Реферат: Фрезерные станки

Перед фрезерованием необходимо осмотреть заготовку со всех сторон, выявить все дефекты {трещины, сучки, пороки строения и ненормальности окраски, гниль, червоточины, дефекты пред­шествующей механической обработки, покороблениость), мысленно оценить их размеры, взаимное положение, проанализировать воз­можное влияние дефектов па качество обработки не только на фрезерных станках, но и при выполнении последующих операций технологического процесса. Не следует фрезеровать сильно поко­робленные заготовки, стрела прогиба у которых заведомо больше припуска на обработку, т. к. они неизбежно окажутся браком. Это же относится к заготовкам, имеющим дефекты, не допускаемые техническими условиями на данный вид изделий.

Важный момент, предшествующий обработке, — правильный выбор технологических баз и направления волокон древесины по отношению к направлению подачи. База выбирается исходя из не­обходимости устойчивого базирования заготовки на переднем сто­ле и поэтому для покоробленных заготовок должна иметь вогну­тую форму. Одновременно необходимо учитывать, что значитель­ная общая глубина фрезерования при формировании технологиче­ской базы позволяет удалять ряд дефектов с базовой поверхности, чего невозможно достичь при последующих операциях.

Размеры неровностей на фрезерованных поверхностях, а следо­вательно, и шероховатость поверхности обработки во многом за­висят от угла подачи между направлением волокон древесины и вектором скорости подачи. Так, при подаче по волокнам со скоро­стью 12 м/мин шероховатость обработанной поверхности R_z max = 60… 100 мкм (), а при подаче против волокон (встречный косослой) достигает 320 мкм (). Таким образом, только пра­вильной ориентацией заготовок, подаваемых в станок, можно до­биться как минимум двукратного увеличения скорости подачп и соответственно производительности при сохранении заданного уровня шероховатости.

Глубина фрезерования на фрезерном станке зависит от припу­ска на обработку. Необходимо стремиться к работе при малых глубинах фрезерования, т. к. это приводит к уменьшению сил резания и усилий прижима, деформирующих заготовку, позволяет устранить нежелательное явление деформациизаготовки при рас­пределении внутренних напряжений, когда сфрезеровывается зна­чительная часть материала. Одновременно работа с малыми глу­бинами фрезерования позволяет рационально использовать при­пуск на обработку и уменьшает возможность появления техноло­гического брака, снижает утомляемость рабочих. Обрабатываемые заготовки и материалы надо подавать в станок справа налево.

При работе на фрезерном станке с ручной подачей необходимо обеспечить плавную и равномерную подачу заготовок, плотно при­жимая обработанные стороны заготовки к поверхностям стола и направляющих устройств. После рабочего хода обработанную по­верхность (или поверхности) осматривают и, если на детали оста­лись непрофрезерованные места или дефекты, которые невозмож­но устранить последующей механической обработкой, ее бракуют. Плоскостность без заготовок проверяют поверочной линейкой и щупом или «на просвет» по щели между двумя заготовками, сопри-, касающимися обработанными поверхностями. Перпендикулярность смежных поверхностей заготовки контролируют угольником и щу­пом. Профиль обработанной детали проверяют по шаблону.

Для фрезерных станков с нижним расположением шпинделя установлены по ГОСТ 69—75 следующие допуски на обработку деталей, в мм: равномерность ширины паза 0,1 на 1000; парал­лельность паза базовой поверхности 0,25 на 1000; равномерность ширины проушины 0,1 на 100; параллельность проушины базовой поверхности (для станков с шипорезной кареткой) 0,1 на 100.

Для безопасной работы на станках заготовки короче 400 мм, уже и тоньше 40 мм, а также заготовки с фасонным профилем разрешается фрезеровать только при помощи колодок-толкателей. Фрезерование кромок шпона необходимо вести в паке­тах с использованием специальных приспособлений — цулаг, обес­печивающих обжатие и надежное крепление пакета. Для обработ­ки заготовок небольшой толщины и, как правило, невысокой жест­кости можно использовать вальцевые механизмы подачи с неза­висимой подвеской подающих вальцов. При обработке заготовок длиной более 2 м спереди и сзади станка необходимо устанавли­вать опоры в виде стоек с роликами, приставных столиков, роликовых столов. Ролики должны располагаться на 0,6—1 м один от другого и легко вращаться.

Высота выкладываемых стоп обработанных деталей и заго­товок не должна быть более 1,7 м. Оптимальные решения по ор­ганизации рабочих мест, размещению подстопных мест и проходов необходимо принимать из конкретных условий производственного процесса.

3. Виды режущих инструментов

В станках фрезерной группы применяются многочисленные кон­струкции режущего инструмента — фрезы, которые по основным отличительным конструктивным признакам могут быть разбиты на две группы: насадные (цельные, составные, сборные) и концевые (цельные затылованные и цельные незатылованные).

3.1 Инструментальные материалы для фрез.

