухой паз нужной длины;
постепенно поднимают стол до получения сквозного отверстия.
Изображение №14: закрепление заготовки и фрезерование сквозного паза
Фрезерование наклонных плоскостей цилиндрическими концевыми фрезами
Для фрезерования наклонных плоскостей концевыми фрезами применяют две технологии.
1. Фрезерование с поворотом заготовок
Эта технология предполагает использование универсальных поворотных тисков. Заготовки в них крепятся так же, как и в обычных.
Изображение №15: фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой с поворотом заготовки
Важно! Обрабатываемая наклонная плоскость должна располагаться параллельно столу.
2. Фрезерование с поворотом шпинделя станка
Это возможно как на вертикальных, так и на горизонтальных фрезерных станках. Первые для этого должны обладать функцией поворота бабки со шпинделем вокруг горизонтальной оси, а вторые - накладными вертикальными головками. Для фрезерования просто устанавливают нужные углы наклона.
Изображение №16: фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой под углом 60°
Фрезерование наклонных плоскостей угловыми концевыми фрезами
Выполняется на горизонтальных фрезерных станках. Обработка заготовок угловыми фрезами происходит на меньших скоростях подачи и резания. Это связано с трудными условиями работы.
К примеру, при глубине фрезерования 12 мм назначают скорость резания 11,8 м/мин. Частота вращение шпинделя - 50 об./мин.
Изображение №17: фрезерование наклонной плоскости угловой концевой фрезой
Обратите внимание! Чтобы избежать брака при фрезеровании наклонной плоскости:
перед операцией удостоверьтесь в точности разметки;
закрепите заготовку максимально надежно;
тщательно очистите тиски и стол от стружки;
проверьте угол наклона инструмента или универсальных тисков.
Фрезерование закрытых шпоночных канавок шпоночными концевыми фрезами
Выполняется на горизонтальных и вертикальных фрезерных станках. Рассмотрим фрезерование шпоночной канавки с шириной 10 мм и глубиной 4 мм.
Изображение №18: фрезерование закрытой шпоночной канавки
Выбор инструмента
Для этой операции возьмем шпоночную фрезу с диаметром 10 мм. Если она перетачивалась, необходимо проверить диаметр рабочей части микрометром.
Расчет режима резания
Заданная скорость резания - 25,2 м/мин. Частота вращения - 800 об./мин. Подача - 0,03 мм/зуб. Количество зубьев - 2. Рассчитаем минутную подачу.
s = 0,03*2*800 = 48 мм/мин.
Подготовка к работе и выполнение операции
После закрепления фрезы в патроне проверьте ее радиальное биение по индикатору. Ширина канавки не должна выйти из допуска. Фрезерование шпоночных канавок происходит так же, как и рассмотренная выше обработка замкнутых пазов.
Обработка концевыми фрезами специальных пазов
К ним относятся Т-образные пазы и пазы типа «ласточкин хвост». Их фрезерование обычно выполняется на вертикальных фрезерных станках.
Фрезерование Т-образных пазов
Фрезерование простых Т-образных пазов включает в себя 2 этапа.
При помощи Т-образной фрезы делают паз Т-образным.
Если необходимо получить паз с заваленными кромками, делают третий переход. Фаски снимают при помощи угловой фрезы.
Изображение №19: три этапа фрезерования Т-образного паза с заваленными кромками
Фрезерование паза типа «ласточкин хвост»
Также происходит за 2 этапа.
При помощи цилиндрической концевой фрезы получают прямоугольный паз.
При помощи угловой фрезы типа «ласточкин хвост» завершают операцию.
Изображение №20: фрезерование паза типа «ласточкин хвост»
Контурное фрезерование концевыми фрезами
Существуют две основные технологии контурного фрезерования концевыми фрезами.
С комбинированием ручных подач
Технология выглядит так.
Заготовка фиксируется на столе или в тисках.
Деталь обрабатывается концевой фрезой по размеченному контуру (стол при этом перемещается в продольном и поперечном направлениях).
Обратите внимание! За один раз профрезеровать контур невозможно. Деталь сначала обрабатывают начерно, а затем - начисто.
Изображение №21: фрезерование криволинейного контура с комбинированием ручных подач
С использованием круглого поворотного стола
При фрезеровании заготовок на круглых поворотных столах контуры дуг образуются за счет их круговых подач. Приспособления бывают ручными и механическими. По этой технологии получают высокоточные контуры.
