Фрезерование пазов и канавок концевыми фрезами. Фрезерование концевыми фрезами

ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ, ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПАЗОВ И КАНАВОК. ОТРЕЗНЫЕ РАБОТЫ

§ 28. 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. 122, а показана призма для установки цилиндрических деталей при фрезеровании, имеющая два уступа.

Уступ, замкнутый с обоих боков, называют пазом . Пазы могут быть прямоугольные и фасонные . На рис. 122, б показана деталь с прямоугольным пазом, а на рис. 122, в - вилка с фасонным пазом.

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 затылованньгми зубьями (рис. 123, а и б).

Дисковые фрезы , имеющие зубья на цилиндрической и на одной торцовой поверхностях, называют двухсторонними (рис. 123, в), а дисковые фрезы, имеющие зубья также и на обеих торцовых поверхностях, называют трехсторонними (рис. 123, г). Двухсторонние и трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями.
Для повышения производительности трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с крупными разнонаправленными зубьями . На рис. 123, д показана такая фреза, у которой зубья, попеременно разнонаправленное, образуют 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.
Концевые фрезы изготовляют двух типов: с цилиндрическим (рис. 124, а и б) и с коническим (рис. 124, в и г) хвостовиком. Каждый из этих типов изготовляется в двух исполнениях: с нормальным (рис. 124, а и в) и с крупным (рис. 124, б и г) зубом. Режущая часть концевых фрез изготовляется из быстрорежущей стали и приваривается к хвостовику, выполняемому из углеродистой стали.

концевые фрезы с крупным зубом применяются для работ с большими подачами при больших глубинах фрезерования; фрезы с нормальным зубом - для обычных работ. Направление винтовых канавок надо выбирать по табл. 4. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром от 3 до 20 мм , с коническим хвостовиком - диаметром от 16 до 50 мм .
На концевые фрезы в 1957 г. по предложению новаторов ленинградского Кировского завода Е. Ф. Савича, И. Д. Леонова и В. Я. Карасева выпущен государственный стандарт (ГОСТ 8237-57). По сравнению с ранее изготовлявшимися концевыми фрезами в новых фрезах уменьшено количество зубьев, увеличен угол наклона винтовой канавки до 30 - 45°, увеличена высота зуба и введен неравномерный окружной шаг зубьев. Спинка зубьев выполнена криволинейной по рис. 36, в.
Фрезы новой конструкции дают повышенную производительность, хорошую чистоту обработанной поверхности и устраняют вибрацию при снятии больших стружек.

Фрезерование уступов дисковой фрезой

Рассмотрим пример фрезерования на горизонтально-фрезерном станке двух уступов в бруске (рис. 125, справа) для получения ступенчатой шпонки.

Выбор фрезы . Фрезерование уступов на горизонтально-фрезерном станке производят обычно двухсторонней дисковой фрезой, но в данном случае следует работать трехсторонней фрезой, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны бруска.
Выберем для фрезерования уступа трехстороннюю фрезу с мелкими разнонаправленными зубьями диаметром 80 мм , шириной 10 мм , с диаметром отверстия под оправку 27 мм , с числом зубьев 18.
Дисковая трехсторонняя фреза выбрана по ГОСТ 9474-60. Если в кладовой имеются фрезы, отличающиеся диаметром от рассмотренной в данном примере, следует подобрать фрезу подходящего диаметра, например 75 мм с соответствующим числом зубьев.
Обработку будем вести на горизонтально-фрезерном станке с закреплением заготовки в машинных тисках.
Подготовка к работе . Установку, выверку и закрепление тисков на столе станка производим по известному нам способу, после чего устанавливаем заготовку в тиски на требуемой высоте (рис. 126). Правильность положения (горизонтальность) 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 производят так же, как и цилиндрической фрезы, соблюдая чистоту оправки, фрезы и колец.
. По заданному режиму резания настраиваем станок. Дано: диаметр фрезы D = 80 мм , ширина фрезерования В = 5 мм , глубина резания t = 12 мм , чистота поверхности 5, подача s зуб = 0,05 мм/зуб , скорость резания υ = 25 м/мин .
По лучевой диаграмме (см. рис. 54) скорости резания υ = 25 м/мин и D = 80 мм соответствует n 6 = 100 об/мин .
При этом минутная подача составит:

Поставим лимб коробки скоростей на 100 об/мин, а лимб коробки подач на 80 мм/мин .
Таким образом, фрезерование уступа будем производить трехсторонней дисковой фрезой 80X110X27 мм с разнонаправленными зубьями (материал фрезы - быстрорежущая сталь Р18) при глубине резания 12 мм , ширине фрезерования 5 мм , продольной подаче 80 мм/мин , или 0,05 мм/зуб , и скорости резания 25 м/мин ; применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование уступов . Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:
1. Включить кнопкой вращение шпинделя.
2. Вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач подвести заготовку под фрезу до легкого касания боковой поверхностью. Затем вращением рукоятки 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 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 кулачки механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить вращение, включить охлаждение, вручную подавать заготовку вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу.
После обработки первого уступа (рис. 127, а) 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 (рис. 127,6).

