Поверхности деталей, расположенные под некоторым углом к горизонтальной плоскости называют наклонными. Наклонную поверхность детали, имеющую небольшие размеры, называют скосом. Фрезерование наклонных поверхностей и скосов торцовыми или цилиндрическими фрезами можно осуществить при установке заготовки под требуемым углом к оси фрезы в специальном приспособлении на столе станка.
При фрезеровании наклонных плоскостей деталей технологический процесс должен быть построен так, чтобы последовательности операций и переходов были наиболее удобны, и были использованы рациональные методы фрезерования.
Последовательность обработки зависит от многих факторов, в том числе от характера фрезерных операций, размеров и формы деталей, технических условий на взаимное расположение отдельных поверхностей, имеющегося оборудования, технологических баз, которые должны назначаться до обработки.
Рассмотрим обработку наклонных поверхностей детально. На рис. 1, а показан простой и экономичный способ вырезки дисковой фрезой 3 из круглой заготовки 1 нескольких заготовок 2 для пуансона, а на рис. 1, б, показаны приемы фрезерования профиля наклонных поверхностей пуансона роторного штампа. Для этого на стол 1 вертикально-фрезерного станка устанавливают синусные тиски 5 (рис. 1, б) и закрепляют болтами 8 их нижнюю плиту 2. На плиту 2 кладут два блока плиток 3 и закрепляют тиски 5 болтом 4. Затем в тисках 5 закрепляют заготовку пуансона 6 и с помощью маховичков продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпиндельной головки подводят концевую фрезу 7 к заготовке 6 и фрезеруют вначале одну поверхность под углом α, затем переворачивают заготовку и фрезеруют другую поверхность под углом α. Обработав две наклонные поверхности пуансона, расположенные под углом α, синусные тиски снимают, устанавливают тиски 9, в которых закреплена заготовка, фрезеруют выемку на пуансоне 6 в размер n на длину L1 (рис. 1, в) с припуском на окончательную обработку.
Рис. 1. Обработка пуансонов и сегментов роторных штампов
На рис. 2, а показан прием фрезерования концевой фрезой 6 наклонных плоскостей пуансона 7, закрепленного в синусных тисках. Синусные тиски состоят из угольника 3, закрепленного болтами 2 на столе 1 фрезерного станка. Синусная плита шарнирно соединена осью 5 с угольником 4. На плите угольника 4 до упора установлены тиски 8 и закреплены с двух сторон болтами.
На обработку углового профиля (рис. 2), ограниченного размерами L и H, следует отнестись внимательно, так как малейшая ошибка приведет к неточности исполнительных размеров: Н2=30,23 мм; H3=45,41 мм и L2=55,58 мм.
Рис. 2. Фрезерование наклонной поверхности пуансона вырубного штампа в синусных тисках
Прежде чем приступить к обработке наклонных поверхностей пуансона (рис. 3, б), необходимо в первую очередь отфрезеровать и прошлифовать заготовку по наружному контуру в размер L и H, которые даны с учетом припуска на окончательную обработку.
Затем установить синусное приспособление на стол 1 горизонтально фрезерного станка и закрепить с двух сторон болтами 5. После этого слегка приподнимают синусные тиски 11, шарнирно соединенные осью 12 с нижней плитой 2, на угол α по шкале диска 13 и нониусу 14, а затем укладывают их ролик 4 на блок концевых мер 3 и закрепляют тиски болтом и планкой 15. Заготовку 9 укладывают между губками тисков и закрепляют ее винтом 7 и губкой 8. Затем с помощью маховичков продольного и поперечного перемещений стола 1 станка подводят фрезу 10 к заготовке и фрезеруют вначале наклонную поверхность аr (переход 1 рис. 3, б) под углом α, выдерживая размер L1 и, не меняя установки, фрезеруют наклонную поверхность on под углом γ (переход 2), выдерживая размер L3 плечика на заготовке пуансона.
