/
Автор: Барбашов Ф.А. Сильвестров Б.Н.
Теги: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства машиностроение станки станочные конструкции издательство высшая школа фрезерное дело
Год: 1983
Текст
I
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ,
ОБРАЗОВАНИЕ д
У|»чТГггг1
‘•Л&Я
• »
Ф.А.БарбЬшов, Б.Н.Смльв^стров v
»
ФРЕЗЕРНЫЕ
И ЗУБОРЕЗНЫЕ
РАБОТЫ
chipmaker.ru
Ф.А.Барбашов, Б.Н.Сильвестров
ФРЕЗЕРНЫЕ
И ЗУБОРЕЗНЫЕ
РАБОТЫ
Одобрено Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому
образованию в качестве учебника
дпя средних профессионально-технических
училищ
Chipmaker.ru
Институт тоичрп механики
иаычи . ( '
МООКЬК, B-Id4t Д«ИВМСАКЙ ор. м
Москва «Высшая школа» 1983
chipmaker.ru
ББК 34.631
Б 24
УДК 621.914.4
Рецензенты:
канд. техн, наук Г. М. Годович (ЭНИМС);
канд. техн, наук А. Н. Шевченко (ВНИИинструмент)
Барбашов Ф. А., Сильвестров Б. Н.
Б 24 Фрезерные и зуборезные работы: Учебник для сред, ироф.-тех'н.
училищ. — М.: Высш, шк., 1983. — с., ил. — (Профтехобразование).
В пер.: 85 к. »
Приведены основные сведения о фрезеровании, элементах зубчатого зацепления
рассмотрены устройство фрезерных и зубообрабатывающих станков и методы нареза-
ния зубчатых колес. Изложены сведения о станках ЧПУ. Освещены вопроса механи-
зации н автоматизации производства, стандартизации и качества продукции.
Для учащихся средних профессионально-технических училищ, а также может быть
использовано при подготовке рабочих на производстве.
2704040000—330
Б ---------------41—83
052(01)—83
ББК 34.631
6П4.61
© Издательство «Высшая школа», 1983
chipmaker.ru
ВВЕДЕНИЕ
В условиях зрелого социализма, когда наша
страна вышла на новые рубежи социально-
экономическою прогресса, партия и народ по-
следовательно решают задачи создания мате-
риально-технической базы коммунизма, даль-
нейшего повышения благосостояния и культуры
трудящихся, воспитания нового человека
строителя коммунистического общества. Задача
создания материально-технической базы ком-
мунизма предусматривает высокие темпы роста
промышленного производства за счет повыше-
ния производительности труда на основе меха-
низации и автоматизации производства. Важ-
нейшая роль в решении этой задачи отводится
машиностроению, одной из ведущих отраслей
промышленности.
Программой работ на одиннадцатую пяти-
летку запланировано значительное повышение
технического уровня и конкурентоспособности
металлообрабатывающего оборудования и ре-
жущего инструмента, поставлена задача под
нять производительность выпускаемого обо-
рудования в 1,3—1,6 раза по сравнению с десятой
пятилеткой при одновременном повышении точ-
ности металлорежущих станков на 20—э0%
Это нашло отражение в «Основных направлени-
ях экономического и социального развития
СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 го-
да». Предусматривается также повышение доли
продукции высшей категории качества в общем
объеме производства товарной продукции ма-
шиностроения; увеличение сроков службы до
капита 1ьного ремонта основных видов машин,
оборудования и приборов; снижение массы
изготовляемых машин и оборудования; повы-
шение степени механизации труда; внедрение
безотходной и малоотходной технологии; со-
кращение применения ручного труда на пред-
приятиях машиностроения и др.
На всех этапах социалистического строитель-
I»
ства главной задачей Коммунистической партии,
высшей целью ее экономической политики была
и есть забота о повышении благосостояния
советских людей. Конкретный пример тому —
Продовольственная программа СССР на
период до 1990 года, являющаяся важнейшей
составной частью экономической стратегии пар-
тии на текущее десятилетие. Производство
продуктов питания в огромной степени опре-
деляется не только сельским хозяйством, но
и многими другими отраслями экономики, в
том числе и машиностроением. Созданная в
стране мощная промышленность поставляет
сельскому хозяйству материально-технические
средства для переработки сельскохозяйствен-
ного сырья в готовый для потребления продукт.
Фрезерные и зубообрабатываюшие станки
составляют значительную долю в парке метал-
лообрабатывающего оборудования. На неко-
торых предприятиях станки этих групп состав-
ляют пятую часть от всего заводского парка
станков.
Основным направлением в развитии станко-
строения на данном этапе является внедрение
станков с числовым программным управлением
(ЧПУ) в виде участков из этих станков с исполь-
зованием электронных вычислительных машин
(ЭВМ). При этом значительно облегчаются
условия труда рабочих и обслуживающего пер-
сонала, резко повышается культура производ-
ств? Перспективным направлением в развитии
машиностроения является создание гибких (пе-
реналаживаемых) автоматизированных техно-
логических систем оборудования с автомати-
ческой загрузкой — разгрузкой деталей с по-
мощью промышленных роботов.
Достижение высокого уровня производи-
тельности возможно также благодаря приме-
нению новых конструкций фрез и зуборезного
инструмента, а также рациональной его экс-
3
chipmaker.ru
плуатации. Совершенствование фрез и зубо-
резного инструмента будет осуществляться за
счет повышения доли твердосплавного и быстро-
режущего инструмента с изоносостойкими по-
крытиями; применения новых, более произво-
дительных конструкций инструмента; увели-
чения доли инструмента из безвольфрамовых
твердых сплавов, режущей керамики и сверх-
твердых материалов; увеличения доли инстру-
мента с механическим креплением многогран-
ных пластинок, а также с клеевым креплением
пластинок и вставок и др.
Дальнейший рост эффективности народного
хозяйства и решение проблем трудовых ресур-
сов в решающей степени определяются разви-
тием комплексной автоматизации производства,
а также своевременной подготовкой квалифи-
цированных рабочих.
Перед системой профессионально-техниче-
ского образования стоит задача подготовки
для народного хозяйства всесторонне развитых,
технически образованных и культурных моло-
дых высококвалифицированных рабочих, идеи
но стойких, владеющих профессиональным мас-
терством, способных осваивать и совершенст-
вовать новую технику, приумножать револю-
ционные и трудовые традиции рабочего класса,
идущего в авангарде строителей коммунизма.
В соответствии с решениями XXVI съезда
партии, постановлениями ЦК КПСС и Совет-
ского правительства наша профтехшкола раз-
вивается как основная форма воспитания рабо-
чей смены. Каждый второй рабочий, приходя-
щий ныне на производство, получает подготовку
в учебных заведениях профессионально-техни-
ческого образования.
Материал, изложенный в учебнике, соответ-
ствует программе, по которой в средних про-
фессионально-технических училищах готовят
фрезеровшиков, зуборезчиков, шевинговалыци-
ков и операторов станков с числовым программ-
ным управлением.
chipmaker.ru
Глава 1
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФРЕЗЕРОВАНИИ
И ЗУБООБРАБОТКЕ
§1. Понятие о процессе
резания металлов
Процесс резания металлов заключается в
срезании с заготовки лишнего слоя в виде струж-
ки с целью получения детали требуемой формы,
размеров и шероховатости обработанных по-
верхностей.
Основными видами механической обработки
являются: точение, строгание, сверление, фре-
зерование, шлифование. Все эти виды обработки
осуществляют на металлорежущих станках раз-
личными режущими инструментами — резца-
ми, сверлами, фрезами, шлифовальными круга-
ми. Основой всех разновидностей процесса
является точение, а основой всех видов режу-
щего инструмента — токарный резец.
Для осуществления процесса резания не-
обходимо два движения — главное (рабочее)
и движение подачи. Движение глав-
ное —простое относительное движение инстру-
мента и обрабатываемой заготовки, обычно
осуществляемое с наибольшей скоростью и
обусловливающее процесс резания. Главное
движение при точении — это вращательное дви-
жение обрабатываемой заготовки (рис. 1,о).
При фрезеровании главным движением явля-
ется вращение фрезы (рис. 1,6). Движение
подачи — относительное движение инстру-
мента и заготовки, добавляемое к главному
движению и позволяющее распространить зону
обработки на всю обрабатываемую поверх-
ность. Движение подачи может быть непре-
рывным и прерывистым.
Поступательное движение резца в продоль-
ном или поперечном направлении является
движением подачи при точении. При фрезеро-
вании движением подачи является поступатель-
ное перемещение обрабатываемой заготовки
в продольном, поперечном или вертикальном
направлении. В процессе резания происходит
образование новых поверхностей деформиро-
ванием и последующим отделением поверх-
ностных слоев с образованием стружки.
На рис. 2 показана схема образования струж-
ки при резании материалов. Заготовка и резец
закреплены на станке. Резец, установленный
на некоторую глубину резания t, перемеща-
ется под действием силы, сообщаемой
станком.
При резании пластичных материалов раз-
личают следующие фазы образования элемента
стружки (по И. А. Тиме). В начале резания
происходит соприкосновение резца с обрабаты-
ваемой заготовкой (рис. 2, «). Затем резец
своей вершиной вдавливается в материал
(рис. 2, б), который претерпевает деформацию
сдвига. Дальнейшее внедрение резца преодоле-
вает силы сцепления между отделяемым слоем
и основным' материалом и приводит к скалы-
ванию (нли сдвигу) первого элемента стружки
(рис. 2, в). Затем резец, продолжая движение,
отделяет от основной массы материала после-
Рис. 1. Главное движение и движение подачи
5
дующие элементы стружки (второй, третий
и т. д.). Цифрами 1, 2, 3, 10 (рис. 2, в, г) по-
казаны последовательно образуемые элементы
стружки.
Стружка — деформированный и отделен-
ный от обработанной заготовки слой материала.
Она может иметь различный вид в зависимости
от условий обработки, обрабатываемого мате-
риала и других факторов.
Различают следующие виды стружки (рис .3).
Стружка надлома (рис. 3, а) получается
при обработке хрупких материалов (чугуна,
бронзы и др.). Частицы стружки не связаны
между собой. Даже при обработке стали с
большими подачами и очень малыми скоро-
стями резания образуется стружка надлома.
Стружка скалывания (рис. 3, 6) обра-
зуется при обработке стали со < редкими скоро-
стями резания. Сторона стружки, которая каса-
лась передней поверхности инструмента (при-
резцовая сторона), — гладкая, блестящая, а
внешняя сторона — с зазубринами. Сливная
стружка (рис. 3, в) получается при резании
пластичных материалов (медь, алюминий, сталь
и др.) с большими скоростями резания. Сливная
стружка имеет вид ленты, завивающейся в
плоскостнун? или винтовую спираль (при точе-
нии), или отдельных стружек (при фрезеровании)
без зазубрин, свойственных стружке скалыва-
ния.
§ 2. Понятие о геометрии
резцов
Резцы являются простейшими и наибо-
лее распространенными режущими инструмен-
тами.
Элементы резцов. Резец состоит из головки
(рабочей части) и державки (рис. 4). Державка
служит для закрепления резца в резцедержателе,
установленном на суппорте станка. Державка
характеризуется размерами по высоте Н, шири-
не Л и длине L Иногда применяют резцы с
державками круглого сечения.
Головка резца образуется специальной зато-
чкой и состоит из следующих элементов: перед-
ней поверхности (грани), задних поверхностей
(граней), режущих кромок и вершины.
Передней поверхностью 1 на-
зывают поверхность, по которой сходит
стружка.
Задними поверхностями назы-
вают поверхности, обращенные к обрабатывае-
мой заготовке. У резцов их две: главная 2
и вспомогательная 3.
chipmaker.ru
Рлкущие кромки образуются пересечением
передней и задних поверхностей. Их также
две — главная и вспомогательная.
Главная режущая кромка 6 об-
разуется пересечением передней и главной зад-
ней поверхностей. Она выполняет основную
работу резания.
Вспомогательная режущая
кромка 5 образуется пересечением передней
и вспомогательной задней поверхностей.
Вершиной резца 4 называется место
сопряжения главной режущей кромки с вспомо-
гательной.
На обрабатываемой заготовке в процессе
резания различают следующие поверхности
(рис. 5) обрабатываемую 1, обработанную 3
и поверхность резания 2.
Обрабатываемой поверх-
ностью называется исходная поверхность
обрабатываемой заготовки, частично или пол-
ностью удаляемая при обработке.
Обработанная поверхность-
поверхность, образованная на обрабатываемой
заготовке после рабочего хода инструмента.
Поверхностью резания называ-
ется временная поверхность, воспроизводимая
главной режущей кромкой инструмента при дви-
жении резания.
Углы заточки резца. Для определения углов
<аточки режущего инструмента устанавливают
координатные (исходные) плоскости: основную
и плоскость резания.
Основной плоскостью 6 (рис. 5)
называется плоскость, параллельная направле-
ниям продольной и поперечной подач. У токар-
ных резцов с призматическим сечением держав-
ки за основную плоскость принимают нижнюю
опорную поверхность резца.
Плоскостью резания 4 (рис. 5)
называют плоскость, перпендикулярную основ-
ной плоскости и проходящую через главную
режущую кромку резца.
Главные углы резца измеряются в глав-
ной секущей плоскости 5 (рис. 5),
перпендикулярной проекции главной режущей
кромки на основную плоскость (рис 6).
Главный задний у 1 о л а — угол
между касательной к главной задней поверх-
ности резца в данной точке режущей кромки и
плоскостью резания. Задний угол нужен для
того, чтобы уменьшить трение задней поверх-
ности инструмента об обрабатываемую заго-
товку. Он выбирается обычно в пределах 2—12°
Угол заострения р — угол между
передней и главной задней поверхностями резца.
От этого угла зависит прочность режущей
части инструмента.
Передний угол у — угол между пе-
редней поверхностью резца и плоскостью, пер-
пендикулярной плоскости резания и проходящей
через главную режущую кромку резца. Этот
угол необходим для уменьшения силы резания,
а также для уменьшения силы трения сходящей
стружки о переднюю поверхность резца. При
обработке вязких материалов передний угол
выбирается в пределах 10—20° и более. При
Рис. 4 Элементы рабочей части резца
Рис. 5. Поверхности при точении
7
chipmaker.ru
1.1зрез по вспомогательной Разрез М главной
секущей плоскости секущей плоскости
Рис. 6. Геометрические параметры резца
обработке сталей, в особенности твердыми
сплавами, передний угол выбирается близким
к нулю или даже отрицательным. Инструмент
с фасонным профилем (фасонные резцы, фа-
сонные фрезы, резьбовые фрезы, зуборезный
инструмент и др.) чаще всего изготовляется
с передним углом, равным нулю. При у#0
следует вводить коррекцию профиля (см. с. 65).
Угол резания 5 — угол между перед-
ней поверхностью резца и плоскостью резания.
Вспомогательные углы резца
а, , у, и Pj измеряют во вспомогательной се-
кущей плоскости (рис. 6) и определяют по
аналогии с главными углами резца.
Углы в плане измеряют в основной плоско-
сти. Главный угол в плане <р — угол
между проекцией главной режущей кромки
на основную плоскость и направлением подачи.