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 5 на чертеже, вынимаем деталь из тисков и передаем мастеру на проверку.

Фрезерование уступов концевой фрезой

Фрезерование уступов можно выполнять на вертикально-фрезерном станке, применяя для этой цели концевую фрезу по ГОСТ 8237-57 (см. рис. 124). Выберем для обработки вертикально-фрезерный станок 6М12П. Рассмотрим пример фрезерования концевой фрезой двух уступов в бруске (рис. 125) для получения ступенчатой шпонки.
Выбор фрезы . Выберем концевую фрезу диаметром 16 мм с цилиндрическим хвостовиком и с нормальными зубьями. Такая фреза имеет пять зубьев. Чтобы стружка при обработке транспортировалась вверх, направление винтовых канавок должно быть правым при правом вращении шпинделя.
Подготовка к работе . Заготовка закрепляется в тисках так же, как было изложено при обработке дисковой фрезой. Закрепляем концевую фрезу в патроне (см. рис. 48), протерев тщателыно хвостовик фрезы, разжимную втулку и гайку патрона.
Настройка на режим резания . При одинаковых с предыдущим примером условиях обработки (ширина фрезерования, глубина резания и чистота обработки) подача на один зуб фрезы задана 0,03 мм , так как условия резания здесь труднее. Скорость резания υ задана равной 25 м/мин . При этих условиях число оборотов шпинделя по формуле (2а):

а минутная подача по формуле (4):

Ставим лимб коробки скоростей на 500 об/мин и лимб коробки подач на 80 мм/мин .
Таким образом, фрезерование уступа концевой фрезой будет производиться с такой же скоростью резания и минутной подачей, как фрезерование дисковой фрезой.
Фрезерование уступов . Фрезерование каждого уступа выполняется так, как изложено было при обработке дисковой фрезой.
На рис. 128 показано фрезерование уступов.

Фрезерование сквозных прямоугольных пазов

При фрезеровании сквозных прямоугольных пазов применяют трехсторонние дисковые фрезы (рис. 123, д) или концевые фрезы (рис. 124). При фрезеровании прямоугольных пазов ширина дисковой фрезы или диаметр концевой фрезы должны соответствовать чертежному размеру фрезеруемого паза с допускаемыми отклонениями, что справедливо только в тех случаях, когда установленная дисковая фреза не имеет торцового биения, а концевая фреза - радиального 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 меньше ширины фрезеруемого паза.
Так как трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями, то после последующей переточки торцовых зубьев ширина фрезы уменьшится. Следовательно, данная фреза после заточки уже будет непригодной 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 (см. рис. 123, г), что позволяет регулировать их размер. Для этой цели в разъем такой составной фрезы вставляют прокладки из стальной или медной фольги.
Концевые фрезы не позволяют регулировать их диаметр, поэтому обработка точных пазов возможна только новой фрезой. В последнее время появились патроны для закрепления концевых фрез, позволяющие устанавливать фрезу с регулируемым эксцентрицитетом по отношению к шпинделю, т. е. с некоторым регулируемым биением, что позволяет фрезеровать точные пазы концевой фрезой, потерявшей размер после переточки.
Процесс фрезерования прямоугольных пазов, т. е. установка фрезы, закрепление заготовки, а также приемы фрезерования не отличаются от описанных выше приемов фрезерования уступа.

Фрезерование замкнутых пазов

В планке толщиной 15 мм (рис. 129) требуется профрезеровать замкнутый паз шириной 16 мм и длиной 32 мм .

Такая обработка должна производиться концевой фрезой на вертикально - фрезерном или горизонтально-фрезерном станке с накладной вертикальной фрезерной головкой.
Выбор фрезы . Выберем для обработки вертикально - фрезерный станок 6М12П и концевую фрезу диаметром 16 мм с цилиндрическим хвостовиком и нормальными зубьями (число зубьев z=5).
Подготовка к работе . Заготовка поступает на фрезерный станок с размеченным пазом. Так как нужно обработать паз в середине заготовки, ее можно закрепить на уровне губок тисков, но параллельные подкладки надо расположить так, чтобы концевая фреза могла иметь выход между ними (рис. 130).

После установки заготовки фрезу закрепляют в шпинделе станка. Для этого вставляют хвостовик концевой фрезы в патрон по рис. 48, а сам патрон закрепляют в коническом гнезде шпинделя.
Настройка станка на режим фрезерования . Подача фрезы задана 0,01 мм/зуб , скорость резания 25 м/мин , что соответствует 500 об/мин при диаметре фрезы D = 16 мм . При этом минутная подача по формуле (4):

Так как наименьшая подача на станке 31,5 мм/мин , выбираем эту подачу.
Поставим лимб коробки подач станка на минутную подачу 31,5 мм/мин и подсчитаем получающуюся при этом подачу на 1 зуб по формуле (5):

Таким образом, фрезерование паза будем производить концевой фрезой D = 16 мм из быстрорежущей стали Р18 при скорости резания 25 м/мин , или 500 об/мин , и при подаче 31,5 мм/мин , или 0,013 мм/зуб . Применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование паза , На рис. 131 показано, как фрезеруется паз 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 столу с закрепленной заготовкой вперед и назад, поднимая после каждого двойного хода вручную стол на 4-5 мм, пока паз не будет профрезерован по всей длине.

