Приспособления Для Фрезерной Обработки

Приспособлением для фрезерной обработки называется дополнительное оборудование к фрезерному станку, позволяющее устанавливать, ориентировать и зажимать заготовку соответственно требованиям технологического процесса.

По степени специализации фрезерные приспособления делятся на следующие виды: специальные, универсальные, универсально-наладочные, универсально-сборные.

Повышение производительности труда, снижение себестоимости и повышение точности обработки во многом определяются оптимальным выбором станочных приспособлений.

Станочные приспособления подразделяются на универсальные и специальные. Универсальные приспособления предназначены для установки и закрепления разнообразных по форме и размерам заготовок и применяются в единичном и мелкосерийном производстве. Специальные приспособления предназначены для установки и закрепления одинаковых по форме и размерам заготовок и применяются в крупносерийном и массовом производстве. Установка и крепление детали в приспособлениях на станке может производиться вручную, полуавтоматически или автоматически.

Специальные приспособления - это технологическая оснастка, предназначенная для закрепления конкретных деталей при их обработке на одной операции. Специальные приспособления применяются в крупносерийном и массовом производстве и наиболее полно отвечают требованиям по точности и производительности обработки.

Специальные, предназначенные для выполнения одной операции при обработке определенной детали (или группы однотипных деталей). Применяются преимущественно в массовом и крупносерийном производствах, отчасти и в серийном.

Универсальные приспособления - это технологическая оснастка к универсальным металлорежущим станкам, расширяющая их технологические возможности и поставляемая, как правило, со станком. К таким приспособлениям относятся машинные тиски, делительные головки, поворотные столы, крепежные наборы (рис. 1), прихваты и др. Универсальные приспособления применяются в основном в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Рис. 1. Крепежный набор: 1 - заготовка; 2 - гайка; 3 - прихват; 4 - регулируемая опора; 5 - болт; 6 - стол станка

Универсальные приспособления актуальны когда происходит фрезерная обработка деталей на станках с ЧПУ (зажимные тиски, самоцентрирующие патроны, делительные головки, поворотные столы, круглые столы и другие нормальные принадлежности и приспособления), которые могут быть налажены для установки, фиксации и закрепления данной заготовки. Универсальные приспособления и принадлежности к фрезерным станкам значительно расширяют область выполняемых фрезерным станком работ, упрощают работу на станке, сокращают вспомогательное время и увеличивают производительность. Универсальные приспособления для фрезерования и принадлежности иногда называют нормальными. Их широко применяют в единичном и мелкосерийном производствах, а также в ремонтных, инструментальных и экспериментальных цехах.

Универсально-наладочные, предназначенные для обработки деталей, близких по конструктивно-технологическим параметрам, но требующих переналадки на каждый типоразмер детали (тиски со сменными губками, круглые и поворотные столы, делительные устройства и т. д.); переналадка приспособления осуществляется путем установки сменных элементов (наладок) или регулировки их положения.

Универсально-сборные приспособления - это переналаживаемая технологическая оснастка, включающая в себя унифицированные базовые детали и сменные переналаживаемые элементы. Универсально-сборные приспособления наиболее широко применяются в мелкосерийном и серийном производстве. Они являются специализированными приспособлениями, которые компонуются из деталей и сборочных единиц, объединенных в комплекты в зависимости от ширины Т-образного паза стола станка или базовой плиты.

Универсально-сборные (УСП), собираемые из нормализованных деталей и узлов, находящихся в комплекте на складе. После использования УСП разбирают на составные элементы, из которых затем можно собрать новое приспособление.

По степени механизации и автоматизации различают следующие группы приспособлений для фрезерной обработки:

• ручного действия, в которых загрузка и выгрузка, зажим и раскрепление обрабатываемых деталей производятся вручную;
• полуавтоматические, в которых зажим и раскрепление обрабатываемых деталей производятся автоматически, а установка и съем - вручную;
• автоматические, в которых все движения, связанные с установкой, зажимом, раскреплением и снятием деталей, производятся автоматически, т. е. без вмешательства рабочего.

Приводы станочных приспособлений классифицируются по источнику энергии и методам компоновки с приспособлениями.

По источнику энергии приводы делятся на пневматические, пневмогидравлические, гидравлические, пружинно-пневматические (рабочий ход и зажим под действием пружины), электромеханические, магнитные, вакуумные, центробежно-инерционные.

По методам компоновки различают приводы: встроенные, когда отверстия под поршни или полости под диафрагмы силового привода расточены непосредственно в корпусе приспособления, и отделенные, когда привод полностью отделен от приспособления и представляет собой самостоятельный силовой агрегат, используемый в компоновках с различными приспособлениями.

