§ 51. ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ И ПАЗОВ

В машиностроении часто встречаются плоские детали, имею­щие уступы с одной, двух, трех и даже четырех сторон. В каче­стве примера на рис. 194, а показана призма для установки ци­линдрических деталей при фрезеровании, имеющая два уступа.

Уступ, замкнутый с обоих боков, называют пазом. Пазы мо­гут иметь прямоугольную форму — тогда их называют прямоугольными,

 или фасонную форму — тогда их называют фасон­ными. На рис. 194, б изображена деталь, имеющая прямоуголь­ный паз, а на рис. 194, в — вилка, имеющая фасонный паз.

Фрезы для обработки уступов и пазов. Фрезерование уступов и прямоугольных пазов производят либо дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках, либо концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках.

Неширокие цилиндрические фрезы называют дисковыми. Дис­ковые фрезы можно изготовлять с остроконечными и

затылованными зубьями (рис. 195, а и б).

Дисковые фрезы, имеющие зубья на цилиндрической и на одной из двух торцовых поверхностей, называют двухсторонними

(рис. 195, в), а имеющие зубья на обеих торцовых поверхностях называют трехсторонними (рис. 195, г). Двухсторонние и

трехсто­ронние дисковые фрезы из­готовляют с остроконечными зубьями.

Для повышения произво­дительности трехсторонние дисковые фрезы изготов­ляют с крупными разнона­правленными зубьями. На рис. 195, д изображена такая фреза, у которой зубья по­переменно разнонаправлены, образуя торцовые режущие кромки через зуб.

Такая форма зубьев, по­добно разведенным зубьям циркульных и продольных пил по дереву, позволяет снимать большее количество стружки и лучше ее отво­дить.

На рис. 196 изображены концевые фрезы, предло­женные новаторами ленин­градского Кировского завода Е. Ф. Савичем, И. Д.

Лео­новым и В. Я. Карасевым. На эти фрезы выпущен государственный стандарт (ГОСТ 8237—57). По срав­нению с ранее изготовляе­мыми фрезами в них уменьшено количество зубьев, увеличен угол наклона винтовых зубьев до 30—45°, увеличена высота зуба и введен неравномерный окружной шаг зубьев. Спинка зубьев этих фрез выполнена криволинейной по рис. 51, в.

Фрезы этой конструкции дают повышенную производитель­ность и чистоту обработанной поверхности и устраняют вибра­цию. Концевые фрезы изготовляют двух типов: с цилиндриче­ским хвостовиком (рис. 196, а и б) и с коническим хвостовиком
(рис. 196, в и г). Каждый из этих типов изготовляется в двух исполнениях: с нормальным зубом (рис. 196, а и в) и с крупным зубом (рис. 196, б и г). Режущая часть концевых фрез изготов­ляется из быстрорежущей стали.

Концевые фрезы с крупным зубом применяются для работ с большими подачами при больших глубинах фрезерования; фрезы с нормальным зубом — для обычных работ.

б)

а — с цилиндрическим хвостовиком и нормальными зубьями; б — с цилиндрическим хвостовиком и круп­ными зубьями; в — с коническим хвостовиком и нормальными зубьями; г — с коническим хвостовиком и крупными зубьями

Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диамет­ром от 3 до 20 мм, с коническим хвостовиком — диаметром от 16 до 50 мм.

Фрезерование уступов. Рассмотрим пример фрезерования на горизонтально-фрезерном станке двух уступов в бруске (рис. 197, слева) для получения ступенчатой шпонки.

Выбор фрезы. Фрезерование уступов на горизонтально­фрезерном станке производят обычно двухсторонней дисковой фрезой, но в данном примере необходимо работать трехсторон­ней фрезой, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны бруска.

Выберем для фрезерования уступа трехстороннюю фрезу с разнонаправленными зубьями диаметром 75 мм, шириной 10 мм, диаметром отверстия под оправку 27 мм и числом зубьев 18.

Обработку будем вести на горизонтально-фрезерном станке с закреплением заготовки в машинных тисках.

Подготовка к работе. Установку, выверку и укрепле­ние тисков на столе станка производим по известному нам спо­собу, после чего устанавливаем деталь в тиски на требуемой высоте (рис. 198). Правильность положения (горизонтальность)

Рис. 197. Ступенчатая шпонка

выверяем рейсмасом по разметочным рискам, после чего на­крепко зажимаем тиски. На губки тисков надо надеть накладки из мягкого металла (латунь, медь, алюминий), чтобы не испор­тить обработанных граней бруска.