Скоростное фрезерование уступов и пазов

Скоростники-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. 132 и 133 показаны конструкции дисковых фрез для скоростного резания, применяемые на ленинградском Кировском заводе.

На рис. 132 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 зубьев в случае их поломки и трудность напайки.
На рис. 133 показана дисковая фреза для скоростного фрезерования со вставными в корпус 1 рифлеными ножами 2 , оснащенными пластинками твердого сплава. Для закрепления ножей в корпусе служат клинья 3 .
Для фрезерования уступов и широких пазов более целесообразно применять дисковые фрезы с вставными твердосплавными ножами.

Возможные методы фрезерования уступов

На рис. 134 даны три варианта фрезерования уступов на бруске.

На рис. 134, а каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой. Такой метод обычно применяют при обработке малого количества заготовок.
На рис. 134, б оба уступа одновременно фрезеруются набором из двух дисковых двухсторонних фрез одинакового диаметра. Чтобы получить заданный размер между уступами, на оправку между фрезами помещают соответствующий набор колец (см. рис. 44, в). Такой метод является более производительным, и его применяют при обработке партии одинаковых заготовок.
На рис. 134, в последовательно обрабатываются оба уступа одной двухсторонней дисковой фрезой на двухпозиционном приспособлении. После фрезерования первого уступа (первая позиция) приспособление поворачивают и ставят во вторую позицию для фрезерования второго уступа. Такой метод обработки требует специального приспособления и применяется при изготовлении партии одинаковых деталей. По сравнению с обработкой по первому методу (рис. 134, а) он дает большую точность и сокращает время на перестановку детали для фрезерования второго уступа, но он менее производителен, чем второй метод (рис. 134,6).
В зависимости от количества пускаемых одновременно в обработку заготовок (размер партии) каждый из трех изложенных вариантов фрезерования уступов может оказаться наиболее рациональным.

02.11.2018

Действия фрезеровщика при обработке уступов подчиняются логической схеме и в основном осуществляются так же, как и при обработке плоскостей. Поэтому в этом параграфе рассматриваются только некоторые специфические особенности назначения режимов резания и приемов выполнения работ.

При выборе режимов резания для фрезерования уступов необходимо руководствоваться следующими соображениями.

Ширину фрезерования и глубину резания целесообразно выбирать такими, чтобы обработка уступа выполнялась за минимальное количество проходов. Неглубокие уступы (до 15...20 мм) обычно обрабатывают дисковыми фрезами за один проход. Для концевых фрез глубину уступа, фрезеруемую за один проход, ориентировочно принимают равной 0,3...0,5 диаметра фрезы. Более глубокие уступы фрезеруют за два и более проходов. Причем при предварительной обработке по ширине уступа оставляют припуск 0,5...1 мм, который срезают во время окончательного прохода.

Подачу на зуб в зависимости от условий резания можно принимать: для дисковых фрез sz = 0,05...0,12 мм/зуб, для концевых - sz = 0,02...0,08 мм/зуб. При обработке более прочных и твердых материалов, при больших значениях ширины фрезерования и глубины резания, для концевых фрез меньшего диаметра и при более высоком классе шероховатости поверхностей уступа подачу следует принимать соответственно меньшей в указанных пределах.

Выбирая скорость резания, можно руководствоваться ее ориентировочными значениями для обработки плоскостей.

Приемы фрезерования уступов дисковыми и концевыми фрезами принципиально не отличаются между собой. Фреза устанавливается на ширину и глубину уступа методом касания по лимбам поперечной и вертикальной подачи стола. Для этого, пользуясь соответствующими маховичками ручного перемещения стола, подводят боковую сторону заготовки до легкого касания с вращающейся фрезой. Опускают стол настолько, чтобы фреза оказалась немного выше края заготовки. Переводят лимб поперечной подачи на нуль и перемещают стол с заготовкой поперечно на ширину уступа b (рис. 58).

Установка фрезы на глубину уступа h выполняется касанием верхней стороны заготовки с вращающейся фрезой. Затем продольной подачей заготовку выводят из-под фрезы, переводят лимб вертикальной подачи на нуль и поднимают стол на требуемую величину.

Иногда глубина уступа задается на чертеже от нижней плоскости детали. В этом случае установка фрезы на глубину уступа осуществляется в два приема: вначале предварительно от верхней стороны детали на несколько меньшую величину, а затем окончательно по результатам измерения фактически полученного размера.

Детали, имеющие два противоположных уступа, рационально обрабатывать набором дисковых фрез. При точном расстоянии между уступами фрезы располагают на центровой оправке с помощью комплекта точных установочных колец. Для этой же цели можно воспользоваться установочными кольцами нормальной точности совместно с регулируемым кольцом (рис. 59), конструкция которого состоит из двух взаимно свинченных колец 1 и 2, снабженных микрометрическим отсчетным устройством.

