Слесарное дело

Канавка между зубьями фрезы для отвода стружки может быть прямой и винтовой: прямая направлена параллельно оси фрезы, винтовая (правая и левая) — по винтовой линии.

Правая винтовая канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо (рис. 8.3б), а левая — с подъемом справа налево (рис. 8.3а).

В зависимости от того, по какой поверхности выполняют затачивание, различают затылованные зубья фрезы (имеющие форму задней поверхности, которая обеспечивает постоянство профиля режущей кромки при повторном затачивании) и незатылованные (острозаточенные, затачиваемые по задней поверхности).

Рис. 8.3. Направление винтовых канавок: ω — угол подъема винтовой линии

Элементы режимов резания при фрезеровании

Скорость резания v (м/мин) — длина пути (в метрах), которую проходит за 1 мин наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

За один оборот фрезы точка режущей кромки, расположенная на окружности фрезы диаметром D, пройдет путь, равный длине окружности, т. е. π * D.

Чтобы определить длину пути, пройденного этой точкой в минуту, надо умножить длину пути за один оборот на число оборотов фрезы в минуту, т. е. π * D * n (мм/мин). Если скорость резания выражается в метрах в минуту, то формула для скорости резания при фрезеровании будет:

На практике обычно приходится решать обратную задачу: по заданной скорости резания определять число оборотов фрезы в минуту:

При фрезеровании различают следующие виды подач (рис. 8.4): подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи.

Рис. 8.4. Виды подач

Подачей на зуб (sz, мм/зуб) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб.

Подачей на один оборот фрезы (so, мм/об) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за один оборот фрезы.

Подача на один оборот равняется подаче на зуб, умноженной на число зубьев фрезы:

s 0 = s z · z

Минутной подачей (sм, мм/мин) называется величина относительного перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за 1 мин. Минутная подача равна произведению подачи на один оборот фрезы на число оборотов фрезы в минуту:

s м = s 0 * n = s z * z * n

Каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой (рис. 8.4). Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза, которая изменяется от нуля до максимального значения. На обрабатываемой заготовке при фрезеровании, так же как и при точении, различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Поверхности при фрезеровании

Для всех видов фрезерования различают глубину резания и ширину фрезерования. Глубина фрезерования — расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями (рис. 8.5). Ширина фрезерования — ширина обработанной за один проход поверхности. Обычно глубину фрезерования принято обозначать буквой t, а ширину фрезерования — В. Это справедливо в том случае, когда указанные параметры рассматриваются как технологические. Параметр (глубина или ширина фрезерования), который оказывает влияние на длину контакта главных режущих кромок фрезы с обрабатываемой заготовкой, будем обозначать буквой В, второй, не влияющий на указанную длину, — буквой t. На рис. 8.6 видно, что параметрами, влияющими на длину контакта главных режущих кромок с обрабатываемой заготовкой и обозначенным буквой В, будут ширина фрезерования при фрезеровании плоскости цилиндрической фрезой (рис. 8.6а), паза или уступа дисковой фрезой (рис. 8.6б и 8.6в), или глубина фрезерования при фрезеровании паза или уступа концевой фрезой (рис. 8.6 г и 8.6д), уступа торцевой фрезой (рис. 8.6е), торцевой фрезой с угловым лезвием (рис. 8.6ж), симметричное фрезерование торцевой фрезой (рис. 8.6з) и несимметричное фрезерование торцевой фрезой (рис. 8.6и).

Рис. 8.6. Глубина резания и ширина фрезерования

Поэтому буквой В обозначают ширину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или глубину фрезерования при обработке торцевыми и концевыми фрезами. Буквой t обозначают глубину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или ширину фрезерования при обработке торцевыми и концевыми фрезами.

Слой материала, который необходимо удалить при фрезеровании, называется припуском на обработку. Припуск можно удалить в зависимости от его величины за один или несколько проходов. Различают черновое и чистовое фрезерование. При черновом фрезеровании обработку производят с максимально допустимыми по условиям обработки глубинами резания и подачами на зуб. Чистовым фрезерованием получают детали с окончательными размерами и поверхностью высокого класса шероховатости.

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование (фрезерование против подачи) и попутное фрезерование (фрезерование по подаче).

Встречным называется фрезерование, которое осуществляется при противоположных направлениях движения фрезы и обрабатываемой заготовки в месте их контакта (рис. 8.7а, 8.7б).

Попутное фрезерование производится при совпадающих направлениях вращения фрезы и движения обрабатываемой заготовки в месте их контакта (рис. 8.7в, 8.7 г).

При встречном фрезеровании толщина среза изменяется от нуля при входе зуба в точке А до максимального значения при выходе зуба из контакта с обрабатываемой заготовкой в точке В. При попутном фрезеровании толщина среза изменяется от максимальной величины в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой в точке В до нуля при выходе в точке А.

Рис. 8.7. Схемы фрезерования

При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно, следовательно, нагрузка на станок возрастает постепенно. При попутном фрезеровании в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой сказывается удар, так как именно в этот момент будет максимальная толщина среза. Поэтому попутное фрезерование можно производить на станках, обладающих достаточной жесткостью и виброустойчивостью.

Кроме того, при попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол — к направляющим, что обеспечивает лучшее качество поверхности.

При попутном фрезеровании значение угла наклона главной режущей кромки будет положительным, при встречном — отрицательным (независимо от направления подъема винтовой канавки).

При прочих равных условиях стойкость фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, кроме случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является также стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

8.2. Фрезерные станки Классификация фрезерных станков

Фрезерные станки в единой системе классификации станков составляют шестую группу, поэтому обозначение (шифр) любого фрезерного станка начинается с цифры 6. Станки фрезерной группы делятся на следующие типы: 1 — консольные вертикально-фрезерные, 2 — фрезерные станки непрерывного действия; 3 — свободная группа; 4 — копировально- и гравировально-фрезерные станки; 5 — вертикальные бесконсольные; 6 — продольно-фрезерные; 7 — консольные широкоуниверсальные; 8 — горизонтальные консольные; 9 — разные.

Ниже приводится более подробная классификация станков фрезерной группы.

1. Станки консольно-фрезерные:

● горизонтально-фрезерные (с неповоротным столом);

● горизонтально-фрезерные с поворотным столом (универсальные);

● вертикально-фрезерные;

● широкоуниверсальные.

2. Станки вертикально-фрезерные с крестовым столом (бесконсольные).

3. Станки продольно-фрезерные:

● одностоечные;

● двухстоечные.

4. Фрезерные станки непрерывного действия:

● карусельно-фрезерные;

● барабанно-фрезерные.

5. Станки копировально-фрезерные.

6. Станки шпоночно-фрезерные.

7. Торцефрезерные станки.

8. Станки фрезерные специализированные.

Консольно-фрезерные станки

Такие станки наиболее распространены. Стол консольно-фрезерных станков с салазками расположен на консоли и перемещается в 3 направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.

Консольно-фрезерные станки делятся на горизонтально-фрезерные (с неповоротным столом), универсально-фрезерные (с поворотным столом), вертикально-фрезерные и широкоуниверсальные. На базе вертикально-фрезерных станков выпускают копировально-фрезерные станки, станки с программным управлением и др.

Консольно-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, торцевыми, угловыми, концевыми, фасонными и другими фрезами в условиях единичного и серийного производства. На них можно фрезеровать разнообразные заготовки соответствующих размеров (в зависимости от размеров рабочей площади стола) из стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и других материалов. На универсальных фрезерных станках, имеющих поворотный стол, с помощью делительной головки можно фрезеровать винтовые канавки на режущих инструментах (сверлах, развертках и др.) и других деталях, а также нарезать зубья прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Широкоуниверсальные станки предназначены для выполнения различных фрезерных, сверлильных и несложных расточных работ, главным образом в условиях единичного производства (в экспериментальных, инструментальных, ремонтных цехах и др.).

Вертикально-фрезерные станки с крестовым столом (бесконсольные)

У вертикальных бесконсольных фрезерных станков крестовой стол расположен на неподвижной станине и может перемещаться в продольном и поперечном направлениях. На этих станках можно обрабатывать большие и тяжелые заготовки в условиях единичного и серийного производства. Фрезерование производится главным образом торцевыми головками, а также торцевыми, цилиндрическими и фасонными фрезами.

Модели бесконсольных станков 654, 656 и 659 выпускают со столами шириной соответственно 630, 800 и 1000 мм. На базе этих моделей имеется ряд модификаций: с комбинированным (встроенным круглым) столом и с поворотной шпиндельной головкой.

Повышенная мощность и жесткость, а также высокие числа оборотов шпинделя позволяют производить на этих станках скоростное фрезерование торцевыми головками с пластинками твердых сплавов.

Продольные и поперечные подачи стола осуществляются отдельными электродвигателями постоянного тока с бесступенчатым регулированием чисел оборотов. Бесступенчатое регулирование подачи в широком диапазоне позволяет производить выбор оптимальной минутной подачи при фрезеровании.

С целью удобства управления и сокращения вспомогательного времени на станках предусмотрены управление всеми движениями станка с подвесного пульта; возможность изменения чисел оборотов шпинделя одной рукояткой с помощью гидравлики; бесступенчатое изменение подач одной рукояткой, расположенной на подвесном пульте; наличие быстрых перемещений стола в продольном и поперечном направлениях и шпиндельной бабки — в вертикальном направлении; электрическое торможение шпинделя. Для точных перемещений стола предусмотрены замедленные подачи. Станки могут работать по полуавтоматическому циклу, включающему быстрый прямой и обратный ход, рабочий ход и остановку стола в требуемых положениях.