Изображение №22: круглый поворотный стол с ручной подачей
Обратите внимание! Выше мы рассмотрели лишь основные сферы применения концевых фрез. Об иных операциях и особенностях их выполнения читайте в специальной литературе.
Станок, его шпиндель и стол должны быть чистыми.
Не используйте неподходящие рукоятки и ключи.
При фиксации в тисках поковок, черных отливок и заготовок из проката одевайте на губки накладки из латуни, меди или алюминия.
Накладки также нужны при фрезеровании обработанных деталей и заготовок.
Заготовки и зажимные приспособления должны быть очищены от стружки.
Не забывайте снимать заусенцы после переходов.
Не зажимайте слишком сильно тонкие заготовки.
Перед опусканием и поднятием стола не забывайте проверять затяжку.
В процессе фрезерования следите за инструментом. О том, что фреза затупилась, можно понять по вибрациям станка и чрезмерному нагреву стружки.
Не подводите детали под фрезы резко.
Фрезерование специальных пазов
В машиностроении широко применяют детали со специальными пазами. Рассмотрим два наиболее распространенных паза,
метод их обработки и инструмент, необходимый при выполнении фрезерных работ.
Фрезерование пазов типа «ласточкин хвост»
Паз типа «ласточкин хвост» служит, в основном, в качестве направляющей для подвижных элементов машин - это консоли, салазки стола, направляющие суппорта токарных станков, серьги фрезерных станков… Основной инструмент для получения подобного паза - концевая угловая фреза названная по типу паза «ласточкин хвост». Фрезы «ласточкин хвост» 
изготавливаются одноугловыми (режущая кромка, как правило, только на 
конической части фрезы) или двухугловыми (режущая кромка с двух смежных сторон). Нагрузка на двухугловые фрезы распределяется более равномерно, поэтому они работают более плавно и более долговечны. Фрезы «ласточкин хвост» изготавливаются из быстрорежущих сталей Р6М5, Р9 и твердых сплавов ВК8, Т5К10 и Т15К6.
Фрезерование паза «ласточкин хвост» является завершающей операцией фрезерной обработки детали поэтому очень важен подбор инструмента и правильное закрепление заготовки. Выверка заготовки производится непосредственно в станочных тисках или, если деталь крупная, на столе фрезерного станка с помощью штангенрейсмаса, угольников и индикаторов относительно направления подачи.
Обработка паза производится в два этапа:
Первый - фрезеруется прямоугольный паз концевой фрезой или, если позволяют условия, трехсторонней фрезой.
Второй - угловой фрезой(«ласточкин хвост») поочередно обрабатываются боковые стороны.
Учитывая тяжелые условия резания подачу инструмента необходимо несколько занизить - приблизительно до 40% от обычных условий работы (при данном материале, ширине срезаемого материала, подачи охлаждающей жидкости и т.д.).
Измерение производятся с помощью штангенинструмента, угловые размеры - универсальным угломером(сама фреза), шаблонами от базовой поверхности детали, двумя калиброванными цилиндрическим роликами по специальным формулам.
При фрезеровании паза типа «ласточкин хвост» необходимо обратить на следующие проблемы, которые могут возникнуть:
Глубина паза и углы наклона боковых сторон не одинаковы по всей длине - причина неточная выверка детали в горизонтальной плоскости;
Угол наклона боковых сторон не соответствует заданной величине - неправильный расчет угла фрезы, износ фрезы вследствие несоответствия режима обработки и материала инструмента;
Разная ширина паза по всей длине - смещение стола станка в направляющих консолях;
Шероховатость поверхности - работа с неправильно заточенным инструментом, несоответствие подачи.
Поломка фрезы - вследствие большой нагрузки при обработке данного паза на сопрягаемые режущие кромки ломается верхушка фрезы - необходимо ее предварительно закруглять, делать с небольшим радиусом.
Фрезерование Т-образных пазов
Т-образные пазы применяют, в основном, в машиностроении для крепления деталей. Их щироко применяют в столах станков различного назначения(шлифовальные, сверлильные, фрезерные, строгальные и т.д.). Они служат для размещения в них головок крепежных болтов, а также для выверки приспособления на столе станка. Т-образные пазы характеризуются общей глубиной, толщиной между пазом и рабочей поверхностью стола, а также шириной узкой верхней и широкой нижней части. Пазы этого типа регламентированы стандартом. Каждому размеру соответствуют строго определенные другие размеры, т.к. под них в промышленных масштабах изготавливаются специальные болты, крепежные приспособления, оснастка.
