Фрезерование Многогранников На Станке

Фрезерование граней многогранников (квадраты, шестигранники) можно выполнять фрезеровать концевыми, торцовыми, дисковыми фрезами, а также набором дисковых фрез с применением делительных головок при горизонтальном или вертикальном положении оси шпинделя как на горизонтальных, так и на вертикальных фрезерных станках. При фрезеровании торцовыми и концевыми фрезами (рис. 1, а) стол подводят в нужном направлении до легкого касания заготовкой фрезы, отводят его из-под фрезы, по лимбу вертикальной подачи поднимают стол на необходимую глубину фрезерования и обрабатывают первую грань. Затем отводят стол в исходное положение, рукоятку делительной головки поворачивают на необходимое число оборотов по выбранному числу отверстий бокового делительного диска, стопорят шпиндель делительной головки и фрезеруют вторую грань и т. д.

Дисковыми двусторонними или трехсторонними фрезами обрабатывают многогранники головок винтов, болтов на горизонтально фрезерных станках с вертикальным расположением оси шпинделя делительной головки. Существует два способа фрезерования многогранников дисковыми фрезами: одной фрезой и набором фрез. Заготовку закрепляют в трехкулачковом патроне делительной головки.

После настройки станка на режим фрезерования приступают к обработке первой грани. Для установки глубины резания заготовку подводят в необходимых направлениях до соприкосновения ее боковой стороны со вспомогательной режущей кромкой фрезы. Стол отводят в продольном направлении и по лимбу поперечной подачи перемещают его в сторону фрезы на величину полуразности диаметра заготовки и расстояния между гранями (четное число граней), включают продольную подачу стола и фрезеруют первую поверхность. После этого отводят стол в продольном направлении в исходное положение, поворачивают заготовку на необходимую часть оборота, обрабатывают вторую и последующие грани.

Рассмотренный способ малопроизводительный и поэтому применяется при изготовлении единичных деталей. При фрезеровании многогранных деталей крупными партиями с четным числом граней (квадрат, шестигранник) обработку целесообразно производить набором дисковых фрез, установленных на центровую оправку горизонтально-фрезерного станка. Расстояние между вспомогательными режущими кромками дисковых фрез должно соответствовать размеру между противоположными гранями многогранника. Это обеспечивается за счет подбора установочных колец необходимых размеров, которые размещают на оправке между фрезами.

Рис. 1. Способы фрезерования квадрата

Вспомогательные режущие кромки каждой из дисковых фрез должны отстоять на одинаковом расстоянии от центра заготовки. Чтобы это обеспечить, необходимо перемещениями стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях подвести заготовку к вращающимся фрезам так, чтобы режущие кромки каждой фрезы одинаково касались заготовки. Это возможно в случае, когда диаметры фрез практически одинаковы. При некоторых отклонениях в их размерах поступают следующим образом. Закрепив в трехкулачковом патроне пробную заготовку в виде стержня, диаметр которого примерно соответствует диаметру заготовки, подводят образец к фрезам так, чтобы его центр примерно располагался между фрезами, и фрезеруют две параллельные грани. Затем возвращают заготовку в исходное положение, замеряют полученный размер, поворачивают ее на 180° и снова фрезеруют эти же грани. Если центр образца не находится на одинаковом расстоянии между вспомогательными режущими кромками фрез, то только одна фреза будет снимать слой металла с одной стороны. Измерив размер между гранями после второго прохода, определяют, на сколько этот размер оказался меньше предыдущего, и по лимбу поперечной подачи перемещают стол в поперечном направлении на половину разности в размерах в сторону фрезы, которая не срезала слоя металла.

После этого необходимо раскрепить образец, а на его место установить заготовку, подлежащую обработке в патроне, поднять стол на величину, обеспечивающую обработку по всей высоте головки, подвести заготовку к фрезам до касания, включить продольную подачу стола и профрезеровать первые две параллельные грани. После чего возвратить стол в исходное положение, рукояткой повернуть заготовку на нужную часть окружности и фрезеровать следующие две параллельные грани.

При фрезеровании квадрата набором из двух дисковых фрез 1 и 2 (рис. 1, б) для предохранения поверхности заготовки 3 от вмятин при закреплении кулачками патрона применяется разрезная втулка 4 из мягкого металла.

В процессе фрезерования набором из двух дисковых фрез многогранников количество переходов уменьшается в два раза по сравнению с обработкой аналогичного многогранника одной фрезой. Настройка станка и делительной головки, сделанная для обработки Многогранника у первой детали, остается неизменной при фрезеровании всей партии.

При фрезеровании многогранников могут быть допущены следующие виды брака:

• Расстояние между двумя параллельными гранями не соответствует чертежу, основной причиной чего является неправильный расчет установочных колец, размещенных между дисковыми фрезами в наборе, или неправильная установка глубины резания по Лимбу вертикальной подачи (при фрезеровании концевыми или торцовыми фрезами).
• Размеры граней не одинаковы, что получается, если неверно произведен отсчет поворота заготовки или неверно выбрана окружность с отверстиями по боковому делительному диску.
• Ось стержня смещена относительно оси многогранника, основной причиной чего является радиальное биение заготовки при закреплении ее в патроне.
• Увеличенная шероховатость обработанных поверхностей, что имеет место, если работа проводится затупившейся фрезой или подача на зуб больше допустимой.

Фрезерование многогранников производят применяя консольные вертикально-фрезерные станки торцовой фрезой (деталь устанавливают на оправке в центрах делительной головки и задней бабки) или горизонтально-фрезерные станки цилиндрической фрезой со спиральными зубьями.