Вспомогательный угол в пла-
не Ф1 — угол между проекцией вспомогатель-
ной режущей кромки на основную плоскость
и направлением, обратным направлению по-
дачи.
Угол при вершине в плане е —
угол между проекциями режущих кромок на
основную плоскость.
Геометрические параметры (углы заточки)
любого режущего инструмента (фрез всех видов,
сверл, разверток и др.) определяют так же,
как и для резцов.
§ 3. Общие сведения о фрезах
и зуборезном инструменте
Фрезерование осуществляется вращающим-
ся режущим инструментом, называемым фре-
зой. Режущие зубья могут быть расположе-
ны как на цилиндрической поверхности, так
и на торце. Каждый зуб фрезы представляет
собой простейгций инструмент — резец (рис. 7).
Фрезы, как правило, — многозубый инстру-
мент. Иногда применяют однозубые фре-
зы.
Режущую часть фрез изготавливают из ин-
струментальных углеродистых сталей, быстро-
режущих сталей, спеченных твердых сплавов
и режущей керамики (подробнее см. § 52).
Поверхности, кромки и другие элементы.
Поверхности и режущие кромки зубьев фрез
(рис. 7) имеют следующие названия (по аналогии
с резцами).
Передняя поверхность зуба /—
поверхность, по которой сходит стружка. 3 а-
д и я я поверхность 4 зуба — поверх-
ность, обращенная в процессе резания к поверх-
ности резания. Спинка зуба 5— поверх-
ность. смежная с передней поверхностью одногс
зуба и задней поверхностью соседнего. Она
может быть плоской, ломаной или криволи-
нейной. Торцовая плоскость — пло-
скость фрезы, перпендикулярная к ее оси. Осе-
вая плоскость — плоскость, проходящая
через ось фрезы и рассматриваемую точк>
на ее режущей кромке. Режущая кром-
ка 2 — линия, образованная пересечением пе-
редней и задней поверхностей зуба.
Главная режущая кромка—
кромка, выполняющая основную работу реза-
ния. У цилиндрических фрез главная режущая
кромка может быть прямолинейной (по образу-
ющей цилиндра), наклонной к образующей
цилиндра и винтовой. Вспомогательной режу-
щей кромки у цилиндрических фрез нет.
У фрез, работающих торцовыми зубьями
как и у резцов (см. рис. 4), различают (рис. 8):
главную режущую кромку 1—
кромку, расположенную под углом <р к направ-
лению подачи; вспомогательную ре-
жущую кромку 3 — кромку, расположен-
ную на торцовой части фрезы под углом <р1
к направлению, обратному направлению по-
дачи; переходную режущую кром-
ку 2 — кромку, соединяющую главную и вспо-
могательную режущие кромки.
Форма и элементы зубьев. В зависимости
от поверхности, по которой производится за-
8
chipmaker.ru
тачивание фрезы, различают две конструкции
(убьев:
остроконечный зуб — зуб, затачи-
ваемый по его задней поверхности (рис. 9, а);
затылованный зуб—зуб,затачиваемый
только по его передней поверхности (рис. 9, б).
Различают следующие элементы зуба (см.
рис. 7).
Высота К — расстояние между точкой
режущей кромки зуба и дном канавки, измерен-
ное в радиальном сечении фрезы перпендику-
лярно к ее оси.
Ширина фаски 3 — расстояние от
режущей кромки по линии пересечения задней
поверхности зуба с его спинкой, измеренное
в направлении, перпендикулярном к режущей
кромке.
Окружной шаг зубьев — расстоя-
ние между одноименными точками режущих
кромок двух смежных зубьев, измеренное по
дуге окружности с центром на оси фрезы и
в плоскости, перпендикулярной к этой оси
Окружной шаг может быть равномерным и
неравномерным.
Величина затылования К (см.
рис. 9, б) — величина понижения кривой заты-
лования между режущими кромками двух со-
седних зубьев.
Элементы и форма канавок. Канавка
(см рис. 7, поз. 6) — выемка для отвода струж-
ки, ограниченная передней поверхностью одно-
го зуба и задней поверхностью и спинкой сосед-
него зуба. Канавки делятся на прямые и винто-
вые.-
Канавка прямая — канавка, парал-
лельная оси фрезы. На рис. 10 показано образо-
вание винтовой линии. Если гибкий треугольник
АВС навернуть на цилиндр так, чтобы катет
АВ= nD совпал с основанием цилиндра диа-
метром Р, то гипотенуза образует на цилиндре
винтовую линию лев} ю (рис. 10, а) или правую
(рис. 10,6). Шагом Р винтовой линии называется
величина ее подъема за один оборот вокруг
цилиндра: Р= nDtgfJ-,гдер — угол подъема
винтовой линии; л = 3,1416.
Угол <в называется углом наклона вин-
товой линии (очевидно, и=90 °—Р).
Канавка винтовая левая (рис. 11.
а) — канавка, направленная по винтовой линии
с подъемом справа налево. Канавка вин-
товая правая (рис. 11,6) — канавка, нап-
равленная по винтовой линии с подъемом слева
направо. Шаг винтовой канавки —
расстояние между двумя последовательными
точками на режущей кромке фрезы, лежащими
Рис. 7. Сравнение резца и зуба фрезы
Рис, 8. Режущие кромки торцовой фрезы
Рис. 9. Форма зуба фрезы
на одной образующей цилиндрической поверх-
ности. Профиль канавки в нормаль-
ном сечении — линия пересечения поверх-
ности канавки с плоскостью, нормальной к
9
chipmaker.ru
Рис. 10. Схема образования винтовой линии
Рис. 12. Виды подач
й)
Рис. 11. Направление винтовых канавок
режущей кромке. Профиль канавки
в поперечном сечении — линия пере-
сечения поверхности канавки с плоскостью,
перпендикулярной к оси фрезы (торцовой пло-
скостью). Радиус канавки — радиус за-
кругления дна канавки.
Элементы режимов резания при фрезеровании
изубообработке. Скорость резания при
фрезеровании — длина дуги (в метрах), которую
проходит за одну минуту наиболее удаленная
от оси вращения точка главной режущей кромки:
v — nDn/lOOQ, (1)
где D — диаметр фрезы, мм; п — частота вра-
10
щения фрезы, об/мин. Отсюда необходимая
частота вращения л= 1000 г/л£).
При фрезеровании различают следующие
виды подач: подачу на один зуб, подачу на один
оборот и минутную подачу. По направлению
различают продольную, поперечную и верти-
кальную подачи.
П сдачей на зуб (sz, мм/зуб) назы-
вается величина перемещения стола с обраба-
тываемой заготовкой или фрезы за время ее
поворота на один зуб.
Подачей на один оборот
фрезы (ло, мм/об) называется величина
перемещения стола с обрабатываемой загс-
chipmaker.ru
Рис. 14. Глубина резания и ширина фрезерования
товкой или фрезы за один оборот фрезы: s о =
= s_- z, где z — число зубьев фрезы.
Минутной подачей (sM, мм/мин)
называется величина относительного переме-
щения стола с обрабатываемой заготовкой
или фрезы за одну минуту: sM = so и = sz • z • и.
Как видно из рис. 12, каждый зуб (7—8)
фрезы снимает одинаковую стружку в виде за-
пятой. Стружка, снимаемая одним зубом, опре-
деляется двумя дугами контакта соседних
зубьев. Расстояние между этими дугами, из-
меренное по радиусу фрезы, переменное. Оно
определяет толщину среза. Из рис 12 видно,
что толщина среза изменяется от нуля до мак-
симального значения.
На обрабатываемой заготовке при фрезеро-
11
chipmaker.ru
вании различают обрабатываемую поверх-
ность, обработан гую поверхность и поверх-
ность резания (рис. 13).
Для всех видов фрезерования различают
глубину и ширину фрезерования. Глубина
резания (фрезерования) — расстояние между
обрабатываемой и обработанной поверхностя-
ми. Ширина фрезерогания — ширина об-
работанной за один рабочий ход поверхности.
Обычно глубину фрезерования принято обоз-
начать буквой г, а ширину фрезерования — В.
Это справедливо в том случае, когда указан-
ные параметры рассматриваются как техноло-
гические. Параметр (глубина или ширина фре-
зерования), который оказывает влияние на дли-
ну контакта главных режущих кромок фрезы
с обрабатываемой заготовкой, будем обозна-
чать буквой В, второй параметр, не влияющий
на эту длину, — буквой t. На рис. 14 видно,
что параметром, влияющим на длину контакта
главных режущих кромок с обрабатываемой
заготовкой и обозначенным, следовательно,
буквой В, будет ширина фрезерования при фре-
зеровании плоскости цилиндрической
фрезой (рис. 14, а), паза или уступа диско-
вой фрезой (рис. 14, б и в), ширина фрезы
при отрезании или прорезании (рис. 14, г) или
глубина фрезерования при фрезеровании паза
или уступа концевой фрезой (рис. 14, д и
е), уступа торцовой фрезой (рис. 14, ж),
угловой фрезой (рис. 14, з), симметрич-
ное фрезерование торцовой фре-
зой (рис. 14, и и и), фасонной выпук-
лой (рис. 14,к), фасонной вогнутой
(рис. 14, л), несимметричное фре-
зерование торцовой фрезой
(рис. 14, м и о).
Поэтому в дальнейшем буквой В будем
обозначать ширину фрезерования при
обработке цилиндрическими, дисковыми, отрез-
ными и фасонными фрезами или глубину
фрезерования при обработке торцовыми и кон-
цевыми фрезами; буквой t — глубину фрезеро-
вания при обработке цилиндрическими, диско-
выми, отрезными и фасонными фрезами или
ширину фрезерования при обработке торцо-
выми и концевыми фрезами
На рис. 15 показаны элементы резания при
различных способах нарезания зубчатых
колес. Скорость резания при фрезеровании
дисковыми модульными фрезами (рис. 15, а),
пальцевыми модульными фрезами (рис. 15, б)
и червячными фрезами (рис. 15, в) определяет-
ся по формуле v — п Dn/1000, справедливой для
всех видов фрезерования. При зубодолблении
и зубострогании (рис. 15, г) главное движе-
ние — это возвратно-поступательное движение,
которое совершает долбяк или гребенка. Ско-
рость резания при зубодолблении и зубостро-
гании непостоянна, изменяется по закону, близ-
кому к синусоидальному. Максимальное зна-
чение скорости резания определяется по фор-
Рис. 15. Элементы режима резания при зубообработке
12
chipmaker.ru
муле гти= п/л/1000, где L— длина хода инст-
румента, мм; и — частота движения, дв.ход/
/мин.
Средняя скорость резания при зубодолбле-
нии и зубострогании определяется по формуле
г> = 2 Еи/1000.
Подача 5 при фрезеровании — величина
перемещения режущей кромки инструмента в
направлении подачи. При зубообработ-
ке различают следующие виды подач:
1) подача на один оборот фрезы (so, мм/мин)
при обработке зубьев дисковыми и пальцевы-
ми модульными фрезами (рис. 15, а и 15, б);
2) подача на один оборот заготовки (5 ,
мм/об) при обработке зубьев цилиндрических
колес червячными фрезами, при нарезании
зубьев червячных колес червячными фрезами
и при зубошевииговании (рис. 15,в);
3) минутная подача (sM , мм/мин) при зубо-
шевинговании;
4) круговая подача (лгр, мм/дв. ход) за один
двойной ход долбяка или гребенки (рис. 15,г).
Движение огибания (о б к а-
т а) при зубофрезерованин червячными фреза-
ми — это вращение заготовки, точно согласо-
ванное с вращением фрезы: за период одного
оборота фрезы заготовка поворачивается на К
зубьеь, т. е. на K/z своей окружности, где К —
число заходов фрезы, z — число зубьев нарезае-
мого колеса.
Глубиной резания t при зубона-
резании называется величина слоя, срезаемого
с поверхности заготовки за один рабочий ход
инструмента, измеренная в направлении, пер-
пендикулярном к обработанной поверхности.
При нарезании зубьев из целых заготовок, за
один рабочий ход глубина резания равна вы-
соте зуба (глубине впадины между зубьями).
Если зубья колеса нарезаются за несколько ра-
бочих ходов, то глубиной резания будет часть
высоты зуба, на которую увеличилась глубина
впадины за один рабочий ход инструмента.
Встречное и попутное фрезерование. При фре-
зеровании цилиндрическими и дисковыми фре-
зами различают встречное фрезерование (фре-
зерование против подачи) и попутное фрезеро-
вание (фрезерование по подаче). Встречным
называется фрезерование, которое осуществля-
ется при противоположных направлениях дви-
жения фрезы и обрабатываемой заготовки в
месте их контакта (рис. 16, а, б). Попутное
фрезерование производится при совпадающих
направлениях движения фрезы и обрабатывае-
мой заготовки в месте их контакта (рис. 16, в, г).
При встречном фрезеровании толщина сре-
Рис. 16. Попутное и встречное фрезерование
га изменяется от нуля при входе зуба в точке А
до максимального значения при выходе зуба из
контакта с обрабатываемой заготовкой в точ-
ке В. При попутном фрезеровании толщина
среза изменяется от максимальной величины
в момент входа зуба в контакт с обрабатывае-
мой заготовкой в точке В до нуля при выходе
в точке А. Таким образом, при встречном фре-
зеровании процесс резания происходит спо-
койнее, так как толщина среза нарастает плавно
и, следовательно, нагрузка на станок возраста-
ет постепенно.
При попутном фрезеровании в момент входа
зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой
наблюдается явление удара, так как в этот мо-
мент толщина среза максимальна. Поэтому
попутное фрезерование можно производить на
станках, обладающих достаточной жесткостью
и виброустойчивостью, и главным образом
при отсутствии зазора в сопряжении ходовой
винт — маточная гайка продольной подачи
стола. Однако при попутном фрезеровании
заготовка прижимается к столу, а стол — к на-
правляющим, что обеспечивает лучшее качест-
во обработанной поверхности.
При попутном фрезеровании необходимо,
чтобы в работе находилось ие менее двух зубьев
фрезы.
При прочих равных условиях стойкость*
фрезы при попутном фрезеровании выше, чем
при встречном, кроме случаев работы по твер-
* Под стойкостью понимают время непрерыв-
ной работы фрезы между двумя ее переточками.
13
chipmaker.ru
Рис. 17. Попутное и встречное зубофрезерование
дой корке. Недостатком встречного фрезеро-
вания является также стремление фрезы отор-
вать заготовку от поверхности стола.
При зубофрезеровании червячными фреза-
ми процесс резания, как и при фрезеровании
цилиндрическими и дисковыми фрезами, мо-
жет осуществляться при встречном (рис. 17, а)
или попутном фрезеровании (рис. 17, б). По-
путное зубофрезерование рекомендуется при
обработке вязких материалов. При зубофрезе-
ровании за два рабочих хода первый, как пра-
вило, производится при попутном фрезерова-
нии, второй — при встречном.