Для изготовления Т-образного паза требуются:
Концевая фреза диаметром равной узкой ширине паза или меньшего диаметра при нескольких проходах;
- при производстве нескольких пазов удобнее работать трехсторонней фрезой толщиной равной узкой части Т-образного паза. Паз получается точнее и скорость обработки выше чем концевой фрезой, да и процент брака ниже;
Специальная Т-образная концевая фреза. Фреза для Т-образных пазов состоит из рабочей части с элементами и геометрией дисковых пазовых фрез, коническог
о или цилиндрического хвостовика и гладкой цилиндрической шлифованной шейки, диаметр которой обычно подбирают равной ширине узкой части паза(можно и меньше). Рабочая часть фрезы может быть с разнонаправленными зубьями и изготавли
вается из быстрорежущих сталей Р6М5, Р18 или оснащаться твердосплавными пластинами ВК8, Т5К10, Т15К6 и др.;
Фреза типа «ласточкин хвост» или зенковка для снятия внутренней и наружной фасок.
Последовательность фрезерования Т-образного паза похожа на фрезеровку пазов типа
«ласточкин хвост».Первоначально фрезеруют прямоугольный паз шириной равной или меньшей узкой части паза и глубиной равной глубине паза.
Далее подбирают фрезу для Т-образных пазов. В зависимости от размеров паза принимают решениео проходе одной фрезой или несколькими, т.к. при большой глубине и ширине паза рабочий инструмент испытывает большие нагрузки, подбирают одну или несколько фрез с одинаковой высотой рабочей части и, желат
ельно, с соответствующим размером шейки. Таким образом, достигается более щадящий режим обработки, т.к. уменьшается толщина срезаемого слоя в заготовке. При работе нужно обратить особое внимание на удаление стружки, т.к. в закрыто
м пазу это приобретает очень важное значение и предусмотреть обязательную подачу СОЖ(смазочно-охлаждающей жидкости) для отвода лишнего тепла во избежание перегрева рабочей фрезы. Скорость подачи при данном виде работ необходимо максимально уменьшить.
Завершающая операция предусматривает снятие наружных и внутренних фасок. При этом применяются концевые одноугловые или двухугловые фрезы. Дл
я наружной фаски - возможно применение зенковок, для внутренней - фрезы типа «ласточкин хвост». Основное условие - диаметр угловой фрезы должен быть больше размера узкой части Т-образного паза для получения более ровной фаски и большей
производительности труда.
Измерение и контроль размеров Т-образного паза производят штангенциркулем, штангенрейсмасом, нутромером, индикаторами, а также специальными шаблонами.
При фрезеровании Т-образных пазов могут быть следующие виды брака:
- высота паза по все длине детали неодинакова - - заготовка не выверена при установке в горизонтальной плоскости;- ширина внутренней части паза в конце меньше размера в начале заготовки - несвоевременное удаление стружки, вследствие чего - повышенный износ инструмента;
- ширина узкой части превышает заданный размер - неправильная заточка инструмента, биение режущей части фрезы, недостаточная жесткость(люфт) стола станка.
Удачи всем и успехов!
В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Фрезерование пазов
Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 5.23).
Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 5.23, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 5.23, б). При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов. Обработка пазов концевыми фрезами требует правильного выбора направления вращения шпинделя станка относительно винтовых канавок фрез. Оно должно быть взаимно противоположным.
Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 5.23, г). Диаметр фрез следует принимать на 1...2 мм меньше ширины паза. Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.
Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.
Фрезерование пазов специальных профилей - Т-образных, типа «ласточкин хвост» - осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания - 20...25 м/мин.
Особенности фрезерования шпоночных пазов
Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5.24).
Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543-71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки.
Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.
Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи - только к центру вала (рис. 5.25, а).
Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 5.25, б). При этом способе фреза врезается на 0,2...0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении.
Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.
При фрезеровании угловых канавок на цилиндрической части режущего инструмента с передним углом γ= 0° одноугловыми фрезами вершины зубьев фрез должны проходить через диаметральную плоскость заготовки. Установку фрезы производят с помощью угольника (рис. 5.26, а) по центру вставленного в коническое отверстие шпинделя так, чтобы вершины зубьев фрез и центра совместились, а затем перемещают заготовку в поперечном направлении на величину, равную половине ее диаметра, или по проведенной на торце или цилиндрической поверхности заготовки риске, проходящей через ее диаметральную плоскость (рис. 5.26, б).