Продольно-фрезерные станки

Стол продольно-фрезерных станков расположен на неподвижной станине и имеет лишь одно продольное перемещение (медленное при рабочей подаче и быстрое при остальных движениях). Эти станки предназначены для обработки заготовок корпусных и крупногабаритных деталей из чугуна, стали, цветных металлов и сплавов в условиях единичного и серийного производства.

Фрезерование заготовок на этих станках производится главным образом торцевыми твердосплавными головками, а также цилиндрическими, концевыми и другими фрезами. Высокая жесткость и мощность продольно-фрезерных станков позволяют обрабатывать заготовки с большими сечениями среза. Эти станки изготовляют с шириной стола от 320 до 5000 мм, размерный ряд принят со знаменателем геометрической прогрессии φ = 1,26.

Продольно-фрезерные станки делятся на одностоечные и двухстоечные и имеют несколько фрезерных шпинделей. Все современные продольно-фрезерные станки отличаются удобством обслуживания, повышенной точностью и высокой производительностью.

Продольно-фрезерные станки имеют дистанционное управление с подвесного пульта, механизированный зажим подвижных узлов, автоматический отвод фрезы от детали при быстром ходе стола, дистанционное бесступенчатое регулирование скорости подач (для станков с шириной стола 500 мм и более), механизмы отвода стружки из зоны резания. Тяжелые станки оснащены механизмами для установки тяжелых фрез, накладными угловыми фрезерными головками, механизмами для отсчета перемещений. На станках с шириной стола 3200–5000 мм можно производить строгание, сверление и растачивание.

Фрезерные станки непрерывного действия

На станках этого типа съем обработанных деталей, установка и закрепление заготовок производятся без остановки станка. Фрезерные станки непрерывного действия подразделяются на карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные.

Карусельно-фрезерные станки (рис. 8.8). На станине 1 смонтированы две вертикальные стойки 2 с направляющими, которые соединены горизонтальной плитой 3, образующей замкнутую рамную систему. На стойках 2 смонтирована горизонтальная траверса 4, которая может перемещаться вверх и вниз. На траверсе 4 помещены шпиндельные головки 5 с самостоятельным приводом. Для удобства наладки на необходимую глубину фрезерования шпиндели фрезерных головок перемещаются в вертикальном направлении. Круглый поворотный стол 6 с вертикальной осью вращения приводится в действие от самостоятельного привода.

Рис. 8.8. Схема карусельно-фрезерного станка

Благодаря медленному вращению стола (круговой подаче) можно совместить машинное время обработки со вспомогательным временем.

Карусельно-фрезерные станки применяют в крупносерийном и массовом производстве для фрезерования больших партий заготовок.

Барабанно-фрезерные станки (рис. 8.9). Особенностью этих станков является наличие у них четырех- или восьмигранного барабана 6, смонтированного на валу 2 с горизонтальной осью вращения. Вал вместе с барабаном вращается от отдельного привода 1. Заготовки закрепляют в приспособлениях 3 на гранях медленно вращающегося барабана. Скорость вращения барабана может регулироваться коробкой подач. На двух стойках 5 размещены фрезерные головки 4, которые представляют собой самостоятельные узлы с индивидуальными проводами. Фрезерные головки можно перемещать по стойкам и закреплять в любом положении. На этих станках можно производить непрерывную обработку двух параллельных плоскостей заготовки. Для регулирования глубины фрезерования шпиндели, кроме вращательного движения, могут совершать поступательное перемещение по направлению оси вращения. Барабанно-фрезерные станки используют в крупносерийном и массовом производстве.

Рис. 8.9. Барабанно-фрезерный станок

Копировально-фрезерные станки

Детали сложной конфигурации (например, штампы, пресс-формы, лопатки турбин и др.) в крупносерийном и массовом производстве обрабатывают на копировально-фрезерных станках концевыми фрезами. Различают контурное и объемное копировальное фрезерование.

При контурном фрезеровании фрезе или обрабатываемой заготовке необходимо сообщить одновременно движение в двух направлениях: продольном и поперечном — по заданной программе (кривой копира).

Пространственно-сложные фасонные поверхности при объемном копировании обрабатываются отдельными проходами концевой фрезы с закругленными торцевыми зубьями.

Шпоночно-фрезерные станки

Такие станки предназначены для фрезерования на валах шпоночных канавок и пазов. На одних станках фрезеруют пазы под призматические шпонки, на других — пазы под сегментные шпонки. Станки для пазов под призматические шпонки бывают следующих типов:

● работающие с вертикальным врезанием фрезы на полную глубину канавки с последующей медленной подачей на длину канавки;

● работающие с быстрым многократным поступательно-возвратным перемещением фрезы относительно обрабатываемой заготовки при вертикальном врезании в конце каждого хода на часть глубины канавки (так называемая маятниковая подача);

● работающие эксцентрично установленной фрезой или с осциллирующим движением фрезы.

Торцефрезерные станки

Они предназначены для подрезки торцов валов торцевыми твердосплавными фрезами (головками) в крупносерийном и массовом производстве.

Зубофрезерные и резьбофрезерные станки по классификации металлорежущих станков относятся к пятой группе — зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие. Поэтому первая цифра номера любого станка этой группы начинается с цифры 5. Станки этой группы делятся на типы (вторая цифра в условных обозначениях станка): 1 — зубострогальные для цилиндрических зубчатых колес; 2 — зубострогальные для конических колес;

3 — зубофрезерные для цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов; 4 — зубофрезерные для червячных колес; 6 — резьбофрезерные и др.

Общие сведения об устройстве фрезерных станков

Ограничимся рассмотрением основных узлов только консольно-фрезерных станков.

Горизонтально-фрезерные станки

Они характеризуются горизонтальным расположением шпинделя и наличием у станка 3 взаимно перпендикулярных движений — продольного, поперечного и вертикального. Горизонтально-фрезерные станки делятся на 2 разновидности — простые и универсальные. В универсальных горизонтально-фрезерных станках рабочий стол, помимо указанных перемещений, может еще поворачиваться вокруг вертикальной оси на угол до 45° в каждую сторону. Для установки стола на требуемый угол к оси шпинделя между салазками и рабочим столом имеется поворотная часть, на периферии которой нанесены градусные деления.

Основными составными частями станка являются (рис. 8.10): станина 1, шкаф для электрооборудования 2, коробка скоростей 3, коробка переключения 4, хобот 5, стол и салазки 6, консоль 7 и коробка подач 8.

Рис. 8.10. Основные части горизонтально-фрезерных станков 6Р82, 6Р82Г, 6Р83 и 6Р83Г

Станина станка служит для крепления всех узлов и механизмов станка. Хобот перемещается по верхним направляющим станины и служит для поддержания при помощи серьги конца фрезерной оправки с фрезой. Он может быть закреплен с различным вылетом. Серьги можно перемещать по направляющим хобота и закреплять гайками. Следует иметь в виду, что перестановка серег с одного станка на другой не допускается. Для увеличения жесткости крепления хобота применяют поддержки, которые связывают хобот с консолью.

Консоль представляет собой отливку коробчатой формы с вертикальными и горизонтальными направляющими. Вертикальными направляющими она соединена со станиной и перемещается по ним. По горизонтальным направляющим перемещаются салазки. Консоль закрепляется на направляющих специальными зажимами и является базовым узлом, объединяющим все остальные узлы цепи подач и распределяющим движение на продольную, поперечную и вертикальную подачи. Консоль поддерживается стойкой, в которой имеется телескопический винт для ее подъема и опускания.

Стол монтируется на направляющих салазок и перемещается по ним в продольном направлении. На столе закрепляют заготовки, зажимные и другие приспособления. Для этой цели рабочая поверхность стола имеет продольные Т-образные пазы.

Салазки являются промежуточным звеном между консолью и столом станка. По верхним направляющим салазок стол перемещается в продольном направлении, а нижняя часть салазок вместе со столом перемещается в поперечном направлении по верхним направляющим консоли.

Шпиндель фрезерного станка служит для передачи вращения режущему инструменту от коробки скоростей. От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависит точность обработки.

Коробка скоростей предназначена для передачи шпинделю станка различных чисел оборотов. Она находится внутри станины и управляется с помощью коробки переключения. Коробка переключения скоростей позволяет выбирать требуемую скорость без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрых перемещений стола, салазок и консоли.

Вертикальные консольно-фрезерные станки

Такие станки характеризуются вертикальным расположением шпинделя. Основными узлами вертикальных консольно-фрезерных станков являются станина, поворотная головка, консоль, коробка скоростей с рабочим шпинделем, коробка переключения, коробка подач, электрооборудование, стол и салазки. Назначение узлов такое же, как и у горизонтально-фрезерных станков. В вертикально-фрезерных станках нет хобота. Поворотная головка крепится к горловине станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости на угол от 0° до 45° в обе стороны.

Рис. 8.11. Вертикально-фрезерный станок типа 6Р12, 6Р12Б, 6Р13 и 6Р13Б

8.3. Классификация фрез

Фрезы классифицируют по технологическим и конструктивным признакам.

По технологическим признакам различают следующие виды фрез: ¨ для обработки плоскостей;

● для обработки пазов и шлицев;

● для обработки фасонных поверхностей;

● для обработки тел вращения;

● для обработки зубчатых и резьбовых поверхностей;

● для разрезания материала и др.

По конструктивным признакам фрезы подразделяют следующим образом:

● по расположению зубьев (торцевые, цилиндрические, дисковые, двухсторонние, угловые, фасонные, концевые и др.);

● по конструкции зуба (с острозаточенными и затылованными);

● по направлению зуба (с прямыми, наклонными, винтовыми и равнонаправленными);

● по конструкции фрезы (цельные, составные, со вставными зубьями и сборные);

● по способу крепления (насадные, концевые с коническим или цилиндрическим хвостовиком);

● по виду материала режущей части (из быстрорежущей стали, твердых сплавов, режущей керамики сверхтвердых материалов).