Обработав наклонные поверхности аr и on и не меняя установку тисков, слегка отжимают винтом 7 губку 8 и переворачивают на вторую сторону заготовку пуансона - осуществляют операцию II (рис. 3, б). Затем, закрепив пуансон в тисках, подводят фрезу и фрезеруют вначале наклонную поверхность bc (переход ) и еk (переход 2), выдерживая углы α и γ, и соответственно размеры L1 и L3, которые периодически проверяют штангензубомером. Аналогично осуществляют обработку и других наклонных поверхностей
Рис. 3. Обработка профиля симметричного пуансона вырубного штампа: а - деталь, б - приемы обработки профиля пуансона на синусном приспособлении с угломерным устройством
Контроль размеров L1, L2, L3, (см. рис. 3, а) осуществляют с помощью штангензубомера (рис. 4, а). Для этого необходимо выбрать вспомогательный размер L4 таким, чтобы точка О1, лежала между точками е и k наклонной поверхности пуансона (см. рис. 3, а).
Как видно по рис. 4, a, L4=L3+L5, но так как L5=htgγ , то L4=L3+htgγ.
Следовательно, вертикальную линейку штангензубомера нужно выставить на размер һ, а губки развести до размера L4. В процессе измерения одну губку штангензубомера прикладывают к боковой поверхности lm, а другую - на участке еk к точке О1. Если вертикальная линейка при измерении ляжет плотно на поверхность ek, то размер L3 выполнен правильно.
Если между поверхностью еk и вертикальной линейкой имеется просвет, то размер L3 больше заданного и необходимо еще снять слой металла с поверхности ek. Если же вертикальная линейка ложится на плоскость kІ, а губка не упирается в поверхность ek в точке О1, то размер L3 выполнен меньше заданного по чертежу.
Для определения разницы между размером L3, заданным чертежом, и размером, полученным в результате обработки профиля пуансона, губки штангензубомера сдвигают настолько, чтобы они коснулись боковых сторон пуансона, а когда вертикальная линейка опирается на боковую поверхность kІ, разница между расчетным размером L4 и размером, полученным в результате сдвигания губок, и есть отклонение от размера L3.
Рис. 4. Обработка пуансона вырубного штампа: а, б - контроль штангензубомером; в - приемы фрезерования на синусном приспособления с угломерным устройством
Последним фрезеруют наклонную поверхность на участке dе (рис. 4, б), при этом измерение размера L6 между точками cd заменяют, как и в предыдущем случае, измерением размера L9, находящегося на произвольном расстоянии от базовой плоскости и полученного в результате расчета.
Выставив вертикальную линейку на размер N и раздвинув губки до размера L9, производят измерение (рис. 4, б) аналогично тому, как это описано выше, при контроле размера L3. Углы α и β проверяют универсальным угломером.
На рис. 4, в показан прием чистового фрезерования наклонной плоскости пуансона, расположенной между точками ed. При фрезеровании от фрезеровщика требуется большой опыт и внимание, с тем чтобы он не врезался в угол ранее обработанной наклонной поверхности еk или no. Убедившись, что наклонная поверхность еd обработана точно, не меняя установку тисков, переворачивают пуансон 9 на вторую сторону так, чтобы наклонная поверхность ор находилась напротив фрезы 10. Винтом 7 закрепляют губку 8 и заготовку пуансона 9. Проверив установку ролика 4 (нет ли смещения блока концевых мер и приспособления в процессе предыдущего фрезерования) на блоке концевых мер 3, и крепление планкой 12 и болтом 6 поворотной части тисков, а также крепление нижней плиты 2 приспособления на столе 1 станка, приступают к окончательной обработке наклонной поверхности ор, при этом периодически проверяют профиль пуансона штангенциркулем.
На рис. 5, а изображен профиль матрицы гибочного штампа. На чертеже матрицы даны линейные размеры L1, L2, и L3. Для осуществления обработки профиля гибочного штампа необходимо знать размеры m и n, соответствующие величине смещения концевой фрезы при переходе с одной ступени профиля на другую, а также размеры һ и h1, для контроля точности исполнения профиля штампа. Эти размеры определяют из прямоугольных ∆аbd и ∆bcе.
