123449 (Обробка металів різанням), страница 4

Кінцеві фрези застосовують для виготовлення прямолінійних пазів,канавок, для обробки площин.

Відрізні й шліцові фрези - це дискові фрези малої товщини. Вони призначені для розрізання металу і прорізування вузьких канавок (наприклад, на головках гвинтів).

Кутові фрези з зубцями на конічній та торцевій поверхнях засто­совують для прорізування канавок кутового профілю. їх широко використовують для виготовлення фрез, зенкерів, розверток тощо.

Для обробки деталей складної форми, найчастіше криволінійного профілю, використовують фасонні фрези. При нарізуванні зубців великомодульних зубчастих коліс застосовують пальцеві фрези.

Один з найпоширеніших способів обробки площин різанням пов'язаний з фрезеруванням циліндричною фрезою. Залежно від напрямів обертання фрези та подачі розрізняють зустрічне фрезеру­вання при подачі заготовки назустріч обертанню фрези (рис. 1.10) та супутнє при збігові напрямків обертання фрези і подачі. При зустрічному фрезеруванні товщина шару металу, який зрізується зубом фрези, змінюється від нуля до найбільшого значення а_mах. При супутньому фрезеруванні товщина шару, який знімається, зміню­ється від а_mах до нуля. З урахуванням особливостей врізки зуба фрези в оброблюваний матеріал рекомендують супутнє фрезерування вико­ристовувати при чистовій, а зустрічне — при чорновій обробці заго­товок.

Встановити оптимальний режим різання, що впливає на про­дуктивність обробки, точність та шорсткість оброблюваної поверхні, можливо тільки у разі правильного вибору елементів режиму різання. Такими елементами є: глибина різання, подача, швидкість різання, ширина фрезерування (для зустрічного фрезерування циліндричною фрезою елементи режиму різання позначені на рис. 1.10, а). Глибина різання t (мм) — товщина шару матеріалу, який знімає фреза за один прохід, — виміряна перпендикулярно до оброблюваної поверхні.

Рис. 1.10 - Елементи режиму різання при зустрічному фрезеруванні циліндричною дисковою фрезою

Подача - поступальне або обертаюче переміщення заго­товки відносно осі фрези. При фрезеруванні розрізняють три розмірності подачі: подача на один зуб фрези S_z (мм/зуб) - переміщення заготовки відносно фрези за час її кутового повороту на один зуб; подача на один оберт фрези S_o - переміщення заго­товки відносно фрези за один її оберт; подача за хвилину S_хв - переміщення заготовки відносно фрези за хвилину. Подачі зв'язані між собою:

,

де z та n - відповідно кількість зуб’ів фрези та частота обертання фрези.

Швидкість різання V (м/хв) — окружна швидкість найбільш віддаленої від осі обертання точки ріжучої кромки фрези:

,

де D — діаметр фрези, мм.

Ширина фрезерування В — довжина поверхні контакту фрези з оброблюваною заготовкою, виміряна в напрямку, перпендикулярному напрямку подачі. Товщина шару, зрізаного при фрезеруванні, — це товщина шару металу, яка знімається одним зубом фрези, виміряна в радіальному напрямку (рис. 11.10, б). Зуб фрези зрізає стружку змінної товщини, для якої

,

де — кут контакту.

Фрезерні верстати є найбільш поширеними металоріжучими верстатами. Існує багато типів фрезерних верстатів: консольно-фрезерні, поздовжньо-фрезерні, фрезерні верстати безперервної дії, шпоночно-фрезерні, різьбо-фрезерні, копірувально-фрезерні, спеціальні та інші. Найпоширеніші консольно- та поздовжньо-фрезерні верстати. Консольно-фрезерні підрозділяють на горизонтально-фрезерні, універсально-фрезерні, вертикально-фрезерні, широкоуніверсальні. В горизонтально-фрезерному верстаті шпиндельний вал розташований горизонтально, а в вертикально-фрезерному — вертикально. Універсальний консольно-фрезерний верстат відрізняється від горизонтально-фрезерного тим, що у нього робочий стіл може обертатися в горизонтальній площині на кут ± 45°. Це дає можливість нарізати на такому верстаті зубчасті колеса з гвинтовими зуб'ями, гвинтові зуб'я в зенкерах, розвертках, фрезах тощо.

Стругання, довбання, протягання

Стругання - це обробка поверхонь, яка виконується за наявності двох рухів: прямолінійного зворотно-поступального головного руху різця або заготовки в горизонтальній площині та переривчастого поступального руху подачі різця чи заготовки, перпендикулярного напрямку головного руху. При струганні процес різання переривчастий і стружка зрізається тільки при прямому (робочому) русі.