§ 4. Общие сведения о фрезер-
ных и зуборезных станках
Г оризонтально- фрезерные
станки характеризуются горизонтальным
расположением шпинделя и наличием у станка
трех взаимно перпендикулярных движений —
продольного, поперечного и вертикального. Го-
ризонтально-фрезерные станки делятся на две
разновидности — простые и универсальные.
В универсальных горизонтально-фрезерных
станках рабочий стол, помимо указанных пе-
ремещений, может еще поворачиваться вокруг
вертикальной оси на угол до 45 °в каждую сто-
рону. Для установки стола на требуемый угол
к оси шпинделя между салазками и рабочим
столом имеется поворотная часть, на периферии
которой нанесены градусные деления.
На рис. 18 показан общий вид консольных
горизонтально-фрезерных станков 6Р82, 6Р82Г,
6Р83 и 6Р83Г. Основными составными частя-
ми станка являются станина 1, шкаф для
электрооборудования 2, коробка скоростей 3,
механизм управления 4, хобот 5, стол и салаз-
ки б, консоль 7 и коробка подач 8.
Станина станка служит для размещения
Рис. 18. Основные части станков 6Р82, 6Р82Г, 6Р83 и 6Р83Г
14
chipmaker.ru
всех узлов и механизмов станка. Хобот переме-
щается по верхним направляющим станины и
служит для поддержания при помощи серьги
конца фрезерной оправки с фрезой. Он может
быть закреплен с различным вылетом. Серьги
можно перемещать по направляющим хобота
и закреплять гайками (следует иметь в виду,
что перестановка серег с одного станка на дру-
гой не допускается). Для увеличения жесткости
крепления хобота применяют поддержки, ко-
торые связывают хобот с консолью.
Консоль представляет собой отливку ко-
робчатой формы с вертикальными и горизон-
тальными направляющими. Перемещение кон-
соли относительно станины происходит по вер-
тикальным направляющим. По горизонталь-
ным направляющим перемещаются салазки.
Консоль закрепляется на направляющих спе-
циальными зажимами и является базовым уз-
лом, объединяющим все остальные узлы цепи
подач. Консоль поддерживается стойкой, в ко-
торой имеется телескопический винт для ее
подъема и опускания.
Стол монтируется на направляющих сала-
зок и перемещается по ним в продольном
направлении. На столе закрепляют зажимные
приспособления и заготовки. Для этой цели
рабочая поверхность стола имеет продольные
Т-образные пазы. Салазки являются промежу-
точным звеном между консолью и столом
станка. По верхним направляющим салазок
стол перемещается в продольном направлении,
а нижняя часть салазок вместе со столом пере-
мещается в поперечном направлении (по верх-
ним направляющим консоли).
Шпиндель фрезерного станка служит для
передачи вращения режущему инструменту от
главного двигателя через коробку скоростей.
От точности вращения шпинделя, его жесткос-
ти и виброустойчивости в значительной мере
зависит точность обработки.
Коробка скоростей предназначена для со-
общения шпинделю станка различной частоты
вращения. Она находится внутри станины. Ме-
ханизм управления позволяет выбирать тре-
буемую частоту вращения без последователь-
Рис. 19. Органы управления станков 6Р12, 6Р12Б, 6Р83 и 6Р83Б
15
chipmaker.ru
ного прохождения промежуточных ступе-
ней.
Коробка подач обеспечивает получение ра-
бочих подач и быстрых перемещений стола,
салазок и консоли.
Консольные вертикально-фрезерные станки
характеризуются вертикальным расположением
шпинделя. Основными узлами вертикально-
фрезерных станков являются станина, поворот-
ная головка, консоль, коробка скоростей со
шпинделем, механизм управления, коробка по-
дач, электрооборудование, стол и салазки. На-
значение узлов такое же, как и у горизонтально-
фрезерных станков. В вертикально-фрезерных
станках нет хобота. Поворотная головка кре-
пится к горловине станины и может поворачи-
ваться в вертикальной плоскости на угол от
О до 45° в обе стороны.
На рис. 19 и в табл. 1 показано размещение
органов управления вертикальных консольно-
фрезерных станков 6Р12, 6Р12Б, 6Р83 и 6Р83Б.
Управление станка является кнопочно-руко-
яточным. Основными движениями в станке мож-
но управлять спереди и сбоку станка. Работаю-
щий на станке пользуется переключателями,
расположенными с наружной стороны дверок
электрошкафов (открывать двери электрошка-
фов разрешается только электрослесарям).
Существует также много других типов фре-
зерных станков (см. гл. 10).
Зубофрезерные станки служат для
нарезания цилиндрических зубчатых и червяч-
ных колес. По компоновке они делятся на
вертикальные и горизонтальные. Станки вер-
тикальной компоновки изготовляют с подвиж-
ной инструментальной стойкой, подвижным
в горизонтальном направлении столом и под-
вижным в вертикальном направлении столом.
Горизонтальные станки предназначаются для
нарезания зубьев деталей типа валов-шестерен
и шлицевых валов большого диаметра.
Основными составными частями зубофре-
зерных станков (рис. 20) являются станина 1,
инструментальная стойка 2, каретка 3, суппорт
4, контрподдержка 5 и стол 6. Станина служит
основанием станка, на которое крепят стойку
или стол, а также перемещают их (в зависимости
от того, что закреплено). В станине также раз-
мещают резервуары смазки (иногда и гидро-
привода) и механизмы подач.
Стол предназначается для установки изделия
и размещения шпинделя и червячной передачи
для его вращения. Эта червячная передача
называется делительной. Кроме того,
в столе иногда размещают винт радиальной
1. Органы управления консольных вертикально-
фрезерных станков
Номер
позиции
на рис. 19
Органы управления
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Кнопка «Стоп» (дублирующая)
Кнопка «Пуск шпинделя» (дублир; ю-
щая)
Стрелка-указатель скоростей шпинделя
Указатель скоростей шпинделя
Кнопка «Быстро стол» (дублирующая)
Кнопка «Импульс шпинделя»
Переключатель освещения
Поворот головки
Зажим гильзы шпинделя
Звездочка механизма автоматического
цикла
Рукоятка включения продольных пере-
мещений стола
Зажимы стола
Маховичок ручного продольного пере-
мещения стода
Кнопка «Быстро стол»
Кнопка «Пуск шпинделя»
Кнопка «Стоп»
Переключатель ручного или автомати-
ческого управления продольных переме-
щений стола
Маховичок ручных поперечных переме-
щений стола
Лимб механизма поперечных перемеще-
ний стола
Кольцо-ноннус
Рукоятка ручного вертикального пере-
мещения стола
Кнопка фиксации грибка переключения
подач
Грибок переключения подач
Указатель подач стола
Стрелка-указатель подач стола
Рукоятка включения поперечной и вер-
тикальной подач стола
Зажим салазок на направляющих кон-
соли
Рукоятка включения продольных пере-
мещений стола (дублирующая)
Рукоятка включения, поперечной и вер-
тикальной подач стола (дублирующая)
Маховичок ручного продольного пере-
мещения стола (дублирующий)
Переключатель направления вращения
шпинделя «Влево-вправо»
Переключатель насоса охлаждения
«Включено-выключеио»
Переключатель ввода «Включеио-вы-
ключено»
Рукоятка переключения частот враще-
ния шпинделя
16
chipmaker.ru
Продолжение
Номер
позиции
иа рис.19
Органы управления
35
36
37
38
Переключатель автоматического или
ручного управления и работы круглого
стола
Зажим консоли на станине
Маховичок выдвижения гильзы шпин-
деля
Зажим головки на станине
подачи, механизмы смазки, механизмы тормо-
жения и др.
Суппорт состоит из основного корпуса, за-
крепляемого на передвигаемой каретке, и фре-
зерной каретки, в которой монтируется инстру-
ментальный шпиндель с приводным зубчатым
колесом, а также контрподдержка инструмен-
тальной оправки. В основном корпусе разме-
щаются зубчатые передачи привода шпинделя,
механизмы зажима суппорта и механизмы осе-
вого перемещения фрезы.
Стойка служит для размещения каретки
с суппортом, а также механизмов главного
движения, подач и дифференциала с гитарными
механизмами для их настройки.
Контрподдержка предназначена для под-
держания и центрования оправки, на которую
закрепляют изделие. Она состоит из корпуса
3у б ошев инг о в а льн ы е станки
служат для отделочной лезвийной обработки
зубчатых колес шевером. По компоновке они
делятся на горизонтальные и вертикальные
(в зависимости от расположения оси изделия).
Наибольшее распространение имеют горизон-
тальные станк <, которые используются для
шевингования зубчатых колес средних размеров.
Станки с диаметром обработки до 500 мм и
более имеют -вертикальную компоновку.
Основными составными частями зубоше-
винговальных станков являются: станина, стол,
привод станка и шеверная головка, в которых
размещены механизмы, обеспечивающие про-
цесс шевингования зубчатых колес.
Кроме названных существует большое число
типов зуборезных станков (в частности, для
конических Зубчатых колес, для червяков), а
также зубоотделочных (зубошлифовальных
и др.)
§ 5. Понятие об организации
рабочего песта
и его обслуживании
Рабочее место — часть производст-
венной площади, оснащенная оборудованием,
инструментами и приспособлениями, необхо-
димыми для выполнения производственного
задания.
с вертикальными направляющими, по которым
от гидроцилиндра перемещается каретка с цент-
ром или охватывающим оправку кольцом.
Зубодолбежные станки, служа-
щие для нарезания цилиндрических зубчатых
колес, изготовляют в вертикальном и гори-
зонтальном исполнении. Вертикальные станки
разделяются на станки с отводом изделия от
долбяка и иа станки с отводом додбяка от изде-
лия во время осуществления холостого хода.
Вертикальные станки, работающие многорез-
цовой головкой, являются специальными, так
как инструмент можно использовать для наре-
зания зубчатого колеса только с определенными
модулем и числом зубьев. Горизонтальные
зубодолбежные станки оснащают двумя дол-
бяками и используют для нарезания шевронных
зубчатых колес
Основными составными частями зубодол-
бежных станков являются: станина, стол, стой-
ка с приводами, коробка круговых подач и
суппорт со штосселем, в котором закрепляют
инструмент.
Рис. 20. Общий вид зубофрезерного станка
-1 ТО1
Инотиг
chipmaker.ru
Основным оборудованием рабочего места
фрезеровщика и зуборезчика является один
или несколько обслуживаемых станков. В состав
вспомогательного оборудования и оснащения
рабочего места входят:
комплект технологической оснастки (при-
способления, режущий, измерительный и вспо-
могательный инструмент) постоянного поль-
зования;
комплект технической документации (инст-
рукции, справочники, вспомогательные табли-
цы и т. д.) постоянного пользования;
комплект стандартного оборудования (ин-
струментальные шкафы или тумбочки, под-
ставки или стеллажи для размещения заготовок
и готовых деталей или переносной тары для
них, передвижная или переносная тара обще-
цехового пользования для заготовок и обрабо-
танных деталей);
подножные решетки, рабочая мебель, сред-
ства сигнализации и др.
На рис. 21 приведен пример рабочего места
фрезеровщика-универсала. Около вертикально-
фрезерного станка 3 расположены: справа —
инструментальный шкафчик 5 и слева — ящики
для заготовок 2 и обработанных деталей 1.
В ящиках для обработанных деталей преду-
смотрены перегородки для раздельного хране-
ния деталей. Защитный экран 4 предохраняет
станочника от стружки. Ниже приводятся не-
которые рекомендации по организации рабочего
места:
на рабочем месте не должно быть ничего
лишнего;
рабочее место должно содержаться в чистоте;
каждый предмет нужно класть на одно и
то же отведенное для него место. При этом
те предметы, которыми приходится пользо-
ваться чаще, следует располагать ближе пред-
метов, которыми приходится пользоваться реже.
Фрезерные оправки следует хранить на специаль-
ных стеллажах в подвешенном состоянии (во
избежание их деформации ;
Рис. 21. Рабочее место фрезеровщика
18
chipmaker.ru
чертежи деталей, операционные карты, ра-
бочие наряды и т. п. должны быть подвешены
на специальной подставке, расположенной на
рабочем месте;
заготовки не должны загромождать рабочее
место. Их нужно складывать на специально
отведенные стеллажи. Готовые детали уклады-
вают в передвижную тару и увозят по мере
их накопления.
проходы между станками должны быть
свободными;
на полу вокруг станка не должно быть поте-
ков и капель масла. Система трубопроводов
должна быть плотной в местах соединений;
следует своевременно очищать станок от
стружки.
Перед началом работы фре-
зеровщик и зуборезчик о б я з а-
н ы:
привести в порядок свою одежду;
проверить исправность станка и наличие
заземления, смазать станок в соответствии с
инструкцией;
ознакомиться по технической документации
(конструкторской и технологической) с пред-
стоящей работой, проверить наличие и исправ-
ность инструмента и приспособлений;
под] от овить рабочее место;
убедиться в правильности наладки станка.
Во время работы фрезеров-
щик и зуборезчик должны:
строго соблюдать настройку станка на задан-
ный режим;
детали, инструменты и приспособления
класть только на свои места и использовать
только по прямому назначению;
' не класть режущий и измерительный инстру-
мент, ключи, заготовки и детали на рабочие
поверхности станка. Работать только исправ-
ным, хорошо заточенным инструментом;
следить за прочностью крепления обрабаты-
ваемых заготовок, инструмента и приспособ-
лений;
не производить измерений и не сметать
стружку во время работы станка;
следить за правильным подводом смазочно-
охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания;
экономить электроэнергию, не допуская ра-
боты станка вхолостую;
обязательно выключать станок, уходя даже
на короткое время, при уборке и смазке станка,
а также при скреплении и измерении обраба-
тываемой заготовки:
По окончании работы фре-
зеровщик и зуборезчик долж-
н ы:
выключить станок, сдать .обработанные де-
тали, очистить станок от стружки, а инструмент
убрать в шкаф. При двух- или трехсменной
работе станок убирают и сдают сменщику.
Необходимо сообщить сменщику и мастеру
о замеченных недостатках в работе станка.
В организационно-техническом обслужива-
нии рабочего места большое значение имеет
своевременное объяснение рабочему сменного
производственного задания, а также, в зависи-
мости от характера производства, задания на
месяц, декаду. Такая организация работы дает
возможность рабочему заранее ознакомиться
с чертежом, техническими условиями, заблаго-
временно затребовать и подготовить необходи-
мый режущий и измерительный инструмент
и приспособления.
Действующими нормативами для серийного
и массового производства предусмотрены сле-
дующие основные условия по организационному
обслуживанию рабочего места:
наряды на работу, заготовки, инструменты
и приспособления доставляет к рабочему месту
вспомогательный персонал;
инструменты затачивают в централизован-
ном порядке;
рабочее место обеспечивают необходимыми
комплектами технологической оснастки (комп-
лектами оправок, быстродействующими гид-
равлическими и пневматическими приспособ-
лениями и т. д.), способствующими сокращению
затрат времени на выполнение вспомогательных
операций.
Уход за станками. Приступая впервые к
управлению станком, необходимо тщательно
изучить его устройство, ознакомиться с пас-
портом и руководством по уходу и обслужива-
нию станка.
