Фрезерование открытых и закрытых шпоночных канавок

Фрезерование шпоночных канавок

 

Шпоночная канавка бывает открытой, или сквозной, когда она проходит вдоль всего вала, закрытой, или замкнутой, когда она выфрезерована на части вала и не выходит ни к одному из его торцов, и полузакрытой, или полузамкнутой, когда она выфрезерована на одном конце вала и выходит к торцу.

Открытые шпоночные канавки фрезеруют дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках;, закрытые и полузакрытые шпоночные канавки фрезеруют специальными концевыми (шпоночными) фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках или на специальных шпоночных станках.

Фрезерование открытой шпоночной канавки

На рис. 206 показана установка детали и фрезы для фрезерования открытой шпоночной канавки с закреплением вала в параллельных машинных тисках. Материал вала — конструкционная сталь оь = 75 кг/мм2 диаметр вала 50 мм, ширина шпоночной канавки 16 мм. Размеры вала и шпоночной канавки указаны на рис. 206, 6.

Выбор фрезы. Выберем для этой фрезерной операции дисковую фрезу из быстрорежущей стали Р18 диаметром 75 мм и шириной 16 мм (по размеру шпоночной канавки). Число зубьев фрезы 2= 18.

Фрезерную оправку устанавливаем так же, как было изложено ранее. При установке и закреплении фрезы надо проследить, чтобы фреза имела допускаемое боковое биение, т. е. не более 0,05 мм.

Закрепление детали. Для закрепления применим машинные тиски. При установке вала в тиски иногда требуется в зависимости от высоты их губок подложить параллельную прокладку. Установленный в тиски вал, как правило, должен выступать на 5—10 мм над губками тисков.

На губки тисков необходимо надеть медные или латунные накладки, предохраняющие вал от смятия. Заложить в тиски обрабатываемый вал надо с таким расчетом, чтобы конец его выступал за тиски, или, как говорят, был «свешен» над столом станка (это необходимо для точной его выверки).

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

При правильно установленных тисках точность установки закрепленного в них вала можно не проверять. В таких случаях обычно важнее бывает проверить правильность установки фрезы относительно детали.

Основным условием для получения качественной шпоночной канавки является параллельность и симметричность ее оси вала. Для получения этого необходимо, чтобы фреза проходила точно по осевой линии вала.

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

Один из наиболее простых приемов заключается в следующем. После закрепления фрезы и проверки ее индикатором на биение под водят вал под фрезу и устанавливают фрезу грубо по центру над свешивающимся концом вала. Дальнейшую точную установку производят при помощи угольника и штангенциркуля. На рис.207, а сплошной линией показано, как измеряется расстояние А

Настройка станка на режим фрезерования. Выбор режимов резания при фрезеровании пазов дисковыми фрезами производим по табл. 213 «Справочника молодого фрезеровщика». Примем подачу на один зуб фрезы 0,03 мм. Тогда для фрезы D = 75 мм, при 5 = 0,03 мм/зуб и глубине фрезерования i=5 мм определяем скорость резания v = 42,2 м/мин, число оборотов /г= 180 об/мин и подачу 5 = 97 мм/мин. Выбираем имеющееся ближайшее число оборотов шпинделя и ближайшую <подачу и ставим лимб коробки скоростей на лг= 190 об/мин, я лимб коробки подач на 5 = 95 мм/мин.

При этом скорость резания составит 45 м/мину а подача на один зуб фрезы будет равна 0,03 мм. Фрезерование следует вести с охлаждением.

Установка на глубину резания. В предыдущих случаях мы устанавливали фрезу на глубину резания от момента касания фрезой поверхности детали. При фрезеровании канавок на круглых деталях касание фрезы к поверхности детали происходит «о линии, благодаря чему труднее уловить глазом начальный момент касания (рис. 207, б), что отражается на точности установки стола на глубину резания.

Установив момент касания (исходное положение), ставим лимб вертикальной подачи стола на нуль. Отводим продольной подачей стола вал из-под фрезы, выключаем станок и вращением рукоятки вертикальной подачи поднимаем стол на 5 мм, т. е. на глубину фрезерования шпоночной канавки. Закрепляем консоль станка.

Процесс фрезерования. При подводе фрезы к валу вручную надо остерегаться поломки зуба дисковой фрезы, поэтому ее -нужно подводить медленно.

По окончании прохода отводят вручную стол станка, выключают станок и проверяют шпоночную канавку, сняв предварительно напильником заусенцы.

