Реферат: Многозубные инструменты
Фрезерование является одним из наиболее распространенных методов обработки. По уровню производительности фрезерование превосходит строгание и в условиях крупносерийного производства уступает лишь наружному протягиванию. Кинематика процесса фрезерования характеризуется быстрым вращением инструмента вокруг его оси и медленным движением подачи. Движение подачи при фрезеровании может быть прямолинейно-поступательным, вращательным, либо винтовым. При прямолинейном движении подачи фрезами производится обработка всевозможных цилиндрических поверхностей: плоскостей, всевозможных пазов и канавок, фасонных цилиндрических поверхностей При вращательном движении подачи фрезерованием обрабатываются поверхности вращения, а при винтовом движении подачи - всевозможные винтовые поверхности, например, стружечные канавки инструментов, впадины косозубых колес и т. п.
Фреза представляет собой исходное тело вращения, которое в процессе обработки касается поверхности детали, и на поверхности которого образованы режущие зубья. Форма исходного тела вращения зависит от формы обработанной поверхности и расположения осифрезы относительно детали. Меняя положение оси инструмента относительно обработанной поверхности, можно спроектировать различные типы фрез, предназначенных для изготовления заданной детали.Многообразие операций, выполняемых на фрезерных станках, обусловило разнообразность типов, форм и размеров фрез.Цилиндрические фрезы 'применяются на горизонтально-фрезерных станках при обработке плоскостей. Эти фрезы могут быть с прямыми и винтовыми зубьями. Фрезы с винтовыми зубьями работают плавно; они широко применяются на производстве. Фрезы с прямыми зубьями используются лишь для обработки узких плоскостей, где преимущества фрез с винтовым зубом не оказывают большого влияния на процесс резания. В месте стыка фрез предусматривается перекрытие режущих кромок одной фрезы режущими кромками другой. Цилиндрические фрезы изготовляются из быстрорежущей стали, а также оснащаются твердосплавными пластинками, плоскими и винтовыми.Торцовые фрезы широко применяются при обработке плоскостей на вертикально-фрезерных станках. Ось их устанавливается перпендикулярно обработанной плоскости детали. В отличие от цилиндрических фрез, где все точки режущих кромок являются профилирующими и формируют обработанную поверхность, у торцовых фрез только вершины режущих кромок зубьев являются профилирующими. Торцовые режущие кромки являются вспомогательными. Главную работу резания выполняют боковые режущие кромки, расположенные на наружной поверхности.Так как на каждом зубе только вершинные зоны режущих кромок являются профилирующими, формы режущих кромок торцовой фрезы, предназначенной для обработки плоской поверхности, могут быть самыми разнообразными, В практике находят применение торцовые фрезы с режущими кромками в форме ломаной линии либо окружности. Торцовые фрезы обеспечивают плавную работу даже при небольшой величине припуска, так как угол контакта с заготовкой у торцовых фрез не зависит от величины припуска и определяется шириной фрезерования и диаметром фрезы.
Дисковые фрезы пазовые, двух- и трехсторонние используются при фрезеровании пазов и канавок. Пазовые дисковые фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности и предназначены для обработки относительно неглубоких пазов. Важным элементом пазовой фрезы является ее толщина, которая выполняется с допуском 0,04-0,05 мм. По мере стачивания зубьев, в результате поднутрения, толщина фрезы уменьшается Дисковые двухсторонние и трехсторонние фрезы имеют зубья, расположенные не только на цилиндрической поверхности, но и на одном или обоих торцах. Дисковые фрезы имеют прямые или наклонные зубья.
Концевые фрезы применяются для обработки глубоких пазов в корпусных деталях контурных выемок, уступов, взаимно перпендикулярных плоскостей. Концевые фрезы в шпинделе станка крепятся коническим или цилиндрическим хвостовиком. У этих фрез основную работу резания выполняют главные режущие кромки, расположенные на цилиндрической поверхности, а вспомогательные торцовые режущие кромки только зачищают дно канавки. Такие фрезы, как правило, изготовляются с винтовыми или наклонными зубьями. Разновидностью концевых фрез являются шпоночные двузубые фрезы. Шпоночные фрезы могут углубляться в материал заготовки при осевом движении подачи и высверливать отверстие, а затем двигаться вдоль канавки. В момент осевой подачи основную работу резания выполняют торцовые кромки. Одна из них должна доходить до оси фрезы, чтобы обеспечить сверление отверстия.