Перед пуском станка нужно очистить все
направляющие от пыли и стружки, проверить
исправность работы его смазочной и охлаж-
дающей систем, наличие в них смазки и охлаж-
дающей жидкости.
Перед установкой оправки или фрезы надо
тщательно протереть коническое отверстие
шпинделя и оправку. Выколачивать оправку
или фрезу из шпинделя рекомендуется латунным
или медным молотком. Шпиндель станка дол-
жен быть затянут так, чтобы биение его не
превышало установленной нормы.
Особое внимание должно быть уделено со-
стоянию поверхности стола. Перед установкой
на стол станка зажимного приспособления или
заготовки необходимо тщательно очистить по-
верхность стола от стружки. Нельзя класть
19
chipmaker.ru
на стол станка никаких инструментов и посто-
ронних предметов во избежание повреждения
поверхности стола (забоины, царапины и др.).
Большое значение для увеличения срока
службы станка « повышения надежности его
работы имеет регулярная смазка трущихся
частей станка. Для смазки станков используют
масло ИС-ЗОА (ГОСТ 20799—75) или густые
консистентные смазки. При смазке станков
различных моделей нужно пользоваться реко-
мендуемыми схемами и режимами смазки,
которые приведены в руководстве по уходу
и обслуживанию станка. При первоначальной
смазке или после смазки необходимо заливать
масло в коробки станка до уровня рисок масло-
указателей.
Ежедневно после окончания смены станок
следует очищать от стружки и пыли, протирать
насухо направляющие и поверхность стола
и смазывать их тонким слоем смазки.
Знание станка, правильные наладки и уход
за ним увеличивают производительность труда,
повышают срок службы станка и улучшают
качество обработанных деталей.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие движения необходимы для осуществления
процесса резании?
2. Какие поверхности и режущие кромки различают
у резцов?
3. Какие геометрические параметры (углы заточки)
различают у резцов?
4. Каково назначение осноииых узлов консольных
фрезерных станков?
5. Какие поверхности и режущие кромки различают
на фрезах?
6. Чем отличается затылованный зуб фрезы от остро-
конечного?
7. Чем отличается праваи канавка фрезы от левой?
8. Что называется скоростью резания при фрезеро-
вании?
9. Какие виды подач различают при фрезеровании
и зубофрезероиании?
10. Каковы основные правила организапни рабочего
места.
И. Каковы основные правила ухода за станками?
Глава 2
ФРЕЗЕРОВАНИЕ ПЛОСКИХ
§ 6. Требования, предъявляемые
к обработке плоскостей
С точки зрения геометрии плоскостью можно
назвать поверхность, обладающую следующим
свойством: если любые две точки поверхности
соединить прямой, то все точки этой прямой
будут находиться на этой поверхности. Отсюда
вытекает простейший способ контроля плоских
поверхностей деталей. Если к плоскости* де-
тали приложить ребро лекальной линейки, то
величина образовавшегося между ними зазора
будет характеризовать качество ее изготовле-
ния. Чем точнее изготовлена плоскость, тем
меньше зазор. Качество обработки плоскостей
характеризуется следующими показателями:
1. Точность размеров, т. е. должно быть
соответствие фактических размеров детали раз-
мерам, указанным на чертеже.
2. Допустимые отклонения от правильной
* Под плоскостью в дальнейшем будем пони-
мать часть плоской поверхности, представляющую
собой грань детали — плоский многоугольник (тре-
угольник, прямоугольник, квадрат и др.).
ПОВЕРХНОСТЕЙ
геометрической формы полученной поверхно-
сти не должны выходить за пределы допуска
на неточность изготовления (допуск прямо-
линейности, допуск плоскостности).
3. Отклонения расположения отдельных гра-
ней детали относительно других поверхностей
должны быть в заданных пределах (отклонения
от параллельности, перпендикулярности, нак-
лона, симметричности и др.).
Ниже приведены термины и определения
по ГОСТ 24642—81 (СТ СЭВ 301—76).
Отклонения и допуск формы. Отклоне-
ние от прямолинейности в плос-
кости — наибольшее расстояние Д от точек
реального профиля до прилегающей прямой
в пределах нормируемого участка (рис. 22, а).
Допуск прямолинейности — наи-
большее допускаемое значение отклонения от
прямолинейное ги
Отклонение от плоскостно-
сти — наибольшее расстояние Д от точек ре-
альной поверхности до прилегающей плоскости
в пределах нормируемого участка (рис. 22, б).
Допуск плоскостности — наиболь-
шее допускаемое значение отклонения от плос-
костности. Частными видами отклонения от
20
chipmaker.ru
Рис, 22. Отклонения и допуск формы
прямолинейности (плоскостности) являются вы-
пуклость и вогнутость.
Выпуклость — отклонение от прямо-
линейности (рис. 22, в) (плоскостности), при
котором удаление точек реального профиля
(поверхности) от прилегающей прямой (плос-
кости) уменьшается от краев к середине.
Вогнутость — отклонение от прямо-
линейности (плоскостности) (рис. 22, г), при
котором удаление точек реального профиля
(поверхности) от прилегающей прямой (поверх-
ности) увеличивается от краев к середине.
Отклонения и допуск расположения. О т-
клонение от параллельности
плоскостей — разность Д наибольшего
и наименьшего расстояний между плоскостями
в пределах нормируемого участка (рис. 23, а).
Допуск параллельности — наи-
большее допускаемое значение отклонения от
параллельности.
Отклонение от перпендику-
лярности плоскостей — отклонение
угла между плоскостями от прямого угла (90 ),
выраженное в линейных единицах Д на длине
нормируемого участка (рис. 23, б). Допуск
перпендикулярности — наибольшее
допускаемое значение отклонения от перпен-
дикулярности.
Отклонение наклона плоско-
сти относительно плоскости
или оси (или прямой) — отклонение угла
между плоскостью и базовой плоскостью или
базовой осью (прямой) от номинального угла,
выраженное в линейных единицах Д на длине
нормируемого участка (рис. 23, в). Допуск
наклона — наибольшее допускаемое зна-
чение отклонения наклона.
Отклонение отсимметрично-
сти базового элемента — наиболь-
шее расстояние Д между плоскостью симметрии
(осью) рассматриваемого элемента (или эле-
ментов) и плоскостью симметрии базового
элемента в пределах нормируемого участка
(рис. 23, г). Допуск симметрично-
сти — наибольшее допускаемое значение от-
клонения от симметричности.
Предельные отклонения формы и располо-
жения поверхностей указываются на чертежах
условными обозначениями или в технических
требованиях текстом.
21
chipmaker.ru
Рис. 23. Отклонения и допуск расположения
§ 7. Приспособления
для установки и закрепления
заготовок
Универсальные приспособления (прихваты,
угловые плиты, призмы, машинные тиски и др.)
предназначены для закрепления заготовок Их
применяют главным образом в единичном и
мелкосерийном производствах.
Прихваты используют для закрепления
заготовок сложной формы или больших разме-
ров непосредственно на столе станка. На рис. 24
показаны различные типы прихватов: плиточ-
ные (рис. 24, а), вилкообразные (рис. 24, б),
корытообразные (рис. 24, в), изогнутые универ-
сальные (рис. 24, г). Все прихваты имеют оваль-
ные отверстия или выемки для перемещения
прихвата относительно крепежного элемента
и обрабатываемой заготовки. На рис. 25, а
показано закрепление обрабатываемой заго-
товки 5 на столе станка плиточным прихватом
2, который одним концом опирается на заго-
товку 5, а другим — на подкладку 1. Головка
Рис. 24. Прихваты
22
chipmaker.ru
Рис. 25. Закрепление заготовок на столе станка
болта 4 заводится в Т-образный паз стола через
отверстие прихвата. При завертывании ключом
гайки 3 прихват прижимается к заготовке,
«“креп 1яя ее. В качестве подкладки под при-
хваты используют ступенчатые подставки
цэис. 25, б), различные бруски требуемой высо-
ты или специальные опоры для плиточных
прихватов (рис. 25, в).
Заготовки, небольшие по высоте, могут быть
закреплены непосредственно на столе станка
прихватами (рис. 25, г и б). В некоторых случаях
удобно пользоваться подпружиненным прихва-
том с достаточно большим диапазоном регу-
лирования по вылету и закреплением заготовки
рукояткой. Весьма удобным в работе является
регулируемый по высоте изогнутый универсаль-
ный прихват (рис. 25, е). Разные по высоте
заготовки можно закреплять универсальными
прижимами.
В прижиме, показанном на рис. 26, б, заго-
товка 1 крепится прихватом 3 Т-образной формы
с выемкой, в которую устанавливается сухарь
5. Заготовка закрепляется болтом 2 и гайкой 4.
Ступенчатый прижим (рис. 26, а) состоит из
корпуса 2, в котором имеются1, уступы (ступени)
3, расположенные по выемке корпуса на разной
Рис. 26. Универсальные прижимы
высоте. На уступы опирается подкладка 5,
входящая своим шлицем в прорезь прихвата б,
и прижимается к нему пружиной 4. Прихват
может поворачиваться на 180°. В корпусе при-
жима имеется сквозное резьбовое отверстие
для прижимного болта 7 и для крепления всего
прижима к Т-образным пазам станка. Прижим
23
chipmaker.ru
позволяет закреплять заготовки разной высоты
в некотором диапазоне.
При чистовом фрезеровании затяжка болтов
не должна вызывать деформаций обрабатывае-
мой заготовки.
Угловые плиты применяют для ус-
тановки и крепления заготовок, имеющих две
плоскости, расположенные под углом 90°. На
рис. 27, а показана обычная угловая плита.
Она имеет одно или два ребра жесткости 1
и две полки (равнобокие или неравнобокие,
широкие или узкие), расположенные под углом
90 . На рис. 27, б показана поворотная угловая
плита, полку которой можно поворачивать
вокруг оси 1 после освобождения гайки и уста-
навливать на требуемый угол по шкале 2.
Такие плиты применяют при обработке наклон-
ных плоскостей.
На рис. 27, в показана универсальная угловая
плита, допускающая поворот закрепленной за-
готовки в двух плоскостях: горизонтальной
(рукояткой 1) и вертикальной (поворотом колод-
ки 4, закрепляемой болтами 5). Плита пред-
ставляет собой поворотный стол 3 с тремя
Т-образными пазами. Угол поворота стола
отсчитывают по шкале 2.
На рис. 28 показано крепление к угловой
плите 2 струбцинами длинной и широкой, но
тонкой заготовки. /. Для правильной установки
угловой плиты на столе ее основание имеет
шпонку 3, которая входит в паз стола.
Прежде чем закреплять заготовку на угловой
плите, надо тщательно выверить правильность
установки самой плиты на столе станка рейсма-
сом или индикатором.
Машинные тиски подразделяют на
простые, поворотные и универсальные. На
рис. 29 показаны машинные тиски с ручным
зажимом. Они представляют собой упрощен-
ную модификацию пневматических машинных
тисков с высокой степенью унификации (80%).
Для привода машинных тисков часто исполь-
зуется пневмогидропреобразователь, работаю-
щий от заводской пневмосети. Применение
специальных съемных губок и подкладок к
машинным тискам приводит к значительной
экономии времени на установку заготовок.
На рис. 30 приведено несколько примеров
конструкций сменных губок для закрепления
заготовок (а — с наклонными плоскостями; б—
обрабатываемых по наружным плоскостям и
торцам; в, г — валов). Подобные губки можно
изготовить при необходимости для любых обра-
батываемых заготовок.
Гидравлические и пневматические тиски обе-
спечивают более сильный зажим, чем тиски
с пневматическим приводом. На рис. 31 пока-
заны гидравлические поворотные тиски, осо-
бенностью которых является одновременное
перемещение обеих губок, обеспечивающее цент-
рирование детали. Закрепление заготовок осу-
ществляется под давлением масла 5 МПа
(50 кгс/см2), поступающего из гидравлической
системы станка или от отдельного насосного
агрегата в полость основания 9. Под давлением
масла поршень 8 перемещается вниз, а рычаги 7,
поворачиваясь вокруг своих осей 6, перемещают
винты 3 и 4 с губками на равные расстояния.
На верхней и боковых плоскостях губок пре-
дусмотрены Т-образные пазы 2 для установки
и закрепления обрабатываемых заготовок или
специальных накладок. Предварительная на-
ладка тисков производится винтами. Возмож-
ность поворота корпуса 7 относительно осно-
вания 9 позволяет обрабатывать заготовки
с поворотом вокруг оси в пределах 360 с точ
Рис. 27. Угловые плиты
24
chipmaker.ru
ностью до 1 по шкале 5. Механизированный
ход подвижных губок в этих тисках составляет
24 мм. При настройке губки разводятся от О
до 200 мм.
В последнее время начали применять при-
способления с оксидно-бариевыми магнитами
для закрепления стальных и чугунных заготовок
с плоской опорной поверхностью. Приспособ-
ления с оксидно-бариевыми магнитами имеют
ряд преимуществ по сравнению с ранее приме-
нявшимися магнитными устройствами, а имен-
но: в закрепленных заготовках отсутствует оста-
точный магнетизм, металлорежущий инстру-
мент не намагничивается, для изготовления
таких приспособлений используются недефи-
цитные материалы.
Магнитные тиски можно устанавливать с
помощью шпонок (сухарей), вставляемых в
паз основания тисков. Эти шпонки заводятся
в средний паз стола станка. Завинчивание гаек
прижимных болтов производится постепенно
Если сильно затянуть одну гайку, а затем все
остальные, то это может привести к перекосу
тисков. Установка тисков может быть осуще-
ствлена непосредственно по фрезерной оправке
(рис. 32). Губки тисков устанавливают парал-
лельно оси фрезерной оправки. В этом случае
оправку 2 приводят в соприкосновение с не-
подвижной губкой тисков 1 (рис. 32, а) и затем
затягивают гайки прижимных болтов. На
рис. 32, б показана установка тисков для случая,
когда губки расположены перпендикулярно к
оси фрезерной оправки. В губках тисков 1
закрепляют угольник 3, который свободной
полкой прижимают к фрезерной оправке 2.
Во избежание деформации оправки необходимо
пользоваться щупом, который вводят между
фрезерной оправкой и неподвижной губкой
или свободной полкой угольника. При правиль-
ной установке щуп можно вытащить при не-
большом усилии.
Выверка заготовок, обрабатываемых в тис-
ках. Одновременно с закреплением обрабаты-
ваемой заготовки проверяется правильность
ее положения и исправление погрешностей уста-
новки. Правильность установки заготовки в
тисках по отношению к столу станка проверяется
рейсмасом. Для более точной установки заго-
товки вместо рейсмаса используют индикатор
со стойкой (рис. 33).
При использовании различных съемных под-
кладок к тискам упрощается процесс установки
заготовки и в ряде случаев не требуется после-
дующая выверка. Плотное прилегание нижней
плоскости заготовки к подкладке достигается
Рис. 28. Закрепление заготовок на угловой
плите
Рис. 29. Машинные тиски с ручным (пневма-
тическим) зажимом
^Рис. 30. Сменные губки к машинным тискам
25
chipmaker.ru
Рис. 31. Гидравлические самопентрирующиеся поворотные тиски
Рис. 32. Установка тисков на столе фрезер-
ного станка
Рис. 33. Выверка заготовки при ее установке
в тисках
постукиванием медным или латунным молот-
ком.