Размеры открытой шпоночной канавки можно измерить штангенциркулем: ширина канавки измеряется по размеру 16 мм, на глубину — по размеру 45 мм (см. рис. 206,6). Однако лучше проверять шпоночную канавку при помощи специального шаблона (рис. 206, а), имеющего очертание выемки шпоночной канавки и части окружности вала, прилегающей к обеим сторонам канавки. Применение такого шаблона позволяет проверять,

кроме размеров, также положение самой канавки относительна центровой линии вала.

Вместо дисковой фрезы с остроконечными зубьями можно применить дисковую фрезу с затылованными зубьями (см. рис. 195,6), а также трехсторонние дисковые фрезы. При этом: следует иметь в виду, что дисковая трехсторонняя фреза с каждой переточкой несколько теряет размер по ширине. Поэтому необходимо до установки фрезы проверить ширину режущей кромки зуба микрометром, чтобы убедиться в ее пригодности для данной обработки.

Фрезерование закрытой шпоночной канавки

Фрезерование закрытых шпоночных канавок можно производить на горизонтально-фрезерных, на вертикально-фрезерных и на шпоночно-фрезерных станках. На рис. 208, а показано фрезерование закрытой канавки на горизонтально-фрезерном станке, а на рис. 208, б — на вертикально-фрезерном станке. Материал вала — конструкционная сталь 75 кг/мм2. Размеры вала и канавки показаны на рис. 208.

Выбор фрезы. Для фрезерования выберем концевую фрезу из быстрорежущей стали Р9 диаметром 10 мм, равным ширине шпоночной канавки. Концевые фрезы для фрезерования шпоночных канавок называются шпоночными. Шпоночные фрезы имеют цилиндрический хвостовик, которым они крепятся в специальный патрон. Диаметр концевой и шпоночной фрезы с каждой переточкой несколько уменьшается, поэтому перед установкой фрезы в гнездо шпинделя следует проверить ее размер, чтобы ширина шпоночной канавки не получилась меньше заданной. При работе концевыми и шпоночными фрезами надо принимать во внимание осевое биение фрезы, обычно не превышающее 0,05 мм что вызывает соответствующее увеличение ширины шпоночной канавки против размера фрезы.

Подготовка к работе. Для закрепления вала пользуются тисками (см. рис. 129). В этих тисках можно производить закрепление детали для фрезерования как вертикальным, так и горизонтальным шпинделем (рис. 208).

Так как установка для фрезерования по рис. 208, б отличается от установки по рис. 208, а только расположением шпинделя, разберем только порядок фрезерования шпоночной канавки на горизонтально-фрезерном станке.

Установив и закрепив вал в тиски для горизонтального фрезерования и выверив его рейсмасом, приступаем к установке фрезы. Шпоночную фрезу вставляют в патрон и закрепляют поворотом кольцевой гайки. Патрон имеет конический хвостовик, при помощи которого его можно вставить в переходную втулку и закрепить в шпинделе станка.

 

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

 

Фрезу устанавливают точно по оси вала (что необходимо для» получения правильной шпоночной канавки), как показано на рис. 208, а и б, справа, в верхнем углу. Расстояние А, на которое надо поднять стол станка после того, как фреза коснется* вала, определяют по формуле:

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

2 2′

 

где d — диаметр вала в мм;

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

D — диаметр фрезы в мм. Для установки вала с размеченной шпоночной канавкой можно применять следующий способ. Включаем станок и постепенно подводим вал к фрезе, поочередно вращая рукоятки вертикальной, продольной и поперечной подач до тех пор, пока фреза не коснется вала в размеченном месте и не начнет снимать тонкую полоску металла. Увеличивая стружку, надо уловить момент, когда торец фрезы станет срезать полоску шириной во весь свой диаметр. При этом можно заметить, если фреза установлена не точно, в какую сторону от фрезы снесена ось обрабатываемого вала.

На рис. 209 заведомо преувеличенно показан случай смещения центров фрезы и вала. В данном случае ось обрабатываемого вала находится выше центра фрезы, поэтому снизу срезана плоскость до образующей вала, а вверху остался навес. Изменяя по высоте положение стола, регулируют взаиморасположение фрезы и вала; этим методом можно получить точность установки до 0,1 мм, а при некоторой опытности — до 0,05 мм.

Для работы надо выбирать шпоночную фрезу с короткой режущей частью, иначе фрезу будет уводить во время работы н шпоночная канавка получится не параллельной оси вала.