Цилиндрические фрезы (рис. 8.12а) применяют для обработки открытых плоскостей. Их изготовляют с левыми и правыми винтовыми канавками. При больших сечениях стружки для обеспечения спокойной работы без вибрации применяют крупнозубые цилиндрические фрезы с неравномерным шагом.

Торцевые фрезы (рис. 8.12б) имеют зубья на цилиндрической и торцевой поверхностях. Эти фрезы применяют для обработки открытых плоскостей. Их изготовляют со вставными резцами, закрепленными в массивном корпусе. Дисковые фрезы применяют для обработки уступов, пазов, лысок, многогранных и других боковых плоскостей на прямоугольных и круглых заготовках.

Дисковые фрезы могут быть одно-, двух- и трехсторонними. Трехсторонняя дисковая фреза (рис. 8.12в, 8.12 г) имеет режущие кромки на обоих торцах и цилиндрической части. Зубья на цилиндрической части расположены параллельно оси фрезы или под некоторым углом к ней. У двусторонней дисковой фрезы режущие кромки расположены на одном торце и на цилиндрической части, а у односторонней — только на цилиндрической.

Прорезные и отрезные фрезы (рис. 8.12д) применяют для прорезки узких пазов (шлиц винтов и др.) и отрезки (разрезания) заготовок.

Концевые фрезы (рис. 8.12е, 8.12ж) служат для обработки плоскостей, уступов, пазов и криволинейных контуров по разметке и копиру. У концевых фрез режущие кромки на цилиндрической части обычно расположены по винтовой линии и на торце. Угловые фрезы (рис. 8.12з) используют для изготовления поверхностей, расположенных под некоторым углом друг к другу.

Фасонные фрезы (рис. 8.12и, 8.12к) применяют для выполнения сложнофасонных поверхностей. Профиль такой фрезы должен соответствовать профилю обрабатываемой детали.

Рис. 8.12. Основные типы фрез:

а — цилиндрические; б — торцевые; в, г — дисковые; д — прорезные и отрезные; е, ж — концевые; з — угловые; и, к — фасонные

Фрезы изготовляют цельными и сборными (корпус из конструкционной стали, а режущие зубья — из быстрорежущей стали или твердого сплава). Цилиндрические фрезы диаметром до 90 мм, торцевые насадные фрезы диаметром до 110 мм, дисковые трехсторонние фрезы с мелким зубом, дисковые пазовые, угловые, фасонные, отрезные, прорезные, концевые и шпоночные фрезы изготовляют цельными. Цилиндрические торцевые и дисковые фрезы диаметром более 75 мм и торцевые фрезерные головки изготовляют со вставными зубьями.

Широкое распространение получили сборные фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали или твердого сплава и с механическим креплением режущих пластин. Для одновременного фрезерования нескольких поверхностей применяют набор фрез, состыкованных с помощью цилиндрических выточек на торцах фрез. Широко применяют сборные конструкции фрез с неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Механическое крепление пластин дает возможность их поворота для обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без перетачивания. После полного износа пластина быстро заменяется новой.

8.4. Техника и технология выполнения фрезерных работ

Фрезерование плоскостей цилиндрическими фрезами

Наладка и настройка фрезерного станка для выполнения различных работ. Наладка — подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению определенной технологической операции (установка оправки на станке; установка фрезы и установочных колец на оправке; проверка биения фрезы; установка приспособления на станке; выверка заготовки относительно инструмента; расстановка упоров, ограничивающих ход стола, и др.).

Настройка фрезерного станка заключается в установлении требуемого числа оборотов шпинделя станка, заданной минутной подачи и глубины фрезерования.

Установка и закрепление фрезы. После того как выбран оптимальный для данных условий обработки типоразмер цилиндрической фрезы, производят ее установку и закрепление. В соответствии с размером диаметра отверстия фрезы выбирают необходимый диаметр оправки.

На отечественных заводах применяются оправки стандартных диаметров: 16, 22, 27, 32.40,50 и 60 мм. На рис. 8.13 показана фрезерная оправка 3 для крепления цилиндрической или дисковой фрез или набора фрез с установочными кольцами 5.

Рис. 8.13. Оправка для закрепления фрез

Фрезерная оправка ставится в конус шпинделя и затягивается шомполом 7. На оправку надевают установочные (проставные) кольца и на требуемом расстоянии от торца шпинделя — фрезу 4. Затем снова надеваются ряд колец и конусная втулка 8 под серьгу с учетом желаемого удаления серьги от фрезы. Набор колец с фрезой (или набором фрез) и конусной втулкой затягивается на оправке гайкой 1. После этого серьга подвигается на конусную втулку оправки до отказа и крепится на хоботе гайки 2. Хобот также должен быть закреплен на станине гайками 6. При тяжелых работах устанавливается вторая серьга, для чего в набор включается и вторая конусная втулка.

Для расположения одной или нескольких фрез на оправке пользуются установочными кольцами различной ширины.

Нормальный набор установочных колец, прилагаемых к фрезерному станку, состоит из колец шириной от 1 до 50 мм.

Когда устанавливают на оправке одну фрезу, ее желательно располагать ближе к шпинделю станка, так как в этом положении прогиб оправки будет минимальным. Требуемое расположение фрезы относительно обрабатываемой заготовки при этом достигается соответствующей установкой стола в поперечном направлении.

Если невозможно установить фрезу вблизи шпинделя, рекомендуется применять дополнительную подвесную серьгу 1 (рис. 8.14). Если на оправке должно быть установлено несколько фрез, не имеющих торцевого контакта, то правильность их взаимного расположения достигается набором промежуточных колец 2, которые устанавливают между ними.

Рис. 8.14. Установка дополнительной серьги

Порядок установки и закрепления фрезы .

1. Выдвинуть хобот станка поворотом торцевого ключа, предварительно отвернув стопорящие винты (рис. 8.15).

2. Снять серьгу, предварительно отвернув винт.

3. Вставить оправку коническим концом в отверстие шпинделя, совместить пазы во фланце оправки с сухарями на конце шпинделя и закрепить оправку шомполом. Конический хвостик оправки должен плотно входить в коническое отверстие шпинделя. Поэтому необходимо оберегать конический хвостик оправки и гнездо в шпинделе от забоин, тщательно очищать их от пыли перед закреплением.

4. Надеть на оправку подобранные установочные кольца и фрезу.

Необходимо обратить внимание на соответствие направления вращения шпинделя станка направлению винтовых канавок фрезы.

Рис. 8.15. Закрепление фрезы на оправке

Следует запомнить, что надо выбирать обязательно схемы с разноименными направлениями винтовых канавок фрезы и направлением вращения шпинделя.

После того как на оправку надели установочные кольца и фрезу, далее следует надеть на оправку остальные установочные кольца и затянуть гайку на конце оправки. При этом надо следить за тем, чтобы гайка не закрывала шейки оправки, которая входит в подшипник серьги.

5. Установить серьгу так, чтобы конец оправки (шейка) вошел в подшипник серьги (рис. 8.16а).

Рис. 8.16. Установка серьги

6. Закрепить фрезу на оправке, затянув ключом гайку (рис. 8.16б).

7. Закрепить хобот и смазать подшипник серьги.

Следует проверить биение фрезы и оправки, которое должно соответствовать существующим нормам. Для проверки биения оправки и фрезы следует пользоваться индикатором со штативом.

Применение упоров

Фрезерные станки снабжены устройствами для автоматизации рабочего цикла, которые позволяют настроить станок на быстрый подвод стола, переключение его на рабочую подачу и останов в конечном положении. Упорные кулачки 1 и 2 (рис. 8.17) устанавливают и закрепляют в боковом продольном пазу стола, в положении, соответствующем началу и окончанию рабочего хода стола, в зависимости от требуемой длины фрезерования. После включения вправо рычагом 3 механической подачи стол с обрабатываемой заготовкой начинает перемещаться слева направо до тех пор, пока кулачок 1 не упрется в выступ рычага 3 и не поставит его в среднее положение, выключив тем самым механическую подачу.

Рис. 8.17. Расстановка упоров для автоматического выключения продольной подачи

После поворота рычага 3 влево стол получит автоматическую подачу справа налево и будет перемещаться до тех пор, пока кулачок 2 не упрется в выступ на рычаге 5 и не поставит его в среднее положение, выключив механическую подачу. Подобные устройства применяют во фрезерных станках для ограничения и автоматического выключения поперечной и вертикальной подачи. В тех случаях, когда по условиям обработки не требуется автоматическое выключение подачи стола, кулачки устанавливают и закрепляют в крайних рабочих положениях стола.

Выбор режимов фрезерования

Выбор режимов фрезерования означает, что для заданных условий обработки (материала и марки заготовки, ее профиля и размера) необходимо выбрать оптимальный тип и размер фрезы, марку материала фрезы и геометрические параметры режущей части, а также оптимальные параметры режимов фрезерования: ширину фрезерования, глубину фрезерования, подачу на зуб, скорость резания, число оборотов шпинделя, минутную подачу, эффективную мощность фрезерования и машинное время.

Выбор типа и размера цилиндрических фрез и их геометрических параметров осуществляют по специальным монограммам. Режим резания определяют по таблицам, которые приведены в справочниках фрезеровщика, технолога, нормировщика или в справочниках по режимам резания. Ширину фрезерования, как правило, не выбирают, так как она зависит от размеров заготовки детали. Глубина чернового фрезерования зависит от припуска на обработку и мощности электродвигателя станка. Припуск на обработку желательно снять за 1 проход. При чистовом фрезеровании глубина резания не превышает 1–2 мм.

Подача на зуб фрезы выбирается в зависимости от характера обработки (черновое или чистовое фрезерование). При черновом фрезеровании подача на зуб больше, чем при чистовом, так как, чем меньше подача на зуб, тем выше класс шероховатости обработанной поверхности.