В зависимости от точности многогранников фрезеруют за одну или две операции (черновая и чистовая) с припуском 0,5 мм на сторону под чистовую обработку.

Фрезу устанавливают до точки касания к наружному диаметру заготовки, после чего поднимают стол на размер α=D/2-H, где D - диаметр заготовки, Н - размер от грани до центра многогранника.

При обработке многогранников с точностью 0,1 мм размер лыски контролируют штангенрейсмасом, настроенным на размер B=A+H-d/2, где B - размер от плоскости стола до лыски, A - размер от плоскости стола до точки касания с оправкой, на которой установлена обрабатываемая заготовка; d - диаметр оправки

Для фрезерования граней многогранников (трехгранников, четырехгранников, пятигранников и т. д.) в зависимости от конфигурации детали и размера партии используют дисковые фрезы, концевые фрезы, цилиндрические фрезы, торцовые фрезы, а также набором дисковых фрез. При обработке многогранников заготовки обычно имеют цилиндрическую форму. Размер α (рис. 2) грани при диаметре d описанной окружности заготовки может быть определен по формуле:

α = d sin(180°/n)

где n - число граней. Для четырехгранника α=0,707d, а для шестигранника α=0,5d. Для шестигранников в ряде случаев определяют размер S («под ключ»). С диаметром d этот размер для шестигранников связан соотношением d=1,155S.

При обработке полезно знать размер А (см. рис. 2), определяющий положение грани относительно образующей заготовки.

Рис. 2. К расчету параметров заготовки при фрезеровании четырех- и шестигранников

Для установки на столе фрезерного станка делительной головки и задней бабки необходимо выполнить следующую последовательность работ:

• Очистить стол и пазы от стружки, смазать тонким слоем смазки плоскости стола и основания делительной головки. Установить делительную головку и заднюю бабку фиксирующими сухарями в средний паз стола.
• Ввести в паз стола крепежные болты делительной головки и задней бабки и затянуть их.
• Проверить совпадение центров делительной головки и задней бабки с помощью контрольного валика и индикатора (рис. 3, а). Если при перемещении стойки индикатора параллельно оси валика отклонение стрелки не будет превышать заданное, то установка центров произведена правильно. В случае его превышения следует отрегулировать положение заднего центра установочным винтом в колодке. Снять контрольный валик с центром.
• Освободить болты, крепящие заднюю бабку, отодвинуть ее от делительной головки на требуемое расстояние по длине заготовки и закрепить болтами.
• Надеть на заготовку хомутик, закрепив его болтом. Установить заготовку в центрах, вставить загнутый конец (рог) хомутика в вырез подвода и закрепить его. На рис. 3, б показана установка заготовки для фрезерования квадрата концевой фрезой.
• Установить фрезу на размер. Фрезеровать грань.

После того как профрезерована одна грань, шпиндель делительной головки поворачивают вместе с обрабатываемой заготовкой на 90° и производят фрезерование второй грани и т. д.

Если в многограннике угол между плоскостями AB и BC детали равен β, то при последовательной обработке этих граней заготовка должна быть повернута на угол α (рис. 3, в), который определяют по формуле:

α = 180° - β.

Рис. 3. Фрезерование четырехгранника на горизонтально-фрезерном станке концевой фрезой: а - схема выверки делительной головки и задней бабки; б - схема фрезерования; в - определение угла поворота делительной головки

Поворот на угол α можно осуществить методом непосредственного деления.

Определим частоту вращения и рукоятки, соответствующую повороту шпинделя на угол α. Если рукоятка сделает 40 оборотов, то шпиндель повернется на один оборот, т. е. на 360°. Искомую частоту вращения легко получить из пропорции:

40/360 = n/α, откуда n = 40α/360

Фрезерование граней многогранника можно производить не одной фрезой, а набором дисковых фрез. Этот метод при обработке большой партии заготовок является более производительным и точным, чем фрезерование одной фрезой. На рис. 4 показана схема фрезерования граней головки винта набором из двух фрез. Расстояние между внутренними боковыми поверхностями фрез должно быть равно расстоянию между противоположными боковыми гранями детали. Это достигается подбором установочных колец, как и при обработке уступов и пазов набором фрез. Заготовка должна быть установлена так, чтобы ее ось была перпендикулярна оси оправки фрезы.

Для фрезерования многогранников в крупносерийном и массовом производстве применяют многоместные делительные приспособления для одновременной обработки партии заготовок.

Рис. 4. Схема фрезерования граней головки винта набором фрез

• Размер граней меньше требуемого из-за неправильно установленной глубины фрезерования. Причина - невнимательность при отсчете глубины фрезерования по шкале лимба.
• Размер граней меньше требуемого из-за неправильно установленного расстояния между двумя дисковыми фрезами набора. Причина - неправильный подбор установочных колец.
• Неверное расположение граней. Причина - неправильный отсчет делений по делительному диску.
• Большая шероховатость обработанной поверхности. Причины - большая подача на зуб, биение фрезы, вибрации, работа изношенной фрезой, большой люфт шпинделя делительной головки, неправильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости и др.

Фрезерование прямых канавок и шлицев на цилиндрических и конических поверхностях пазов на торцах заготовок ведется различным инструментом на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. Общая схема последовательности выполнения отдельных переходов по наладке станка и выполнению операций схожа с выше рассмотренной. Отметим, что при настройке станка на выполнение указанных работ особое внимание следует уделять правильности установки фрезы относительно заготовки.