Стругальні верстати підрозділяють на два основних типи: поздовжньо-стругальні, на яких обробляють переважно середні та великі за розміром заготовки, та поперечно-стругальні, призначені для обробки заготовок при довжині стругання до 1 м. У поздовжньо-стругальних верстатів головним рухом є зворотно-поступальне переміщення стола з закріпленою на ньому заготовкою, а рухом подачі - періодичне переміщення різця в напрямку, перпендикулярному головному рухові. У поперечно-стругальних верстатах головним рухом є зворотно-поступальне переміщення різця, а рухом подачі при обробці горизонтальних площин - періодичне переміщення стола з заготовкою в напрямку, перпендикулярному напрямку руху різця. При обробці вертикальних або нахилених поверхонь періодичний рух подачі виконує супорт із закріпленим на ньому різцем.

Довбання - це вид стругання, але відрізняється від нього тим, що головний рух - зворотно-поступальне переміщення повзуна з вставленим у ньому різцем - здійснюється у вертикальній площині. Стіл верстата з заготовкою рухає подачу в горизонтальній площині в поздовжньому, поперечному або круговому напрямку. При струганні та довбанні як інструмент використовують різці. За формою стругальні різці подібні до токарних, але працюють як і довбальні, в більш тяжких умовах, оскільки в момент врізання відбувається удар. Тому їхні держаки роблять масивнішими. Залежно від розміщення ріжучої кромки стругальні різці, як і токарні, підрозділяють на праві та ліві; за виглядом обробки - на прохідні, підрізні, відрізні, фасонні, а залежно від обробки розрізняють різці чорнові та чистові.

Виготовляють стругальні різці цілісними, з привареними пластинками з швидкоріжучої сталі або з припаяними пластинками твердих сплавів ВК8, Т5К10, Т14К8 та інші. Довбальні різці, які застосовуються для роботи на довбальних верстатах, дещо відрізняються від стругальних. Стругальні різці вигнуті назад, щоб ріжучі елементи сприймали ударні навантаження на початку робочого ходу. Довбальні різці вигнуті вперед, оскільки вони працюють при вертикальному переміщенні і деформують шар металу, який зрі­зають, своєю нижньою частиною. На стругальних верстатах найчастіше оброблюють площини, пази, уступи та лінійні фасонні поверхні великогабаритних або одночасно декілька оброблюваних заготовок, менших за розмірами. Довбальні верстати також застосо­вують для обробки внутрішніх і зовнішніх вертикальних площин, лінійних фасонних поверхонь, прорізання шпоночних та інших пазів, а також для одержання багатогранних отворів. Довбальні верстати застосовують в одиничному та малосерійному виробництвах, зазвичай при відсутності фрезерних верстатів. Стругальні верстати (особливо поздовжньо-стругальні) більш широко, ніж довбальні, використовують як в одиничному, так і малосерійному виробництвах завдяки їхній універсальності, простоті виготовлення робочого інструменту та настроювання.

Протягання - це високопродуктивний та високоточний метод обробки різанням наскрізних отворів та зовнішніх лінійних поверхонь, здійснюваний протяжками.

Протяжка - це багатолезові різальний інструмент, форма якого відповідає формі обробленого отвору або зовнішній поверхні. Висота кожного послідуючого ріжучого зуба протяжки більша за висоту попереднього, і кожний зуб зрізає з оброблюваної поверхні стружку невеликої товщини. Розрізняють внутрішнє та зовнішнє протягання. При внутрішньому протяжку протягують через попередньо оброблений отвір заготовки. Залежно від форми поперечного перерізу протяжки одержують отвори різного профілю. Протяжки для зовнішнього протягання призначені для обробки зовнішніх плоских та лінійних фасонних поверхонь порівняно невеликої ширини.

Прошивання подібне до протягання. Прошивання виконують на пресах або спеціальних верстатах, проштовхуючи крізь оброблюваний отвір заготовки. Довжина прошивки значно менша за довжину протяжки. Протягання застосовують в багатосерійному та масовому виробництвах, в деяких випадках замінюючи ним стругання, фрезерування, довбання, розвертку. Протягання - це послідовний процес зрізання припуску металу зуб'ями протяжки. Найбільш широко використовують протяжки для круглих отворів та шпоночних пазів. Виготовляють протяжки з легованих та швидкоріжучих сталей. Застосовують також плоскі та шпоночні протяжки, оснащені пластинками твердих сплавів. Для обробки циліндричних отворів іноді використовують збірні протяжки зі змінними твердосплавними ріжучою та калібрувальною частинами. Протяжні верстати класифікують за низкою ознак. Залежно від призначення їх підрозділяють на верстати для внутрішнього та зовнішнього протягання; за ступенем універсальності - на загаль­ного призначення та спеціальні; за напрямом робочого руху - на горизонтальні та вертикальні; за характером руху - на безперервної та переривчастої дії, а також на верстати з одноінструментальною та багатоінструментальною настройкою. Найпоширеніші горизонтально-протяжні верстати для обробки отворів. Основні параметри, що характеризують протяжні верстати, - це допустиме зусилля протягання та довжина ходу протяжки. У верстатах різного типу довжина ходу протяжки коливається в межах 350...2000 мм, а зусилля протягування становить 2,5...120 т.

