Одним из сложных видов обработки деталей со скосами является фрезерование уступов и пазов типа ласточкин хвост. Контроль исполнительных размеров пазов и выступов осуществляют, как правило, с помощью мерных роликов.
В качестве примера рассмотрим обработку и вспомогательные расчеты размеров, необходимых для контроля профиля пуансона типа ласточкин хвост с помощью контрольного ролика диаметром D (рис. 1, а).
Прежде чем приступить к фрезерованию углового паза пуансона, следует в первую очередь проверить габаритные размеры заготовки. Затем прошлифованную заготовку пуансона 7 (рис. 1, б) устанавливают в тиски 2 и закрепляют подвижную губку 4 винтом 6. Тиски 2 устанавливают на стол 1 станка и закрепляют болтами 3 в положении, перпендикулярном продольному перемещению стола I горизонтально фрезерного станка. В шпиндель 8 устанавливают одноугловую концевую фрезу 9 и приступают к фрезерованию углового паза типа ласточкин хвост. Следует добавить, что на боковых сторонах тисок имеются четыре установочные втулки 5, а в корпусе тисков имеются пазы для крепления болтов на столе станка, что дает возможность, не снимая заготовки, обрабатывать деталь как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях.
Измерение углового профиля пуансона (рис. 1, в) производят с помощью ролика 7 и микрометра в следующей последовательности:
- устанавливают ролик 7 в обработанный угловой паз пуансона 2;
- левой рукой захватывают скобу 1 микрометра и прижимают ее пятку к боковой поверхности пуансона, а микрoвинт 3 кролику 7;
- тремя пальцами правой, руки, слегка вращая трещетку 5 микрометра, измеряют размер М;
- при совпадении показания нониуса барабана 4 с расчетным размером М обработка углового паза осуществлена правильно в плоскости измерения;
- рукояткой 6 закрепляют 1 микровинт 3 и проверяют правильность размера М по всей длине пуансона.
Рис. 1. Фрезеровка пуансона с профилем типа ласточкин хвост: а - профиль пуансона; б - прием фрезерования на горизонтально фрезерном станке; в - способ контроля микрометром и роликом
На рис. 2, а изображен профиль детали установочно-контрольного приспособления с профилем типа ласточкин хвост, боковые стороны которого расположены симметрично под углом α = 60°.
На рис. 2, б показан прием обработки фрезой 4 углового профиля установочно контрольного приспособления 3 типа ласточкин хвост. Прежде чем начать фрезерование наклонных поверхностей на приспособлении, его нужно установить на стол 1 и закрепить болтами 2. Затем с помощью маховичков продольного и поперечного перемещений стола и вертикальной подачи шпиндельной головки подводят фрезу к обрабатываемой детали 3 и с малыми подачами стола фрезеруют угловой паз с одной стороны. Затем, не меняя на столе установку приспособления, переводят фрезу 4 на вторую сторону и фрезеруют второй паз. При этом периодически проверяют размер M (см. рис. 2, а) с помощью роликов диаметром d = 20 мм.
Рис. 2. Профиль детали установочно-контрольного приспособления тапа ласточкин хвост (а) и прием обработки наклонных поверхностей (б)
На рис. 3, а, б изображены направляющие суппорта, которые имеются профиль типа ласточкин хвост. Пазы здесь фрезеруют за два перехода: сначала получают прямоугольный паз концевой фрезой, затем фрезеруют скосы паза концевой одноугловой фрезой (рис. 3, в). Контроль пазов обычно производят с помощью специальных шаблонов, позволяющих контролировать угол наклона боковых сторон, а также симметричность паза и его высоту. В ряде случаев приходится прибегать к более сложным измерениям, при которых измеряют не искомую, а другую величину, по результатам измерения которой, определяют размеры искомой величины. Так, например, если на чертеже паза типа ласточкин хвост заданы угол наклона боковых сторон α, высота Н и ширина L (рис. 3, а), то измерить ширину непосредственно практически невозможно. Даже если вместо размера L на чертеже был бы задан размер L1, то и в этом случае измерение его было бы сложно, так как на острых кромках могут быть небольшие заусенцы. Поэтому ширину L паза детали 1 в этом случае определяют путем косвенных измерений, с использованием двух роликов 2 диаметром d и блока плиток концевых мер 3 размером М (рис. 3, б).
На рис. 3, в показан прием обработки суппорта токарного станка, паз которого имеет форму типа ласточкин хвост. Прежде чем приступить к обработке паза детали 1, необходимо установить на стол 8 вертикально-фрезерного станка приспособление II и закрепить его болтами 9, так чтобы угловой выступ приспособления 1 был перпендикулярен продольному перемещению стола станка. После этого в угловой выступ приспособления 11 вставляют деталь 1 и закрепляют винтом 12 и клином 10. Убедившись, что приспособление и суппорт точно установлены и надежно закреплены на столе вертикально-фрезерного станка, а фреза 4 в шпинделе 5, приступают к обработке паза. С помощью нониусов лимб маховичков продольного и поперечного перемещений стола 8 и маховичка 7 вертикальной подачи шпиндельной головки б подводят фрезу к детали 1 и начинают обрабатывать ее паз, при этом периодически проверяют угловой профиль паза, используя схему для расчетов (см. рис. 3, a) и способ, показанный на рис. 3, б, или шаблон.
Рис. 3. Направляющие суппорта, имеющие форму типа ласточкин хвост (а), приемы фрезерования паза в суппорте на установочно-контрольном приспособления (в); б - контроль паза
Изображенные на рис. 4 способы измерения профилей деталей 6, 18 типа ласточкин хвост с помощью универсального раздвижного штангенкалибра дают возможность измерять как внутренние, так и наружные угловые пазы в деталях размером от M = 10 мм до М = 300 мм в зависимости от длины штанги и высот һи һ, губок.
Штангенкалибр состоит из штанги 1, на которой закреплены фасонные губки 7, 8, 10 и 13, на концах которых впаяны шарики 5, 9, 11, 12 диаметром 12 мм. По штанге перемещается рамка 15 с губками 7 и 13. На лицевой стороне рамки имеется квадратное окно, в которое установлен нониус 4 сценой деления 0,05 мм. Рамка соединена микровинтом 2 с гайкой 3, установленной в прорезе хомутика 17. Установив на размер, рамку 15 и хомутик 17 закрепляют винтами 14 и 16. При этом надо помнить, что штангенкалибр своими наружными фасонными губками 7 и 8 может измерять пaз типа ласточкин хвост при условии свободного прохождения шариков, минимальный охватывающий размер которых при полном сдвиге губок составляет обычно (L1+L2) = 60±4 мм. Этот размер является конструктивным и зависит от формы фасонных губок, размеров шариков и штангенкалибра.
Более точное измерение размеров паза можно достигнуть, контролируя размер Мш, например с помощью мерных концевых плиток.
Размер Mш, фиксируемый на штангенкалибре при измерении детали 6, определяют с учетом размеров L1 и L2, которые равны обычно 30±0,02 мм. При измерении размера М паза типа ласточкин хвост (см. рис. 4, a) Mш=М-(L1+L2).
Для контроля фрезерованных уступов типа ласточкин хвост используют вогнутые губки 11 и 12 штангенкалибра. В этом случае для повышения точности обработки, также можно использовать наружный охватывающий размер Mш и отогнутые губки 5 и 9. Размер Mш при этом определяют как сумму размеров М и L1+L2, т. е. Mш = M + (L1+L2).
Рис. 4. Способы измерения профиля детали типа ласточкин хвост штангенкалибром: а - внутреннего паза; б - наружного профиля
На рис. 5, а представлен профиль пуансона, контроль которого осуществляется с использованием роликов.
Пуансоны 3 обрабатывают из круглой точно прошлифованной по наружному диаметру и по торцу заготовки, на которой размечают весь оформляющий его контур. Вначале размечают наружные размеры L, L1, L2, L3, H, H1, , H2, H3, и углы α и β, сопряженные с точками b, c и d, получают линейно-угловой профиль впадин, которые контролируют двумя роликами 8.
Ввиду сложности профиля и большого припуска процесс обработки разбивают на операции. При этом необходимо следить за тем, чтобы в местах переходов и в углах сопряжений не образовались гребешки или прорези.
Прежде чем приступить к фрезерованию плоскости на заготовке пуансона 3 (рис. 5, б, операция I), необходимо в первую очередь проверить крепление винтом б пуансона 3 в тисках 2, и закрепить их болтами 7 на столе 1 вертикально-фрезерного станка. После этого подводят фрезу 5 к боковой стороне заготовки пуансона 3 и фрезеруют поверхность ld, не доходя до поверхности ba 1-2 мм. Затем заготовку пуансона переворачивают в тисках 2 и этим же способом фрезеруют другую его сторону, выдерживая размер Н3 с припуском 0,1-0,2 мм на следующие операции.
После этого заготовку пуансона 3 поворачивают в тисках и устанавливают по угольнику 9 с широким основанием (рис. 5, в, операция II) в такое положение, чтобы плоскость ll точно прилегала к плоскости угольника, закрепляют пуансон в тисках 2. Вначале фрезеруют прямолинейную поверхность dl, а затем и поверхность ab. После этого пуансон переворачивают в тисках и устанавливают по угольнику 9, закрепляют его в тисках и фрезеруют вторую сторону, выдерживая размеры dl и аb c припуском 0,05-0,1 мм. Убедившись, что обработка осуществлена правильно, переходят к операции III (рис. 5, г). Для этого заготовку в тисках поворачивают и устанавливают по специальному угломеру 10 так, чтобы угломерная шкала 11 совпала с нониусом 12 и соответствовала углу α.