При обработке угловых канавок с заданным положительным значением переднего угла γ торцовая поверхность одноугловой фрезы должна находиться от диаметральной плоскости на некотором расстоянии х (рис. 5.26, в), которое можно определить по формуле
где D - диаметр заготовки, мм; γ - передний угол,°.
Вершины зубьев двухугловой фрезы при настройке на обработку угловых канавок следует установить в диаметральной плоскости с помощью одного из рассмотренных выше способов, а затем - сместить заготовку относительно фрезы на величину х (рис. 5.26, г), которая зависит от диаметра заготовки D, глубины профиля канавки h, угла рабочей фрезы 8 и переднего угла фрезы γ:
x = D/(2sin(γ+δ) - hsinδ/cosγ).
При γ= 0° x = (D/2 - /0)sinδ.
Заготовка может быть установлена и закреплена одним из следующих способов: в центрах делительной головки и задней бабки или в центрах на оправке.
Угловые фрезы также используют при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности. Устанавливают фрезы относительно диаметральной плоскости заготовки так же, как и при фрезеровании угловых канавок на цилиндрической поверхности.
Заготовка при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности может быть закреплена в трехкулачковом патроне, на концевой оправке, вставленной в коническое отверстие шпинделя делительной головки или в центры делительной головки и задней бабки. Последний из перечисленных способов установки заготовки используют при небольшом угле конусности.
Фрезерование уступов
Две взаимно-перпендикулярные плоскости образуют уступ. На заготовках может быть один или несколько уступов. Обработка уступов - это распространенная операция, которую и осуществляют дисковыми или концевыми фрезами, или набором дисковых фрез (рис. 5.27, а - в) на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках так же, как и обработку пазов. Уступы, имеющие большие размеры, фрезеруют торцовыми фрезами (рис. 5.27, г).
Торцовые фрезы используют при фрезеровании заготовок с широкими уступами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Деталь с симметрично расположенными уступами обрабатывают на двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа деталь в приспособлении поворачивают на 180°.
Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют дисковые фрезы с нормальными и крупными зубьями. Фрезерование труднообрабатываемых материалов следует вести фрезами с нормальными и мелкими зубьями. При фрезеровании уступа следует брать дисковую фрезу, ширина которой на 5...6 мм больше ширины уступа. В этом случае точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы.
Разрезание заготовок
Операции полного отделения части материала от заготовки, разделения заготовок на отдельные части, а также образования одного или нескольких мерных узких пазов (прорезей, шлицов) осуществляют отрезными и прорезными фрезами. Диаметр отрезной фрезы следует выбирать по возможности минимальным. Чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость.Заготовки чаще всего устанавливают и закрепляют в тисках (рис. 5.28). Отрезку тонкого листового материала и его разрезку на полосы предпочтительнее вести при попутном фрезеровании и небольших подачах (S_= 0,01...0,08 мм/зуб). Скорости резания при отрезании отрезными и прорезными фрезами из быстрорежущей стали в зависимости от глубины фрезерования и подачи на зуб фрезы составляют: при обработке заготовок из серого чугуна v=12...65 м/мин; из ковкого чугуна - 27...75 м/мин; из стали - 24...60 м/мин.
Контроль пазов, уступов и разрезанных заготовок
Эту операцию производят измерительным инструментом (табл. 5.1).
02.11.2018
Шпонки служат для соединения различных деталей передач (зубчатых колес, шкивов и др.) с валом. Для этого на валу и соединяемой с ним детали выполняются шпоночные пазы (рис. 63, а), в которые устанавливается общая призматическая шпонка (рис. 63, б) в виде прямоугольного бруска или сегментная шпонка (рис. 63, в), имеющая форму части диска.
Особыми требованиями, предъявляемыми к точности шпоночных пазов, являются выполнение их ширины в пределах допустимых отклонений по ПШ и строгая симметричность паза к оси вала. Для соблюдения этих требований необходимо правильно подобрать фрезу, установить ее на станке с минимальным биением (не более 0,02 мм по боковым зубьям) и выверить приспособление и заготовку относительно направления продольной подачи стола станка.