Рис. 5. Обработка матрицы гибочного штампа на фрезерном станке: а - профиль матрицы; б - приемы фрезерования в тисках и на синусной призме, в, г - контроль профиля матрицы выработкой и шаблоном
Прошлифованную со всех сторон заготовку матрицы 10 (рис. 5, б) устанавливают в тиски 7 и закрепляют ее губкой 9 и винтом 8, после чего тиски кладут на синусную угловую призму 6 и закрепляют болтами 5. Подсчитав размер блока концевых мер 3, соответствующий углу β, его устанавливают под ролик 4 и закрепляют угловую призму болтами 2 на столе 1 фрезерного станка. Убедившись, что призма с тисками и заготовкой установлены на столе станка под углом β, с помощью продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпиндельной головки фрезерного станка подводят специальную концевую радиусную фрезу 11 и обрабатывают вначале наклонную поверхность bd под углом β с получением радиуса R, затем, не меняя установки призмы и тисков, переворачивают заготовку в тисках и обрабатывают наклонную плоскость сe под углом β.
Закончив обработку наклонных поверхностей bd и се, не меняя установки тисков с заготовкой, слегка поднимают фрезу 11, освобождают болты 2 от зажима призмы и вынимают из-под ролика 4 блок концевых мер 3. После этого опускают призму с тисками на стол 1 станка и закрепляют их болтами. Затем с помощью вертикальной подачи стола поднимают стол с призмой и Тисками, подводят фрезу 11 к матрице 10 и осторожно вначале фрезеруют наклонную поверхность ad под углом α (см. рис. 5, a) и поверхность радиусом R. После этого винтом 8 отводят губку 9 и свободно переворачивают в тисках 7 матрицу 10. Закрепив в тисках матрицу, подводят фрезу 11 и фрезеруют вторую наклонную поверхность bе и радиус R, при этом периодически их проверяют выработкой 12 (рис. 5, в). После слесарной обработки и и получения радиуса R1, общий профиль матрицы контролируют шаблоном 13 (рис. 5, г).
Изображенный на рис. 6, а профиль пуансона представляет собой сложный сопряженный линейно-угловой контур. Для того чтобы упростить способы и приемы получения и контроля профиля в процессе операционного фрезерования, необходимо в первую очередь расточить в заготовке технологическое отверстие под цилиндрическую оправку, которая будет базой при изготовлении и контроле профиля. Отверстие должно быть расположено так, чтобы его ось пересекала продолжение какой-нибудь из линий, образующих профиль. С этой целью сверлят технологическое отверстие на оси симметрии профиля пуансона на расстоянии L4 от плоскости А (см. рис. 6, а).
Рис. 6. Обработка пуансона вырубного штампа сложного профиля на фрезерном станке: а - профиль пуансона, б - приемы фрезерования на синусном приспособлении
Прежде чем приступить к обработке пуансона 12 (рис. 6, б) необходимо прошлифовать его заготовку, выдержав соответствующие габаритные размеры. После этого в заготовке 12 растачивают технологическое отверстие диаметром D и после разметки обрабатывают по профилю (строгание и предварительное шлифование), оставив припуск 2-3 мм на окончательную обработку. Затем заготовку 12 устанавливают в тиски 10, закрепляют губкой 15 и винтом 16 в положении, при котором ось отверстия О (см. рис. 6, а) находилась параллельно верхней плоскости тисков 10 и совпадала с осью оправки 11, после чего тиски с заготовкой устанавливают на столик 4 и закрепляют их снизу болтами 7. Столик 4 шарнирно соединен осью 9 с нижней плитой 2, которая закреплена болтами 8 на столе 1 вертикально-фрезерного станка. Убедившись, что приспособление с тисками и заготовкой установлены и закреплены на столе станка точно и надежно, столик 4 устанавливают под углом β, а его ролики 5 укладывают на два блока плиток 6 и закрепляют болтом 3; приступают к обработке поверхностей пуансона, проверив, нет ли биения концевой фрезы 13 в шпинделе 14.