Перед закреплением в тисках заготовок с
уже обработанными поверхностями надо обя-
зательно снять заусенцы, образовавшиеся во
время предыдущего перехода, если они могут
помешать правильной установке или закреп-
26
лению заготовки. На губки тисков следует
надеть накладки из листовой меди, латуни
или алюминия для предохранения от вмятин
обработанных поверхностей.
Кроме того,необходимо всегда перед уста-
новкой заготовки и ее обработкой сметать
стружку со стола, опорных поверхностей за-
chipmaker.ru
готовки, зажимных приспособлений, тисков,
подкладок.
Тонкостенные заготовки малой жесткости
не следует зажимать с большой силой во избе-
жание их деформаций, а следовательно, и иска-
жения размеров и формы после обработки.
В крупносерийном и массовом производст-
вах находят широкое применение специальные
приспособления для установки и закрепления
определенной детали. Закрепление заготовок
в специальных приспособлениях позволяет не
только сократить время на их установку и
выверку, но и обеспечивает более высокую
точность обработки.
Пневматическая система должна быть про-
верена в действии на утечку воздуха. То же
самое должно быть проделано в отношении
гидравлических зажимов.
§ 8. Фрезерование плоскостей
цилиндрическими, торцовыми
фрезами и набором фрез
Фрезерование цилиндрическими фрезами. Ци-
линдрические фрезы применяют для обработки
плоскостей. Зубья цилиндрической фрезы рас-
полагаются по винтовой линии с определенным
углом наклона винтовой канавки со. Цилиндри-
ческие фрезы изготовляют цельными из быстро-
режущей стали с мелкими и крупными зубьями
(ГОСТ 3752—7 Г), а также со вставными ножами
из быстрорежущей стали и винтовыми пластин-
ками твердого сплава. Изготовление цилиндри-
ческих фрез со вставными ножами (зубьями)
позволяет более экономно использовать дефи-
цитный инструментальный материал.
Основными размерами цилиндрических фрез
являются длина фрезы L, диаметр фрезы D,
диаметр отверстия d, число зубьев z.
По направлению вращения фрезы делят на
право- и леворежущие Праворежущими
называют такие фрезы, которые при работе
вращаются по часовой стрелке, если на фрезу
смотреть со стороны привода заднего конца
шпинделя (или против часовой стрелки, если
смотреть со стороны подвески-серьги). Лево-
режущими фрезами называют такие фре-
зы, которые при работе вращаются против
часовой стрелки, если смотреть со стороны
привода заднего конца шпинделя (или по часо-
вой стрелке, если смотреть со стороны подвески).
Если смотреть на фрезу со стороны подвески,
то праворежущая фреза сбрасывает стружку
вправо, а леворежущая — влево. В зависимости
от того, какой стороной цилиндрические фрезы
установлены на оправке, они могут быть исполь-
зованы и как праворежущие, и как леворежущие.
Направление резания можно изменить, пере-
вернув фрезу на оправке.
Выбор типа и размера фрезы зависит от
данных конкретных условий обработки (разме-
ры обрабатываемой заготовки, марка обраба-
тываемого материала, величина припуска на
обработку и др.). Фрезы с крупным зубом при
меняют для черновой и получистовой обработки
плоскостей, фрезы с мелким зубом — для полу-
чистовой и чистовой обработки.
На рис. 34 приведена номограмма для выбо-
ра оптимального размера цельных цилиндри-
ческих фрез с мелкими и крупными зубьями
для заданных условий обработки.
В номограмме приняты следующие обозна-
чения: Т — труднообрабатываемые материалы
(нержавеющая жаропрочная сталь и др ); С —
материалы средней трудности обработки (кон-
струкционная сталь, серый чугун и др.); Л —
легкообрабатываемые материалы (медь и ее
сплавы, алюминий и его сплавы и др.); I —
черновая обработка, II — чистовая обработка.
Порядок пользования номограммой пока-
зан на рис. 34 красными стрелками: по ширине
фрезерования определяется длина фрезы, затем
определяется диаметр посадочного отверстия
фрезы, диаметр фрезы и, наконец, число зубьев
фрезы.
Плоскость детали, расположенную под не-
которым углом к горизонтальной плоскости,
называют наклонной плоскостью.
Наклонную плоскость детали, имеющую не-
большие размеры, называют скосом. Фре-
зерование наклонных плоскостей и скосов ци-
линдрическими фрезами может быть осуществ-
лено установкой заготовки под требуемым
углом к оси фрезы. Этот поворот можно про-
извести разными путями.
При установке универсаль-
ных тисков на требуемый угол
следует иметь в виду, что подлежащая обработке
наклонная плоскость должна быть расположена
горизонтально, т. е. параллельно плоскости
стола.
Установка заготовки под
требуемым углом на универ-
сальной поворотной плите по-
казана на рис. 35. Поворотные плиты позволяют
обрабатывать плоскости с любым углом накло-
на в пределах от 0 до 90° при возможности одно-
временного поворота обрабатываемой заго-
товки в горизонтальной плоскости на угол
27
chipmaker.ru
Рис. 34. Номограмма выбора оптимального типоразмера цельных, цилиндрических фрез
до 180". Заготовку крепят к столу универсальной
плиты прихватами или болтами, как и при
закреплении на столе фрезерного станка. Уни-
версальные тиски и универсальные поворотные
плиты применяют в единичном или мелкосерий-
ном производстве.
При обработке заготовок с наклонными
плоскостями или скосами в условиях крупно-
серийного и массового производства целесо-
образно производить установку заго-
товки под требуемым углом к
оси фрезы в специальных при-
способлениях. В приспособление для
фрезерования наклонных плоскостей устанав-
ливают две обрабатываемые заготовки и фре-
зеруют одновременно цилиндрической фрезой
(рис. 36) или торцовой фрезой.
Фрезерование торь„аыми фрезами. Торцовые
фрезы предназначены для обработки плоскос-
тей на вертикально- и горизонтально-фрезерных
станках. Торцовые фрезы в отличие от цилин-
дрических имеют зубья, расположенные на
цилиндрической поверхности и на торце. Торцо-
вые фрезы делятся на цельные (ГОСТ 1695—80)
и насадные со вставными ножами из быстро-
режущей стали (ГОСТ 1092—80) и ножами,
оснащенными пластинками из твердых сплавов
(ГОСТ 9473—80 и ГОСТ 24359—80).
Основными размерами торцовых фрез явля-
ются диаметр D, „лина фрезы L, диаметр
отверстия d и число зубьев z.
Торцовые фрезы по сравнению с цилиндри-
ческими имеют ряд преимуществ, главными
из которых являются: более жесткое крейление
28
chipmaker.ru
Рис. 35. Фрезерование наклонной плоскости
на универсальной поворотной плите
вания наклонных плоскостей
Рис. 36. Приспособление для фрезеро-
Рис. 37. Направление вращения фрезы
на оправке или шпинделе; более плавная работа
большого числа одновременно работающих
зубьев. Поэтому обработку плоскостей в боль-
шинстве случаев целесообразно производить
торцовыми фрезами.
Торцовые фрезы, как и цилиндрические,
делятся на праворежущие и леворежущие.
Праворежущими называют такие фре-
зы, которые при работе вращаются по часовой
стрелке (рис. 37, а), а леворежущими —
против часовой стрелки (рис. 37, б), если смот-
реть на фрезу или фрезерную головку сверху
(при работе на вертикально-фрезерном станке).
Широкое распространение получили торцо-
вые фрезы, оснащенные пластинками твердых
сплавов. Фрезерование плоскостей торцовыми
твердосплавными фрезами является более про-
изводительным, чем фрезерование цилиндри-
ческими фрезами. В последнее время большое
распространение получили торцовые фрезы с
неперетачиваемыми твердосплавными пластин-
ками.
29
chipmaker.ru
Стандартом предусмотрено, что у торцовых
насадных фрез параметры определены одно-
значно, т. е. каждому диаметру торцовой фрезы
соответствует определенное значение длины L
фрезы, диаметра отверстия d и числа зубьев
это следует учитывать при выборе типа и разме-
ра фрезы.
Диаметр торцовой фрезы выбирается в зави-
симости от ширины фрезерования t по формуле
D=(1,2-г-1,6) г.
Для черновой обработки выбирают торцовые
насадные фрезы со вставными ножами или с
крупными зубьями. При чистовой обработке
следует применять торцовые насадные фрезы
с мелкими зубьями. Однако во всех случаях
надо отдать предпочтение торцовым фрезам,
оснащенным твердыми сплавами, так как основ-
ное технологическое время обработки в этом
случае значительно сокращается за счет уве-
личения скорости резания. При чистовом фре-
зеровании стали и чугуна твердосплавными
фрезами для получения поверхности с меньшей
шероховатостью подачу на зуб уменьшают,
а скорость резания соответственно повышают
(в зависимости от марки обрабатываемого
материала, марки твердого сплава и других
условий обработки).
Наклонные плоскости и с к о-
с ы можно фрезеровать торцовыми фрезами
на вертикально-фрезерных станках, устанавли-
вая заготовки под требуемым углом, как и при
обработке цилиндрическими фрезами, приме-
няя универсальные тиски (см. рис. 29), пово-
ротные столы или специальные приспособле-
ния (рис. 38). Фрезерование наклонных плос-
костей 1 и скосов торцовыми фрезами 2 можно
Рис. 38. Фрезерование наклонной плоскости
торцовыми фрезами
30
производит; также поворотом шпинделя, а
не заготовки. Это возможно на вертикально-
фрезерных станках, у которых фрезерная го-
ловка со шпинделем поворачивается в верти-
кальной плоскости, например, как у станков
6Р12, 6Р83 (см. рис. 19), а также на широко-
универсальных станках типа 6Р8Ш, у которых
вертикальная головка имеет поворот в верти-
кальной и горизонтальной плоскостях.
Наклонные плоскости и скосы можно фре-
зероьать торцовыми фрезами с помощью на-
кладной вертикальной головки, которая явля-
ется специальной принадлежностью горизон-
тально-фрезерного станка.
Фрезерование набором фрез. Набором
фрез называют группу фрез, установленных
и закрепленных на одной общей оправке для
одновременной обработки нескольких поверх-
ностей. Применение наборов фрез распростра-
нено в крупносерийном и массовом производ-
стве при обработке деталей, требующих боль-
шого объема фрезерной обработки.
На рис. 39 показан пример набора фрез
для обработки деталей сложного профиля. На
оправке 1 закрепляют комплект фрез: 3,...,6,
8 и 9. Между фрезами устанавливают распор-
ные втулки 2 и 7. Весь набор крепят гайками 10.
Оправку 1 устанавливают в один горизонталь-
ный шпиндель продольно-фрезерного станка,
поддерживающую оправку 12 — в другой го-
ризонтальный шпиндель. Шлифованный ци-
линдрический хвостовик оправки 1 входит в
бронзовую втулку 11 оправки 12. Оправка 1 по-
лучает вращение от одного шпинделя, оправка
12 — от второго шпинделя станка. Происходит
одновременное вращение всего набора. Втул-
ка 11 работает только при пуске и выключении
сганка. Подобные наборы фрез позволяют зна-
чительно повысить производительность обра-
ботки деталей сложного профиля при работе
на горизонтально- и продольно-фрезерных
станках.
На рис. 39 также показаны шаблон для
контроля фасонного профиля обработанной
поверхности и контршаблон, который служит
для проверки профиля фрез и представляет
собой их обратное очертание. Шаблон и контр-
шаблон изготовляют из листовой стали.
Наборы составляют из стандартных фрс з.
специальных фрез и их комбинаций. Цилиндри-
ческие фрезы необходимо устанавливать так,
чтобы осевые составляющие силы резания бы-
ли направлены навстречу друг другу и тем са-
мым стремились сблизить фрезы (рис. 40).
По виду обрабатываемого профиля наборы
chipmaker.ru
контрша&юм
Рис. 39. Набор фрез, профиль детали, шаблон и контршаблон
фрез можно разделить на наборы для обработ-
ки сплошного профиля детали и для обработки
прерывистого профиля детали. Наборы для
фрезерования сплошного профиля детали тре-
буют применения фрез нестандартных разме-
ров, перекрытия зубьев двух соседних фрез во
избежание образования заусенцев и рисок на
1етали
При сборке наборов фрез и регулировке
расстояний между фрезами на оправке исполь-
зуют жесткие кольца и регулируемые наборы
фрез. На рис. 41, а показано регулируемое рас-
порное кольцо, состоящее из наружного кольца
с круговой шкалой, навинченного на внутрен-
нее кольцо с линейной шкалой (по типу микро-
метра). Внутреннее кольцо устанавливают на
оправку. Регулирование расстояния между фре-
зами 4 с точностью до 0,01 мм осуществляется
поворотом с помощью ключа 5 наружного ре-
гулируемого установочного кольца 6, имеюще-
го лимб для отсчета перемещений. Предвари-
тельная установка фрез производится жесткими
установочными кольцами 3. Оправка с фрезами
крепится одпим концом в коническом отверс-
тии шпинделя и затягивается шомполом, вто-
рой конец устанавливается в подшипник серь-
ги 2 и затягивается гайкой 1 При выборе разме-
ров фрез в наборе необходимо избегать при-
менения несоразмерных по диаметру фрез. На-
Рис. 40. Установка набора из двух фрез
31
chipmaker.ru
Рис. 41. Кольцо и регулируемый набор фрез
до стремиться к тому, чтобы отношение диа-
метра большей фрезы к диаметру меньшей
фрезы было не более 1,5.
На рис. 41, б показан регулируемый набор
фрез. Такой набор позволяет регулировать рас-
стояние между фрезами при помощи гайки
с лимбом без мерных промежуточных колец.
Фреза крепится к оправке винтами, расположен-
ными в ее корпусе.
При фрезеровании набором фрез следует
применять оправки большего диаметра, чем
при одноинструментальной обработке. Следу-
ет также применять дополнительные подвески.
.Контроль правильности расположения фрез
в наборе производится по шаблонам или на
оправке вне станка, на специальных приборах.
После сборки и установки фрез в наборе ре-
комендуется произвести пробную обработку.
§ 9. Основы наладки станка
Наладка — подготовка технологическо-
го оборудования и оснастки к выполнению
определенной технологической операции. К на-
ладке относятся: установка приспособления;
установка оправки на станке; установка фрезы
и установочных колец на оправке; проверка
биения фрезы; выверка заготовки относитель-
но инструмента; расстановка упоров, ограни-
чивающих ход стола; переключение частот вра-
щения шпинделя и минутных подач; установка
глубины фрезерования и др.
Подналадка — дополнительная регу -
лировка технологического оборудования и (или)
оснастки в процессе работы для восстановле-
ния достигнутых при наладке значений пара-
метров.
Установка и закрепление цилиндрической
фрезы. После того как выбран оптимальный
для данных условий обработки типоразмер
фрезы, производят ее установку и закрепление.'
