Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

В настоящее время выпускается поперечно-стро­ гальный станок модели 7М36, отличающийся от станка модели 736 гидравлическим приводом главного движения

иподачи.

§136. Долбежные, продольно-строгальные и протяжные станки

Долбежный станок предназначен для обработки плоских и фасонных поверхностей изделий небольшой высоты, но имеющих большие поперечные размеры, а также для долбления шпоночных пазов в ступицах шкивов и зуб­ чатых колес. Главным движением долбежного станка яв­ ляется возвратно-поступательное движение суппорта с резцом по вертикальным направляющим станины, ко­ торое осуществляется от электродвигателя через короб­ ку скоростей и кулисный механизм. На горизонтальных направляющих станины установлен комбинированный стол, на котором закрепляют изделие. Стол станка мо­ жет перемещаться вручную и механически в трех на­ правлениях: продольном, поперечном и вокруг верти­ кальный оси. Наличие на станке трех видов подач позволяет с одной установки обрабатывать несколько поверхностей.

На машиностроительных и ремонтных заводах для обработки крупных изделий (станин станков, плит, мос­ товых опор и т. д.) применяются продольно-строгальные

станки.

В массовом и серийном производстве широко исполь­ зуются протяжные станки.

§ 137. Работа на строгальных станках

В условиях индивидуального и мелкосерийного произ­ водства изделия, обрабатываемые на строгальных и долбежных станках, устанавливают и закрепляют или непосредственно на столе станка с помощью установоч­ ных принадлежностей и универсальных крепежных де­ талей, или в машинных тисках и других универсальных приспособлениях.

На поперечно-строгальных станках строгают горизон­ тальные, вертикальные и наклонные плоскости, а также пазы и канавки.

При строгании горизонтальных плоскостей использу­ ют черновые и чистовые проходные резцы.

Наклонные плоскости строгают проходными или под­ резными резцами. Поворотную часть суппорта с резцом устанавливают под углом, который соответствует углу наклонной плоскости. При этом вертикальная подача осуществляется параллельно обрабатываемой поверх­ ности.

Прямоугольные пазы строгают (рис. 181,а) прорез­ ными резцами с применением вертикальнойподачи. Широкие пазы строгают за несколько проходов. При

Рис. 181. Схемы рациональной последовательности переходов при строга­ нин пазов

строгании Т-образных пазов (рис. 181,в) сначала прорез­ ным резцом строгают прямоугольный паз, а затем спе­ циальными резцами строгают боковые пазы, после это­ го двухлезвийным резцом обрабатывают фаски и круг­ лым резцом калибруют стенки паза.

Пазы в форме «ласточкина хвоста» (рис. 181,6) строгают в такой последовательности: вначале прорезным резцом прорезают прямоугольный паз, после этого уста­ навливают поворотную часть суппорта на угол, соответ­ ствующий углу наклона стенки паза, и обрабатывают обе наклонные стенки паза.

356

На поперечно-строгальных станках выполняются также и другие виды обработки, в том числе возможно строгание зубьев зубчатых колес.

Вследствие низкой производительности строгальных станков в настоящее время процесс строгания по возмож­ ности заменяется фрезерованием.

Г л а в а XXIX

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ И РАБОТА НА НИХ

На фрезерных станках можно выполнять самые разно­ образные работы, начиная от обработки плоских поверх­ ностей и кончая нарезанием резьб и зубчатых венцов.

§ 138. Сущность процесса фрезерования

Фрезерование — это один из высокопроизводительных методов обработки металлов с помощью вращающегося многолезвийного режущего инструмента — фрезы.

Наибольший удельный вес среди фрезерных работ в ремонтных мастерских и на машиностроительных заво­ дах имеет фрезерование плоскостей, с которого мы и начнем знакомство с этим способом обработки.

Главное движение при фрезеровании — вращение фрезы. Скорость этого движения и является скоростью резания

v = л D /г/1000 м/мин,

где D — диаметр фрезы, мм;

п — число оборотов фрезы в минуту. Вспомогательное движение (движение подачи) —

перемещение заготовки.

Подача может быть продольной (в направлений боль­ шей стороны стола станка), поперечной, вертикальной и круговой.

Сочетание нескольких подач позволяет вести обра­ ботку очень сложных поверхностей.

Различают два вида фрезерования: встречное .(рис. 182,а), при котором направление подачи и вектор линей­ ной скорости фрезы в точке К не совпадают, и попутное, при котором их направления совпадают |(рис. 182,6).

При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы увеличивается постепенно, зато фреза стремится отор­ вать заготовку от стола станка. Вследствие этого увели­

357

чиваются зазоры между столом и направляющими стани­ ны. Возникают вибрации, ухудшающие качество обра­ ботанной поверхности и сокращающие срок службы инструмента.

При попутном фрезеровании зуб фрезы начинает ра­ ботать с полной нагрузкой, ударно, но зато заготовка прижимается к столу станка и процесс резания проте­

кает более спокойно.

Встречное фрезерование применяется при обработке литых заготовок при наличии литейной корки. В этом случае зуб фрезы работает «под корку» и поэтому мень-

Рис. 182. Схема процесса фрезерования: а — встречное; б — попутное

ше изнашивается. При работе на достаточно жестких станках рекомендуется попутное фрезерование, которое при нормальном состоянии поверхности заготовки повы­ шает стойкость инструмента, обеспечивает более высо­ кое качество обработанной поверхности и несколько уменьшает расход электроэнергии.