2.2 . НАБОРЫ ФРЕЗ
Набор фрез представляет собой группу фрез, подобранных по профилю и размерам обработанной поверхности детали и закрепленных на одной общей оправке При этом одновременно обрабатывается ряд поверхностей одной или нескольких заготовок. Сокращение числа операций, установок и переходов повышает производительность. Применение наборов фрез обеспечивает также более высокую точность и качество деталей, по сравнению с обработкой отдельными фрезами. При проектировании набора фрез задаются диаметром наименьшей фрезы, а диаметры других фрез определяются исходя из размеров и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей. Следует по возможности избегать большой разницы в диаметрах фрез, так как в этом случае затруднительно обеспечить для всех фрез набора целесообразные режимы резания. В рассматриваемом случае также трудно обеспечить размеры диаметров посадочных отверстий для всех фрез набора.
Плавная работа набора достигается специальной установкой зубьев фрез относительно друг друга. Для этого шпоночные канавки во фрезах располагаются так, чтобы они были смешены по отношению к зубу на разные углы. В результате этого зубья отдельных фрез входят в работу в различные моменты времени, и весь набор образует как бы одну фрезу с винтовым зубом. При изготовлении и переточках фрезы набора снабжаются второй шпоночной канавкой, которая у всех фрез располагается единообразно по отношению к зубу.
Наборы фрез целесообразно составлять из фрез с острозаточенными зубьями либо из фрез с затылованными зубьями. У разнотипных фрез при переточках их диаметры изменяются по различным законам, что может привести к искажению профиля детали. Наборы фрез используются как при обработке прерывистых, а так и при обработке сплошных профилей детали. Для сплошного профиля требуют перекрытия зубьев двух соседних фрез во избежание образования заусенцев и рисок на детали, восстановления осевых размеров профиля набора,которые могут меняться в результате переточек.
Наборы фрез применяются, главным образом, на горизонтально-фрезерных станках. Конструируя набор фрез и уточняя область его целесообразного применения следует учитывать, что значительные усилия, наблюдаемые при фрезеровании, не должны превышать допустимых значений по мощности станка, прочности и жесткости оправки и детали, прочности крепления детали в приспособлении. С этой точки зрения не следует применять наборы фрез с широким профилем при обработке нежестких и легко деформируемых деталей. При высоких требованиях к точности или большой глубине резания целесообразно вести обработку в несколько проходов черновыми и чистовыми наборами.
В инструментальном производстве наборы фрез находят применение при фрезеровании стружечных канавок метчиков, разверток и других инструментов.
2.3. ФАСОННЫЕ ФРЕЗЫ
Фасонные фрезы - это фрезы с фасонной режущей кромкой. Они используются на любом фрезерном станке, сравнительно легко обрабатывая сложные поверхности с высокой степенью точности и чистоты. В ряде случаев, фасонная фреза является единственным инструментом, которым можно обработать сложный профиль изделия.
Наибольшее распространение получили фасонные фрезы при обработке винтовых и цилиндрических поверхностей (прямых фасонных канавок), при изготовлении прямых и винтовых стружечных канавок всевозможных инструментов. Фасонными фрезами обрабатываются также поверхности вращения. Однако, этот случай в практике встречается сравнительно редко.
Положение оси фрезы влияет на конструкцию фрезы, длину активного участка режущей кромки и условия работы ее. В частном случае, ось фрезы может быть осью симметрии профиля поверхности детали. Такие фрезы называют пальцевыми фрезами.
При обработке фасонных поверхностей вращения используется вращательное движение подачи. В отличие от обточки детали одним или несколькими резцами, при фрезеровании весь профиль детали обрабатывается одновременно, что обеспечивает увеличение активной длины режущих кромок и соответствующее повышение производительности. Фрезерование фасонных винтовых поверхностей производится при винтовом движении подачи. Ось фрезы может занимать различные положения. В зависимости от выбранного положения оси, могут быть использованы при фрезеровании винтовых поверхностей дисковые, торцовые и пальцевые фасонные фрезы.
Фасонные фрезы для обработки винтовых поверхностей широко используются при фрезеровании винтовых стружечных канавок всевозможных режущих инструментов, нарезании резьбы и т. п.
В соответствии с принятым способом переточек фасонные фрезы могут быть с затылованными и с остроконечными зубьями. Затылованные фрезы перетачиваются по передней поверхности, а фрезы с остроконечными зубьями - по задней фасонной поверхности.
3. ПРОТЯЖКИ
3.1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ
Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании металла.
Протягивание позволяет получить обработанные поверхности с высокой степенью точности и чистоты. Внутренние протяжки предназначались сначала для обработки цилиндрических и фасонных отверстий. Сейчас протягивание стало применяться и для обработки наружных поверхностей. Вначале с помощью протягивания обрабатывали только плоские поверхности, а затем по мере развития и усовершенствования методов наружного протягивания стали обрабатывать поверхности, имеющие сложную конфигурацию.