Измерение и контроль точности обработки уступов выполняют измерительной линейкой, штангенциркулем, лекальной линейкой, угольником и образцами шероховатости.

Фрезерование плоскостей

Фрезеруют плоскости обычно цилиндрическими и торцовыми фрезами. Ширину фрезерования, как правило, устанавливают по условиям на обработку. Ширину фрезы выбирают несколько больше ширины фрезеруемой поверхности. Глубину резания определяют, учитывая припуск на обработку и требования к чистоте.

Подачу на оборот фрезы при обработке цилиндрическими фрезами определяют по таблице 68 в зависимости от вида обработки, принятой глубины резания, диаметра и количества зубьев фрезы.

При обработке торцовыми фрезами подачу устанавливают по таблице 69 в зависимости от обрабатываемого материала, вида обработки, принятой глубины резания, диаметра и количества зубьев фрезы.

Скорость резания при обработке плоскостей цилиндрическими фрезами определяют по таблице 70 в зависимости от принятой глубины резания, подачи, диаметра, количества зубьев и ширины фрезы.

Скорость резания при обработке плоскостей торцовыми фрезами находят по таблице 71 в зависимости от принятой глубины резания, подачи, диаметра и количества зубьев фрезы. В указанных таблицах приведены также и значения чисел оборотов.

Таблица 68

Диаметр фрезы	Количество зубьев	Черновая обработка	Получистовая


		1,28-0,64	0,80-0,48		0,48-1,28	0,8-1,6
	1,20-0,64	0,96-0,56		0,24-0,64	0,4-0,8
		1,44-0,72	0,90-0,54		0,54-0,96	0,9-1,8
	1,60-0,80	1,20-0,64		0,24-0,64	0,4-0,8
			1,60-1,00		0,60-1,00	1,0-2,0
		1,60-,80	1,20-0,64	0,24-0,64	0,4-0,8

Выбранные из таблиц скорости резания и числа оборотовдолжны быть откорректированы, если условия обработки отличаются от условий, предусмотренных таблицами.

Таблица 69

Диаметр фрезы	Количество зубьев	Черновая обработка плоскостей торцевыми фрезами	Получистовая
Глубина резания не более, мм

Сталь
		1,6-0,96	1,28-0,8		0,64-1,00	0,80-1,20
	1,5-0,80	1,2-0,60		0,48-0,80	0,54-0,96
	1,8-1,08	1,44-0,9		0,8-1,20	0,96-1,44
		1,5-0,80	1,2-0.6	1,0-0,5	0,48-0,80	0,54-0,96
	2,0-1,20	1.6-1,0		0,96-1,44	1,2-1,60
		1,8-0,96	1,44-0,72	1,2-0,6	0,54-0,96	0,64-1,00
		1,8-0,96	1,44-0,72	1,2-0,6	0,54-0,60	0,64-1,00
Чугун
		3,2-1,6	2,4-1,6		0,8-1,00	0,96-1,44
	2,5-1,6	2,0-1,2		0,54-0,%	0,64-1,00
	3,6-1,8	2,70-1,44		0,96-1,44	1,20-1,60
		2,5-1,5	2,0-1,20	1.8-1,0	0,54-0,96	0,64-1,00
	4,0-2,0	3,0-1,60		1,2-1,60	1,44-1,80
		3,0-1,8	2,4-1,44	2,16-1,2	0,64-1,00	0,80-1,20
		3,0-1,8	2,4-1,44	1,8-1,2	0,64-1,00	0,80-1,20

Корректирование заключается в умножении табличной скорости и числа оборотов на соответствующие коэффициенты. Значения их указаны в таблицах 12, 13, 14, 15.

Прямоугольные пазы и уступы фрезеруют дисковыми или концевыми фрезами. Ширину фрезерования устанавливают в соответствии с условиями на обработку и в связи g этим выбирают фрезу по ширине равной ширине паза, а при обработке уступа - несколько больше ширины фрезеруемой поверхности.

Глубину резания определяют, учитывая припуск на обработку.

Скорость резания и число оборотов при фрезеровании плоскостей цилиндрическими фрезами (фреза Р9 g охлаждением) показана ниже (табл. 70).

Таблица 70

Диаметр фрезы, мм	Ширина фрезы, мм	Подача не более, мм/об	Глубина фрезерования не более, мм

		1,28
0,80
0,40
0,32
		1,44
0,90
0,54
0,52
		1,60
1,00
0,60
0,40

Скорость резания и число оборотов при фрезеровании плоскостей торцевой фрезой(Р9 с охлаждением) следующая (табл. 71).

При фрезеровании пазов и уступов дисковыми фрезами подачу на оборот фрезы берут из таблицы 72 в зависимости от принятой глубины резания, диаметра и количества зубьев.фрезы и ширины паза.