Одно из основных условий высокопроизводительной работы режущего инструмента — правильный выбор инструментального ма­териала. Для изготовления режущих элементов фрезерного инст­румента в деревообработке применяют инструментальные стали (легированные, быстрорежущие), твердые сплавы, металлокерамические материалы. Для изготовления корпусов инструментов ис­пользуют конструкционную качественную сталь, конструкционную легированную сталь, а также специальные легкие сплавы.

Легированные инструментальные стали. Эти стали в своем со­ставе содержат легирующие элементы (хром X, вольфрам В, ва­надий Ф и др.), повышающие их режущие и другие свойства (на­пример, износостойкость возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с износостойкостью углеродистых инструментальных сталей). Для изготовления цельных насадных фрез, а также сменных резцов и ножей в сборных фрезах широко используют хромовольфрамованадиевые стали марок Х6ВФ и 9Х5ВФ.

Быстрорежущие инструментальные стали. Эти стали обладают более высокими режущими свойствами по сравнению с обычными легированными сталями вследствие большего содержания вольф­рама В, а также присутствия молибдена М. Для дереворежущих инструментов используют следующие марки быстрорежущих ста­лей: Р4, Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5. Вольфрамомолибденовые стали марок 6РМЗ и Р6М5 значительно повышают прочность и изно­состойкость инструмента. Вследствие значительного содержания молибдена режущие свойства этих сталей близки к режущим свой­ствам быстрорежущих сталей Р12 и Р18, несмотря на то, что со­держание вольфрама в них в 2—3 раза меньше.

Твердые металлокерамические сплавы. Основные компоненты твердых сплавов — карбиды вольфрама, титана и тантала. Ко­бальт в составе твердых сплавов играет роль цементирующей связки. В деревообработке наибольшее распространение получили однокарбидные металлокерамические твердые сплавы, содержа­щие карбиды вольфрама (марки ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В, ВК15).

При изготовлении инструмента с пластинками твердого спла­ва, как правило, используют стандартные пластинки, которые крепят к державке или корпусу методом пайки или механичес­кими устройствами.

3.2 Насадные фрезы

Для фрезерования древесины и древесных материалов ши­роко используют насадные фрезы, отличительная особенность ко­торых— отверстия для насадки на шпиндель станка или непосред­ственно на вал электродвигателя.

Насадные фрезы в зависимости от конструктивного исполнения разделяют на цельные и сборные. В свою очередь цельные насад­ные фрезы могут быть одинарными и в виде наборов фрез (составные). Набор цельных фрез чаще всего представляет собой группу фрез, подобранных для обработки профилей деталей, получение которых одинарными фрезами трудно, непроизводительно или не­возможно. Набор цельных фрез закрепляют на одном общем валу. В набор могут входить фрезы одинаковые по параметрам или раз­ные. Цельные, фрезы изготавливают из одной заготовки легиро­ванной стали или из конструкционной стали с припаянными пла­стинками твердого сплава или легированной стали. По оформлению задней поверхности зуба дельные фрезы разделяют на затылованные и с прямой задней гранью (с остроконечными зубьями). Затылованные цельные фрезы чаще всего предназначены для фасонного фрезерования различных профилей, режущая кромка у них фа­сонная.

В зависимости от формы режущих кромок получается тот или иной профиль обрабатываемых деталей. Зубья фасонных затылованных фрез имеют плоскую переднюю грань; заднюю их грань чаще всего оформляют по кривым архимедовой спирали или по дугам окружности, проведенным из смещенного центра. Особен­ность затылованных фрез в том, что при переточках по передней грани они сохраняют постоянство профиля режущей кромки в осе­вом сечении зуба фрезы.

Диаметры посадочного отверстия d у фрез цельных фасонных составляют 22; 27 и 32 мм, что в большинстве случаев совпадает с соответствующими размерами оправок фрезерных станков. Внеш­ний диаметр D фасонных фрез 80; 100 и 125 мм.

Фасонные цельные затылованные фрезы имеют ряд достоинств: сохраняют угловые параметры за весь срок службы инструмента, что обеспечивает постоянство профиля обрабатываемых деталей, удобны в эксплуатации, хорошо сбалансированы. Однако имеют и недостатки, основной из которых — нерациональное использование легированной инструментальной стали: эффективно используется не более 10—20 % массы фрезы.

У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя грани имеют плоскую форму в плоскостях перпендикулярных оси вра­щения фрезы. Конструкции фрез данного типа довольно разнооб­разны. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся фрезы для фасонного фрезерования, пазовые, для фрезерования шипов и др. В зависимости от назначения и конструкции фрезы с ост­роконечными зубьями затачивают по передней или задней грани. Эти фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или конструкционной стали (корпус) с припаянными пластинками бы­строрежущей стали или твердого сплава на зубьях фрезы. В за­висимости от вида выполняемых работ и сложности профиля дета­ли фрезы с остроконечными зубьями могут быть одинарными, со­ставными (составлены из разных фрез) или в виде комплектов из нескольких однотипных фрез.