Протяжки являются сложным и дорогостоящим специальным инструментом, изготовляемым для обработки определенных деталей. Поэтому экономическая эффективность от их применения в полной мере выявляется лишь при массовом и серийном характере производства изделий. Однако на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском изделий протяжки могут дать весьма значительный экономический эффект, если формы обрабатываемых поверхностей и их размеры, нормализованы.
Методы протягивания и протяжной инструмент непрерывно совершенствуются. В настоящее время в промышленности применяется несколько схем протягивания. Наиболее простой является схема протягивания, при которой осуществляется возвратно-поступательное относительное движение инструмента заготовки. Эта схема используется как при обработке внутренних, так и при обработке наружных поверхностей на универсальных протяжных станках.
Для обработки отверстий протяжка имеет форму стержня, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению обработанной детали. На наружной, рабочей поверхности исходного стержня создаются режущие зубья, диаметральные размеры которых увеличиваются к концу протяжки. За счет постепенного увеличения диаметральных размеров зубьев происходит срезание металла только при поступательном движении протяжки относительно детали. Последние профилирующие зубья протяжки имеют режущие кромки, расположенные на поверхности исходного стержня, что и обеспечивает формирование заданной поверхности детали. Протяжка, предназначенная для обработки наружных поверхностей, представляет собой призматическое тело, на рабочей поверхности которого образованы режущие зубья. Высотные размеры режущих зубьев увеличивают к концу протяжки. Благодаря этому происходит срезание металла только при поступательном движении протяжки относительно заготовки.
Профилирующие участки режущих кромок зубьев протяжки располагаются на исходной рабочей поверхности протяжки. Эта поверхность при обработке соприкасается с поверхностью детали и_ ее профиль совпадает с профилем детали, что и обеспечивает формирование поверхности детали. Поверхность детали в рассматриваемом случае имеет форму цилиндрической поверхности, образующие которой идут параллельно направлению возвратно-поступательных движений протяжки. Профиль этой поверхности может быть самым разнообразным. Он зависит от формы и размеров профилирующих участков режущих кромок зубьев протяжек и от их взаимного расположения.
В целях повышения производительности труда используются схемы непрерывного протягивания. В этом случае заготовки перемещаются относительно неподвижной протяжки. Чтобы обеспечить прямолинейное движение обрабатываемых деталей относительно неподвижной протяжки, необходимо использовать замкнутую цепь с рядом приспособлений, которые скользят по направляющим станины. Закрепление заготовок в приспособлениях и их освобождение после обработки осуществляются автоматически или вручную.
Относительное движение протяжки и детали может быть вращательным. При этом заготовки закрепляются на вращающемся круглом столе и проходят под протяжкой, прикрепленной к неподвижному кронштейну
Вращательное движение относительно неподвижной заготовки может совершать также протяжка. При круговом протягивании обработанная поверхность детали создается в форме поверхности вращения. В частном случае она может быть плоскостью, которую можно рассматривать как поверхность вращения прямой линии вокруг оси ей перпендикулярной. Приближенно, обработанную поверхность детали можно считать цилиндрической, когда расстояние от оси вращения до зоны обработки будет большим.
Чтобы в процессе кругового протягивания получить требуемую поверхность, необходимо расположить профилирующие участки режущих кромок зубьев протяжки на поверхности детали. Зубья, вступающие в работу раньше профилирующих, должны в момент резания располагаться на различных постепенно увеличивающихся расстояниях от поверхности детали, чтобы обеспечить целесообразную толщину среза. При круговом протягивании отсутствует обратный ход, что соответственно ускоряет процесс обработки.
Относительное движение протяжки и заготовки может быть винтовым, что используется при протягивании винтовых канавок. Винтовое движение может осуществляться как совокупность поступательного и соответствующего вращательного движения. Вращательное движение может принудительно сообщаться протяжке или заготовке. Может использоваться также самовращение протяжки или заготовки Протягивание с самовращением применяют при сравнительно невысоких требованиях к точности обработки. Для получения требуемой поверхности при обработке необходимо, чтобы профилирующие участки режущих кромок зубьев протяжки располагались на поверхности детали и при винтовом движении инструмента относительно заготовки описывали требуемую поверхность. Винтовое протягивание находит применение при обработке винтовых шлиц, при нарезании резьбы специальных профилей в гайках с помощью метчиков-протяжек и т. п.