Закрепление дисковой фрезы на оправке производим таким же образом, как и цилиндрической фрезы, соблюдая чистоту оправки, фрезы и колец.

Настройка станка на режим фрезерования. Выбор режима резания при фрезеровании уступов дисковыми быстрорежущими фрезами производим по табл. 212 «Справоч­ника молодого фрезеровщика».

Даны: диаметр фрезы D = 75 мм, ширина фрезерования В = = 5 мм, глубина резания /=12 мм, чистота поверхности V 5; по таблице выбираем скорость резания при подаче на один зуб s₃yo =0,05 мм/зуб.

Выбранная скорость резания у = 21,7 м/мин соответствует 92 об/мин фрезы и подаче 83 мм/мин. Тогда поставим лимб ко­робки скоростей на 95 об/мин и лимб коробки подач на 75 мм/мин.

Таким образом, фрезерование уступа будем производить трех­сторонней дисковой фрезой 75x10x27 мм с разнонаправлен­ными зубьями (материал фрезы — быстрорежущая сталь Р9 или Р18) при глубине резания 12 мм, ширине фрезерования 5 мм, продольной подаче 75 мм/мин или 0,04 мм/зуб и скорости реза­ния 22 ммин применяем охлаждение — эмульсию.

Процесс фрезерования. Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:

1)   включить кнопкой вращение шпинделя;

2)   вращением рукоятки винтов продольной, поперечной и вер­тикальной подач подвести заготовку под фрезу до легкого каса­ния боковой поверхностью. Затем вращением рукоятки винта вертикальной подачи опустить стол и вращением рукоятки попе­речной подачи передвинуть стол в направлении фрезы на 5 мм, пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением руко­ятки винта продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы и поднять стол на 12 мм, пользуясь лимбом вертикальной подачи. Выключить вращение. Застопорить вертикальные и поперечные салазки;

3)   установить упоры механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить шпиндель,

вклю­чить охлаждение, вручную подавать заготовку вращением руко­ятки винта продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе сначала быстро, а затем медленно, пока она не коснется фрезы, и, наконец, когда фреза начнет

брать стружку, включить механическую продольную по­дачу.

После обработки первого уступа передвинуть стол на рас­стояние, равное ширине выступа (17 мм) плюс ширина фрезы (10 мм), т. е. на 27 мм, и профрезеровать с другой стороны, соблюдая все изложенные приемы работы;

4)   по окончании обработки детали, не вынимая ее из тисков, промерить штангенциркулем глубину и ширину уступа с каждой стороны по размерам чертежа с допуском ±0,2 мм. Если раз­меры детали соответствуют чертежу и поверхность обработки получилась чистой, как требует знак V 5 на чертеже, вынимаем деталь из тисков и передаем мастеру на проверку.

Фрезерование сквозных прямоугольных пазов. При фрезеро­вании сквозных прямоугольных пазов применяют трехсторонние дисковые фрезы, подобные изображенной на рис. 195, г. Ши­рина фрезы должна соответствовать чертежному размеру

фрезе­руемого паза с допускаемыми отклонениями, что справедливо только в тех случаях, когда установленная фреза не имеет тор­цового биения. Если фреза будет бить, то ширина отфрезерован­ного паза окажется больше ширины фрезы, или, как говорят, фреза разобьет паз, что может привести к браку.

Поэтому трехстороннюю фрезу выбирают по ширине не­сколько меньшей ширины фрезеруемого паза.

Так как трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остро­конечными зубьями, то после последующей переточки торцовых зубьев ширина фрезы уменьшается. Следовательно, данная фреза после заточки уже не будет пригодной для фрезерования

пря­моугольного паза в следующей партии деталей. Для сохранения необходимой ширины трехсторонних дисковых фрез после пере­точки их изготовляют составными с перекрывающими друг друга зубьями (рис. 195, е), что позволяет регулировать их размер. В разъем такой составной фрезы вставляют прокладки из стальной или медной фольги.