Для фрезерования на валах шпоночных пазов стандартами предусмотрены дисковые пазовые и трехсторонние цельные фрезы (см. рис. 52 и 54, а и б), которыми могут быть обработаны открытые и полуоткрытые пазы, имеющие выход по радиусу фрезы. Закрытые пазы выполняются двузубыми шпоночными фрезами (рис. 64), торцовые зубья которых пересекаются в центре. Такие фрезы перетачиваются главным образом по задним поверхностям торцовых зубьев и могут работать с осевой подачей.
Шпоночные фрезы выполняются с цилиндрическими или коническими хвостовиками и изготавливаются из быстрорежущей стали или оснащаются пластинками твердого сплава. Для фрезерования закаленных и труднообрабатываемых материалов освоен выпуск монолитных твердосплавных шпоночных фрез.
Пазы на валах под сегментные шпонки обрабатываются специальными грибковыми фрезами (рис. 65, а) с цилиндрическими хвостовиками либо насадными фрезами (рис. 65, б) - для пазов крупного диаметра.
При обработке шпоночных пазов валы можно закреплять в станочных тисках, на призмах, непосредственно на столе станка или в специальных самоцентрирующихся тисках. При установке заготовок в станочных тисках (рис. 66) на губки следует надеть угловые нагубники из мягкого листового металла, предохраняющие поверхность вала от смятия. В этих случаях целесообразно также применять специальные призматические накладные губки к тискам.
Призмы 4 (рис. 67) имеют паз 1 с углом профиля 90° и направляющие шпонки 5, с помощью которых осуществляют выверку призм по пазу стола. Заготовка 3 прижимается к призмам прихватами 2.
Длинные валы часто устанавливают непосредственно на столе по фаскам Т-образного паза и закрепляют по концам прихватами.
Самоцентрирующие тиски (рис. 68) могут быть применены для установки заготовок типа валов как на горизонтально-фрезерных, так и на вертикально-фрезерных станках, что достигается наличием у них двух взаимно перпендикулярных опорных плоскостей 8. Заготовку ставят цилиндрической поверхностью на призму 5 и при вращении маховичка 1 зажимают губками 3 и 6, которые поворачиваются на осях 2 и 7. Для установки валов крупного диаметра призма 5 может быть повернута и установлена в тисках другой стороной. Регулируемый упор 4 служит для закрепления вала в требуемое положение по длине.
Приемы фрезерования шпоночных пазов практически мало отличаются от соответствующих приемов обработки пазов общего назначения. Особенностью здесь являются способы установки фрезы симметрично оси вала и контроль поперечного расположения паза на нем.
Заготовку обрабатываемого вала обычно закрепляют на станке так, чтобы она имела свободный конец. В этом случае фрезу подводят до касания с боковой образующей цилиндра заготовки (рис. 69, а), а затем уже известными действиями смещают стол в поперечном направлении на расстояние
где d - диаметр вала, мм; b - ширина паза, мм.
Контроль расположения фрезы относительно оси вала выполняют угольником и штангенциркулем по размеру S (рис, 69, б), который определяется по формуле
где T - ширина полки угольника, мм; В - ширина фрезы, мм.
Если размер S с двух сторон вала одинаков, то фреза расположена правильно.
Когда конец заготовки не выступает из приспособления, расположить фрезу симметрично оси вала можно с помощью сравнительно простого приспособления (рис. 69, в), которое состоит из стойки 1 и подвижной призмы 2. Нижним V-образным пазом призма устанавливается на поверхность вала, а в верхний паз вводится фреза до касания уголков зубьев с его сторонами. Точность симметричного расположения шпоночного паза проверяют шаблоном (рис. 69, г).
В массовом производстве для обработки шпоночных пазов широкое распространение получили станки с программным управлением мод. 6Д95, работающие немерными концевыми фрезами. Необходимая точность ширины паза на этих станках достигается за счет регулируемого осциллирующего (колебательного) движения фрезы в направлении, перпендикулярном продольной подаче.
Для полноценной работы с ручным фрезером кроме самого инструмента, материала и соответствующего набора фрез необходимо иметь еще один компонент - приспособления. Чтобы фреза могла формировать заготовку в соответствии с замыслом мастера, - срезая материал именно там, где требуется, - она в каждый момент времени должна находиться в строго определенном положении относительно заготовки. Для обеспечения этого и служат многочисленные приспособления для ручного фрезера. Некоторые из них - самые необходимые - входят в комплект поставки инструмента. Другие приспособления для фрезерования, приобретаются или изготавливаются своими руками. При этом самодельные приспособления так просты, что для их изготовления можно обойтись и без чертежей, используя только их рисунки.