Боковые режущие кромки фрез, обеспечивающие размер по ши­рине В паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины В постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, форми­рующих размер В, имеют с двух сторон подрезающие зубья с пе­редним углом 45°. Подрезающие зубья (подрезатели) выступают над основной окружностью резания на 0,5 мм и служат для обес­печения качественной обработки. Существуют аналогичные по кон­струкции пазовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.

Для плоского цилиндрического фрезерования применяют фрезы с остроконечными зубьями, оснащенными пластинками твердого сплава. Эти фрезы чаще всего используют в мебельном производ­стве при обработке щитов, облицованных шпоном, пластиками и другими материалами. Для повышения качества обработки со сто­роны облицовочного слоя (устранения сколов) зубья имеют на­клон к оси вращения. Наклон режущей кромки выбирают таким образом, чтобы сила Р была направлена в глубь массива. При фрезеровании плит, облицованных с двух сторон, применяют фре­зы с двусторонним наклоном режущих кромок, что обеспечивают составные фрезы, состоящие из двух одинаковых фрез, но с раз­ным наклоном зубьев, или одинарные фрезы с двумя рядами зубьев. Угол наклона зубьев к оси фрезы обычно 15—20°.

При фрезеровании древесных материалов (ДСтП, ДВП, пла­стиков и др.) рационально использовать твердый сплав в качестве инструментального материала. В зависимости от профиля обраба­тываемой детали могут быть применены стандартные пластинки или пластинки из пластифицированного твердого сплава. Доволь­но часто приходится перешлифовывать стандартные пластинки твердого сплава, чтобы придать им требуемую форму и размеры. Перешлифовку .делают алмазными кругами повышенной произво­дительности. В целях рационального использования твердого спла­ва, а также в зависимости от профиля режущей кромки пластин­ки припаивают по передней или задней грани зуба. Так, для фрез, предназначенных для плоского или углового фрезерования, более экономичное использование пластинки будет при располо­жении ее по задней грани, однако при этом должна быть обеспе­чена надлежащая прочность припайки. У фрез для фасонной об­работки пластинки твердого сплава, как правило, припаивают к передней грани.

Окончательное профилирование режущих кромок фрезы дела­ют после припайки пластинок. Очертание профильных режущих кромок у фасонных фрез, оснащенных твердым сплавом, может быть самым разнообразным.

Для фрезерных станков наибольшее распространение получили конструкции сборных насадных фрез, представленные на рис. 9. Дисковая пазовая фреза предназначена для фрезеро­вания пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи 1, укрепляемые в клиновых пазах корпуса 4 клиньями 2 и распорными винтами 3. Внешний диаметр D фрез 200; 250; 320 и 360 мм. Ножи изготавливают из стали или оснащают пластинками твердого сплава длиной 50 мм и шири­ной 8; 12; 16; 20 мм. Диаметр посадочного отверстия 32 и 40 мм.

Цилиндрическая сборная фреза с прямыми ножами (рис. 9,6) имеет центробежно-клиновой способ крепления ножей. Фреза со­стоит из корпуса 4, ножей 1, клиньев 2 и распорных болтов 3: При вывинчивании болтов 3 клинья 2 прочно закрепляют ножи в корпусе. Для надежного крепления ножей усилие затяжки со­ставляет 30—40 Н при длине ключа 120—140 мм. Во время вра­щения фрезы под действием центробежных сил усилие зажима ножа в корпусе возрастает.

Фрезы выпускают в двух исполнениях: исполнение А — с плос­кими стальными ножами длиной 40; 60; 90; ПО; 130; 170 и 200 мм; исполнение Б — с ножами, оснащенными пластинками твердого сплава ВК15. Внешний диаметр фрез 80; 100; 125; 140; 160 и 180 мм. Существуют аналогичные конструкции фрез для про­фильного фрезерования, а также нарезки шипов.

Составные фрезы собирают (составляют) из двух и более цель­ных фрез для обработки сложных (двухсторонних) профилей, имеющих участки, расположенные в плоскости вращения фрезы. Сборные насадные фрезы имеют сменные режущие элементы — резцы или ножи. В этом их основная особенность. Сборные насад­ные фрезы состоят из корпуса, режущих элементов в виде ножей или резцов, деталей крепления, регулирования, центрирования и зажатия на шпинделе станка. Сборные насадные фрезы обеспе­чивают постоянство диаметра резания независимо от переточек.

3.3 Концевые фрезы

В отличие от насадных фрез у концевых нет посадочного от­верстия, а есть хвостовик, которым они закрепляются на шпин­деле станка. Хвостовики бывают цилиндрические, конусные или резьбовые. Фрезы закрепляют в конусном или резьбовом гнезде шпинделя, патроне или цанге. В зависимости от формы поверхно­сти, описываемой режущими кромками при вращении инструмента, фрезы подразделяют на цилиндрические и фасонные.