Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 20 )

Сферические поверх­ности можно обрабатывать и фрезерованием. Для этого необходимы делительная головка и поворотный стол, приводимые в движение от механизма подачи стола. Инструментом служит полая либо торцовая фреза.

Сущность фрезерования сферических поверхностей заключает­ся в следующем. Предположим, что нам надо обработать сферичес­кую поверхность ABC (рис. 5.6) с центром в точке О. Представим себе, что конус с основанием АВ и вершиной в точке О вращается вокруг об­разующей ВО. Тогда все точки основания АВ конуса будут распола­гаться на шаровой поверхности. Если обработку будем вести тор­цовой фрезой с внутренним диаметром Dф, равным диаметру основа­ния АВ воображае­мого конуса, и установим эту фрезу так, чтобы ее ось расположилась под углом б, равным половине угла при вершине воображаемого конуса АОВ, то при вращении фрезы вокруг своей оси, а обрабатываемой детали вокруг оси ВО шаровая поверхность ока­жется обработан­ной после одного полного оборота детали.

Зная диаметр сферической поверхности Dш и высоту Н шарового сегмента, легко установить величину диаметра фрезы Dф  и величину угла установки б:

Dф = ; sin б = .

Величина угла установки а может быть выражена через Dш и Н:

sin б = .

Высокая производительность фрезерования сферических повер­хностей позволяет использовать его не толь­ко в условиях мелкосе­рийного производства, но и в крупносерийном.

5.2. Фрезерование фасонных поверхностей

В машиностроении фасонные поверхности встречаются очень часто, причем они могут представлять собой сочетание плоскостей, расположенных по отношению друг к другу под определенными угла­ми, или иметь криволинейный профиль.

Обработка фасонных поверхностей относится к сложным и трудоемким операциям. На фрезерных станках она осуществляется двумя способами: фасонными фрезами и обычными фрезами с помо­щью приспособлений.

Обработка фасонными фрезами — один из производитель­ных способов фрезерования, применяющийся в крупносерийном и массовом производстве. Обработка производится на горизонтально-фрезерных и продольно-фрезерных станках.

Фасонные фрезы — инструмент специальный, изготовляется он инструментальными цехами машиностроительных заводов.

Фасонные фрезы непригодны для работы по корке. Поэтому в целях рациональной эксплуатации фрез и повышения их производи­тельности черные поверхности рекомендуется предварительно обра­батывать любым другим инструментом. Предварительная обработка применяется и в тех случаях, когда глубина резания, а также протя­женность режущей кромки получаются достаточно большими.

Фасонные фрезы изготовляют с затылованным зубом и перед­ним углом г = 0. Заточка производится по передней поверхности.

Переточка фрез с затылованным зубом по передней поверхнос­ти уменьшает толщину зуба, а следовательно, и его прочность, что вызывает необходимость производить работу с меньшей подачей. Кроме того, фрезы име­ют повышенное биение зубьев, а это ухудшает качество обработанной поверхности.

В настоящее время получили распространение фасонные фрезы с острозаточенным зубом. Они обеспечивают более спокойную (т. е. безударную) работу, чем фрезы с затылованным зубом, и имеют большее число зубьев. При переточке фрез по их фасонному профи­лю прочность остроконечного зуба не только не уменьшается, но даже увеличивается, так как высота его уменьшается.

Схема обработки кулачков фасонными фрезами приведена на рис. 5.7. Заготовки 2 закреплены на трех оправках 3, которые установ­лены в центрах трехшпиндельной делительной головки 4. Обработка ведется набо­ром из трех фасонных фрез 1.

Фрезерование по разметке. Способ обработки фасонных поверхностей по разметке является малопроизводительным и неточ­ным. Он применяется при изготовлении небольшого количества дета­лей. Работа производится чаще всего концевой фрезой преиму­щественно на вертикально-фрезерных станках при двух одновремен­но действующих ручных подачах. Величины этих подач должны быть такими, чтобы в результате одновременного их действия обрабатыва­емая поверхность получила заданную форму.

В ряде случаев удается усовершен­ствовать способ обработки фасонных поверхностей по разметке (рис. 5.8). На планке 2 размеча­ется контур (например, штампа), который должен быть получен после фрезерования. Планка 2 устанавливается в вертикальном положении на плоскости заготовки 1. Размеченная сторона планки обращена в сторону фре­зеровщика. На шпинделе 5 вертикально-фрезерного станка закрепляется указа­тель 4 в виде иглы, который показывает относительное перемещение заготовки 1 и шпинделя с фрезой 6. Правильность перемещений контролируют по разме­точной риске 3, нанесенной на планку 2. Приспособление позволяет повысить производительность труда и точность об­работки по разметке.