В соответствии с диаметром отверстия фрезы
выбирают необходимый диаметр оправки. На
отечественных заводах применяют оправки
стандартных размеров: 16, 22, 27, 32, 40, 50 и
60 мм. На рис. 42 показана фрезерная оправка 3
для крепления цилиндрической или дисковой
фрезы или набора фрез с установочными коль-
цами 5. Фрезерная оправка ставится в конус
шпинделя и затягивается шомполом 7. На оп-
равку надевают установочные (проставные)
кольца и на требуемом расстоянии от торца
шпинделя — фрезу 4. Затем снова надевается
ряд колец и конусная втулка 8 под серьгу с уче-
том желаемого удаления серьги от фрезы.
Набор колец с фрезой (или набором фрез) и
конусной втулкой затягивается на оправке гай-
кой I. После этого серьга подвигается на конус-
ную втулку оправки до отказа и крепится на хо-
боте гайкой 2. Хобот также должен быть закреп-
лен на станине гайками 6 При тяжелых работах
устанавливается вторая серьга, для чего в на-
бор включается и вторая конусная втулка.
Для расположения' одной или нескольких
фрез на оправке пользуются установочными
кольцами двух типов различной ширины
(рис. 43, а, б). Нормальный набор установоч-
ных колец, прилагаемых к фрезерному станку,
состоит из колец шириной от 1 до 50 мм: 1,0;
1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 3,0; 5,0;
8,0; 10; 15, 20; 30; 40 и 50 мм.
В процессе фрезерования оправка работает
на растяжение и изгиб, а установочные коль-
ца — на сжатие. Когда на оправке устанавли-
вают одну фрезу, ее желательно располагать
ближе к шпинделю станка, так как в этом поло-
жении прогиб оправки будет минимальным.
Требуемое расположение фрезы относительно
обрабатываемой заготовки при этом достига-
ется соответствующей установкой стола в по-
перечном направлении. Если невозможно уста-
новить фрезу вблизи шпинделя, рекомендуется
32
chipmaker.ru
Рис. 42. Оправка для закрепления фрез
применять дополнительную подвесную серьгу
I (рис. 44). Если на оправке должно быть уста-
новлено несколько фрез, не имеющих торцово-
го контакта, то правильность их взаимного
расположения достигается набором промежу-
точных колец 2, которые устанавливают между
ними.
Установка и закрепление фрезы производят-
ся в следующем порядке:
1. Выдвинуть хобот станка поворотом тор-
цового ключа, предварительно отвернув сто-
порящие винты (рис. 45).
2. Снять серьгу, предварительно отвернув
винт.
3. Вставить оправку коническим концом в
отверстие шпинделя, совместить пазы во флан-
це оправки с сухарями на конце шпинделя и
закрепить оправку шомполом. Конический хвос-
товик оправки должен плотно входить в кони-
ческое отверстие шпинделя. Поэтому необхо-
димо оберегать конический хвостовик оправки
и гнездо в шпинделе от забоин, тщательно
очишать их от пыли перед закреплением.
4. Надеть на оправку подобранные уста-
новочные кольца и фрезу. Обратить внимание
на правильный выбор направления вращения
шпинделя станка и направления винтовых ка-
навок фрезы. Следует помнить, что необходи-
мо применять схемы с разноименными направ-
лением винтовых канавок фрезы и направле-
нием вращения шпинделя (рис. 46), т. е. приме-
нять правое вращение шпинделя для левых
фрез и, наоборот, левое вращение для правых
фрез. Это делается для того, чтобы осевая со-
Рис. 43. Установочные кольца
Рис. 44. Установка дополнительной серьги
33
2—91
chipmaker.ru
Рис. 45 Выдвижение хобота и снятие серьги
ставляющая- силы резания была направлена
в сторону шпинделя, т. е. более жесткой опоры.
При этом она будет вдавливать оправку в
отверстие шпинделя, а не вытягивать фрезу
с оправкой из гнезда шпинделя и давить на
менее жесткую опору -серьгу.
Теперь возвратимся к порядку установки
и закрепления фреш. После того как надели
на оправку установочные концы, установочные
кольца и фрезу, следует надеть на оправку
остальные установочные кольца. При этом
надо следить за тем, чтобы гайка не закрывала
34
шейку оправки, которая входит в подшипник
фрезы.
5. Установить серьгу так, чтобы конец
оправки (шейка) вошел в подшипник серьги
(рис. 47, а)
6. Закрепить фрезу на оправке, затянув клю-
чом гайку (рис. 47, б).
7. Закрепить хобот и смазать подшипник
серьги.
8. Проверить биение (индикатором со шта-
тивом) фрезы и оправки, которое должно соот-
ветствовать существующим нормам.
Для проверки биения режущих кромок зубьев
фрезы применяют прибор, показанный на
рис. 48. Радиальное биение режущих кромок
относительно отверстия для фрез диаметром
до 100 мм не должно превышать 0,02 мм для
двух смежных зубьев и 0,04 мм для двух проти-
воположных зубьев. Биение опорных торцов
при проверке на оправке не должно превышать
0,02 мм для фрез длиной до 50 мм и 0,03 мм
для фрез длиной более 50 мм.
Радиальное биение двух смежных зубьев
фрез диаметром от 100 до 125 мм должно быть
не более 0,02 мм, а всех зубьев фрезы — не бо-
лее 0,05; для фрез диаметром свыше 125 мм —
соответственно 0,03 и 0,08 мм.
Фрезерные станки снабжены устройствами
для автоматизации рабочего цикла, которые
позволяют наладить станок на быстрый под-
вод стола, переключение его на рабочую по-
дачу и останов в конечном положении.
На рис. 49 показана расстановка упоров, огра-
ничивающих продольный ход стола широко-
универсального станка 6Р82Ш. Упорные кулач-
ки 1 и 2 устанавливают и закрепляют в боковом
продольном пазу стола в положении, соответ ст
chipmaker.ru
Рис 47. Закрепление фрезы на оправке
вующем началу и окончанию рабочего хода
стола, в зависимости от требуемой длины
фрезерования. После поворота вправо рычага
3 механической подачи стол с заготовкой на-
чинает перемещаться слева направо до тех пор,
пока кулачок 1 не упрется в выс гуп рычага 3
и не поставит его в среднее положение, выклю-
чив тем самым механическую подачу
После поворота рычага 3 влево стол полу-
чит автоматическую подачу справа налево и
будет перемещаться до тех пор, пока кулачок 2
не упрется в выступ на рычаге 3 и не поставит
его в среднее положение, выключив механи-
ческую подачу. Подобные устройства применя-
ют во фрезерных станках для ограничения и
автоматического выключения поперечной и вер-
тикальной подач. В тех случаях, когда по усло-
виям обработки не требуется автоматическое
выключение подачи стола, кулачки устанавли-
вают и закрепляют в крайних рабочих положе-
ниях стола.
При установке на глубину фрезерования
прежтг чем поднимать или опускать стол, надо
ослабить затяжку стопорных винтов. При вра-
щающемся шпинделе осторожно поднести вруч-
ную стол вместе с закрепленной заготовкой
иод фрезу до момента легкого касания. Ручным
перемещением стола в продольном направле-
нии вывести заготовку из-под фрезы. Вращени-
ем рукоятки вертикальной подачи поднять стол
на величину, равную глубине резания. Отсчет
величины перемещения стола производят по
Рис. 48. Прибор для проверки зубьев фрезы иа
биение
лимбу, т. е. кольцу с делениями (рис. 50). От-
счет по лимбу можно в принципе вести от побо-
го деления шкалы, однако для удобства и упро-
щения отсчета после того как фреза коснулась
обрабатываемой заготовки, лимб следует уста-
новить на нулевое положение (т. е. риску лимба
с отметкой 0 Совместить с визирной риской).
Ценой деления лимба называется
величина, на которую переместится стол стан-
ка, если рукоятку винта подачи стола довернуть
на одно деление лимба. Если, например, цена
деления лимба равна 0,05 мм и лимбовое
35
2'
chipmaker.ru
Рис. 49. Расстановка упоров для автоматического
включения продольной подачи
Рис. 50. Лимб для отсчета перемещений
кольцо имеет 40 делений, то это означает, что
за один оборот рукоятки ручного подъема
стола он переместится на величину 0,05 * 40 =
= 2 мм. Чтобы поднять стол на 3 мм, нужно
повернуть лимб на 3:0.05 = 60 делений, т. е.
на 1,5 оборота.
При вращении рукоятки вертикальной по-
дачи стола нужно учитывать наличие «мерт-
вого хода». В результате износа винта и гайки
в соединении винт — гайка образуется зазор.
Поэтому если вращать рукоятку подачи в од-
ном направлении, а затем изменить направле-
ние вращения винта, то он повернется на ка-
кую-то часть оборота вхолостую (пока не бу-
дет выбран зазор в соединении винт — гайка),
т. е. стол перемещаться не будет. Поэтому под-
водить лимб до нужного деления нужно очень
36
цдавно и по возможности осторожно (без рыв-
ков). Если же случайно все-таки повернули,
скажем, до 40-го деления, а нужно до 35-го,
то нельзя исправить ошибку поворотом лимба
в обратном направлении на 5 делений. В таких
случаях необходимо повернуть маховичок с
лимбом в обратном направлении почти на
полный оборот и осторожно подвести лимб за-
ново до требуемого деления
При работе на вертикально- и горизонталь-
но-фрезерных станках торцовыми фрезами на-
ладка принципиально ничем не отличается от
наладки горизонтально-фрезерного станка при
работе цилиндрическими фрезами. Поэтому
остановимся лишь на отличительных особен-
ностях наладки при фрезеровании торцовыми
фрезами.
Установка и закрепление торцовых фрез на
вертикально-фрезерных станках. В зависимости
от вида применяемой фрезы крепление ее на
вертикально-фрезерном станке может произ-
водиться несколькими способами.
Торцовые фрезы, имеющие калиброванное
сквозное отверстие, центрируются по цилиндри-
ческой части оправки 3, которая конической
частью устанавливается в коническое отверстие
шпинделя и закрепляется в нем шомполом 1
и контрится гайкой 2 (рис. 51, а). Базовый торец
фрезы опирается на один из торцов переходного
фланца 4, второй торец которого опирается
на торец оправки 3. Шпонки шпинделя 6 вхо-
дят в пазы переходного фланца, а выступы флан-
ца — в пазы фрезы, передавая крутящий момент
от шпинделя фрезе.. Фреза крепится на оправке
винтом 5 с помощью специального ключа.
Торцовые фрезы, имеющие центрирующую
выточку (0128,57 мм Н7), устанавливают не-
посредственно на головку шпинделя и закреп-
ляют на ней четырьмя винтами 1 (рис. 51, б).
Шпонки шпинделя 2 входят в пазы корпуса фре-
зы, передавая крутящий момент от шпинделя
фрезе.
Торцовые фрезы с коническим хвостовиком
номинальным размером наибольшего диамет-
ра конуса059,85 мм и конусностью 7:24, выпол-
ненным за одно целое с корпусом фрезы, встав-
ляют в конусное отверстие шпинделя, закреп-
ляют в нем шомполом 1 и гайкой 2 (рис. 51, в).
Крутящий момент передается шпонками 3,
входящими в пазы корпуса фрезы.
Торцовые фрезы, имеющие сквозное калиб-
рованное отверстие и пазы в корпусе, по шири-
не соответствующие размерам шпонок шпин-
деля, устанавливают на оправке, закрепленной'
в шпинделе станка. Фрезу закрепляют на оправ-
chipmaker.ru
ке винтом 1. Крутящий момент передается
шпонками 2, входящими в пазы корпуса фре-
зы (рис. 51. г).
Концевые фрезы, имеющие хвостовик с ко-
нусом Морзе и резьбовым отверстием, центри-
руют в переходной втулке I, вставленной в ко-
нусное отверстие шпинделя, и крепят шомполом
2 и гайкой 3.
Шпонки шпинделя 4 входят в пазы переход-
ной втулки, передавая крутящий момент от
шпинделя фрезе (рис. 51, д).
Установка торцовой фрезы на глубину ре-
зания при работе на вертикально-фрезерном
станке ничем не отличается от рассмотренного
ранее случая установки цилиндрической фрезы
на глубину резания. При фрезеровании торцовой
фрезой на горизонтально-фрезерном станке
(рис. 52) применяют следующий порядок уста-
новки глубины фрезерования:
1. Включить станок и вращение шпинделя,
рукоятками продольной, поперечной и верти-
кальной подач осторожно подвести заготовку
к фрезе до легкого касания.
2. Рукояткой продольной подачи вывести
заготовку из-под фрезы, выключить вращение
шпинделя.
3. Рукояткой поперечной подачи перемес-
тить стол в поперечном направлении на вели-
чину, соответствующую глубине резания.
4. После установки фрезы на требуемую
глубину резания застопорить консоль стола и
салазки поперечной подачи, установить кулач-
ки включения механической подачи.
5. Плавным вращением рукоятки продоль-
ной подачи стола подвести обрабатываемую
заготовку к фрезе, не доводя до касания с ней,
включить шпиндель, включить механическую
подачу, профрезеровать плоскость, выключить
станок и произвести измерение обработанной
заготовки.
37
chipmaker.ru
Рис. 52. Фрезерование торцов на горизонтольно-
фрезерном станке
При черновом фрезеровании, особенно при
обработке с большими подачами торцовыми
твердосплавными фрезами хрупких материалов,
таких, как серый чугун, вывод фрезы из заготов-
ки же 1ательно производить при меньших по-
дачах на зуб во избежание скалывания углов
заготовки.
При фрезеровании торцовыми твердосплав-
ными фрезами с большими скоростями реза-
ния Ha.iQ уделить внимание соблюдению пра-
вил безопасности труда. В таких случаях сле-
дует применять защитные экраны или защитные
очки во избежание получения ожогов лица или
повреждения глаз раскаленной стружкой
§ 10. Виды дефектов, их причины
и меры предупреждения
На обработанных цилиндрическими и тор-
цовыми фрезами деталях возможны следую-
щие виды дефектов:
1. Несоблюдение размеров детали из-за по-
грешностей отсчета перемещения стола станка
в требуемых направлениях при установке глу-
бины фрезерования или из-за погрешностей
измерения.
2. Погрешности формы (неплоскостность,
непрямолинейность) появляются при обработке
заготовок при большой глубине фрезерования,
особенно при неравномерном припуске и при
недостаточной жесткости технологической сис-
темы.
3. Погрешности расположения обработан-
ных плоскостей (непараллеЛьность, неперпен-
дикулярность) или отклонения от заданного
угла наклона (для наклонных плоскостей и
скосов) и др.
Причинами такого дефекта могут быть не-
правильная установка заготовки в поворотных
тисках, на поворотных столах или в приспособ-
лениях, плохая очистка от стружки поверхнос-
тей стола и опорных поверхностей тисков, по-
воротных столов и др., наличие заусенцев на
ранее обработанной плоскости.
4. При работе набором фрез дефект может
быть вызван неправильным расположением
фрез по длине на оправке или неправильным
выбором размера фрез.