Таблица 71

Диаметр фрезы, мм	Подача не более, мм/об	Глубина резания не более, мм

	1,28	45,5		43,0
0,80	49,6		47,2
0,48	55,3		52,4
0,32	60,0		56,6
	1,44	46,5		43,6
0,90	50,6		48,2
0,54	56,5		53,4
0,36	61,0		59,0
	2,00	45,0		42,5		39,1
1,60	47,0		44,6		41,0
1,00	51,5		48,8		45,0
0,60	57,2		54,4		49,8
	2,20	45,0		42,5		39,2
1,76	47,0		44,6		41,0
1,10	51,5		49,0		45,0
0,66	57,2		54,5		49,8
0,44	62,0		59,0		54,0

В таблице 73 приведены значения подач при обработке пазов и уступов концевыми фрезами в зависимости от глубины паза (уступа), диаметра и количества зубьев фрезы и обрабатываемого материала.

Скорость резания и число оборотов при обработке пазов и уступов дисковыми фрезами выбирают по таблице 74 в зависимости от принятой глубины резания, подачи и диаметра фрезы.

Таблица 72

Диаметр фрезы, мм	Количество зубьев	Ширина паза	Глубина резания не более, мм

		6-12	1,28-0,80	0,96-0,48	0,80-0,48
		10-20	1,44-0,90	1,08-0,54	0,90-0,54
	1,44-0,96	1,20-0,72	0,96-0,60
		10-20	1,60-1,00	1,20-0,60	1,00-0,60
	1,44-0,96	1,20-0,72	0,96-0,60
		12-24	2,20-1,10	1,76-0,88	1,32-0,66
	1,68-1,12	1,40-0,70	1,12-0,56

Таблица 73

Диаметр фрезы не более, мм	Количество зубьев

Сталь
		0,02-0,02	0,02-0,01
		0,04-0,03	0,03-0,02	0,02-0,01
		0,06-0,05	0,05-0,04	0,04-0,03
	0,08-0,07	0,07-0,06	0,05-0,04
			0,08-0,06	0,07-0,04	0,04-0,03
		0,10-0,08	0,08-0,05	0,05-0,03
			0,11-0,08	0,08-0,06	0,06-0,04	0,04-0,03
		0,14-0,10	0,10-0,07	0,06-0,04	0,05-0,03
			0,12-0,09	0,09-0,06	0,07-0,05	0,05-0,04
		0,14-0,10	0,10-0,07	0,08-0,06	0,06-0,04
Чугун и медные сплавы
		0,03-0,02	0,02-0,01
		0,05-0,04	0,04-0,02	0,02-0,01
		0,08-0,06	0,07-0,05	0,05-0,03
	0,11-0,08	0,09-0,06	0,08-0,05
		0,14-0,09	0,12-0,09	0,08-0,06	0,05-0,04
	0,16-0,10	0,14-0,10	0,11-0,07	0,07-0,05
			0,14-0,10	0,10-0,08	0,07-0,05	0,06-0,04
		0,18-0,13	0,14-0,10	0,10-0,08	0,07-0,06
			0,15-0,12	0,12-0,09	0,10-0,08	0,07-0,05
		0,18-0,15	0,14-0,10	0,12-0,09	0,08-0,07

Таблица 74

Диаметр фрезы, мм	Подача не более, мм/об	Глубина паза (уступа) не более, мм

	1,28
0,80
0,42
0,32
	1,44
0,90
0,54
0,35
	1,60
1,00
0,60
0,40
	1,76
1,10
0,66
0,44

В таблице 75 приведены значения скорости резания и числа оборотов при обработке пазов и уступов концевыми фрезами. Скорость резания и число оборотов определяют в зависимости от принятой глубины резания, диаметра и количества зубьев фрезы и принятой подачи.

Выбранные из таблиц 74 и 75 значения скорости резания и числа оборотов должны быть пересчитаны на попра

Таблица 75

Диаметр фрезы	Подача не более мм/ об	Глубина паза (уступа) не более, мм

	0,03
0,04
0,05
0,10
	0,04
0,05
0,10
0,15
	0,03
0,06
0,12
0,18
0,20
	0,06
0,09
0,12
0,18
0,24
0,30
	0,06
0,09
0,12
0,18
0,24
0,36
0,40
0,60
	0,12
0,16
0,24
0,36
0,48
0,72

вочные коэффициенты, если условия обработки отличаются от табличных.

Подача при обработке пазов и уступов дисковыми фрезами, мм/об, следующая (табл. 72).

Подачи при обработке пазов и уступов концевыми фрезами, мм/об, показаны в таблице 73.

Скорость резания и число оборотов при фрезеровании пазов и уступов дисковыми фрезами (фреза Р9 с охлаждением) видны по таблице 74.

Скорость резания и число оборотов при фрезеровании пазов и уступов концевыми фрезами (фреза Р9 с охлаждением).