Обработка по копиру значитель­но повышает точность фасонного фрезе­рования. При обработке по копиру поло­жение стола станка с деталью относи­тельно оси фрезы при продольном и по­перечном перемещениях стола ограничи­вается рабочей поверхностью копира. Схема обработки по копиру приведена на рис. 5.9. На обрабатываемую деталь 1, установленную в приспособлении 4, нак­ладывают копир 2 с контуром, точно со­ответствующим контуру детали после об­работки. Концевая фреза 3 кроме ре­жущей имеет цилиндрическую часть диа­метром, равным диаметру режущей час­ти. Для воспроизведения по детали тре­буемого контура цилиндрическая часть фрезы должна находиться в процессе ра­боты в контакте с поверхностью копира. Это достигается благодаря однов­ремен­ному управлению вручную продольной и попе­речной подачами стола.

При таком способе обработки фа­сонных поверхностей удается значитель­но уменьшить припуск на окончательную слесарную обработку контура детали.

При изготовлении небольшого коли­чества деталей вместо копира исполь­зуют одну из готовых деталей.

Обработка фасонных поверхностей с применением накладных копиров хотя и производительнее, чем по разметке, но все же утомительна для станочника, так как требует от него напряжен­ного внимания и осуществления ручных подач. Поэтому в серийном производстве используют более совершенные схемы копирования на вертикально-фрезерных станках, снабженных специальными копиро­вальными приспособлениями. Основным движением при фрезерова­нии по копиру является продольная подача стола или вращение круг­лого стола.

Схема фрезерования по копиру на станке с ис­пользованием круглого сто­ла приведена на рис. 5.10. Заготовка детали 1 и копир 2 закреплены на круглом столе 3. В процессе фре­зерования стол медленно вращается с помощью чер­вячной передачи. Он уста­новлен на салазках 4, ко­торые могут перемещаться по направлению, указанно­му стрелкой К. Под дейст­вием груза 6 копир 2 всег­да прижат к ролику 5, зани­мающему на станке неиз­менное положение. При вращении стола 3 копир с деталью также будет вра­щаться, а так как копир прижат к ролику, то в соот­ветствии с контуром копира салазки 4 вместе с копиром и деталью получат допол­нительное радиальное пе­ремещение в ту или иную сторону. Благодаря этому фреза будет воспроизводить на детали тре­буемый контур.

На фрезерных станках моделей 6Н11, 6Н12 и 6Н13 для привода круглых столов в механизме передачи их имеется особый валик. На других моделях фрезерных станков передача может быть осуществ­лена от ходового винта стола.

Схема фрезерования незамкнутых контуров на продольно-фре­зерных станках показана на рис. 5.11, а. Обрабатываемая деталь 8 и копир 2 закреплены на столе станка независимо друг от друга. На ка­ретке 4, освобожденной от связи с ходовым винтом поперечной пода­чи, смонтированы копировальный шпиндель 5 с роликом 1 и фрезер­ная головка 6 с фрезой 7. Груз 3 обеспечивает постоянное прижатие копирного ролика 1 к копиру. При сообщении столу станка автомати­ческой продольной подачи шпиндельная бабка будет получать попе­речное перемещение, определяемое профилем копира. Поскольку расстояние М между осями ролика и фрезы остается постоянным (М = const), то эти оси будут описывать подобные кривые.

После переточки диаметр фрезы уменьшается. Если расстояние М оставить постоянным, то размеры детали увеличатся. Чтобы избе­жать этого, копирные ролики изготовляют коническими (рис. 5.11, б). В этих случаях для компенсации уменьшения диаметра фрезы на вели­чину Дd шпиндель с копирным роликом необходимо при­поднять на величину h.

Обработка фасонных поверхностей на специальных стан­ках. В настоящее время станкостроительная промышленность выпус­кает специальные копировально-фрезерные станки со следящими си­стемами, основанными на электрических, гидравлических, гидропнев­матических и других принципах. В станках со следящими системами давление копировального щупа или ролика на копир значительно меньше, чем в системах с механической связью.

Большое распространение получили копировально-фрезерные станки с электрической системой.