Для устранения возможности появления де-
фектов из-за погрешностей расположения со-
прягаемых плоскостей детали необходимо об-
ратить особое внимание на точность установки
обрабатываемых заготовок, точность отсчета
Рис. 53. Явление подрезания и подхватывания при фрезеровании плоскостей
38
chipmaker.ru
угловых величин, а также на очистку поверх-
ности стола станка и опорных поверхностей
приспособлений от стружки и на снятие заусен-
цев с ранее обработанных опорных поверх-
ностей заготовки.
5. Поверхность может иметь повышенную
шероховатость вследствие неправильной заточ-
ки фрезы, биения фрезы, большого износа или
выкрашивания режущих кромок зубьев, непра-
вильного выбора режимов резания и смазочно-
охлаждающей жидкости (СОЖ), недостаточно
жесткого закрепления заготовки, недостаточ-
ной жесткости оправки и т. д.
В этом случае следует выявить причину
дефекта, т. е. проверить правильно ли выбраны
тип и размер фрезы, геометрические параметры
режущей части, режимы резания и прежде всего
подача на зуб, условия закрепления заготовки,
биение фрезы и др.
Многие факторы, вызывающие дефекты,
можно предотвратить при внимательном на-
блюдении за работой станка и инструмента
в процессе фрезерования.
6. Дефект обработанной поверхности из-за
подрезания при фрезеровании возникает в слу-
чае, если приходится выключать подачу, ког-
да рабочий ход еще не закончен, а фреза про-
должает вращаться. Так как оправка под дейст-
вием силы резания немного изогнулась,- то
после прекращения резания она под действием
упругих деформаций возвращается в исходное
положение (разгибается). При этом фреза вре-
жется в металл несколько глубже в том месте,
которое окажется под фрезой в момент выклю-
чения подачи (рис 53, а). Это явление носит
название «подрезание» и приводит к дефекту
обработанной поверхности.
Явление подрезания (подхватывания) может
иметь место при попутном фрезеровании и
наличии большого зазора в соединении винт —
гайка В этом случае процесс резания протекает
с неравномерной подачей (толчками), оправка
прогибается и фреза подхватывает деталь
(рис. 53, б), стремясь повернуться вокруг зу-
ба А с наибольшей толщиной среза. Если своев-
ременно не прекратить процесс резания, то
дальнейшая работа может привести к быстро-
му износу винтовой пары, порче обработанной
поверхности заготовки и даже к поломке оправ-
ки или фрезы. В таких случаях необходимо уст-
ранить люфт в соединении винт — гайка или
производить обработку по методу встречного
фрезерования.
Однако и при встречном фрезеровании
(рис. 53, в) может произойти подхватывание.
если осуществлять фрезерование с чрезмерно
большой подачей на зуб при закреплении фрезы
на нежесткой оправке, особенно в условиях
неравномерного фрезерования. При чрезмер-
но большой нагрузке на зуб А фреза будет
стремиться повернуться вокруг него и после-
дующий зуб может подрезать обрабатывае-
мую поверхность.
7- При фрезеровании может возникнуть де-
фект обработанной поверхности из-за вибра-
ции. Наличие вибрации оказывает отрицатель-
ное влияние не только на шероховатость об-
работанной поверхности, но и значительно
сокращает стойкость фрезы и уменьшает срок
службы станка. Вибрации при фрезеровании
вызываются прежде всего неравномерностью
самого процесса фрезерования. Для устранения
или уменьшения вибраций необходимо стре-
миться к тому, чтобы число одновременно
работающих зубьев фрезы было как можно
больше. При фрезеровании цилиндрическими
фрезами следует соблюдать условия, необходи-
мые для осуществления попутного и встречного
фрезерования, а также условие равномерности
фрезерования (см. § 4°)
При фрезеровании торцовыми фрезами
в ряде случаев можно применить схему несим-
метричного фрезерования (см. § 47) при кото-
рой интенсивность колебаний уменьшается.
. Кроме тогр,снижения интенсивности вибраций
можно достичь применением фрез с неравно-
мерным окружным шагом зубьев, а также при
соблюдении оптимальных геометрических па-
раметров для данных условий обработки. При-
чинами появления вибраций могут быть также
ослабленное крепление консоли, поперечных
салазок, серьги и хобота, неправильная уста-
новка фрезы относительно опор. В некоторых
случаях приходится применять специальное
устройство для гашения колебаний — вибро-
гаситель.
Во всех случаях появления дефектов необ-
ходимо остановить станок и попытаться выя-
вить и устранить причины дефекта. В случае
затруднений следует обратиться к наладчику
или мастеру участка.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
«
1. Что понимают под неплоскостностью и иепрямо-
лянейностью? Что такое непараллельиость я не-
перпендикулярность плоскостей?
2. Какие правила надо соблюдать при закреплении
заготовки прихватами?
39
chipmaker.ru
3. Для чего применяют съемные губки и подкладки?
4. Как произвести выверку заготовок, обрабатывае-
мых в тисках?
5. Какие типы цилиндрических фрез вы знаете?
6. Может ли одна и та же цилиндрическая фреза быть
право- в леворежущей?
7. В чем заключаетса наладка фрезерного станка?
8. Как произвести установку в закрепление цилиндри-
ческих торцовых фрез?
9. Как правильно »ыбрать направление вращения
шпинделя в зависвмости от ваправлеивя винтовой
кававкн для цилиндрических в торцовых фрез?
10. Что такое вабор фрез и в каквх случаях его при-
меняют?
11. Какие виды дефектов возможны при фрезерова-
. ини плоскостей в каковы меры вх вредупреждениа?
Глава 3
ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ, ПАЗОВ,
ОТРЕЗАНИЕ И РАЗРЕЗАНИЕ ЗАГОТОВОК
§ 11. Фрезерование уступов
и пазов
Уступом называют выемку, ограничен-
ную двумя взаимно перпендикулярными плос-
костями (рис. 54, а).
Выступ — выступающая часть поверх-
ности, также ограниченная двумя взаимно пер-
пендикулярными плоскостями (рис. 54, б). Де-
таль может содержать уступы 1 и выступы 2.
Паз — выемка в детали, ограниченная плос-
костями или фасонными поверхностями. В за-
висимости от формы выемки пазы делятся
на прямоугольные, Т-образные и фасонные
(рис. 55, а, б, в, г, д, е). Пазы любого профиля
могут быть сквозными (рис. 56, а), откры-
тыми или с выходом (рис. 56, б) и закрытыми
(рис. 56, в).
Обработка уступов и пазов является одной
из операций, выполняемых на фрезерных стан-
ках.
К обработанным фрезерованием уступам
и пазам предъявляют различные технические
требования в зависимости от назначения, точ-
ности размеров, точности расположения и ше-
а)
7^77777777777/
Рис. 54. Уступы и выступы
40
роховатости поверхности. Все эти требования
определяют метод обработки.
Фрезерование уступов и пазов осуществля-
ется дисковыми и концевыми фрезами, а также
набором дисковых фрез. Кроме того, уступы
можно фрезеровать торцовыми фрезами.
Фрезеровавие уступов и пазов дисковыми
фрезами. Дисковые фрезы предназна-
чены для обработки плоскостей, уступов и
пазов. Различают дисковые фрезы цельные и
со вставными зубьями. Цельные дисковые фре-
зы делятся на пазовые (СТ СЭВ 573—77), па-
зовые затылованные (ГОСТ 8543—71), трех-
сторонние с прямыми зубьями (ГОСТ 3755— 78),
трехсторонние с разнонаправленными мелки-
ми и нормальными зубьями. Фрезы со встав-
ными зубьями выполняются трехсторонними
(1 ОСТ 1669—78). Дисковые пазовые фрезы
имеют зубья только на цилиндрической части,
их применяют для фрезерования неглубоких
пазов.
Основным типом дисковых фрез являются
трехсторонние. Они имеют зубья на цилиндри-
ческой поверхности и иа обоих торцах. Их при-
меняют для обработки уступов и более глубо-
ких пазов. Они обеспечивают более высокий
параметр шероховатости боковых стенок паза
или уступа. Для улучшения условий резания
дисковые трехсторонние фрезы снабжены на-
клонными зубьями с переменно чередующими-
ся направлениями канавок, т. е. одни зуб имеет
правое направление канавки, а другой, смеж-
ный с ним, — левое. Поэтому такие фрезы и
называют разнонаправленными. Благодаря че-
редующемуся наклону зубьев осевые состав-
ляющие силы резания правых и левых зубьев
взаимно уравновешиваются. Эти фрезы имеют
зубья и на обоих торцах. Основным недостат-
chipmaker.ru
Рис. 55. Типы пазов по форме
ком дисковых трехсторонних фрез является
уменьшение размера по ширине после первой
же переточки по торцу. При использовании ре-
гулируемых фрез, состоящих из двух полови-
нок одинаковой толщины с перекрывающими
друг друга зубьями в разъеме, после переточ-
ки можно восстановить начальный размер.
Это достигается с помощью прокладок соот-
ветствующей толщины из медной или латунной
фольги, которые помещают в разъеме между
фрезами.
Дисковые фрезы со вставными ножами,
оснащенными пластинками твердого сплава,
бывают двусторонние и трехсторонние (ГОСТ
5808—77)...Трехсторонние Дисковые фрезы при-
меняют для фрезерования пазов, а двусторон-
ние — для фрезерования уступов и плоскостей.
Крепление вставных ножей в корпус у обоих
типов фрез осуществляется при помощи осе-
вых рифлений и клина с углом 5". Достоинством
такого способа крепления вставных ножей явля-
ется возможность компенсации износа и слоя,
снятого при переточке. Восстановление раз-
мера по диаметру достигается перестановкой
ножей на одно или несколько рифлений, а по
ширине — соответствующим выдвижением но-
жей. Трехсторонние фрезы имеют ножи с попе-
ременно чередующимся наклоном с углом 10' .
Применение дисковых трехсторонних фрез
с пластинками твердых сплавов дает наиболее
высокую производительность при обработке
пазов и уступов. Дисковая фреза лучше «вы-
держивает» размер, чем концевая.
Тип и размер дисковой фрезы выбирают
в зависимости от размеров обрабатываемых
поверхностей и материала заготовки. Для за-
данных условий обработки выбирается тип
фрезы, материал режущей части и основные
Рис. 56. Пазы сквозные, с выходом, закрытые
размеры В ,D, d (рис. 57) иг — число зубьев.
Для фрезерования легкообрабатываемых ма-
териалов и материалов средней трудности об-
работки с большой глубиной фрезерования
применяют фрезы с нормальным и крупным
зубом. При обработке труднообрабатываемых
материалов и фрезеровании с небольшой глу-
биной резания рекомендуется применять фрезы
с нормальным и мелким зубом. Диаметр фрезы
следует выбирать минимально возможным, так
как чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее
жесткость и виброустойчивость. Зависимость
диаметра ступицы от диаметра фрезы приведе-
на ниже.
d .13 16 22 27 32 40 50
dt .21 25 35 40 48 58 68
На рис. 58, а, б показана схема фрезерования
двух уступов на детали. Фрезерование уступов
дисковыми фрезами, как указывалось выше,
обычно осуществляют дисковой двусторонней
фрезой. Однако в нашем случае следует выб-
41
chipmaker.ru
Рис. 57. Выбор диаметра дисковых фрез
рать дисковую трехстороннюю фрезу, так как
надо обработать поочередно по одному усту-
пу с каждой стороны детали.
Наладка станка на фрезерование сквозных
прямоугольных пазов дисковыми фрезами. При
фрезеровании уступов точность размера усту-
па по ширине не зависит от ширины фрезы.
Необходимо выполнять лишь одно условие:
ширина фрезы должна быть больше ширины
уступа (по возможности не более чем на 3—
5 мм).
При фрезеровании прямоугольных пазов
ширина дисковой фрезы должна быть равна
ширине фрезеруемого паза в том случае, ко-
гда биение торцовых зубьев равно нулю. При
наличии биения зубьев фрезы размер прбфрезе-
рованного такой фрезой паза будет соответст-
венно больше размера ширины фрезы.
Установка на глубину резания может осу-
ществляться по разметке. Для четкого выделе-
ния линий разметки заготовку предварительно
окрашивают меловым раствором и на линии
прочерченной чертилкой рейсмаса, наносят кер-
нером углубления (керны). Установку на глуби-
ну резания по линии разметки осуществляют
пробными рабочими ходами. При этом следят
за тем, чтобы фреза срезала припуск только
на половину углублений от кернера.
При наладке станка на обработку пазов
очень важно правильно установить фрезу от-
носительно обрабатываемой заготовки. В том
случае, когда заготовку устанавливают в спе-
циальном приспособлении, ее положение отно-
сительно фрезы определяется самим приспо-
соблением.
Точную установку фрез на заданную глу-
бину производят специальными установами.
или габаритами, предусмотренными в приспо-
соблении. На рис. 59 приведены схемы установ-
ки фрез на размер с помощью установов. Га-
барит 1 представляет собой стальную закален-
ную пластинку (рис. 59, а) или угольник
(рис. 59, б), закрепленную на корпусе приспо-
собления. Между установом и режущей кром-
кой зуба фрезы прокладывают мерный щуп 2
толщиной 3—5 мм во избежание соприкосно-
вения зуба фрезы 3 с закаленной поверхностью
установа. Если обработку одной и той же по-
верхности осуществляют за два перехода (чер-
новой и чистовой), то для установки фрезы
от одного и того же габарита применяют щупы
разной толщины
Фрезерование уступов и пазов набором дис-
ковых фрез При обработке партии одинаковых
деталей одновременное фрезерование двух усту-
пов, двух и более пазов может осуществляться
набором фрез (см. рис. 39). Для получения
требуемого расстояния между уступами и па-
зами на оправку между фрезами помещают
соответствующий набор установочных колец
(см. рис. 43).
При обработке заготовок набором фрез по
габариту устанавливается одна фреза, так как
взаимное расположение фрез набора на оправ-
42
chipmaker.ru
Рис 58. Фрезерование уступа дисковой фрезой
Рис. 59 Установи для фрез
Рис. 60. Схема расположения индикаторных
упоров
ке достигается подбором установочных колец.
При установке фрез на заданный размер при-
бегают к использованию специальных устано-
вочных шаблонов. Для точной установки фрез
применяют плоскопараллельные концевые
меры и индикаторные упоры. На рис. 60 по-
казана схема расположения индикаторных упо-
ров 1 и 2 на горизонтально-фрезерном станке
для точной установки фрез при поперечных и
вертикальных перемещениях стола. Для упро-
щения отсчета перемещений стола вместо лим-
ба фрезеровщик Кировского завода Н. М. Про-
нин предложил приспособление, снабженное
счетчиком величин перемещений стола. Под-
нимать и опускать стол на заданную величину
с помощью такого приспособления можно при
ускоренном перемещении, не боясь ошибиться
в отсчете.
Целесообразность обработки уступов и па-
зов набором фрез можно установить исходя
из суммарной затраты времени (калькуляцион-
ного времени), приходящегося на одну деталь
для сопоставляемых вариантов обработки па-
зов.
Фрезерование уступов и пазов концевыми
фрезами. Уступы и пазы могут быть обработаны
концевыми фрезами на вертикально- и горизон-
тально-фрезерных станках. Концевые
фрезы (ГОСТ 17026- 71) предназначены
для обработки плоскостей, уступов и пазов.