Отделенный привод является наиболее прогрессивным в области проектирования и эксплуатации станочных приспособлений.

В условиях массового, серийного и единичного производств к конструкциям приспособлений для фрезерной обработки и их приводов предъявляются различные требования, в зависимости от которых определяются степень специализации приспособлений, уровень их механизации и автоматизации и основные направления дальнейшего развития.

В крупносерийном и массовом производствах экономически оправдывается применение специальных приспособлений для фрезерования с встроенным и отделенным пневматическим, пневмогидравлическим или гидравлическим приводом. Помимо общих требований - точность, жесткость, компактность - главная задача сводится к максимальной механизации и автоматизации приспособлений с целью повышения производительности и облегчения труда рабочих. Широко внедряются многоместные, полуавтоматические и автоматические приспособления, столы для непрерывной обработки, автоматические поворотные и делительные столы для позиционной обработки, многошпиндельные приставные и агрегатные головки, загрузочные устройства и т. п.

В серийном производстве, как и в массовом, задача повышения производительности и облегчения труда рабочих является главной, поэтому и здесь приспособления должны быть быстродействующими, т. е. максимально оснащенными механизированными силовыми приводами, а в ряде случаев полуавтоматическими.

Наряду с этим в мелкосерийном и единичном производствах к конструкциям приспособлений для фрезерной обработки предъявляется ряд дополнительных требований, вытекающих из специфики этих производств:

• сокращение сроков и стоимости подготовки производства, что в условиях большой номенклатуры и частой смены объектов производства имеет решающее значение;
• сокращение времени на переналадку оборудования, что очень важно при внедрении групповых технологических процессов и организации групповых потоков в серийном машиностроении;
• экономичность приспособлений.

В наибольшей степени указанным требованиям отвечают переналаживаемые (групповые и универсальные) и универсально-сборные (система УСП) приспособления.

Фрезеровщику редко приходится самому конструировать станочное приспособление, также вряд ли ему приходится производить расчет его на жесткость, точность закрепления и базирования. Однако квалифицированный фрезеровщик должен знать правила базирования заготовок, чтобы сознательно подойти к установке ее при выполнении операции; он должен знать основные типы, назначение и область применения установочных, зажимных и направляющих элементов станочного приспособления, чтобы дать технологу и конструктору свои предложения по улучшению, модернизации и даже новой конструкции применяемого для данной операции приспособления; он должен быть в курсе современных конструкций универсальных (нормальных и переналаживаемых) приспособлений, позволяющих механизировать и автоматизировать фрезерную операцию.

Приспособление для фрезерования торцов (рис. 2) применяются на предприятиях имеющих горизонтально-фрезерные станки. Приспособление располагает корпусом 4, который хвостовиком-шпонкой вставляют в паз стола станка и закрепляют к столу болтом 6 и гайкой 2. Деталь прижимают к корпусу приспособления в положении, когда ее обрабатываемый торец слегка выступает за край стола, и закрепляют на столе двумя прихватами 3. Прихваты можно сдвигать относительно пазов стола. Штифт 1 предотвращает поворот прихвата при закреплении детали. Для деталей шириной свыше 100 мм следует применять два комплекта приспособлений. Приспособление позволяет устанавливать и закреплять несколько деталей одновременно с упором (в угольник 5) торцами, противоположными обрабатываемым; фрезеровать детали под углом 90° относительно базовых поверхностей, которыми деталь прижимается к корпусу приспособления и поверхности стола.

Рис. 2. Приспособление для фрезерования торцов

Универсальное приспособление для фрезерования деталей типа крышек и планок (рис. 3) закрепляют на столе фрезерного или плоскошлифовального станка. Базирование деталей происходит на неподвижной планке 3 и подвижной опоре 4, которую устанавливают (в зависимости от размеров обрабатываемой детали) перемещением вдоль Т-образных пазов плиты 1 закрепляют винтами 6. Деталь прижимают к рифленой базовой поверхности планки 5 подвижными прихватами 2, которые устанавливают в зависимости от высоты обрабатываемой детали.