Таблица 76

Диаметр фрезы, мм	Зубьев	Ширина фрезы, мм	Глубина резания отрезными фрезами не более, мм

Сталь
			0,54-0,72	0,36-0,72
		0,45-0,75	0,30-0,60
			0,54-0,72	0,36-0,72
	0,54-0,90	0,36-0,72	0,36-0,72
		0,60-0,90	0,45-0,75	0,36-0,72
		1,5	1,00-1,25	0,75-1,00	0,50-1,00	0,50-1,00	0,50-0,75
	1,25-1,50	1,00-1,25	1,00-1,25	0,75-1,25	0,75-1,00
		0,80-1,25	0,80-1,20	0,80-1,00	0,60-0,80	0,40-0,60
150-200					1,20-1,50	0,90-1,20	0,60-0,90
				1,00-1,50	0,75-1,25	0,75-1,00
Чугун
			0,72-1,00	0,60-1,20
		0,60-0,90	0,45-0,75
			0,72-1,10	0,60-1,20
	0,72-1,10	0,54-0,90	0,54-0,90
		0,90-1,20	0,45-0,90	0,45-0,75
		1,5	1,00-1,50	0,5-1,25	0,75-1,25	0,75-1,00	0,75-1,00
	1,50-2,00	1,50-1,85	1,25-1,50	0,75-1,25	0,75-1,00
		1,20-1,60	1,20-1,60	1,00-1,40	0,80-1,20	0,80-1,00
150-200					1,50-1,80	0,90-1,50	0,90-1,20
				1,00-1,50	1,25-1,50	0,75-1,25

Фрезерование пазов – ответственная процедура, точность и правильность ее выполнения напрямую влияет на надежность и качество сопряжений в различных механических устройствах, где используются шпонки.

1 Виды шпоночных пазов и требования к их обработке

Соединения шпоночного типа можно встретить в самых разных устройствах. Чаще всего они применяются в машиностроительной отрасли. Шпонки для таких сопряжений бывают клиновыми, сегментными и призматическими, реже встречаются изделия с другими видами сечений.

Шпоночные пазы принято подразделять на следующие типы:

с выходом (иначе говоря – открытые);
сквозные;
закрытые.

Любые из этих пазов необходимо фрезеровать максимально точно, так как от качества проведенной операции зависит надежность посадки изделий, сопрягаемых с валом, на шпонку. Квалитет точности пазов после обработки должен иметь такие показатели:

8 класс точности – длина;
5 класс – глубина;
3 либо 2 класс – ширина.

Квалитет точности должен соблюдаться неукоснительно. В противном случае после фрезерования придется выполнять трудоемкие и очень сложные работы по подгонке, в частности, подпиливание сопрягаемых элементов конструкции либо непосредственно шпонок.

Нормативные документы выдвигают строгие требования к точности расположения шпоночного паза, а также величине шероховатости его поверхности.

Квалитет шероховатости стенок (боковых) паза не может быть ниже пятого класса, а его грани обязаны размещаться абсолютно симметрично по отношению к проходящей через ось вала плоскости.

2 Фрезы для обработки шпоночных пазов

Чтобы обеспечить требуемый квалитет точности различных пазов, для их обработки применяются разные виды пазовых фрез:

Затылованные по Госстандарту 8543. Они могут иметь сечение 4–15 и 50–100 мм. После переточки такой инструмент не изменяется по своей ширине. Затачивают затылованные фрезы исключительно по передней поверхности.
Дисковые по стандарту 573. Их зубья располагаются на цилиндрической части. Дисковый режущий инструмент рекомендован для обработки пазов небольшой глубины.
С цилиндрическим и коническим хвостовиком. Они бывают сечением 16–40 мм (конические) и 2–20 мм (цилиндрические). Для изготовления подобных фрез обычно применяются твердые сплавы (например, ВК8). Инструмент имеет 20-градусный угол наклона канавки. Режущее приспособление из твердого сплава дает возможность выполнять фрезерование уступов и пазов из плохо поддающихся обработке материалов и сталей прошедших закалку. Такой инструмент в несколько раз увеличивает квалитет точности и шероховатости поверхности, а также существенно повышает производительность работ.
Насадные под шпонки сегментного типа по Госстандарту 6648. Фрезы, позволяющие обрабатывать любые разновидности пазов под сегментные шпонки сечением от 55 до 80 мм. В этом же стандарте описывается и хвостовой инструмент под такие шпонки. С их помощью фрезеруют изделия сечением не более 5 мм.

Основным инструментом для обработки пазов на являются специальные шпоночные фрезы, выпускаемые по Госстандарту 9140. Они располагают двумя зубьями с режущими торцовыми кромками, имеют хвостовик конической либо цилиндрической формы. Для обработки шпоночного паза они идеальны, так как рабочие кромки данных фрез направлены в тело инструмента, а не наружу.

Шпоночные фрезы работают и с продольной, и с осевой подачей (как на ), они гарантируют необходимый квалитет шероховатости уступов и пазов после обработки. Переточка подобного инструмента осуществляется по зубьям, расположенным в торцевой части фрезы, благодаря чему ее начальное сечение почти не изменяется.

3 Особенности обработки шпоночных уступов и пазов

Фрезерование элементов шпоночного соединения производится на валах. Для удобного крепления заготовок валов используют призму – специальное приспособление, облегчающее процесс обработки. Если вал имеет большую длину, применяют две призмы, если небольшую – достаточно и одной.

Призматическое приспособление для уступов и пазов должно располагаться максимально точно. Этого добиваются за счет наличия в его основании шипа, который вводится в паз рабочего стола. Для закрепления валов используют прихваты. Они опираются непосредственно на вал, что исключает вероятность прогиба последнего. Обычно под прихваты укладывают латунную либо медную (небольшую по толщине) пластинку. Она предохраняет готовую поверхность изделия от повреждений.

