Технологические методы обработки плоских поверхностей.

Строгание применяется для обработки плоских открытых поверхностей (плоскости, пазы, направляющие и т.д.) на строгальных станках с помощью строгальных резцов. На станках, снабженных копировальным устройством, можно обрабатывать линейчатые фасонные поверхности. Этот метод характеризуется наличием двух движений: возвратно-поступательного резца или заготовки (скорость главного движения резания) в горизонтальной плоскости и прерывистого прямолинейного движения подачи, направленного перпендикулярно к вектору главного движения. Разновидностью строгания является долбление, где главное движение резания – возвратно-поступательное, – совершает резец в вертикальной плоскости. Процесс резания при строгании прерывистый и удаление материала происходит только при прямом (рабочем) ходе инструмента. Во время обратного (вспомогательного) хода резец работу не выполняет. Обратный холостой ход служит для охлаждения инструмента, что позволяет не применять СОТЖ при обработке.

Фрезерование – это универсальный способ предварительный и чистовой обработки плоских, зубчатых, винтовых и фасонных поверхностей. При обработке плоских поверхностей оно распространено так же широко, как точение при обработке наружных цилиндрических поверхностей и сверление при получении отверстий. Используется во всех типах производств – от единичного до массового. Различные плоские поверхности обрабатывают цилиндрической или торцевой фрезой. При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности; работа производится зубьями, расположенными на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании ось фрезы перпендикулярна обрабатываемой поверхности; в работе участвуют зубья, расположенные как на цилиндрической, так и на торцовой поверхности фрезы, например при обработке уступов. Особенность процесса фрезерования – прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на некоторой части оборота, а затем продолжает движением, не касаясь заготовки до следующего врезания.

Цилиндрическое и торцовое фрезерование может осуществляться двумя способами: 1) против движения подачи (встречное фрезерование), когда направление скорости движения подачи противоположно направлению вращения фрезы; 2) по направлению движения подачи (попутное фрезерование), когда направление подачи совпадает с направлением вращения фрезы.

При фрезеровании главное движение резания сообщается инструменту – фрезе, а необходимая комбинация подач – заготовке.

Схемы обработки заготовок на станках фрезерной группы показаны на рис. 4.3. Горизонтальные плоскостифрезеруют на горизонтально-фре­зерных станках цилиндрическими фрезами (рис. 4.3, а)и на вер­тикально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 4.3, б). Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизон­тальные плоскости шириной до 120 мм. Вертикальные плоскостифрезеруют на горизонтально-фрезер­ных станках торцовыми фрезами (рис. 4.3, в)и торцовыми фре­зерными головками, а на вертикально-фрезерных станках конце­выми фрезами (рис. 4.3, г). Наклонные плоскости и скосыфрезеруют торцовыми (рис. 4.3, д)и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у кото­рых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикаль­ной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке одноугловой фрезой (рис. 4.3, е). Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 4.3, ж)на горизонтально-фрезерных станках. Точность взаи­морасположения обработанных поверхностей зависит от жесткос­ти крепления фрез по длине оправки. С этой целью применяют дополнительные опоры (подвески), избегают использования несо­размерных по диаметру фрез (рекомендуемое отношение диамет­ров фрез не более 1,5). Уступы и прямоугольные пазыфрезеруют концевыми (рис. 4.3, з) и дисковыми (рис. 4.3, и)фрезами на вертикально- и горизон­тально-фрезерных станках. Уступы и пазы целесообразнее фрезеровать дисковыми фреза­ми, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания. Фасонные пазыфрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 4.3, к),угловые пазы – одноугловой и двухугловой (рис. 4.3, л) фрезами на горизонтально-фрезерных станках. Клиновой пазфрезеруют на вертикально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз – концевой фрезой, затем скосы паза – одноугловой фрезой (рис. 4.3, м);Т-образные пазы (рис. 4.3, н),которые широко применяют в машиностроении как станочные пазы, например, на столах фрезерных станков, фрезе­руют обычно за два прохода: вначале паз прямоугольного профи­ля – концевой фрезой, затем нижнюю часть паза – фрезой для Т-образных пазов. Шпоночные пазыфрезеруют концевыми или шпоночными (рис. 4.3, о) фрезами на вертикально-фрезерных станках.

Фасонные поверхностинезамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей фрезеруют на гори­зонтально- и вертикально-фрезерных станках фасонными фреза­ми соответствующего профиля (рис. 4.3, я). Применение фасонных фрез эффективно при обработке узких и длинных фасонных поверхностей. Широкие профили обрабаты­вают набором фасонных фрез. Горизонтальные, вертикальные, наклонные плоскости и пазыод­новременно обрабатывают на продольно-фрезерных двухстоечных станках торцовыми и концевыми фрезами с движением продоль­ной подачи стола, на котором в приспособлении закреплена кор­пусная заготовка (рис. 4.3, р). Горизонтальные плоскости по методу непрерывного фрезерова­нияобрабатывают на карусельно-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 4.3, с).Заготовки устанавливают в приспособле­ниях, равномерно расположенных по окружности стола, и сооб­щают им движение круговой подачи. Заготовка сначала про­ходит черновую обработку. Пространственно-сложные поверхностиобрабатывают на копировально-фрезерных полуавтоматах (рис. 4.3, т)специальной кон­цевой фрезой. Фрезерование ведут по трем координатам: х, у, z (объемное фрезерование).

Рис. Схемы обработки фрезерованием

Типы фрезерных станков. Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей различного профиля. Конструкции фрезерных станков разнообразны. Выпускают станки универсальные, специализированные и специальные.

К универсальному виду оборудования относят консольные горизонтально- и вертикально-фрезерные станки.

Горизонтально-фрезерные станки, имеющие поворотную плиту, которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонтальной плоскости и устанавливать его на требуемый угол, называют универсальными.

На вертикально-фрезерном станке шпиндельная головка может поворачиваться в вертикальной плоскости.

Продольно-фрезерные станки предназначены для обработки заготовок большой массы и размеров (типа станин, корпусов, коробок передач, рамных конструкций). Продольно-фрезерные станки строят одно- и двухстоечными

с длиной стола 1250…12000 мм и шириной 400…5000 мм. На фрезерных станках непрерывного действия фрезеруют плоские поверхности при обработке больших партий заготовок по методу непрерывного торцового фрезерования. Их подразделяют на карусельно- и барабанно-фрезерные.

Особенностью барабанно-фрезерных станков является наличие барабана с горизонтальной осью вращения. На гранях барабана устанавливаются заготовки, которым сообщают движение круговой подачи. Станки имеют одну или несколько головок.

Копировально-фрезерные станки предназначены для обработки фасонных поверхностей сложного профиля. Различают объемное и контурное фрезерование. Контурное фрезерование применяют для получения плоских фасонных поверхностей замкнутого криволинейного контура с прямолинейной образующей (например, кулачков, шаблонов), объемное для получения объемных фасонных поверхностей (например, лопаток турбин, пресс-форм).

Типы фрез и технологическая оснастка фрезерных станков. В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные. Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относят прихваты, угольники, призмы, машинные тиски. При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки, которые служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезерования винтовых канавок. В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи вращательного момента от шпинделя станка на фрезу. Базой для закрепления фрезы на оправке может быть ее центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу закрепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором – хвостовыми.

Тема 4.2. Технологические методы формообразования поверхностей