Параллельный упор
Наиболее используемым приспособлением, идущим к комплекте практически к каждому фрезеру, является параллельный упор, обеспечивающий прямолинейное движение фрезы относительно базовой поверхности. В качестве последней может выступать прямая кромка детали, стола или направляющей рейки. Параллельный упор может применяться как для фрезерования различных пазов, находящихся на пласти заготовки, так и для обработки кромок.Параллельный упор для ручного фрезера: 1 - упор, 2 - штанга, 3 - основание фрезера, 4 - винт стопорения штанги, 5 - винт точной настройки, 6 - подвижная каретка, 7 - винт стопорения подвижной каретки, 8 - накладки, 9 - винт стопорения упора.
Чтобы установить приспособление в рабочее положение, необходимо штанги 2 вдвинуть в отверстия станины 3, обеспечивая необходимое расстояние между опорной поверхностью упора и осью фрезы, и зафиксировать их стопорным винтом 4. Для точного позиционирования фрезы, нужно отпустить стопорный винт 9 и вращением винта точной настройки 5 установить фрезу в нужное положение. У некоторых моделей упора, размеры опорной поверхности можно менять, сдвигая или раздвигая опорные накладки 8.
Если к параллельному упору добавить одну простую деталь, то с его помощью можно фрезеровать не только прямолинейные, но и криволинейные пазы, например, обрабатывать круглую заготовку. Причем внутренняя поверхность бруска, расположенного между упором и заготовкой, не обязательно должна иметь округлую форму, повторяющую кромку обрабатываемой детали. Ей можно придать и более простую форму (рисунок "а"). При этом траектория движения фрезы не изменится.
Конечно, и обычный параллельный упор, благодаря выемке в центре, позволит ориентировать фрезер вдоль округлой кромки, однако положение фрезера может быть недостаточно устойчивым.
Направляющая шина по своим функциям схожа с параллельным упором. Как и последний, она обеспечивает строго прямолинейное движение фрезера. Основная разница между ними состоит в том, что шину можно установить под любым углом к кромке детали или стола, обеспечивая тем самым любое направление движения фрезера в горизонтальной плоскости. Кроме этого, шина может иметь элементы, упрощающие выполнение некоторых операций, например, фрезерование отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга (с определенным шагом) и т.п.
К столу или детали направляющая шина крепится струбцинами или специальными зажимами. Шина может быть укомплектована адаптером (башмаком), который соединен с основанием фрезера двумя штангами. Скользя по профилю шины, адаптер задает прямолинейное движение фрезы.
Иногда (при слишком близком расстоянии шины от фрезера) опорные поверхности шины и фрезера могут оказываться в разных плоскостях по высоте. Для их выравнивания некоторые фрезеры оснащают выдвижными опорными ножками, которые изменяют положение фрезера по высоте.
Подобное приспособление легко сделать своими руками. Самый простой вариант - это длинный брусок закрепленный на обрабатываемой детали струбцинами. Конструкцию можно дополнить боковыми упорами.
Положив брусок сразу на две, и более, выровненные заготовки, у них можно сделать пазы за один проход.
При использовании в качестве упора бруска, неудобно располагать брусок на определенном расстоянии от линии будущего паза. Этого неудобства лишены два следующих приспособления. Первое сделано из скрепленных вместе доски и фанеры. При этом расстояние от края упора (доски) до края основы (фанеры) равно расстоянию от фрезы до края базы фрезера. Но это условие соблюдается только для фрезы одного диаметра . Благодаря этому приспособление быстро выравнивается по линии края будущего паза.
Следующее приспособление можно использовать с фрезами разного диаметра, плюс при фрезеровании фрезер упирается всей своей подошвой, а не половиной, как в предыдущем приспособлении.
Выравнивание упора происходит по краю откидываемой на петлях доски и центральной линии паза. После фиксации упора, откидываемая доска откидывается, освобождая место для фрезера. Ширина откидываемой доски вместе с зазором между ней и упором (если он есть) должна быть равна расстоянию от центра фрезы до края базы фрезера. Если ориентироваться на край фрезы и край будущего паза, то приспособление будет работать только с одним диаметром фрезы.