По выбранным значениям глубины, ширины фрезерования и подачи на зуб определяют скорость резания.

Режимы фрезерования указывают в операционных картах механической обработки.

Настройка коробки скоростей и подач на заданное число оборотов осуществляется путем установки рукоятки и лимба переключения скоростей и подач в соответствующие положения.

Установка на глубину фрезерования

Прежде чем поднимать или опускать стол, надо ослабить затяжку стопорных винтов. При вращающемся шпинделе осторожно подвести вручную стол вместе с закрепленной заготовкой под фрезу до момента легкого касания. Далее ручным перемещением стола в продольном направлении вывести заготовку из-под фрезы.

Затем вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на величину, равную глубине резания. Отсчет величины перемещения стола производят по лимбу, т. е. кольцу с делениями. Отсчет по лимбу можно принципиально вести от любого деления шкалы, однако для удобства и упрощения отсчета, после того как фреза коснулась обрабатываемой заготовки, лимб следует установить на нулевое положение, т. е. риску лимба с отметкой 0 совместить с визирной риской.

После установки фрезы на требуемую глубину фрезерования необходимо застопорить консоль и салазки поперечной подачи и установить кулачки включения механической подачи на требуемую длину фрезерования.

После осуществления наладки и настройки станка плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, немного не доводя, включить станок, включить механическую подачу и приступить к работе.

Перед подачей стола в исходное положение (вывод детали из-под фрезы) надо удалить с помощью щетки всю стружку с обработанной поверхности, а стол немного опустить, чтобы не испортить обработанной поверхности детали при обратном ходе. Затем произвести измерение обработанной детали, размеры которой должны соответствовать размерам, указанным в операционной карте. В случае необходимости можно произвести исправление размера путем дополнительного прохода.

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов

Плоскость детали, расположенную под некоторым углом к горизонтальной плоскости, называют наклонной плоскостью . Наклонную плоскость детали, имеющую небольшие размеры, называют скосом . Фрезерование наклонных плоскостей и скосов цилиндрическими фрезами может быть осуществлено путем установки заготовки под требуемым углом к оси фрезы. Этот поворот можно произвести разными путями.

Установка заготовки в универсальных тисках . При установке универсальных тисков на требуемый угол следует иметь в виду, что подлежащая обработке наклонная плоскость должна быть расположена горизонтально, т. е. параллельно оси фрезы.

Установка заготовки на универсальной поворотной плите . Поворотные плиты (рис. 8.18) позволяют обрабатывать плоскости с любым углом наклона в пределах от 0° до 90° при возможности одновременного поворота обрабатываемой заготовки в горизонтальной плоскости на угол до 180°. Заготовку крепят к столу универсальной плиты прихватами или болтами, как и при закреплении на столе фрезерного станка. Универсальные тиски и универсальные поворотные плиты применяют в единичном или мелкосерийном производстве.

Рис. 8.18. Фрезерование наклонной плоскости на универсальной поворотной плите

Установка заготовок в специальных приспособлениях . При обработке заготовок с наклонными плоскостями или скосами в условиях крупносерийного и массового производства целесообразно установку заготовок под требуемым углом к оси фрезы производить в специальных приспособлениях. В таких приспособлениях можно устанавливать две обрабатываемые заготовки и фрезеровать одновременно торцевой или цилиндрической фрезой. Фрезерование плоскостей торцевыми фрезами

Наладка и настройка станка для выполнения различных работ. При работе на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках торцевыми фрезами наладка и настройка принципиально ничем не отличаются от наладки и настройки горизонтально-фрезерного станка при работе цилиндрическими фрезами. Поэтому остановимся лишь на отличительных особенностях наладки и настройки при фрезеровании торцевыми фрезами.

Установка и закрепление торцевых фрез на вертикально-фрезерных станках . В зависимости от вида применяемой фрезы крепление ее на вертикально-фрезерном станке может производиться несколькими способами.

Торцевые фрезы, имеющие калиброванное сквозное отверстие, центрируются по цилиндрической части оправки 3 конусной частью, устанавливаются в конусное отверстие шпинделя и закрепляются в нем шомполом 1 и гайкой 2 (рис. 8.19а). Базовый торец фрезы опирается на один из торцов переходного фланца 4, второй торец которого опирается на торец оправки 3. Шипы шпинделя 6 входят в пазы переходного фланца, а выступы фланца — в пазы фрезы, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе. Фреза крепится на оправке винтом 5 с помощью специального ключа.

Торцевые фрезы, имеющие центрирующую выточку (Ø 128,57А), устанавливают непосредственно на головку шпинделя и закрепляют на нем 4 винтами 1 (рис. 8.19б). Шипы шпинделя 2 входят в пазы корпуса фрезы, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе.

Торцевые фрезы с конусным хвостиком номинальным размером наибольшего диаметра конуса Ø 59,85 мм и конусностью 7:24, вставляют в конусное отверстие шпинделя, закрепляют в нем шомполом 1 и гайкой 2 (рис. 8.19в). Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы.

Торцевые фрезы, имеющие сквозное калиброванное отверстие и пазы в корпусе, по ширине соответствующие размерам шипов шпинделя, устанавливают на оправке, закрепленной в шпинделе станка. Фрезу закрепляют на оправке винтом 7. Крутящий момент передается шипами 3, входящими в пазы корпуса фрезы (рис. 8.19 г).

Концевые фрезы, имеющие хвостовик с конусом «Морзе» и резьбовым отверстием, центрируют в переходной втулке 1, вставленной в конусное отверстие шпинделя, и крепят шомполом 2 и гайкой 3. Шипы шпинделя 4 входят в пазы переходной втулки, передавая крутящий момент от шпинделя фрезе (рис. 8.19д).

Рис. 8.19. Установка фрез на станке

Настройка вертикально-фрезерных станков на соответствующие режимы резания производится так же, как и настройка горизонтально-фрезерных станков.

Выбор типа и размера фрезы

Стандартом предусмотрено, что у торцевых насадных фрез параметры определены однозначно, т. е. каждому диаметру торцевой фрезы соответствует определенное значение длины фрезы L, диаметра отверстия d и числа зубьев z.

Диаметр торцевой фрезы выбирается в зависимости от ширины фрезерования t по формуле:

D = (0,6–0,8) * t

Для черновой обработки выбирают торцевые насадные фрезы со вставными ножами или с крупными зубьями. При чистовой обработке следует взять торцевые насадные фрезы с мелкими зубьями.

Однако во всех случаях надо отдать предпочтение торцевым фрезам, оснащенным твердыми сплавами, так как машинное время обработки в этом случае значительно сокращается за счет увеличения скорости резания.

При чистовом фрезеровании стали и чугуна твердосплавными фрезами для получения поверхности более высокого класса шероховатости подачи на зуб уменьшают, а скорость резания соответственно повышают в зависимости от марки обрабатываемого материала, марки твердого сплава и других условий обработки.

Установка торцевой фрезы на глубину резания при работе на вертикально-фрезерном станке ничем не отличается от рассмотренного ранее случая установки цилиндрической фрезы на глубину резания.

При фрезеровании торцевой фрезой на горизонтально-фрезерном станке (рис. 8.20) применяют следующий порядок установки глубины фрезерования.

Рис. 8.20. Фрезерование торцов фрезой на горизонтально-фрезерном станке

Включить станок и вращение шпинделя и с помощью рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач осторожно подвести заготовку к фрезе до легкого касания. Рукояткой продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы, выключить вращение шпинделя. Рукояткой поперечной подачи переместить стол в поперечном направлении на величину, соответствующую глубине резания. После установки фрезы на требуемую глубину резания застопорить консоль стола и салазки поперечной подачи, установить кулачки включения механической подачи. Затем плавным вращением рукоятки продольной подачи стола подвести обрабатываемую заготовку к фрезе, не доводя до касания с ней, включить шпиндель, включить механическую подачу, профрезеровать плоскость, выключить станок и произвести измерение обработанной заготовки. Фрезерование наклонных плоскостей и скосов Наклонные плоскости и скосы можно фрезеровать торцевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, устанавливая заготовки под требуемым углом, как и при обработке цилиндрическими фрезами, применяя универсальные тиски (рис. 8.21а), поворотные столы или специальные приспособления (рис. 8.21б). Фрезерование наклонных плоскостей 1 и скосов торцевыми фрезами 2 можно производить также путем поворота шпинделя, а не заготовки. Это возможно на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная бабка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости (например, как у станков 6Р12, 6Р13 (см. рис. 8.11), а также на универсальных станках типа 6Р82Ш, у которых вертикальная головка имеет поворот в вертикальной и горизонтальной плоскостях).

Рис. 8.21. Фрезерование наклонной плоскости торцевыми фрезами

Фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцевыми фрезами можно производить с помощью накладной вертикальной головки.

Накладная вертикальная головка является специальной принадлежностью горизонтально-фрезерного станка.

Наличие накладной вертикальной головки значительно расширяет технологические возможности горизонтально-фрезерных станков.

Фрезерование плоскостей набором фрез

Набором фрез называют группу фрез, установленных и закрепленных на одной обшей оправке для одновременной обработки нескольких поверхностей.

Применение наборов фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве при обработке деталей, требующих большого объема фрезерной обработки.

Наборы составляют из стандартных фрез специальных фрез и их комбинаций.

Существует несколько способов соединения фрез в наборе (рис. 8.22).

Так, соединение фрез одинакового диаметра осуществляют одним из следующих способов:

● замком — торцевое шпоночное соединение, когда выступ на торце одной фрезы входит в паз другой фрезы (рис. 8.22 а, 8.22б);

● соединением встык с помощью выступающих зубьев одной фрезы, входящих во впадины другой фрезы (рис. 8.22в).