Настройка станка на режим фрезерования. Так как шпоночные фрезы имеют небольшой диаметр, то для получения рациональной скорости резания нужно располагать станком с очень большим числом оборотов. Обычные консольно-фрезерные станки имеют ограниченное число оборотов, поэтому шпоночные канавки фрезеруют при максимальном имеющемся числе оборотов шпинделя. Для данного случая выберем п = 950 или п — = 1180 об/мин.

Установим лимб коробки скоростей на 950 об/мин и лимб коробки подач на 25 мм/мин и определим скорость резания в подачи на оборот и на зуб фрезы:

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК

подача на один оборот фрезы определяется по формуле (4): ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК ФРЕЗЕРОВАНИЕ ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК подача на один зуб фрезы определяется по формуле (5):

Фрезерование канавки. Замкнутые шпоночные канавки фрезеруются двумя способами:

а)   небольшим врезанием вручную на глубину 4—5 мм и продольной механической подачей вперед и назад с врезанием вновь на глубину после каждого хода;

б)  врезанием вручную сразу на полную глубину канавки и малой продольной механической подачей на всю длину канавки.

Последний способ применяют для более жестких фрез диаметром от 10 мм и выше.

Для данной обработки применим второй способ. Не доходя примерно 1 мм до конца шпоночной канавки по разметке, следует выключить механическую подачу и дофрезеровать конец шпоночной канавки при ручной подаче, так как при неточном выключении механической подачи длина канавки может оказаться большей, чем. нужно по чертежу, что может привести к браку. По окончании прохода необходимо измерить шпоночную канавку. Ширину канавки можно измерить штангенциркулем.

При измерении штангенциркулем глубины шпоночной канавки следует иметь в виду, что размер от краев шпоночной канавки до ее дна будет всегда меньше, чем глубина, на которую был перемещен стол при установке глубины резания. Глубина шпоночной канавки при измерении от краев определяется- по специальной формуле или по справочнику. Для нашего примера она равна 2,6 мм, (вместо 4 мм по чертежу).

Лучше измерять шпоночную канавку шаблоном (см. рис. 206, а).

Методы автоматизации фрезерования пазов

В целях автоматизации операции фрезерования пазов и канавок применяют шпоночно-фрезерные станки, имеющие так называемую маятниковую подачу, когда подача для врезания фрезы на глубину после каждого хода, а также прямая и обратная продольные подачи стола происходят автоматически, без участия фрезеровщика. Благодаря этому один фрезеровщик в состоянии обслужить одновременно несколько станков.

Брак при фрезеровании уступов, пазов и канавок

При фрезеровании уступов, шпоночных канавок, прямоугольных пазов возможны следующие виды брака:

1.   Несовпадение оси шпоночной канавки с осью вала (несимметричность или непараллельность). Брак неисправимый. Причина: неправильная установка по оси вала дисковой или шпоночной фрезы.

2.  Ширина канавки или паза больше чертежного размера. Брак неисправимый. Причины: биение торцов дисковой фрезы или осевое биение шпоночной концевой фрезы.

3.   Ширина канавки или паза меньше чертежного размера. Брак исправимый. Причины: при переточке фрезы она потеряла свой размер по ширине (для дисковой фрезы) или по диаметру (для концевой и шпоночной фрезы), а фрезеровщик не проверил размер ее. Для исправления брака нужен добавочный проход.

4.   Глубина уступа, канавки или паза больше чертежного размера. Брак неисправимый. Причина: при перемещении стола станка фрезеровщик неправильно произвел отсчет по шкале лимба вертикальной подачи стола.

5.   Длина закрытой шпоночной канавки или закрытого паза больше чертежного размера. Брак неисправимый. Причины: неправильно установлены упоры механического выключения продольной подачи стола; фрезеровщик несвоевременно выключил механическую подачу стола; фрезеровщик, фрезеруя с ручной подачей, невнимательно следил за разметочными рисками.

6.   Глубина и длина закрытой шпоночной канавки или паза меньше чертежных размеров. Брак исправимый. Причины: невнимательность фрезеровщика при установке глубины фрезерования и продольного перемещения стола. Для исправления брака нужен добавочный проход.

7.   Обработанная поверхность уступа, шпоночной канавки или паза не соответствует заданной чистоте, имеет рваные края, вмятины. Брак неисправимый. Причины: неправильный режим фрезерования, большая подача на зуб фрезы, малая скорость резания, большая скорость резания при отсутствии охлаждающей жидкости.

8.   Вмятины и забоины на поверхности детали (бруска, призмы, вала). Брак неисправимый, если детали не подлежат последующему шлифованию. Причины: отсутствие мягких накладок на губках тисков при зажиме детали; следы ударов при креплении детали (применяли стальной молоток вместо латунного).

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий