Обработка Уступов И Пазов На Фрезерном Станке

Уступом называется углубление с края детали, открытое в поперечном сечении с двух сторон. Паз - углубление на поверхности детали, открытое в поперечном сечении с одной стороны. Пазы небольших размеров принято называть канавками.

В продольном направлении уступы, пазы и канавки бывают: открытые (рис. 1, а и б), закрытые (рис. 1, в и г) и полуоткрытые (рис. 1, д и е). Кроме того, пазы и канавки в поперечном сечении делятся на глухие (рис. 1, е) и сквозные (рис. 1, ж). У первых имеется дно, у вторых его нет.

Рис. 1. Разновидности уступов, пазов и канавок

Точность обработки уступов, пазов и канавок в общем случае определяется:

• точностью выполнения размеров;
• правильной геометрической формой;
• точностью расположения относительно других поверхностей детали;
• шероховатостью сторон.

Возможные погрешности не должны превышать допустимых отклонений, обусловленных техническими требованиями чертежа.

Для обработки уступов, пазов, канавок предусмотрены дисковые и концевые фрезы. Дисковые пазовые фрезы изготавливаются цельными из быстрорежущих сталей с остроконечными (рис. 2, а) и затылованными зубьями (рис. 2, б). Они предназначены для фрезерования точных по ширине пазов и выпускаются в двух исполнениях:

• для пазов с точностью обработки по девятому квалитету H9 или десятому - 10;
• для шпоночных пазов с предельными отклонениями ширины по ПШ (посадка шпонок), которые маркируются на торце фрезы.

Рис. 2. Дисковые пазовые фрезы: а - фреза с остроконечными зубьями; б - фреза с затылованными зубьями

Для фрезерования уступов могут быть использованы дисковые двусторонние фрезы преимущественно сборной конструкции (рис. 3). По действующему стандарту такие фрезы выпускаются право- и леворежущими, что позволяет выполнять одновременную обработку двух уступов комплектом фрез, устанавливаемых на центровых оправках.

Более универсальными являются дисковые трехсторонние фрезы, которыми можно обрабатывать как уступы, так и пазы. Они бывают цельными из быстрорежущей стали либо сборными с ножами из быстрорежущей стали или оснащенными твердым сплавом.

Рис. 3. Фреза дисковая двусторонняя сборная со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом

Цельные трехсторонние фрезы изготавливаются с прямыми (рис. 4, а) или с разнонаправленными зубьями (рис. 4, б), ширина которых, как и у пaзовых фрез, выполняется по десятому квалитету Н10 или по ПШ. Поэтому их можно применять для обработки точных по ширине пазов. Сборные трехсторонние фрезы (рис. 4, в и г) имеют невысокую точность по ширине и изготавливаются только с разнонаправленными зубьями.

Рис. 4. Фрезы дисковые трехсторонние

Уступы и пазы могут быть обработаны также концевыми фрезами из быстрорежущей стали (рис. 5, а), которые состоят из рабочей части 1, шейки 2 и хвостовика 3. Хвостовики выполняются цилиндрическими (для фрез диаметром до 20 мм) и коническими по системе инструментальных конусов Морзе. Стандартами предусмотрен выпуск таких фрез диаметром 3...50 мм с нормальными и крупными зубьями, которые располагаются по окружности неравномерно с целью создания более спокойных условий резания.

Промышленностью также освоен выпуск концевых фрез, оснащенных винтовыми твердосплавными пластинами (рис. 5, б), с монолитной рабочей частью и коронками из твердого сплава, которые значительно повышают производительность фрезерования, особенно при обработке высокопрочных сталей и сплавов.

Для чернового фрезерования отливок, поковок с увеличенными припусками на обработку выпускаются обдирочные фрезы с затылованными зубьями (рис. 5, в) диаметром 25...80 мм. На главных режущих кромках таких фрез в шахматном порядке выполнены стружкоразделительные канавки, благодаря чему фрезы способны срезать значительные слои металла за один проход, обладают более высокой стойкостью и виброустойчивостью по сравнению с обычными концевыми.

Рис. 5. Фрезы концевые

Более высокая производительность обработки уступов и пазов на фрезерном станке обеспечивается применением дисковых фрез, которые по сравнению с концевыми имеют большее число зубьев, более прочны и жестки и в связи с этим способны работать с большей глубиной резания и подачей. Вместе с тем концевые фрезы незаменимы при обработке полуоткрытых и закрытых пазов и уступов, при работах на вертикально фрезерных станках, особенно при обработке крупногабаритных деталей, имеющих несколько уступов и пазов.

Точные пазы фрезеруют пазовыми и цельными трехсторонними фрезами, пазы невысокой точности - трехсторонними сборными и концевыми фрезами.

Трехсторонние и концевые фрезы после переточки по задним поверхностям зубьев теряют первоначальный размер. В связи с этим при отсутствии требуемого размера их выбирают несколько меньшими по ширине (на 1...2 мм) и выполняют фрезерование пазов за два прохода - вначале по одной стороне, затем окончательно по второй.

Рис. 6. Схема для определения минимального диаметра дисковой фрезы

Диаметр дисковых фрез следует выбирать возможно меньшим, так как в этом случае уменьшается момент силы сопротивления резанию, фреза приобретает большую жесткость и виброустойчивость. Минимально возможный диаметр D дисковой фрезы можно определить по рис. 6 из равенства

(D-d₁)/2=t+(6...8),

где - глубина паза (уступа), мм; d1 - диаметр установочного кольца (см. таблицу на рис. 7), мм; 6...8 - гарантированный зазор между установочным кольцом и заготовкой, мм.

Преобразуя равенство, получим

D=2t+d₁+(12..16).

Если уступ обрабатывается концевой фрезой, ее диаметр можно определить в зависимости от ширины уступа В по формуле

D=(1,4...1,7)В.

Рис. 7. Диаметр установочных колец d1 в зависимости от размеров центровых оправок d

Установка на станке дисковых фрез принципиально не отличается от ранее рассмотренных правил установки цилиндрических фрез на центровых оправках. Особенностью в данном случае являются более высокие требования, предъявляемые к торцовому биению дисковых фрез при обработке пазов, которое не должно превышать 0,02...0,03 мм.

Концевые фрезы с коническим хвостовиком устанавливаются в отверстие шпинделя при помощи переходных втулок и затягиваются через его сквозное отверстие шомполом.

При необходимости частой смены концевых фрез с коническим хвостовиком целесообразно пользоваться быстросменным патроном (рис. 8, а), который состоит из корпуса 4, переходной втулки 3 и гайки 2. Установка фрезы 1 с помощью такого патрона осуществляется в следующем порядке. Корпус патрона с навернутой гайкой устанавливается в отверстие шпинделя и затягивается шомполом. Затем коническим хвостовиком фрезу вводят в отверстие переходной втулки и затягивают винтом 5. После этого втулку вставляют в отверстие корпуса патрона так, чтобы ее поводковые выступы 7 прошли через пазы гайки и вошли в такие же торцовые пазы корпуса. Закрепление втулки осуществляется затяжкой гайки накидным ключом. Винт 6 ограничивает поворот гайки и позволяет (при левом крайнем положении) быстро совмещать ее пазы с пазами корпуса. Патроны снабжаются сменными переходными втулками с коническими отверстиями Морзе различных номеров.

Концевые фрезы с цилиндрическими хвостовиками устанавливаются на станке при помощи цангового патрона, одна из конструкций которого приведена на рис. 8, б. В корпус 1 патрона вставляется сменная упругая цанга 2 совместно с фрезой. Закрепление фрезы производится завинчиванием гайки 3. При этом цанга, продвигаясь в отверстие корпуса, за счет конического сопряжения сжимается и прочно закрепляет фрезу.

Рис. 8. Патрон для концевых фрез: а - быстросменный; б - цанговый