Крепление валов выполняют в обычных тисках, которые монтируют на стол так, чтобы их можно было развернуть на 90 градусов. За счет возможности поворота тиски без проблем устанавливают на вертикально- и горизонтально-фрезерные агрегаты.

На призме вал фиксируется губками (посредством маховичка его зажимают), вращающимися вокруг пальцев. Описываемое приспособление для обработки уступов и шпоночного паза имеет в своей конструкции упор. Он позволяет монтировать вал по длине.

Чаще всего применяются призмы с магнитом (оксидно-бариевым) постоянного действия. Призматический корпус сделан из двух частей. Между этими половинками и устанавливается магнит. Как видим, приспособление для фрезерования уступов и шпоночных соединений выполнено достаточно просто, но при этом гарантирует эффективную обработку изделий.

4 Как фрезеруют закрытые пазы?

Обработка пазов закрытого типа осуществляется на горизонтально-фрезерных агрегатах. Для работы используется описанное выше приспособление, которое снабжается призмами либо самоцентрирующимися тисками. Установка валов на них производится стандартным образом.

Кроме того, существует еще один вариант установки валов. Специалисты называют его "монтажом по яблочку". В этом случае вал размещается по отношению к рабочему инструменту (концевая либо шпоночная фреза для уступов и пазов) на глаз. Затем запускают режущее приспособление и аккуратно подводят его к валу до момента их взаимодействия.

При контакте фрезы и вала на последнем остается слабый след рабочего инструмента. Когда след получается в виде неполного круга, стол требуется слегка сместить. Если же рабочий видит перед собой полный круг, никаких дополнительных действий производить не нужно, можно начинать фрезерование.

Закрытые пазы, которые впоследствии слегка пригоняются, обрабатывают по двум разным схемам:

Врезанием фрезы (ручная операция) на всю глубину уступа и механической подачей в продольном направлении.
Ручным врезанием инструмента на заданную глубину и механической продольной подачей в одну сторону, а затем еще одним врезанием и подачей, но уже в противоположную сторону.

Первая методика обработки уступов и пазов используется для фрез сечением 12–14 мм. В остальных случаях рекомендована вторая схема.

5 Тонкости обработки открытых и сквозных пазов и уступов

Такие элементы фрезеруют только после того, как все работы по их цилиндрической поверхности полностью завершены. Дисковый инструмент применяют в ситуациях, когда радиусы фрезы и канавки одинаковые.

Обратите внимание – эксплуатация фрез допускается до некоторого момента. При каждой новой заточке инструмента его ширина становится меньше на определенную величину. После нескольких таких операций фрезы становятся негодными для работы с пазами, их можно использовать для выполнения других операций, которые не выдвигают высоких требований к геометрическим параметрам по ширине.

Рассмотренное ранее приспособление подходит для обработки уступов и пазов сквозного и открытого типа. Здесь важно обеспечить правильную установку режущего инструмента на оправку. Монтаж нужно производить так, чтобы биение фрезы по торцу было как можно меньшим. Заготовка фиксируется в тисках с накладками (латунь, медь) на губках.

Точность монтажа фрезы проверяют штангенциркулем и угольником. Процесс выглядит следующим образом:

инструмент ставят поперечно со стороны конца вала, который выступает из тисков, на заданную заранее дистанцию;
при помощи штангенциркуля проверяют правильность выставленной дистанции;
с другого конца вала устанавливают угольник и опять выполняют проверку.

Совпадение результатов замеров говорит о том, что фреза смонтирована правильно.

Добавим, что сегментные шпонки обрабатываются специальными фрезами (насадными либо хвостовыми). Двойной радиус канавок таких шпонок определяет диаметр инструмента, который можно использовать для фрезерования. При выполнении таких работ подача выполняется вертикально (по отношению к оси вала – в перпендикулярном направлении).

6 Шпоночно-фрезерные агрегаты для обработки валов

Если пазы должны иметь максимально точную ширину, их обработку следует выполнять на специальных шпоночных станках. Они работают шпоночным двузубым режущим инструментом, а подача на таких агрегатах выполняется по маятниковой схеме.

Шпоночно-фрезерное станочное оборудование обеспечивает обработку паза по всей его протяженности при врезании рабочего инструмента на глубину от 0,2 до 0,4 миллиметров. Причем фрезерование проводится дважды (врезание и подача в одну сторону, затем – те же операции в обратную сторону).

Описываемые станки оптимальны для массового и серийного изготовления шпоночных валов. Работают они в автоматическом режиме – после обработки изделия подача бабки в продольном направлении отключается автоматически и шпиндельный узел перемещается в начальное положение.

Кроме того, данные агрегаты гарантируют высокую точность получаемого паза, а фреза по периферии почти совсем не изнашивается, так как фрезерование ведется ее торцовыми частями. Минусом применения такой технологии считается ее длительность. Стандартная обработка пазов за два или один проход осуществляется в несколько раз быстрее.