Процесс фрезерования прямоугольных пазов, т. е. установка фрезы, закрепление детали, а также приемы фрезерования, не отличаются от описанных выше примеров фрезерования уступа.

Режимы резания при фрезеровании пазов дисковыми трехсто­ронними фрезами из быстрорежущей стали выбирают по табл. 213 «Справочника молодого фрезеровщика».

Фрезерование замкнутых пазов. На рис. 200 изображен чер­теж планки толщиной 15 мм, в которой требуется профрезеро­вать замкнутый паз шириной 16 мм и длиной 32 мм.

Такая обработка должна производиться концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке.

Подготовка к работе. Выберем для обработки верти­кально-фрезерный станок 6Н12. Для фрезерования паза шири­
ной В= 16 мм берем концевую фрезу диаметром 16 мм с конус­ным хвостовиком; такая фреза имеет число зубьев z = 5.

Деталь поступает на фрезерный станок с размеченным пазом. Так как нужно обработать паз в середине детали, деталь можно закрепить на уровне губок тисков, но параллельные подкладки

надо расположить так, чтобы концевая фреза могла иметь вы­ход между ними (рис. 201).

После установки детали фрезу закрепляют в шпинделе станка.

Настройка станка на режим фрезерования. Режим резания для фрезерования пазов концевыми быстроре­жущими фрезами выбираем по табл. 211 «Справочника молодого фрезеровщика».

Примем подачу s_3ye =

= 0,01 мм/зуб. При диа­метре фрезы D=16 мм, ши­рине паза 6=16 мм, числе зубьев 2 = 5, подаче s_3ye —

= 0,01 мм/зуб ПО таблице р,_1С. _20|. Закрепление плавки в тисках находим и = 43,3 м/мин,

или п = 860 об/мин,

Поставим лимб коробки подач станка на минутную подачу 37,5 мм/мин и подсчитаем получающуюся при этом подачу на один зуб по формуле (5):
= 43 мм/мин. Поставим лимб коробки скоростей станка на 750 об/мин и подсчитаем полученную при этом скорость резания по

формуле (1):

Таким образом, фрезерование паза будем производить кон­цевой фрезой D= 16 мм из быстрорежущей стали Р9 при про­дольной подаче 37,5 мм/мин, или 0,01 мм/зуб, и скорости резания 37,8 м/мин; применяем охлаждение — эмульсию.

Процесс фрезерования. На рис. 202 показан процесс фрезерования паза в планке. Обычно после установки фрезы в исходное положение сначала дают небольшую ручную верти­кальную подачу, чтобы фреза врезалась на глубину 4—5 мм. После этого включают механическую продольную подачу, давая, как указано стрелкой, движение вперед и назад столу с закре­пленной деталью и поднимая после каждого двойного хода вруч­ную стол на 4—5 мм, пока паз не будет профрезерован по всей глубине.

При фрезеровании замкнутых пазов фреза находится в наи­более тяжелых условиях во время врезания на глубину, поэтому ручная подача при врезании должна быть небольшой.

Уступы в ступенчатой шпонке по рис. 197 можно фрезеровать также на вертикально-фрезерном станке концевой фрезой

диа­метром 20 мм. Подумайте, как построить операцию. Режимы резания надо взять по табл. 211 «Справочника молодого

фре­зеровщика» для подачи на один зуб $^ = 0,03 мм/зуб.

Скоростное фрезерование уступов и пазов

Фрезеровщики широко применяют скоростное фрезерование уступов и пазов дисковыми фрезами с пластинками из твердых сплавов. При скоростной обработке уступов и пазов надо фрезе­ровать по подаче.

На рис. 203 показана фреза с припаянными пластинками твердого сплава 2 к стальному корпусу 1. Такие фрезы приме­няют при небольшой ширине фрезерования. Одно из преиму­ществ фрез с припаянными пластинками — возможность частого расположения зубьев, что важно для плавности работы. Другим преимуществом является возможность использовать пластинку в работе почти на весь ее размер. Основными недостатками этих фрез являются невозможность регулировать ширину и диаметр, сложность замены ее зубьев в случае их поломки и трудность напайки.

На рис. 204 изображена дисковая фреза для скоростного фрезерования со вставными в корпусе 1 рифлеными ножами 2, имеющими припаянные пластинки из твердого сплава. Для за­крепления ножей в корпусе служат клинья 3.