Затем фрезеруют поверхность bc во впадине заготовки пуансона 3. После обработки одной поверхности bc заготовку переворачивают и фрезеруют другую поверхность bc. Убедившись, что поверхности bc c обеих сторон обработаны точно, не меняя установку тисков, поворачивают заготовку на угол γ и устанавливают на пластине 16 (рис. 5, д, операция IV); осуществляют обработку поверхности cd, периодически проверяя профиль пуансона по выработкам и шаблону. После этого, пуансон 3 закрепляют в параллельных тисках 2, устанавливают их на плиту 15 и укладывают во впадины пуансона два контрольных ролика 8. Микрометром 14 измеряют размер M (рис. 5, e) согласно приведенным вспомогательным расчетам (см. рис. 5, а).
Рис. 5. Обработка пуансона: а - профиль пуансона; б-д - приемы фрезерования, е - способ измерения с помощью микрометра и двух роликов
На рис. 6 представлена обработка пуансона сложного профиля типа ласточкин хвост, образованного дугой окружности радиуса R и двумя прямыми.
На рис. 6, б, в показан прием обработки пуансона на фрезерных операциях. До осуществления этих операций необходимо круглую заготовку прошлифовать по наружному диаметру D1 с припуском 0,1 - 0,15 мм, отрезать технологический центр диаметром 12 мм и прошлифовать торцы. После этого размечают контур пуансона (с двух сторон) берут за базу диаметр D1, размеры H, һ и радиус окружности R с центром в точке А, и угол β. При этом нужно учитывать диаметр роликов 8, между которыми установлен размер М. Затем заготовку пуансона 1 устанавливают в тиски 2 и закрепляют их болтами 4 на столе 3 станка (рис. 6, б, операция 1). После этого подводят концевую фрезу 5 и фрезеруют вначале одну поверхность ББ1 и паз на глубину Н2. Затем переворачивают заготовку и фрезеруют вторую поверхность ГГ1, выдерживая размер H с припуском на последующую обработку. Концевую фрезу 5 снимают со шпинделя 6 и устанавливают специальную грибковую радиусную фрезу 7 меньшего размера, чем размер R (см. рис. 6, а) профиля пуансона. Операция фрезерования больших радиусов R (рис. 6, в, операция II) осуществляется за несколько переходов.
В процессе фрезерования пазов и уступов необходимо периодически проверять шаблоном обрабатываемый профиль (см. рис. 6, г, д), а размер М контролировать с помощью двух роликов 8 и блока плиток концевых мер 9 с учетом припуска на окончательную обработку.
Рис. 6. Фрезерование пуансона сложного профиля, образованного дугой окружности радиуса R и двумя прямыми: а - деталь, б, в - приемы обработки; г - способ контроля выработкой; д - с помощью двух роликов и блока концевых мер
Уступом называют выемку, ограниченную двумя взаимно перпендикулярными плоскостями, образующими ступень. Деталь может иметь один, два и более уступов (рис. 7). Паз - выемка в детали, ограниченная плоскостями или фасонными поверхностями. В зависимости от формы выемки пазы делятся на прямоугольные, Т-образные и фасонные (рис. 7, а - д). Пазы любого профиля могут быть сквозными, открытыми или с выходом и закрытыми.
Рис. 7. Пазы и уступы: а…д - формы пазов; е - деталь с пазом и уступом
К обработанным фрезерованием уступам и пазам предъявляют различные технические требования в зависимости от назначения продукции, серийности производства, точности размеров, расположения и шероховатости поверхностей. Все эти требования определяют метод обработки. Фрезерование уступов и пазов осуществляют дисковыми и концевыми фрезами, а также набором дисковых фрез. Кроме того, уступы можно обрабатывать используя торцовые фрезы.
Тип и размер дисковой фрезы выбирают в зависимости от размеров обрабатываемых поверхностей и материала заготовки. Исходя из этого устанавливают тип фрезы, материал режущей части и основные размеры - B, D, d и z. Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют фрезы с нормальным и крупным зубом. Для труднообрабатываемых материалов с небольшой глубиной резания рекомендуется применять фрезы с нормальным и мелким зубом.
Диаметры фрез следует выбирать минимально возможным. Чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость. Кроме того, с уменьшением диаметра иногда возрастает стойкость фрез.
При заданной глубине фрезерования (см. рис. 1, Типы фрез по металлу) необходимо обеспечить гарантированный зазор между установочным кольцом на оправке и заготовкой. Если принять величину зазора равной 6...8 мм, то минимальный диаметр фрезы определяется по соотношению:
D = 2t + d1 + (12...16), мм,
где d1 - диаметр установочного кольца.