Рис. 8.22. Способы соединения фрез в наборе

Соединение фрез разных диаметров чаще всего производится непосредственно встык с перекрытием (рис. 8.22 г). При наличии перекрытия даже небольшой сдвиг фрез в осевом направлении не окажет никакого влияния на работоспособность такого набора. Способ крепления фрез по схеме с разноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22б) предпочтительнее схемы с одноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22а). Однако и в этом случае их необходимо устанавливать так, чтобы осевые составляющие силы резания были направлены навстречу друг другу и тем самым стремились сблизить обе фрезы (рис. 8.23). По виду обрабатываемого профиля наборы можно разделить на наборы для обработки сплошного профиля детали и для обработки прерывистого профиля детали.

Рис. 8.23. Установка спаренных фрез

Наборы для фрезерования сплошного профиля требуют применения фрез нестандартных размеров, перекрытия зубьев двух соседних фрез во избежание образования заусенцев и рисок на детали.

При сборке наборов фрез и регулировке размеров между фрезами на оправке используют жесткие и регулируемые кольца.

При фрезеровании набором фрез следует применять оправки больших диаметров, чем при одноинструментной обработке. Следует также применять дополнительные подвески. Контроль правильности расположения фрез в наборе производится по шаблонам или на оправке вне станка на специальных приборах. После сборки и установки фрез в наборе рекомендуется произвести пробную обработку на болванке или бракованной детали.

8.5. Контроль качества обработанных поверхностей

Измерительный инструмент, применяемый при контроле плоскостей, выбирают с учетом необходимой точности измерения, шероховатости измеряемой поверхности, типа производства (единичное, серийное, массовое).

Для измерения линейных размеров (наружных и внутренних) применяют следующие измерительные инструменты: измерительную линейку (жесткую), кронциркуль, нутромер, штангенциркуль (с величиной отсчет 0,1 и 0,05 мм), штангенглубиномер, штангенрейсмас и др.

Для определения отклонения обработанных плоскостей от горизонтального или вертикального положения служит уровень .

Неперпендикулярность плоскостей можно установить с помощью угольников .

При грубом контроле угла между двумя плоскостями применяют малку . Для точных измерений углов используют универсальные и точные угломеры .

Контрольные плиты применяются для контроля плоскостности и прямолинейности плоскостей.

Линейки (лекальные, прямоугольные, двутавровые, мостиковые и угловые) используют для проверки прямолинейности плоскостей на просвет или по количеству пятен на краску.

Щупы необходимы для контроля зазоров между поверхностями в пределах от 0,03 до 1 мм.

Шероховатость обработанной поверхности контролируют либо непосредственным измерением высоты микронеровностей, либо путем сравнения с образцами (эталонами) различных классов шероховатости поверхности. В цеховых условиях применяют эталоны (цилиндрическое и торцевое фрезерование) 4, 5, 6 и 7-го классов шероховатости поверхности. При пользовании эталонами можно определить шероховатость обработанной поверхности с ошибкой в пределах одного класса.

В измерительной лаборатории шероховатость поверхности определяют с помощью специальных приборов — профилометров, профилографов, двойных микроскопов и др.

Измерительный и поверочный инструмент необходимо содержать в чистоте, в особенности его измерительные поверхности. Соприкосновение измерительных поверхностей инструмента с деталью производить плавно.

Необходимо предохранять инструмент от нагрева (измерение производить при температуре 20 °C), не измерять нагретые детали во время обработки. Измеряемые поверхности детали перед измерением нужно тщательно очистить от стружки, пыли, эмульсии и т. д. Инструмент необходимо оберегать от ударов.

Контрольные вопросы

1. Назовите элементы зуба фрезы.

2. Какие виды подач различают при фрезеровании?

3. Что такое встречное и попутное фрезерование? Укажите их достоинства и недостатки.

4. Из каких основных частей состоит горизонтально-фрезерный станок?

5. Как классифицируют фрезы по технологическим и конструктивным признакам?

6. Расскажите о порядке установки и закрепления цилиндрической фрезы на горизонтально-фрезерном станке.

7. Как установить и закрепить торцевую фрезу на вертикально-фрезерном станке?

8. Каким образом установить заготовку для фрезерования наклонных плоскостей и скосов цилиндрической фрезой?

9. Как осуществляется фрезерование наклонных плоскостей и скосов торцевыми фрезами?

10. Какие измерительные инструменты применяют для контроля качества обработанных поверхностей при фрезеровании?

Глава 9 Строгание

9.1. Назначение и применение строгания

Строгание — это технологический процесс обработки поверхностей строгальными резцами с применением прямолинейного возвратно-поступательного движения резания. Строганием обрабатывают в основном плоские поверхности и различные фасонные поверхности с прямолинейными образующими, реже — простые криволинейные поверхности.

Строгание в сравнении с точением имеет ряд особенностей. Прежде всего необходимо отметить прямолинейность относительного перемещения обрабатываемой детали и инструмента, с чем связаны преимущества и недостатки строгания. К недостаткам относится то, что резец работает лишь в одном направлении, а на обратном ходу (холостом) он не режет, что приводит к значительным потерям времени.

Указанные обстоятельства делают невыгодным строгание в крупносерийном и массовом производстве, где требуется высокая производительность. Здесь оно успешно заменяется фрезерованием, протягиванием, шлифованием. Но в индивидуальном и мелкосерийном производстве строгание может быть более выгодным при сравнении с другими технологическими процессами и способно обеспечить высококачественную обработку. Это особенно справедливо при обработке длинных и нешироких деталей.

Подача производится в конце обратного хода, когда резец не нагружен стружкой. Перерыв в работе резца во время холостого хода способствует его охлаждению, и потому применение охлаждающих жидкостей не столь необходимо, как при непрерывной работе токарного резца. К тому же скорости строгания, как правило, значительно ниже, чем точения, и непостоянны на станках с кулисно-кривошипным механизмом. Перемена хода связана с ударами. Врезаясь в обрабатываемую деталь со значительной скоростью, строгальный резец испытывает удар тем сильнее, чем тверже обрабатываемый материал, больше размер снимаемой стружки и скорость резания. Это объясняется тем, что при строгании работают с умеренными скоростями и применяют более массивные резцы в сравнении с токарными.

Резец при строгании работает в режиме прерывистого резания (прямой медленный ход — рабочий, обратный ускоренный — холостой). За каждый двойной ход резец и детали станка испытывают два удара:

● удар в момент врезания резца в деталь, когда нагрузка мгновенно увеличивается от нуля до максимума;

● удар в момент выхода резца из детали — в этот момент нагрузка падает от максимума до нуля.

Строгание используется довольно редко и составляет не более 10 % от общего объема обработки деталей.

Строгальные станки разделяются на поперечно-строгальные, продольно-строгальные и долбежные.

У поперечно-строгальных станков поступательно-возвратное движение совершает закрепленный в суппорте резец, а обрабатываемая деталь — движение периодической поперечной подачи. У продольно-строгальных станков поступательно-возвратное движение совершает обрабатываемая деталь, а резец совершает периодическую подачу в поперечном направлении. У долбежных станков резец получает поступательно-возвратное движение вниз и вверх, а обрабатываемая деталь — периодическую подачу в поперечном, продольном или круговом направлении.

9.2. Строгальные станки

Поперечно-строгальные станки применяют для обработки небольших деталей. Наибольший ход ползуна обычно 400–700 мм, и только у крупных станков он доходит до 1200 мм.

Продольно-строгальные станки применяют для обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей крупных деталей или для одновременной обработки нескольких последовательно закрепленных мелких деталей. Длина обрабатываемой поверхности составляет 1,5–15 м.

Долбежные станки используют для обработки внутренних (шпоночных канавок, пазов и др.) и наружных поверхностей. Большинство работ на долбежных станках выполняют с предварительной разметкой.

Поперечно-строгальные станки

На таких станках можно обрабатывать горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности.

Характерная особенность работ поперечно-строгальных станков — переменная скорость резания по длине хода ползуна, которая меняется от нуля до максимума и потом снова до нуля.

Станок состоит из станины А (рис. 9.1), ползуна Б, поворотного суппорта В, стола Г с поперечиной Д, поддерживающей стойки Е и электродвигателя. Длина хода ползуна 150–900 мм. Внутри станины расположена гидросистема, осуществляющая возвратно-поступательное движение ползуна и подачу стола.

Рис. 9.1. Кинематическая схема поперечно-строгального станка 737

Гидропривод дает возможность осуществлять бесступенчатое изменение скоростей главного движения и подачи. Электродвигатель мощностью 9,1 кВт с частотой вращения ротора 1450 мин-1 приводит во вращение 2 ротационных насоса Н1 и H2 с подачами 100 и 50 л/мин. В гидросистеме находятся 5 регулирующих золотников.

Золотник З1 служит для изменения скорости рабочего хода ползуна (скорости резания). Рукояткой Р золотник З1 может быть зафиксирован в 3 положениях. В первом положении золотник находится в крайнем правом положении и пропускает масло в систему только от одного насоса H2 (Q = 50 л/мин). Масло от насоса Н1 через золотник З1 поступает в бак через переливной клапан Пл и частично в золотник подачи З5. В этом случае скорость ползуна минимальная (3 м/мин). При среднем положении золотника З1 масло в магистраль попадает от насоса Н1 (Q = 100 л/мин), а от насоса Н2 — через золотник З1 и переливной клапан Пл в бак. Естественно, что скорость ползуна будет выше, чем в первом случае. В крайнем левом положении золотника З1 масло в магистраль поступает одновременно от насосов Н1 и Н2, и, следовательно, скорость ползуна будет максимальной (37 м/мин).

Золотник З2 осуществляет реверс ползуна. Золотник З3 служит для управления золотником З2 (перемещает его вправо или влево). Золотник З4 предназначен для плавного торможения ползуна при его реверсировании. Золотник З5 нужен для регулирования подачи стола.