Рис. 3. Универсальное приспособление для фрезерования деталей типа крышек и планок

Универсальное приспособление для фрезерования фасок и скосов (рис. 4) на деталях типа планок, плит и крышек имеет корпус 1, поворотный стол 2, зажимные болты 8 и 14, базовые планки 3 и зажимное регулируемое устройство, допускающее закрепление обрабатываемых деталей различной длины. Приспособление регулируют перестановкой тяги 11 с закреплением ее в необходимом положении планкой 12 и винтом 13. Угол скоса или фаски устанавливают поворотом стола 2 по нониусу. Базовые планки 3 могут закрепляться винтами 4 в любом из четырех положений в зависимости от ширины обрабатываемых деталей. Упор 5 фиксируют и закрепляют штифтами 7 и винтами 6. Обрабатываемую деталь закрепляют подвижной губкой 10 и винтами 9.

Рис. 4. Универсальное приспособление для фрезерования фасок и скосов

Фрезерные станки с прерывистым циклом обработки (горизонтально-фрезерные, резьбофрезерные, зубофрезерные и др.) имеют вспомогательные (холостые) обратные ходы. Если на поворотном столе станка установить два приспособления, то можно вести обработку и на вспомогательном ходу, поскольку время фрезерования заготовки, установленной в одном приспособлении, можно использовать для установки следующей заготовки в другое приспособление. Если оборудовать горизонтально-фрезерные станки специальными приспособлениями конвейерного или барабанного типа (рис. 5), а вертикально-фрезерные станки - вращающимся столом, это позволит осуществлять на этих станках непрерывный цикл обработки. Комплексная обработка заготовок на фрезерных станках достигается применением многоместных приспособлений и комбинированных инструментов (фасонных фрез, наборов фрез на общей оправке и др.).

Быстродействующие зажимные устройства позволяют сократить вспомогательное время обработки на установку и закрепление обрабатываемых деталей, которое особенно велико в мелкосерийном и единичном производстве, а также при обработке крупных деталей.

В условиях мелкосерийного и единичного производства применяют пневматические зажимные устройства и гидравлические зажимные устройства с приставными унифицированными приводами, когда силовой агрегат используют в качестве универсального привода, от которого могут работать различные приспособления.

Рис. 5. Приспособления к горизонтально-фрезерному станку: a - конвейерного типа; б - барабанного типа

Универсальное приспособление для фрезерования шпоночных пазов и лысок на валиках (рис. 6) имеет регулируемую призму 2, закрепленную в поперечном Т-образном пазу корпуса 1, и сменную призму 3, закрепленную в продольном Т-образном пазу корпуса 1. На призмах 2 и 3 устанавливают ступенчатый или гладкий цилиндрический валик и зажимают его регулируемым прихватом 4 с помощью рычажного зажима 5 и пневматического диафрагменного цилиндра 6, находящихся в корпусе приспособления. Положение обрабатываемой детали в осевом направлении определяется упором в торец призмы 3.

Фрезу устанавливают по центру призмы 3 так, чтобы она касалась наружной поверхности валика, а стол станка с деталью перемещался относительно фрезы на величину A=R+r (где R - радиус обрабатываемого валика в точке касания фрезы, мм; r - радиус фрезы, мм). В горизонтальной плоскости фрезу устанавливают так, чтобы она касалась определенного торца валика и смещалась относительно валика на требуемый размер по чертежу.

Рис. 6. Универсальное приспособление для фрезерования шпоночных пазов и лысок на валиках

Приспособление для фрезерования радиусных поверхностей на валах и втулках (рис. 7) устанавливают на поворотный стол вертикально-фрезерного станка или съемный поворотный стол. Для получения поверхности нужного радиуса приспособление передвигают по пазу поворотного стола. Сменный упор 1 определяет необходимое расстояние от оси радиусной поверхности до торца втулки (при фрезеровании упор снимают). Призмы 3 и 4 переставляют вдоль шпоночного паза в зависимости от радиуса закругления обрабатываемой поверхности. Прихват 2 также можно перемещать и поворачивать при зажиме деталей различного диаметра в наиболее удобном месте.

Рис. 7. Приспособление для фрезерования радиусных поверхностей на валиках и втулках

Приспособление для фрезерования шпоночных пазов на длинных валах (рис. 8) имеет плиту 9 и стойки 10 и 2, в которых на одинаковой высоте расточены отверстия для постоянных втулок 7 и 8. Сменные втулки 1 изготовляют в соответствии с диаметром обрабатываемых валов. Фиксаторы 4 (с откидной ручкой 3) имеют в пазу вала посадку С и обеспечивают расположение базового шпоночного паза в вертикальной или горизонтальной плоскостях. Винтом 6 вал закрепляют в нужном положении. Бронзовый наконечник 5 исключает опасность повреждения вала от действия силы зажима.

Рис. 8. Приспособление для фрезерования шпоночных пазов на длинных валах