Затем обрабатывают наклонную поверхность под углом β, выдерживая размер һ4 и L7 (см. рис. 6, а). После этого убирают плитки 6 из-под роликов 5 и закрепляют столик 4 болтом 3 в горизонтальном положении. Затем с помощью продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпиндельной головки устанавливают фрезу 13 для обработки горизонтального cd и вертикального ed участков. Маховичком вертикальной подачи шпиндельной головки 14 поднимают фрезу 13 на высоту һ3 и обрабатывают плоскость mn, выдерживая размер L6. После этого, подняв фрезу на высоту H/2, фрезеруют плоскость pn. Получив указанные размеры, переворачивают пуансон 12 и фрезеруют все линейные размеры и на второй его стороне, но при этом нужно точно без перекосов устанавливать и крепить в тисках заготовку пуансона, беря за базу технологическое отверстие и боковые прошлифованные поверхности пуансона. Остальные наклонные поверхности, расположенные под углами α, β и δ обрабатывают также. При этом используют выше подсчитанные размеры h1, h2, и др. Проверку всего профиля пуансона осуществляют с помощью микрометра, штангензубомера и инструментального микроскопа.
На рис. 7 показана сборная матрица вырубного штампа, рабочая часть которой состоит из двух секций и имеет сложный сопряженный линейно-угловой профиль, для обработки которого необходимы точные технологические расчеты. В данном случае нужно определить һ1, и һ2. Для нахождения размеров һ1, и һ2 необходимо построить вспомогательные треугольники ∆afb и ∆cdl.
Рис. 7. Сборная матрица вырубного штампа
Прежде чем приступить к фрезерованию внутренних поверхностей секций сборной матрицы штампа, необходимо в первую очередь прошлифовать их в сборе по наружным посадочным поверхностям, выдержав соответствующие размеры. В дальнейшем эти поверхности будут базовыми при обработке на фрезерном станке. Вначале нижнюю плиту 2 синусных тисков (рис. 8, а) устанавливают на стол 1 станка и закрепляют ее болтами 3, после чего тщательно протирают плоскость плиты 2, опускают корпус тисков с роликом 4 на плиту 2 и закрепляют его болтом 5. Затем между губками 6 тисков 10 укладывают две секции 8 и закрепляют их винтом 9. С помощью маховичков продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпиндельной головки устанавливают концевую фрезу 7 и обрабатывают плоскости разъема секций 8 (переход 1). Затем приступают к обработке внутреннего профиля секций. Вначале фрезеруют выемку высотой 0,5H2 мм и длиной L5 и выемку шириной Р=L3-L2 (см. рис. 7) на глубину h=(H1-H2)/2 (рис. 8, а, переход 2) для того, чтобы облегчить обработку наклонных поверхностей, расположенных под углами α и β.
Для осуществления операции II нужно, не меняя установки тисков 10 на столе 1 фрезерного станка, снять концевую фрезу 7 со шпинделя и на ее место установить специальную грибковую фрезу 11 (см. рис. 8, б, операция II), профиль которой обеспечивает получение поверхности, расположенной под углом α (см. рис. 7). Установив фрезу 11 в шпиндель и убедившись, что она занимает нужное положение, осуществляют операцию II, Фрезу 11 вынимают из шпинделя и устанавливают концевую фрезу 7. Затем, не меняя установки и крепления болтами 3 нижней плиты 2 тисков на столе 1 станка, освобождают от зажима болт и поднимают синусные тиски 10, шарнирно соединенные осью 12 с нижней плитой 2, и укладывают на нее блок плиток 13 (рис. 8 в, операция III) так, чтобы ролик 4 лег на плитки посередине. Болтом 5 закрепляют синусные тиски 10 и приступают к обработке наклонной поверхности под углом в (см. рис. 7). Убедившись, что тиски с секциями 8 точно установлены на блоке плиток 13 под углом β и надежно закреплены на плите станка, с помощью маховичков продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпинделя фрезу 7 подводят к секциям и очень осторожно обрабатывают их. При обработке периодически проверяют профиль (рис. 8, г) секции 8 по шаблону 14 и выдерживают линейные и высотные размеры по плиткам концевых мер.