Размеры пазов при использовании шпоночно-фрезерного оборудования контролируется либо калибрами, либо измерительным штрих-инструментом. В качестве калибров применяют круглые пробки. Замеры при помощи штангенглубиномера и штангенциркуля выполняются стандартно (устанавливается сечение, ширина, длина, толщина паза).

На современных предприятиях активно эксплуатируются два шпоночных станка: 6Д92 – для обработки концевым немерным инструментом закрытых пазов, и МА-57 – для фрезерования трехсторонним инструментом открытых пазов. Эти агрегаты, как правило, интегрируют в автоматизированные технологические линии.

В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Фрезерование пазов

Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 5.23).

Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 5.23, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 5.23, б). При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов. Обработка пазов концевыми фрезами требует правильного выбора направления вращения шпинделя станка относительно винтовых канавок фрез. Оно должно быть взаимно противоположным.

Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 5.23, г). Диаметр фрез следует принимать на 1...2 мм меньше ширины паза. Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.

Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.

Фрезерование пазов специальных профилей - Т-образных, типа «ласточкин хвост» - осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания - 20...25 м/мин.

Особенности фрезерования шпоночных пазов

Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5.24).

Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543-71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи - только к центру вала (рис. 5.25, а).

Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 5.25, б). При этом способе фреза врезается на 0,2...0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении.

Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.

При фрезеровании угловых канавок на цилиндрической части режущего инструмента с передним углом γ= 0° одноугловыми фрезами вершины зубьев фрез должны проходить через диаметральную плоскость заготовки. Установку фрезы производят с помощью угольника (рис. 5.26, а) по центру вставленного в коническое отверстие шпинделя так, чтобы вершины зубьев фрез и центра совместились, а затем перемещают заготовку в поперечном направлении на величину, равную половине ее диаметра, или по проведенной на торце или цилиндрической поверхности заготовки риске, проходящей через ее диаметральную плоскость (рис. 5.26, б).

При обработке угловых канавок с заданным положительным значением переднего угла γ торцовая поверхность одноугловой фрезы должна находиться от диаметральной плоскости на некотором расстоянии х (рис. 5.26, в), которое можно определить по формуле

где D - диаметр заготовки, мм; γ - передний угол,°.

Вершины зубьев двухугловой фрезы при настройке на обработку угловых канавок следует установить в диаметральной плоскости с помощью одного из рассмотренных выше способов, а затем - сместить заготовку относительно фрезы на величину х (рис. 5.26, г), которая зависит от диаметра заготовки D, глубины профиля канавки h, угла рабочей фрезы 8 и переднего угла фрезы γ:

x = D/(2sin(γ+δ) - hsinδ/cosγ).

При γ= 0° x = (D/2 - /0)sinδ.

Заготовка может быть установлена и закреплена одним из следующих способов: в центрах делительной головки и задней бабки или в центрах на оправке.

Угловые фрезы также используют при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности. Устанавливают фрезы относительно диаметральной плоскости заготовки так же, как и при фрезеровании угловых канавок на цилиндрической поверхности.

Заготовка при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности может быть закреплена в трехкулачковом патроне, на концевой оправке, вставленной в коническое отверстие шпинделя делительной головки или в центры делительной головки и задней бабки. Последний из перечисленных способов установки заготовки используют при небольшом угле конусности.

Фрезерование уступов

Две взаимно-перпендикулярные плоскости образуют уступ. На заготовках может быть один или несколько уступов. Обработка уступов - это распространенная операция, которую и осуществляют дисковыми или концевыми фрезами, или набором дисковых фрез (рис. 5.27, а - в) на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках так же, как и обработку пазов. Уступы, имеющие большие размеры, фрезеруют торцовыми фрезами (рис. 5.27, г).

Торцовые фрезы используют при фрезеровании заготовок с широкими уступами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Деталь с симметрично расположенными уступами обрабатывают на двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа деталь в приспособлении поворачивают на 180°.

Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют дисковые фрезы с нормальными и крупными зубьями. Фрезерование труднообрабатываемых материалов следует вести фрезами с нормальными и мелкими зубьями. При фрезеровании уступа следует брать дисковую фрезу, ширина которой на 5...6 мм больше ширины уступа. В этом случае точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы.

Разрезание заготовок

Операции полного отделения части материала от заготовки, разделения заготовок на отдельные части, а также образования одного или нескольких мерных узких пазов (прорезей, шлицов) осуществляют отрезными и прорезными фрезами. Диаметр отрезной фрезы следует выбирать по возможности минимальным. Чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость.Заготовки чаще всего устанавливают и закрепляют в тисках (рис. 5.28). Отрезку тонкого листового материала и его разрезку на полосы предпочтительнее вести при попутном фрезеровании и небольших подачах (S_= 0,01...0,08 мм/зуб). Скорости резания при отрезании отрезными и прорезными фрезами из быстрорежущей стали в зависимости от глубины фрезерования и подачи на зуб фрезы составляют: при обработке заготовок из серого чугуна v=12...65 м/мин; из ковкого чугуна - 27...75 м/мин; из стали - 24...60 м/мин.

Контроль пазов, уступов и разрезанных заготовок

Эту операцию производят измерительным инструментом (табл. 5.1).