Поступление масла в правую или левую часть рабочего цилиндра обуславливает соответственно рабочий или холостой ход. Реверсирование хода ползуна происходит от упоров, установленных на ползуне. Так, в конце его рабочего хода правый упор поворачивает рычаг Р1 и смещает золотник З3, вправо, вследствие чего масло из магистрали поступит в левую полость цилиндра золотника З2 и сместит его вправо. При этом масло будет направлено в левую полость рабочего цилиндра, и ползун получит холостой ход. В конце холостого хода ползуна левый упор повернет рычаг Р1, и направление движения масла изменится: оно начнет поступать в правую часть рабочего цилиндра, т. е. опять наступит рабочий ход. Длину хода ползуна можно регулировать, изменяя расстояние между упорами на ползуне.

Пусковой кран К1 служит для пуска и останова ползуна. При закрытии краном К1 основной магистрали масло будет сливаться в бак. Золотник З4 под действием пружины сместится вправо и перекроет оба канала подвода масла в рабочий цилиндр. Дроссель Д1 нужен для регулирования скорости рабочего хода ползуна в пределах каждой ступени.

Подача стола гидравлическая. Масло из правой выточки золотника З2 направляется в левую полость золотника З5 и смещает золотник вправо. При этом масло от насоса Н1 через правую выточку золотника З5 поступает в верхнюю полость цилиндра подачи и смещает поршень вниз. Поршень соединен с рейкой, которая поворачивает зубчатое колесо 28. Однако из-за наличия муфт обгона М01 зубчатое колесо поворачивается вхолостую, не вращая вала I. При холостом ходе ползуна масло от насоса Н1 через золотник З2 поступает в правую полость золотника З5, смещая золотник влево, и масло из правой выточки золотника движется в нижнюю часть цилиндра подачи, смещая поршень вверх. При этом рейка поворачивает колесо 28 вместе с валом I в обратную сторону. От вала I через реверсивный механизм движение передается валу II (со скользящим колесом 30), от которого движение передается через колесо 26 ходовому винту III горизонтальной подачи (t = 2 * 6 мм) или через зубчатую и червячную пары — ходовому винту вертикальной подачи (t = 8 мм). Бесступенчатое регулирование подачи производят маховиком, расположенным сверху цилиндра подачи, изменяя ход поршня.

Ускоренные перемещения стола в горизонтальном или вертикальном направлении осуществляются от электродвигателя мощностью 1 кВт через 2 зубчатые пары и обгонную муфту М02.

Долбежные станки. Станок 7М430 (рис. 9.2) предназначен для обработки квадратных, шестигранных, шлицевых отверстий, а также наружных, плоских и линейчатых поверхностей.

Рис. 9.2. Кинематическая схема долбежного станка 7М430

Рабочий и обратный ходы суппорта осуществляются от гидропривода. От насосов 1 и 2 масло поступает к гидропанели 3 и далее по трубам в камеры цилиндра 4, который через поршень связан с долбяком 8, сообщая ему рабочий ход. Во время рабочего хода вместе с долбяком опускается зубчатая рейка (m = 2,5), которая поворачивает колесо 28 на валу I, коническую пару 20/36 и вал II, а также коническую пару 20/36 и вал III, диск 5 и кулачки 6.

В конце рабочего хода один из кулачков 6 нажимает на плечо рычага 7, переключая золотник управления в другое положение; при этом долбяк 8 получает обратный ход. Максимальных ход долбяка 320 мм.

Прерывистые подачи стола осуществляются от гидропанели 3, которая в момент реверсирования движения долбяка с обратного хода на рабочий подает масло в камеру 9 цилиндра 10 и выпускает масло из камеры 11. Поршень 12 рейкой m = 2, выполненной на штоке, поворачивает реечное колесо 24, которое через собачку повернет храповое колесо 64 на определенное число зубьев (х).

Подачу изменяют вращением винта XV маховиком 13, при этом упор 14 ограничит ход поршня 12.

Подача стола осуществляется по следующим кинематическим цепям:

1) продольная подача:

s np = х/64* 26/26 * 39/39 * 39/39 * 19/19 * 6 = 0,094 * х мм/дв. ход;

2) поперечная подача: s non = x/64 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 6 = 0,094 * x мм/дв. ход;

3) круговая подача:

ß = x/64 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 1/105 * 360° = 0,0535 * х град/дв. ход.

Подачу включают и реверсируют рукояткой 15 переключения муфты М1.

Быстрые установочные перемещения стола происходят в направлении включенной подачи от специального электродвигателя (мощностью 1,7 кВт, с частотой вращения 930 мин 1) через зубчатые колеса 17–37 и далее по указанной выше цепи подач.

Скорость перемещения стола в направлении:

● продольном:

v np = 930 -17/17- 26/26 * 39/39 * 39/39 * 19/19 * 6/1000 = 2,57 м/мин;

● поперечном: v non = 930 * 17/37 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 6/1000 = 2,57 м/мин.

Частота вращения стола при установочном вращении:

п = 930 * 17/37 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 1/105 = 4,07 мин- 1 ;

Ручное перемещение стола можно выполнить в продольном направлении при включенной муфте M2 маховичком 16 или поворотом квадратной головки 18. Поперечное перемещение вручную осуществляют вращением квадратной головки 22. Поворот стола может быть выполнен рукояткой 23. При этом зубчатое колесо 36 (вал XII) должно быть в зацеплении с колесом 21 (вал XIII).

9.3. Строгальные и долбежные резцы

Строгальные резцы по конструкции подобны токарным, но при прочих равных условиях имеют большее поперечное сечение, так как работают с переменной нагрузкой (с ударами). Для обработки стальных отливок строгальные резцы делают обычно изогнутыми, чтобы при встрече с твердыми включениями резец, отгибаясь, не врезался в уже обработанную поверхность. Это предохраняет его от выкрашивания и сохраняет качество обработанной поверхности.

По назначению различают следующие типы строгальных резцов: проходные (рис. 9.3а), подрезные (рис. 9.3б), отрезные (рис. 9.3в) и фасонные.

На рисунке 9.4 показаны проходной и прорезной долбежные резцы. У долбежного резца поверхность А — передняя, Б — задняя. Геометрические параметры режущей части строгальных резцов выбирают такими же, как и для токарных.

Строгальные резцы работают с ударной нагрузкой, поэтому передний угол у на 10° меньше, чем у токарных резцов; угол на фаске уф = +5°.

Рис. 9.3. Строгальные резцы: а — проходной; б — подрезной; в — отрезной

Рис. 9.4. Долбежные резцы: а — проходной; б — прорезной

При строгании на крупных строгальных станках успешно применяют строгальные сборные резцы (рис. 9.5), способные выдерживать нагрузки при резании чугуна на глубину до 30 мм и подаче до 2,5 мм/дв. ход. Применение таких резцов повышает производительность на 30 % (по сравнению с обычными стержневыми строгальными резцами).

Рис. 9.5. Схема сборного изогнутого строгального резца:

1 — державка; 2 — нож; 3 — штифт; 4 — винт

Высокая степень шероховатости поверхности достигается при обработке широкими резцами, оснащенными пластинами из твердых сплавов, с режущей кромкой, повернутой на 60° относительно направления рабочего движения. При чистовой обработке поверхностей крупногабаритных деталей применяют строгальные вращающиеся (чашечные) резцы (рис. 9.6). Чашка 1 из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком вращается в бронзовой втулке 7, которая запрессована в державку 2. Во втулке 7чашка 1 крепится с помощью шайбы 6, пружины 5 и гайки 3. Для исключения отвинчивания в гайке выполнено отверстие под шплинт 4.

Рис. 9.6. Чистовой строгальный вращающийся резец для обработки стали:

1 — чашка; 2 — державка; 3 — гайка; 4– шплинт; 5– пружина; 6 — шайба; 7 — втулка; а — задний угол; D. — направление движения резания

9.4. Элементы режима резания при строгании

Принципы и порядок назначения элементов режима резания при строгании те же, что и при токарной обработке.

1. Определяют глубину резания в зависимости от припуска на обработку.

Глубина резания t при строгании равна толщине срезаемого слоя за 1 проход резца (рис. 9.7а). При долблении глубина резания равна ширине резца (рис. 9.7б).

Рис. 9.7. Элементы режима резания при строгании (а) и долблении (б)

2. Выбирают подачу в соответствии с технологическими требованиями обработки заготовки. При черновом строгании чугуна обычными резцами с твердосплавными пластинами (при φ = 45°) подача должна быть не более 5,5 мм/дв. ход. В зависимости от шероховатости обработанной поверхности для обычного резца подачу можно назначать такой же, как и при наружном продольном точении, с последующей корректировкой. При работе широкими специальными сборными резцами с режущей кромкой длиной до 150 мм при получистовой обработке подача может быть до 100 мм/дв. ход.

Подача s при строгании на поперечно-строгальном станке и долблении — величина перемещения детали в миллиметрах за 1 ход резца (мм/дв. ход). На продольно-строгальных станках главное движение совершает стол с деталью, а движение подачи — резец. Отсюда подача для продольно-строгального станка — перемещение резца в миллиметрах за двойной ход стола.

3. Определяют скорость резания vpx в зависимости от глубины резания и подачи.

4. По найденной скорости резания определяют необходимое число двойных ходов в минуту:

где k — число двойных ходов в минуту;

L — длина хода стола (ползуна), мм;

m — отношение скорости рабочего хода к скорости холостого хода (значение приведено в паспорте на станок, mср = 0,75)

Найденное значение k корректируют по станку (kд — действительное значение числа двойных ходов); по значению kд подсчитывают действительную скорость резания v px.

Контрольные вопросы

1. Назовите особенности строгания в сравнении с точением.

2. Расскажите о главных движениях и подачах различных строгальных и долбежных станков.