При фрезеровании пазов поперек волокон, на выходе из заготовки, при фрезеровании открытого паза, нередки случаи задира древесины. Минимизировать задиры помогут следующие приспособления, которые прижимаю волокна в месте выхода фрезы, не давая им отщепиться от заготовки.
Две доски, строго перпендикулярно, соединяются шурупами. С разных сторон упора используются разные фрезы, чтобы ширина паза в приспособлении совпадала с шириной паза фрезеруемой детали.
Другое приспособление для фрезерования открытых пазов, можно сильнее прижать к заготовке, что еще больше минимизирует задиры, но оно подходит для фрезы только одного диаметра. Состоит оно из двух L-образных частей соединяемых на заготовке струбцинами.
Копировальные кольца и шаблоны
Копировальное кольцо - круглая пластина с выступающим буртиком, скользящим вдоль шаблона и обеспечивающим необходимую траекторию движения фрезы. Копировальное кольцо крепят к подошве фрезера различными способами: вворачивают его в отверстие с резьбой (такие кольца на фото ниже), вставляют усики кольца в специальные отверстия на подошве или прикручивают винтами.
Диаметр копировального кольца должен быть как можно ближе к диаметру фрезы, насколько это возможно, но при этом кольцо не должно касаться её режущих частей. Если диаметр кольца больше диаметра фрезы, то шаблон должен быть меньше чем готовые детали, чтобы компенсировать разницу между диаметром фрезы и диаметром копировального кольца.
Шаблон закрепляется на заготовке двухсторонним скотчем, затем обе части прижимаются струбцинами к верстаку. Закончив фрезерование, проверьте, что кольцо прижималось к краю шаблона в течение всей операции.
Можно сделать шаблон для обработки не всей кромки, а только для закругления углов. При этом, используя шаблон изображенный ниже, можно сделать закругления четырех разных радиусов.
На рисунке выше используется фреза с подшипником, но шаблон можно использовать и с кольцом, только либо кольцо должно точно соответствовать диаметру фрезы, либо упоры должны давать возможность отодвинуть шаблон от края на разницу радиуса фрезы и кольца. Это касается и более простого варианта изображенного ниже.
Шаблоны используются не только для фрезерования кромок, но и пазов на пласти.
Шаблон может быть регулируемым.
Фрезерование по шаблону - отличный метод для того, чтобы вырезать пазы для петель.
Приспособления для фрезерования округлых и эллиптических пазов
Циркули предназначены для движения фрезера по окружности. Простейшим устройством этого вида является циркуль, состоящий из одной штанги, один конец которой соединен с основанием фрезера, а второй - имеет винт со штифтом на конце, вставляющимся в отверстие, служащее центром окружности, по которой движется фреза. Радиус окружности устанавливается смещением штанги относительно основания фрезера.
Лучше конечно, чтобы циркуль был из двух штанг.
Вообще, циркули являются очень распространенным приспособлением. Существует большое количество фирменных и самодельных приспособлений для фрезерования по окружности, различающихся размерами и удобством пользования. Как правило, циркули имеют механизм, обеспечивающий изменение радиуса окружности. Обычно он выполняется в виде винта со штифтом на конце, перемещающегося по пазу устройства. Штифт вставляется в центральное отверстие детали.
Когда нужно фрезеровать окружность маленького диаметра, штифт должен находиться под базой фрезера, и для таких случаев используют другие приспособления, прикрепляемые к низу базы фрезера.
Обеспечивать движение фрезы по кругу с помощью циркуля довольно просто. Однако нередко приходится сталкиваться с необходимостью выполнения эллиптических контуров - при врезке зеркал или стекол овальной формы, устройстве окон или дверей арочного типа и т.п. Приспособление PE60 WEGOMA (Германия) предназначено для фрезерования эллипсов и окружностей.
Оно представляет собой основание в виде плиты, крепящейся к поверхности с помощью вакуумных присосок 1 или винтами, если характер поверхности не позволяет закрепиться с помощью присосок. Два башмака 2, движущиеся по пересекающимся направляющим, обеспечивают движение фрезера по эллиптической траектории. При фрезеровании окружности используется только один башмак. В комплект приспособления входят две монтажные штанги и кронштейн 3, с помощью которых производится соединение фрезера с плитой. Пазы на кронштейне позволяют установить фрезер таким образом, чтобы его опорная поверхность и основание плиты находились в одной плоскости.