Дуга соприкосновения зуба фрезы с заготовкой, рас­ сматриваемая в плоскости, перпендикулярной к оси фре­ зы, называется дугой контакта.

Угол контакта ф — центральный угол, соответствую­ щий дуге контакта (рис. 182). Проекция дуги контакта на плоскость, перпендикулярную направлению подачи s,

называется глубиной фрезерования t. Ширина фрезеро­ вания b — размер фрезеруемой поверхности, измеренной

в направлении оси фрезы.

Подача при фрезеровании может быть задана: в миллиметрах на один зуб фрезы (sz, мм/зуб), в милли­ метрах на один оборот фрезы (s, мм/об) и в миллимет­ рах в минуту (sM, мм/мин).

358

Значения подачи связаны между собой простой за­ висимостью

sz = S/Z = s jn z,

где п — число оборотов фрезы в минуту; z — число зубьев фрезы.

Скорость резания вычисляется по эмпирическим фор­ мулам в зависимости от принятого периода стойкости фрезы (в пределах от 40 до 480 мин), от геометрии фре­ зы, принятого значения подачи, свойств обрабатываемо­ го материала и материала фрезы.

При фрезеровании допускаются высокие скорости резания, так как зубья фрезы работают периодически.

Например, торцовыми фрезами, оснащенными ножа­ ми с напаянными пластинками твердого сплава Т15К6, обрабатывают стальные заготовки со скоростью от 75 до 220 м/мин.

Фреза испытывает переменное сопротивление реза­ нию. При фрезеровании рассматривают силы, действую­ щие на фрезу, и силы, действующие на заготовку. Они

о

J

Рис. 163. Силы резания при фрезеровании

равны по абсолютной величине и противоположны по направлению.

Предположим, что в контакте с заготовкой находятся три зуба фрезы (рис. 183). Каждый из них работает как резец, срезающий переменную по толщине стружку,

т. е. на тангенциальную, радиальную и осевую. Просуммировав соответствующие составляющие, дей­

ствующие на каждый зуб, можно получить силы Р* Pv

359

и Р0, действующие на фрезу. Наибольшее значение среди этих сил имеет составляющая Ръ которая определяет величину крутящего момента на шпинделе станка. MKp= C P zD/2 Н-м(кгс-м), где D — диаметр фрезы, мм.

Зная крутящий момент, можно подсчитать и мощ­ ность, затрачиваемую на процесс фрезерования:

Npe3= С Мкр п кВт,

где п —число оборотов фрезы в минуту; С — размеренный коэффициент.

Составляющая Ру изгибает оправку фрезы, нагружа­ ет подшипники и отжимает фрезу от обрабатываемой поверхности, влияя на качество обработки. Составляю­ щая Р0 стремится сдвинуть фрезу в осевом направлении и воспринимается упорными подшипниками шпинделя станка.

Так как сила резания при фрезеровании — величина переменная, то при расчетах по эмпирической формуле вычисляют ее среднее значение.

Равнодействующую сил, действующих со стороны фрезы на заготовку, раскладывают на две составляющие: Ps— усилие подачи, воспринимаемое механизмом подачи станка; Pv— усилие, прижимающее или отрывающее за­ готовку от стола станка.

§ 139. Основные конструкции фрез

Цилиндрические фрезы (рис. 184, а) применяются для обработки плоскостей. По своей конструкции фреза яв­ ляется инструментом, осуществляющим прерывистое резание. Чтобы фреза работала равномернее, ее дела­ ют с винтовым зубом. (Угол наклона зуба к оси со = =20-^30°). При работе фрез с винтовым зубом возника­ ет осевая сила, стремящаяся сдвинуть фрезу вдоль оси оправки и нагружающая упорные подшипники шпинделя станка. Для устранения осевой силы комплект одновре­ менно работающих фрез делают с разнонаправленными зубьями: одна — с левым, а другая—с правым направ­ лением спирали, что приводит к уравновешиванию осе­ вых сил от каждой фрезы.

При черновой обработке, когда срезается большой слой металла, применяют фрезы с небольшим числом более прочных зубьев фрезы с крупным зубом.

При чистовой обработке применяют фрезы с боль­ шим числом зубьев (от 12 до 20) — мелкозубые.

360

Размеры фрезы выбирают так, чтобы ее ширина была на 3—5 мм больше ширины фрезерования.

Пазовые фрезы (рис. 184,6) применяются для обра­ ботки точных по ширине пазов. Они имеют форму диска

со шлифованными торцами. По геометрии заточки эти фрезы подобны цилиндрическим. Изготовляются эти фрезы обычно цельными.

Прорезные и отрезные фрезы (рис. 184,в) предназна­ чены для отрезки заготовок и прорезки неточных пазов. Они имеют небольшую ширину 0,'2—‘5 мм даже при ди­ аметре 200 мм.

Торцовые фрезы (рис. 184,г) применяются при обра­ ботке плоскостей. Желательно, чтобы диаметр фрезы был больше ширины фрезуемой поверхности в 1,6 раза. Эти фрезы, так же как и дисковые, имеют вспомогатель­ ные режущие кромки на торцовой поверхности.

Дисковые фрезы (рис. 184,(3) предназначены для вы­ сокопроизводительного фрезерования неточных пазов и уступов.

Концевые фрезы (рис. 184, е ) — самые универсаль­ ные, особенно часто используются при ремонтных рабо­ тах. Их можно использовать и как цилиндрические, и как торцовые. Концевыми фрезами можно обрабатывать плоскости, пазы, уступы и фасонные поверхности.

Фасонные фрезы имеют профиль, соответствующий

361