3. Опишите конструкцию поперечно-строгального станка.

4. Перечислите основные конструктивные части долбежного станка.

5. Дайте характеристику строгальным резцам.

6. Как выбирают подачу при строгании?

7. Как определяют скорость резания при строгании?

Глава 10 Шлифование

10.1. Общие сведения о шлифовании Шлифование — один из видов обработки металлов резанием. На рис. 10.1 показаны типовые детали, обрабатываемые на шлифовальных станках. Среди них простые цилиндрические валики и сложные коленчатые валы двигателей, шлицевый валик и направляющие станины, кольца и длинные трубы, червяки и зубчатые колеса, детали, образованные плоскими поверхностями, и детали, поверхности которых имеют сложную пространственную форму. Наиболее часто при шлифовании обрабатывают наружные и внутренние цилиндрические поверхности.

Рис. 10.1. Типовые детали, обрабатываемые на шлифовальных станках

При шлифовании припуск на обработку снимается абразивными инструментами — шлифовальными кругами. Шлифовальный круг 1 (рис. 10.2) представляет собой пористое тело, состоящее из большого количества абразивных зерен 7, соединенных между собой особым веществом 5, которое называется связкой. Твердые материалы, из которых образованы зерна шлифовального круга, называются абразивными материалами. Процесс шлифования состоит в том, что шлифовальный круг 1 при вращении снимает при перемещении детали 8 тонкий слой металла (стружку) вершинами своих абразивных зерен, расположенных на режущей поверхности.

Рис. 10.2. Схема взаимодействия шлифовального круга с деталью:

1 — шлифовальный круг; 2 — направление вращения круга; 3 — режущая поверхность (периферия круга); 4 — направление подачи детали; 5 — связка; 6 — пора; 7 — зерно; 8 — шлифуемая деталь

Число абразивных зерен, расположенных на периферии шлифовального круга, очень велико; оно измеряется на кругах средних размеров десятками и сотнями тысяч штук. Поэтому при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен, к тому же неправильной формы, что приводит к очень сильному размельчению стружки и вызывает большой расход энергии.

Элементами режима резания при круглом наружном шлифовании являются окружная скорость шлифовального круга, глубина резания (поперечная подача), продольная подача и скорость вращения детали.

Окружная скорость шлифовального круга . На практике применяют скорости круга от 20 до 60 м/с. Окружную скорость круга (м/с) можно определить по формуле:

где D — диаметр круга в мм; n — число оборотов круга в минуту (об/мин).

Окружная скорость детали обычно измеряется в метрах в минуту (м/ мин), так как она значительно меньше (обычно в 60–100 раз) окружной скорости круга. Скорость детали может быть подсчитана по формуле:

где d — диаметр детали в мм; nд — число оборотов детали в минуту.

Скорость вращения детали иногда называют круговой подачей.

Глубина шлифования . Величина поперечного перемещения шлифовального круга в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности, за время одного продольного хода называется глубиной резания, или поперечной подачей. Глубина резания представляет собой толщину слоя металла, снимаемого за 1 проход. При круглом чистовом шлифовании она колеблется в пределах от 0,005 до 0,015 мм, при черновом шлифовании — в пределах 0,010–0,025 мм. Иногда глубина шлифования может быть и больше.

Продольная подача . Продольной подачей при круглом шлифовании называется путь, пройденный деталью (или кругом) в направлении, параллельном оси вращения круга, за 1 мин или за время 1 оборота шлифуемой детали. Поэтому продольную подачу можно измерять в следующих единицах: в долях высоты (ширины) круга за 1 оборот детали; в миллиметрах за 1 оборот детали (мм/об); в миллиметрах за 1 мин (мм/мин). Величина продольной подачи при круглом шлифовании зависит от вида шлифования: при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром меньше 20 мм подача принимается от 0,3 до 0,5Н (где Н — высота шлифовального круга); при черновом шлифовании деталей большего диаметра из закаленной стали — до 0,7Н; для деталей из незакаленной стали — до 0,75Н и для деталей из чугуна — до 0,85Н. При чистовом шлифовании подача составляет (0,2–0,3) Н независимо от материала и диаметра детали.

Охлаждение при шлифовании . Для отвода из зоны резания выделяющегося тепла, уменьшения трения и удаления отходов шлифования применяют обильное охлаждение различными охлаждающими жидкостями.

Чугун и медные сплавы можно шлифовать и без охлаждения, при этом станки должны быть оборудованы пылесосами, удаляющими абразивную пыль. Охлаждающая жидкость, смывая абразивно-металлическую пыль, способствует улучшению качества шлифуемой поверхности.

В машиностроении наиболее часто применяются следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее, плоское и бесцентровое.

Круглое наружное шлифование

При круглом наружном шлифовании деталь устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей, шлифование глубинное и шлифование врезное.

Для осуществления процесса шлифования необходимо, чтобы деталь и абразивный инструмент имели соответствующие относительные движения.

При круглом наружном шлифовании с продольной подачей необходимы следующие движения (рис. 10.3а): вращение шлифовального круга — главное движение резания; вращение детали вокруг своей оси — круговая подача детали; прямолинейное возвратно-поступательное движение детали (или шлифовального круга) вдоль своей оси — продольная подача; поперечное перемещение шлифовального круга на деталь (или детали на круг) — поперечная подача, или подача на глубину шлифования. При шлифовании с продольной подачей поперечная подача осуществляется периодически, в конце каждого двойного или одинарного хода стола. При глубинном шлифовании припуск снимается за 1 проход, а продольная подача выбирается очень небольшой. При круглом наружном шлифовании врезанием (рис. 10.3б) высота применяемого шлифовального круга берется равной длине детали или несколько больше ее. Поэтому здесь отпадает необходимость в продольной подаче. Поперечная подача в отличие от первого способа производится непрерывно в течение всего процесса шлифования. Таким образом, для выполнения наружного шлифования врезанием необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга, вращение детали вокруг своей оси(или ее круговая подача) и непрерывная поперечная подача шлифовального круга.

Рис. 10.3. Схемы основных видов шлифования:

а — круглое наружное с продольной подачей; б — круглое наружное врезанием; в — круглое внутреннее с продольной подачей; г — наружное бесцентровое; д — внутреннее бесцентровое; е — плоское периферией круга; ж — плоское торцом круга

Круглое внутреннее шлифование

К этому виду шлифования относятся шлифование с продольной подачей и шлифование врезанием.

Для круглого внутреннего шлифования с продольной подачей (рис. 10.3в) необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей: вращение шлифовального круга, круговая подача детали, продольная подача детали или круга, поперечная подача круга.

Бесцентровое шлифование

При бесцентровом шлифовании процесс резания осуществляется шлифующим кругом так же, как и на обычных центровых шлифовальных станках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи детали. При бесцентровом наружном шлифовании (рис. 10.3 г) шлифуемая деталь помещается на опорном ноже между кругами — рабочим (слева) и подающим или ведущим (справа). Для осуществления процесса бесцентрового шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифовального и подающего кругов, круговая и продольная подача детали. Вращение подающего круга сообщает шлифуемой детали вращение и продольную подачу. Для получения продольной подачи детали ось ведущего круга устанавливают под небольшим углом α к оси рабочего круга.

Круглое внутреннее бесцентровое шлифование (рис. 10.3д) подобно наружному и осуществляется без закрепления шлифуемой детали. В процессе шлифования деталь поддерживается 3 опорными роликами.

Плоское шлифование

Этот вид шлифования бывает 2 видов: шлифование периферией круга (рис. 10.3е) и шлифование торцом круга (рис. 10.3ж).

Для осуществления плоского шлифования необходимы следующие движения:

● главное движение резания, создаваемое вращением шлифовального круга;

● движение подачи детали;

● движение поперечной подачи детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном к главному движению подачи детали;

● движение круга на деталь или детали на круг — подача на глубину шлифования.

Столы плоскошлифовальных станков могут совершать прямолинейное возвратно-поступательное и вращательное движение. Соответственно, главное движение подачи детали может быть прямолинейным или вращательным. Движение подачи на глубину шлифования может быть непрерывным или прерывистым.

10.2. Шлифовальные станки

Различают станки следующих типов: круглошлифовальные (для шлифования наружных цилиндрических поверхностей); внутришлифовальные (для обработки отверстий); плоскошлифовальные; специальные (зубошлифовальные, резьбошлифовальные, шлицешлифовальные) и заточные (для заточки инструментов). Из них на ремонтных предприятиях сельскохозяйственного профиля наиболее часто применяют круглошлифовальные, плоскошлифовальные, а также специальные станки, например станки для шлифования шеек коленчатых валов, кулачков распределительных валов. Рассмотрим некоторые из них.

Круглошлифовальные станки

От электродвигателя 4 (рис. 10.4) через клиноременную передачу вращение передается на вал II, на котором закреплен шлифовальный круг 19. Шпинделю вращение передается от электродвигателя I с помощью 2 ременных передач и вала I. Обрабатываемую деталь закрепляют в патроне, который навертывают на шпиндель 2 или устанавливают в центрах. В последнем случае ее приводят во вращение с помощью поводковой планшайбы.

Продольную подачу производят с помощью гидропривода. Насос 17 подает масло по трубопроводу 22 в реверсивный золотник 28. Масло поступает по трубопроводу 26 в правую полость силового цилиндра 3, закрепленного на валу III. При этом стол станка будет перемещаться справа налево. Из левой полости цилиндра 3 масло вытесняется поршнем в трубопровод 27 и далее через золотник 28, управляющий золотник 29 и дроссель 30 сливается обратно в бак. Когда стол дойдет до упора 39, рычаг 25 преодолеет защелку 23 и займет второе положение. При этом золотник 28 переместится влево, поток масла пойдет по трубопроводу 27, и стол начнет двигаться вправо.