Рис. 8. Приемы фрезерования секций сборной матрицы штампа в синусных тисках (а, б, в) и приемы контроля профиля секций (г)
Контроль аналогичных профилей с помощью универсального угломера с дополнительным устройством показана на рис. 9. Это дает возможность в ряде случаев отказаться от изготовления специальных дорогостоящих профильных шаблонов.
Основными деталями универсального угломера являются угольник 6, угломерная дуга 7 с линейкой 17, нониус 16, рамки 4 и 10 с нониусом 9, хомутик 14, соединенный микровинтом 12 с гайкой 13, и прижим 11. В процессе измерения профиля пуансонов 1 в первую очередь нужно установить в рамке 4 сменную фасонную линейку 2 и закрепить ее винтами 3 и 5, после этого на угольнике закрепляют винтом 15 хомутик 14. Затем пальцами правой руки захватывают штангу угольника 6 и, вращая гайку 13 микровинта 12, соединенного с рамкой 10, перемещают ее с угломерным диском 7. После этого по шкале штанги угольника 6 и нониусу 9 рамки 10 устанавливают размер L1 и закрепляют винтом 8 рамку 10. По шкале угломерного диска 7 и нониусу 16 устанавливают заданный угол α и закрепляют диск 7 прижимом 11. Пальцами левой руки захватывая деталь 1, а пальцами правой руки линейку угольника и рамку 14, прикладывают ее к детали и проверяют профиль участка окружности радиусом R, размеры L1, h, L2 и углы α и α1. Затем левой рукой переворачивают пуансон на вторую сторону и проверяют эти же размеры.
Рис. 9. Способ измерения сопряженного профиля детали универсальным угломером
На рис. 10 показан другой способ измерения профиля детали 1 с помощью универсального угломера. Прежде чем приступить к измерению профиля пуансона, необходимо вставить в рамку 2 фасонную линейку 3, установить ее по блоку плиток концевых мер на высоту h1 и закрепить в рамке 2. Затем закрепляют хомутик 8 и по шкале угольника 4 и нониусу рамки 6 устанавливают размер L, а по угломерной шкале диска 5 и нониусу 9 устанавливают угол α; закрепляют диск 5 прижимом 7 и рамку 6. Приступают к проверке профиля детали 1. Для этого пальцами левой руки захватывают линейку 3, а пальцами правой руки линейку угольника и хомутик 8, прикладывая угломер к профилю детали.
Рис. 10. Способ измерения профиля детали универсальным угломером
На рис. 11 изображен способ контроля профиля детали с помощью угломера индикаторного типа. В данном угломере обычная шкала и нониус заменены индикаторным циферблатом. Отсчет угловых размеров производят по показаниям стрелки 7 на шкале диска 5 с точностью 5.
В процессе измерения профиля деталь 3 устанавливают на точно прошлифованную пластину 2 или на контрольную плиту 1. Угловую линейку 6 и линейку корпуса 4 устанавливают по стрелке 7 и шкале диска 5 под угол 90 (стрелка 7 показывает 0о). Затем с помощью блока плиток концевых мер устанавливают размер һ. Поднимают линейку корпуса 4 и по шкале диска 5 и стрелке 7 устанавливают заданный угол α и закрепляют линейку угольника 6 на корпусе 4 с помощью винта 8.
Пальцами правой руки, захватывая корпус 4 угломера, а пальцами левой руки придерживая деталь 3 и пластину 2 на контрольной плите 1, измеряют угол α детали.
Рис. 11. Способ контроля наклонной поверхности с помощью угломера с индикаторным устройством