Как видно из фотографий выше, фрезер использовался вместо лобзика или ленточной пилы, при этом, за счет высоких оборотов фрезы, качество обработанной поверхности получается гораздо выше. Так же при отсутствии ручной циркулярной пилы, фрезер может заменить и её.
Приспособления для фрезерования пазов на узких поверхностях
Пазы под замки и дверные петли, при отсутствии фрезера, выполняют с помощью долота и электродрели. Эта операция - особенно при изготовлении паза под внутренний замок - занимает немало времени. Имея фрезер и специальное приспособление, ее можно выполнить в несколько раз быстрее. Удобно иметь такое приспособление, которое обеспечивает фрезерование пазов широкого диапазона размеров.Для выполнения пазов в торце, можно изготовить простое приспособление в виде плоского основания, крепящегося к подошве фрезера. Его форма может быть не только круглой (по форме основания фрезера), но и прямоугольной. С двух его сторон нужно закрепить направляющие штыри, которые будут обеспечивать прямолинейное движение фрезера. Главное условие при их устройстве заключается в том, чтобы их оси находились на одной линии с центром фрезы. При обеспечении этого условия, паз будет располагаться точно по центру заготовки, независимо от ее толщины. Если потребуется сместить паз в ту или иную сторону от центра, на один из штырей нужно надеть втулку с определенной толщиной стенки, в результате чего паз сместится в ту сторону, с которой расположен штырь с втулкой. При использовании фрезера с таким приспособлением, его нужно вести таким образом, чтобы штыри прижимались с двух сторон к боковым поверхностям детали.
Если к фрезеру прикрепить второй параллельный упор, тоже получится приспособление для фрезерования пазов в кромке.
Но можно обойтись и без специальных приспособления. Для устойчивости фрезера на узкой поверхности, с двух сторон детали закрепляют доски, поверхность которых должна образовывать с обрабатываемой поверхностью единую плоскость. При фрезеровании фрезер позиционируется с помощью параллельного упора.
Можно сделать усовершенствованный вариант, увеличивающий площадь опоры для фрезера.
Устройство для обработки балясин, столбов и прочих тел вращения
Многообразие работ, которые выполняются ручным фрезером, диктует иногда необходимость самостоятельного изготовления устройств, облегчающих выполнение тех или иных операций. Фирменные приспособления не в состоянии охватить весь комплекс работ, да и стоят они довольно дорого. Поэтому самодельные приспособления для фрезера очень распространены среди пользователей, увлекающихся работой с деревом, а порой приспособления сделанные своими руками либо превосходят фирменные аналоги, либо вовсе не имеют фирменных аналогов.Иногда возникает необходимость во фрезеровании различных пазов в телах вращения. В этом случае полезным может оказаться приспособление, изображенное ниже.
Устройство служит для фрезерования продольных канавок (каннелюр) на балясинах, столбах и т.п. Оно состоит из корпуса 2, передвижной каретки с установленным фрезером 1, диска установки угла поворота 3. Работает приспособление следующим образом. Балясина помещается в корпус и закрепляется там с помощью винтов 4. Поворот на нужный угол и фиксация заготовки в строго определенном положении обеспечивается диском 3 и стопорным винтом 5. После фиксации детали, приводится в движение каретка с фрезером (по направляющим планкам корпуса), и осуществляется фрезерование паза по длине заготовки. Затем производится расстопорение изделия, поворот его на требуемый угол, стопорение и выполнение следующего паза.
Подобное приспособление можно использовать вместо токарного станка. Заготовка должна медленно вращаться помощником или простеньким приводом, например, из дрели или шуруповерта, а лишний материал снимается движущимся по направляющим работающим фрезером.
Приспособления для фрезерования шипов
Шипорезные приспособления используются для фрезерования профиля шиповых соединений. При изготовлении последних требуется большая точность, обеспечить которую вручную практически невозможно. Шипорезные приспособления позволяют быстро и легко выполнить профиль даже таких сложных соединений, как "ласточкин хвост".
На рисунке ниже представлен промышленный образец шипорезного устройства для изготовления трех видов соединений - "ласточкин хвост" (глухой и сквозной вариант) и сквозное соединение прямым шипом. Две сопрягаемые детали устанавливаются в приспособление с определенным сдвигом друг по отношению к другу, контролируемым штифтами 1 и 2, затем производится их обработка. Точная траектория фрезы задается формой паза в шаблоне и копировальным кольцом фрезера, которое скользит по кромке шаблона, повторяя его форму.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