Масло от насоса через управляющий золотник по трубопроводу 31 непрерывно подается также в цилиндр 32. Шток поршня, перемещаясь, выводит из зацепления зубчатые колеса 36 и 37 кинематической цепи ручной подачи стола.

Для остановки стола необходимо рукоятку 24 переместить вправо до перекрытия потока масла к дросселю. Тогда масло начнет выливаться из полости цилиндра 32 и пружина введет в зацепление колеса 36 и 37. В этом случае с помощью маховика 33 через зубчатые пары 34–35 и 36–37, а также реечной пары 38 станет возможным перемещение стола вручную.

Рис. 10.4. Схема круглошлифовального станка 3150

Поперечную подачу осуществляют путем поворота на некоторый угол ходового винта IV. Масло от насоса 17 подается к золотнику 20. С помощью упора, закрепленного на столе, и рычага в этом золотнике поршень опускается. Затем масло поступает по трубопроводу 21 в цилиндр 15, перемещает поршень и дает периодический поворот храпового колеса 11. Посредством зубчатых колес 9–10 и 7–8 винт IV получает движение.

На станке также предусмотрено устройство для быстрого отвода и подвода шлифовального круга путем осевого перемещения винта IV одновременно с шлифовальной бабкой. На конце винта IV свободно насажан поршень цилиндра 5. По трубопроводу 18 масло подается в трехпозиционный золотник 6, который в крайних положениях направляет его в одну из полостей цилиндра 5. Маховик 14 служит для быстрого ручного перемещения шлифовальной бабки через зубчатые колеса 9–10, 7–8 и винт IV. Ручную поперечную подачу осуществляют поворотом рукояткой (расположена в правой части маховика 14) зубчатого колеса 13, находящегося в зацеплении с колесом 12 (с внутренними зубьями) и далее через колеса 9–10, 7–8 на винт IV. Опоры шпинделя и другие узлы станка смазывают с помощью шестеренного насоса 40. В системе установлен предохранительный клапан 16.

Плоскошлифовальные станки

Такие станки разделяют на станки, работающие периферией или торцом круга. Их выпускают с круглым или прямоугольным столом. В ремонтном производстве применяют в основном плоскошлифовальные станки, работающие периферией круга и с прямоугольным столом.

Общая схема плоскошлифовального станка, работающего периферией круга, приведена на рисунке 10.5а. В станине 1 размещены детали гидропривода. На направляющих станины помещается стол 10, получающий возвратно-поступательное движение от штока 5 рабочего цилиндра гидросистемы. На столе имеются Т-образные пазы для крепления деталей, приспособления или магнитной плиты 9.

Величину хода L стола регулируют кулачками 6, которые предварительно устанавливают и закрепляют в требуемом положении. В любом из крайних положений стола соответствующий кулачок поворачивает рычаг 3, осуществляя тем самым реверсирование гидропривода подачи стола. Таким образом, длина рабочего хода стола определяется расстоянием L между кулачками. Пуск и останов станка выполняют от кнопочной станции 2. На станине станка неподвижно закреплена колонна 7, на которой размещена шлифовальная бабка, перемещаемая в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Рукоятки 8 и 4 служат для перемещения шлифовальной бабки. Шлифовальный круг вращается с постоянной частотой вращения от отдельного электродвигателя.

В процессе шлифования стол с изделием движется возвратно-поступательно, осуществляя продольную подачу. Поперечная подача производится передвижением шлифовальной бабки с кругом.

Плоскошлифовальные станки, работающие торцом круга, могут иметь вращающийся или продольно перемещающийся стол. Эти станки более производительны по сравнению со станками, работающими периферией круга. Плоскошлифовальные станки с вращающимся столом предназначены для шлифования сравнительно небольших деталей, обычно закрепляемых на магнитной плате. Станки с продольно перемещающимся столом применяют для шлифования больших поверхностей крупных деталей.

На рисунке 10.5б приведена общая схема плоскошлифовального станка, работающего торцом круга, с вращающимся столом. В полой коробчатой станине 1 размещены механизмы привода станка и подачи шлифовальной бабки. На станине закреплена колонна 11 с направляющими, по которым может перемещаться в вертикальном направлении шлифовальная бабка 19 с шлифовальным кругом 18. По направляющим станины могут перемещаться салазки, на которых расположен вращающийся стол 75 с электромагнитной плитой 17. На станке имеются электродвигатель привода стола 13, кнопки управления 16, рукоятки управления 14 и маховичок 12; последний осуществляет быстрое перемещение шлифовальной бабки при наладке станка.

Рис. 10.5. Схемы плоскошлифовальных станков, работающих: а — периферией круга; б — торцом круга

10.3. Шлифовальные круги

Шлифовальные круги различают по следующим признакам: по виду абразивного материала; по зернистости; по связке; по твердости; по структуре (строению); по форме и размерам.

Абразивный материал

Абразивный материал представляет собой минерал естественного или искусственного происхождения, раздробленный на зерна определенной величины.

Искусственные материалы имеют более высокие и более однородные качества, чем естественные. К естественным абразивным материалам относятся кварц, гранит, наждак, корунд и алмаз. Важнейшие искусственные абразивные материалы: электрокорунды, карбид кремния, карбид бора, синтетический алмаз и эльбор. Электрокорунды бывают 4 видов:

● электрокорунд нормальный — Э, выплавляемый из бокситов;

● электрокорунд белый — ЭБ, выплавляемый из глинозема;

● электрокорунды легированные, выплавляемые из глинозема с различными добавками (хромистый — ЭХ, титанистый — ЭТ);

● монокорунд — М, выплавляемый из боксита с сернистым железом и восстановителем с последующим выделением монокристаллов корунда.

Зернистость абразивного материала характеризуют размеры абразивных зерен. Абразивный материал по зернистости разделяют на шлифзерно, шлифпорошки и микропорошки. Разделение шлифзерна и шлифпорошков по размерам производится рассевом на ситах. Обозначение номеров зернистости принято по величине отверстия сита (в сотых долях миллиметра), на котором задерживается зерно основной фракции.

Шлифзерно имеет номера от 16 до 200 с размером зерен основной фракции от 160 до 2500 мк; шлифпорошки имеют номера от 3 до 12 с размером зерен от 28 до 160 мк; микропорошки имеют номера от М5 до М40 с размерами зерен от 3,5 до 40 мк.

Связка

Связки подразделяются на неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная, к органическим — бакелитовая и вулканитовая.

Круги, изготовленные на керамической связке (условное обозначение — К), имеют наибольшую пористость и поэтому меньше засаливаются, легко режут металл и, обладая хорошей водоупорностью, допускают шлифование с охлаждением.

В силикатной связке (условное обозначение — С) в качестве основного связующего материала применяется жидкое стекло, которое обладает недостаточной прочностью. Круги на такой связке быстро изнашиваются, но работают с малым выделением тепла. Такая связка применяется только в тех случаях, когда поверхность детали чувствительна к повышению температуры при резании. Круги на силикатной связке обычно используются без охлаждения.

Магнезиальная связка имеет ограниченное применение, так как круги, изготовленные на этой связке, неоднородны, быстро и неравномерно изнашиваются. Они гигроскопичны, и их можно использовать только для сухого шлифования.

Бакелитовая связка (условное обозначение — Б) в качестве главной составляющей имеет жидкий или порошкообразный бакелит (это искусственная смола). Круги на такой связке обладают большой прочностью, но быстро изнашиваются. При тяжелых условиях работы, когда температура в зоне резания достигает 300 °C и более, связка начинает выгорать, а зерна преждевременно выкрашиваются. Указанные круги используют главным образом для работы без охлаждения. Бакелитовая связка несколько разрушается под действием щелочных растворов, находящихся в охлаждающей жидкости. Поэтому охлаждающая жидкость в случае применения кругов на этой связке не должна содержать щелочи свыше 1,5 %.

Прочность и упругость бакелитовой связки позволяют работать изготовленными на ней кругами при окружных скоростях, достигающих 35–50 м/с. Упругость связки дает возможность изготовлять тонкие круги (толщиной 0,5 мм) для прорезных работ. Эти свойства бакелитовой связки обеспечили ей широкое распространение в производстве абразивных инструментов.

Вулканитовая связка (условное обозначение — В) приготовляется из каучука, подвергнутого вулканизации. Круги на вулканитовой связке обладают большей упругостью, чем на бакелитовой, и поэтому применяются для прорезных работ. Они характеризуются значительно меньшей пористостью. При температуре 150 °C связка размягчается и начинает выгорать.

Твердость шлифовального круга

Под твердостью абразивного инструмента понимается сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен с поверхности инструмента под влиянием внешних усилий. Ниже приведена шкала твердости шлифовальных кругов.

Таблица 10.1. Шкала твердости шлифовальных кругов

При малой твердости зерна сравнительно легко выкрашиваются из круга, а при повышении твердости зерна держатся более прочно. Цифры 1, 2 и 3 справа от буквенного обозначения твердости характеризуют степень твердости абразивного материала в порядке ее возрастания. Структура шлифовального круга

Под структурой шлифовальных кругов понимают их внутреннее строение, т. е. количественное соотношение и взаимное расположение зерен, связки и пор (мелких пустот в круге) в массе круга.

Поры служат для размещения в них стружки. Стружка не должна застревать в порах и при выходе шлифовального круга из соприкосновения с деталью должна свободно вылетать из них, иначе круг потеряет режущую способность.

На рис. 10.6 схематично показаны шлифовальные круги различной структуры. При более плотной структуре количество зерен, приходящихся на единицу поверхности, больше, а размеры пор меньше. Некоторые шлифовальные круги изготовляют с заранее установленным строением круга, т. е. с определенным расположением пор в круге. Такие круги называются структурными. Основой системы структур является объемное содержание абразивного зерна в инструменте.