Зубонарізування

При зубонарізуванні розрізняють два основних методи профілювання бокових поверхонь зуб’ів зубчастих коліс: копіювання та обкатки (огинання). Метод копіювання полягає в прорізанні западини фасонним інструментом, форма ріжучих лез якого відповідає обрису западини між двома сусідніми зуб'ями зубчастого колеса. При зубонарізуванні на горизонтально-фрезерному верстаті зазвичай використовують дискову модульну фрезу, а на вертикально-фрезерному - кільцеву модульну. Недоліком методу копіювання є обмежена кількість фрез у комплекті, тоді як для кожного модуля залежно від вимог до точності профілю та кількості зуб’ів колеса, яке нарізають, необхідно мати від 8 до 26 фрез.

При нарізанні зубчастих коліс методом обкатки (огинання) профіль ріжучих лез інструмента не збігається з профілем зуб’ів колеса, що нарізаються, а відповідає профілю зуб’ів деякого зубчастого колеса або рейки, які називаються виробляючим колесом або рейкою, з якими колесо, що нарізається, знаходиться в зачепленні. Нарізають зуб'я зубчастих коліс за методом обкатки спеціальними інструментами на зуборізних верстатах. Найпоширеніші зубофрезерні, зубо-довбальні та зубостругальні верстати. При фрезеруванні зуб’ів на зубофрезерному верстаті як інструмент використовується черв'ячна модульна фреза. При такому методі зубонарізання для одержання циліндричного зубчастого колеса, окрім головного обертаючого руху, фрезі треба надати також вертикального переміщення подачі, а заготовці (майбутньому циліндричному зубчастому колесу) - примусового обертаючого руху, узгодженого з обертанням фрези так, ніби вони (заготовка і фреза) були у нормальному зачепленні.

На зубофрезерному верстаті можна нарізати циліндричні зубчасті колеса з прямими та гвинтовими зуб'ями, а також черв'ячні колеса. Фрезерування циліндричних зубчастих коліс черв'ячною фрезою має значні переваги порівняно з нарізанням їх дисковими модульними фрезами: черв'ячною фрезою певного модуля можна нарізати зубчасті колеса цього модуля з якою завгодно кількістю зуб’ів; профіль зуб’ів виходить значно точнішим; продуктивність набагато вища, тим більше що цикл роботи зубофрезерного верстата напівавтоматичний.

Вельми розповсюдженим, продуктивним та точним методом створення зуб’ів циліндричних зубчастих коліс як зовнішнього, так і внутрішнього зачеплення є нарізання їх на зубодовбальних верстатах за допомогою довб'яків.

Довб'як — це загартоване та одшліфоване зубчасте колесо з коригованими зуб'ями, кожен з яких має ріжучі кромки і необхідні кути різання (передній та головний задній). Принцип нарізання циліндричного зубчастого колеса методом обкатки за допомогою довб'яка полягає в тому, що в процесі обробки відтворюється зубчасте зачеплення двох коліс. Функцію одного з них виконує ріжучий інструмент (довб'як), а другого — заготовка (колесо, яке нарізають). Довб'як робить швидкий зворотно-поступальний головний рух, що обумовлює швидкість різання. При цьому ріжучими кромками він відтворює в просторі уявне продукуюче колесо, з яким нібито зачеплене беззазорно колесо, що нарізається. Довб'як, крім зворотно-поступального руху, повільно обертається навколо своєї осі, роблячи кругову подачу. У взаємодії з ним обертається і заготовка. На початку нарізання довб'як, здійснюючи обертальний рух обкатки, водночас здійснює радіальну подачу до урізування на повну глибину западини, якщо колесо нарізається за одне проходження. Після урізання довб'яка на цю глибину радіальна подача припиняється. В процесі нарізання зуб’ів за цим методом профіль зуба отримуються автоматично, як огинаюча крива послідовних положень ріжучої кромки зуба довб'яка. Довб'яком даного модуля можуть бути нарізані зубчасті колеса цього модуля з різною кількістю зуб’ів.

Вельми поширеним, продуктивним і точним методом нарізання зуб’ів конічних коліс є стругання їх на зубостругальних верстатах також за методом обкатки. Основу цього методу, як і при нарізанні циліндричних коліс за методом обкатки, становить поняття про продукуюче колесо, в зачепленні з яким нібито знаходиться заготовка, що нарізається, і поза яким при нарізанні вона обкатується. Кожний зуб колеса, який нарізається, послідовно і водночас з двох сторін обробляється двома різцями, що зворотно-поступально рухаються в протилежних напрямках. При цьому їх ріжучі кромки відтворюють у просторі контур зуба продукуючого колеса. При пово­роті заготовки на певний кут навколо своєї осі різці також повертаються на такий самий кут, при цьому заготовка і продукуюче колесо, зуб якого окреслюється їхніми ріжучими кромками, нібито знаходяться в нормальному зачепленні. Після повної обробки конкретного зубця ділильний механізм верстата повертає заготовку на один зуб, різці займають початкове положення, оброблюється наступний зуб і так продовжується доти, поки не будуть нарізані всі зуб'я.