Их изготовляют с цилиндрическим и коничес-
ким хвостовиком. Концевые фрезы изготовля-
43
chipmaker.ru
Рис. 61. Патрон для фрезерования мер-
ных пазов стандартными фрезами
Рис. 62. Фрезерование наклонной плоскости
в тисках
Рис. 63. Фрезерование выемки корпусной
детали
44
ют с нормальными и крупными зубьями. Фре-
зы с нормальными зубьями применяют при
получистовой и чистовой обработке уступов
и пазов, фрезы с крупными зубьями используют
для черновой обработки.
Концевые фрезы, обдирочные,
с затылованными зубьями (ГОСТ
4675—71) предназначены для черновой обра-
ботки заготовок, полученных литьем, ковкой.
Концевые твердосплавные
фрезы (ГОСТ 20533—75—20539—75) изго-
товляют двух типов: оснащенные коронками
твердых сплавов для диаметров 10 —20 мм и
винтовыми пластинками (для диаметров 16—
50 мм).
Инструментальные заводы также выпуска-
ют цельные твердосплавные концевые фрезы
диаметром 3—10 мм и концевые фрезы с целой
твердосплавной рабочей частью, впаянной в
стальной конический хвостовик: диаметр фрез
14—18 мм, число зубьев — три. Применение
твердосплавных фрез особенно эффективно при
обработке пазов и уступов в заготовках из
закаленных и труднообрабатываемых сталей.
Точность пазов по ширине при обработке
их мерным инструментом, каким являются
дисковые и концевые фрезы, в значительной
степени зависит от точности применяемых фрез,
а также от точности, жесткости фрезерных
станков и от биения фрезы после закрепления
в шпинделе. Недостаток мерного инструмен-
та — потеря его номинального размера из-за
износа и после переточек. У концевых фрез
после первой же переточки по цилиндрической
поверхности искажается размер по диаметру,
и они оказываются непригодными для получе-
ния точных размеров паза по ширине.
Получить точный размер по ширине паза
можно его обработкой за два перехода: чер-
новой и чистовой При втором пере-
ходе фреза будет лишь калибровать паз по ши-
рине.
В последнее время появились патроны для
закрепления концевых фрез, позволяющие уста-
навливать фрезу с регулируемым эксцентриси-
тетом, т. е. с регулируемым биением. На
рис. 61 показан цанговый патрон, применяе-
мый в Ленинградском станкостроительном
объединении им. Я. М. Свердлова. В корпусе
патрона расточено отверстие эксцентрично на
0,3 мм относительно его хвостовика 5. В это
отверстие вставляется втулка под цанги 1 с та-
ким же эксцентриситетом относительно внут-
реннего диаметра. Втулка крепится к корпусу
двумя болтами 3. При повороте втулки гайкой
chipmaker.ru
2 при слегка отпущенных болтах происходит
условное увеличение диаметра фрезы (одно
деление на лимбе 4 соответствует увеличению
диаметра фрезы на 0,04 мм).
При обработке пазов концевой фрезой
стружку необходимо отводить вверх по винто-
2. Выбор направления вращения шпинделя
Характер обработки Эскиз Направление винтовой канавки фрезы Направление вращения шпинделя
Фрезеро- вание пазов 1 р> Правое Правое
4
/
//
1 Рх J Левое Левое
’f &
V
Y А 1
'/////
Фрезеро- вание плос- 1 А J Правое Левое
костей Ч
( 1 •
L J Левое Правое
4. )
вой канавке, чтобы она не портила обработан-
ной поверхности и не вызывала поломки зуба
фрезы. Это возможно в том случае, когда на-
правление винтовой канавки совпадает с на-
правлением вращения фрезы, т. е. при их одно-
именном направлении (табл. 2). Однако осевая
составляющая силы резания Рх при этом будет
направлена вниз, выталкивая фрезу из гнезда
шпинделя. Поэтому при обработке пазов креп-
ление фрезы приходится выполнять более на-
дежно, чем при обработке концевой фрезой
открытой плоскости. Направление вращения
фрезы и винтовой канавки, как и в случае обра-
ботки торцовыми и цилиндрическими фрезами,
должно быть разноименным, так как в этом
случае осевая составляющая силы резания бу-
дет направлена в сторону гнезда шпинделя и
стремится затянуть оправку с фрезой в гнездо
шпинделя (см. табл. 2).
Другие виды работ, выполняемые с помощью
концевых фрез. Помимо обработки уступов и
пазов концевые фрезы применяются для выпол-
нения других работ на вертикально- и горизон-
тально-фрезерных станках.
Концевые фрезы применяются для обработ-
ки открытых плоскостей: вертикальных, го-
ризонтальных и наклонных. На рис. 62 пока-
зано фрезерование наклонной плоскости в уни-
версальных тисках. Приемы обработки плоскос-
тей концевыми фрезами ничем не отличаются
от приемов обработки уступов и пазов. Конце-
выми фрезами можно обрабатывать различ-
ные выемки (гнезда). На рис. 63 показано фре-
зерование выемки фрезой. Фрезерование
выемок в заготовке производится по раз-
метке.
Целесообразно сначала произвести предва-
рительное фрезерование контура выемки (не до-
ходя до линий разметки), а затем — оконча-
тельное фрезерование контура.
В тех случаях, когда требуется фрезеровать
окно, а не выемку, необходимо под заготовку
подложить соответствующую подкладку, что-
бы не повредить тиски в момент выхода кон-
цевой фрезы.
Фрезерование уступов торцовой фрезой. Усту-
пы можно фрезеровать как на вертикально-,
так и на горизонтально-фрезерных станках.
Обработку деталей с симметрично расположен-
ными уступами можно осуществлять при за-
креплении заготовок в двухпозиционных по-
воротных столах. После фрезерования первого
уступа приспособление поворачивают на 180
и ставят во вторую позицию для фрезерования
второго уступа.
45
chipmaker.ru
§ 12. Фрезерование шпоночных
пазов на валах
Шпоночные соединения весьма распростра-
нены в машиностроении. Они могут быть с
призматическими, сегментными, клиновыми и
другими сечениями шпонок. Размеры, допуски
и посадки большинства типов шпонок и пазов
для них унифицированы для всех стран СЭВ.
Так, для призматических шпонок и пазов к ним
(рис. 64) допуски и посадки регламентируются
СТ СЭВ 57—73. Стандартом нормированы
отклонения глубины паза на валу г, и паза
во втулке t2 или отклонения размеров dx—t,
и d+t2, а также отклонения высоты шпонки
по /1] t и .длина пазов на валу по Н\5.
Шпоночные пазы делятся на сквозные 2,
открытые ( с выходом) 1 и закрытые 3 (рис. 65).
Фрезерование шпоночных пазов является весь-
ма ответственной операцией. От точности шпо-
ночного паза зависит характер посадки на шпон-
ку сопрягаемых с валом деталей. К обработан-
ным фрезерованием шпоночным пазам предъяв-
ляются жесткие технические требования. К шпо-
ночному пазу предъявляется также требование
в отношении точности его расположения и ше-
роховатости поверхности. Боковые грани шпо-
ночного па <а должны быть расположены сим-
Рис. 64. Вал с пазом для шпонки
Рис, 65.- Вал со шпоночными пазами
46
метрично относительно плоскости, проходящей
через ось вала; шероховатость поверхности
боковых стенок должна находиться в пре 1елах
5 мкм, а иногда и выше.
Практика показывает, что для обработки
шпоночного паза иногда приходится тщатель-
но подбирать ф1 езы и делать пробные рабочие
ходы. В серийном и массовом производстве
стремятся по возможности шпоночные соеди-
нения заменять шлицевыми.
Дисковые фрезы пазовые (СТ
СЭВ 573—77) предназначаются для фрезеро-
вания неглубоких пазов. Они имеют зубья толь-
ко на цилиндрической части.
Пазовые фрезы затылован-
ные по ГОСТ 8543—71 предназначены также
для обработки пазов Их затачивают только
по передней поверхности. Достоинством зтих
фрез является то, что они не теряю i размера
по ширине после переточек. Их выпускают
диаметром от 63 до 100 мм.
Шпоночные фрезы по ГОСТ 9140—
78 применяются для фрезерования шпоночных
пазов и изготовляются с цилиндрическим и
коническим хвостовиком. Шпоночные фрезы
имеют два режущих зуба с торцовыми режу-
щими кромками, выполняющими основную ра-
боту резания. Режущие кромки фрезы направ-
лены не наружу, как у сверла, а в тело инстру-
мента. Такие фрезы мшут работать с осевой
подачей (как сверло) и с продольной подачей.
Переточку фрез производят по торцовым
зубьям, вследствие чего диаметр фрезы практи-
чески остается неизменным. Это очень важно
для обработки пазов.
Фрезы с цилиндрическим хвостовиком из-
готовляют диаметром от 2 до 20 мм, с коничес-
ким хвостовиком — от 16 До 40 мм. Фрезы шпо-
ночные, оснащенные твердыми сплавами, диа-
метром 8—40 мм выпускаются по ГОСТ 6396—
78. Инструментальные заводы также выпуска-
ют цельные твердосплавные шпоночные фрезы
диаметром 3, 4. 6, 8 и 10 мм с углом наклона
винтовой канавки 20“ из спеченного твердого
сплава ВК8. Эти фрезы применяют главным
образом при обработке закаленных сталей и
труднообрабатываемых материалов. Примене-
ние этих фрез позволяет увеличить производи-
тельность труда в 2—3 раза и уменьшить ше-
роховатость обработанной поверхности.
Фрезы для пазов под сегмент-
ные шпонки, хвостовые (ГОСТ
6648- 79) предназначаются дчя фрезерования
всех пазов под сегмешные шпонки ка метром
4—5 мм.
chipmaker.ru
Фрезы для пазов под сегмент-
ные шпонки, насадные (ГОСТ
6648- 68) предназначаются для фрезерования
всех пазов под сегментные шпонки диаметром
55—80 мм.
Заготовки валов для фрезерования в них
шпоночных пазов и лысок удобно закреплять
в призмах. Для коротких заготовок до-
статочно одной призмы. При большей длине
вала 2 заготовку устанавливают на двух приз-
мах 3 (рис. 66). Правильность расположения
призмы на столе станка обеспечивается шипом
в основании призмы, входящим в паз стола,
как показано на рисунке справа. Валы закрепля-
ют прихватами /. Во избежание прогиба вала
при закреплении необходимо следить, чтобы
прихваты опирались на вал над призмами.
Под прихваты следует положить тонкую мед-
ную или латунную прокладку, чтобы не повре-
дить окончательно обработанной цилиндри-
ческой поверхности вала. Для закрепления ва-
лов применяются также специальные самоцент-
рирующие тиски.
На рис. 67 показана магнитная призма с
постоянным магнитом. Корпус призмы состоит
из двух частей, между которыми размещен
оксидно-бариевый магнит. Для закрепления ва-
лика достаточно повернуть рукоятку выключа-
теля на 90 . Сила зажима вполне достаточна
для фрезерования на валиках шпоночных па-
зов, лысок и т. д. Одновременно с' закреп-
лением детали при >ма притягивается к опорной
поверхности стола станка.
Фрезерование сквозных шпоночных пазов.
Шпоночные пазы фрезеруют после окончатель-
ной обработки цилиндрической поверхности.
Сквозные и открытые пазы с выходом канавки
по окружности, радиус которой равен радиусу
фрезы, обрабатывают дисковыми фрезами. Пре-
вышение размера ширины паза по сравнению
с шириной фрезы составляет 0.1 мм и более.
После заточки дисковых пазовых фрез ширина
фрезы несколько уменьшается, поэтому ис-
пользование фрез возможно лишь до опреде-
ленных пределов, после чего их применяют для
других работ, когда не столь важен размер по
ширине.
На рис. 68 показана установка заготовки
и фрезы при фрезеровании сквозного шпоноч-
ного паза. При установке фрезы на оправку
необходимо добиться, чтобы фреза имела ми-
нимальное биение по торцу. Заготовку закреп-
ляют в машинных тисках с медными или латун-
ными накладками на губках.
При правильно установленных тисках точ-
Рис. 66. Закрепление вала на призмах
Рис. 67. Магнитная призма а та
закрепления валов
Рис. 68. Фрезерование сквозною паза Лесковой
фрезой
47
chipmaker.ru
Рис. 69 Проверка установки дисковой фрезы
Рис. 70. Приспособление для установки
дисковой фрезы
ность установки закрепленного в них вала
можно и не проверять. Установить фрезу следу-
ет так, чтобы она была расположена симметрич-
но относительно диаметральной плоскости,
проходящей через ось вала. Для выполнения
этого условия пользуются следующим прие-
мом. После закрепления фрезы и проверки ее
биения индикатором фрезу устанавливают пред-
варительно в диаметральной плоскости вала.
Точная установка осуществляется угольником
и штангенциркулем.
Из рис. 69 видно, что размер S=T+ d/2 +
+ В/2, 1де Т — ширина полки угольника, мм;
48
d — диаметр вала, мм; В — ширина фрезы, мм.
Для установки фрезы необходимо поставить
ее в поперечном направлении на размер 5 со
стороны одного из выступающих над тисками
концов вала. Проверить этот размер штанген-
циркулем. Затем поставить угольник с другой
стороны вала, как это показано на рис. 69 пунк-
тиром, и еще раз проверить размер 5. Если оба
отсчета по штангенциркулю совпадут, то это
означает, что фреза относительно вала устаной-
лена правильно.
Для точной и быстрой установки дисковой
фрезы в диаметральной плоскости применяют
приспособление (рис. 70). Дисковую фрезу 1
устанавливают по вырезу двусторонней приз-
мы 2 , которая в свою очередь установлена по
цилиндрической поверхности валика 3. Точность
расположения шпоночного паза в диаметраль-
ной плоскости обеспечивает соосность V-образ-
ных пазов призмы 2. Правильность изготовлен-
ного паза проверяют по шаблону.
При установке на глубину фрезерования на-
чальный момент касания фрезы с цилиндри-
ческой поверхностью заготовки происходит по
линии, если после установки фрезы над валом
производить одновременно медленный подъем
стола до касания с фрезой и перемещение в про-
дольном направлении. Установив момент ка-
сания фрезы с валом, отвести стол из-под фре-
зы. Выключить станок и вращением рукоятки
вертикальной подачи поднять стол на глубину
шпоночной канавки.
Фрезерование закрытых шпоночных пазов.
Фрезерование закрытых шпоночных пазов мож-
но производить на горизонтально- и вертикаль-
но-фрезерных станках. Для закрепления вала
пользуются специальными самоцентрирующи-
ми тисками или призмами (см. рис. 66).
Установив и закрепив вал в тиски и выверив
его по разметке рейсмасом, можно приступить
к установке фрезы. Установка шпоночной (или
концевой) фрезы в диаметральной плоскости
вала показана на рис. 71, а. Стол станка пере-
местить рукояткой вертикальной подачи
до соприкосновения с фрезой (показано
пунктиром). После этого стол переместить в
поперечном направлении до выхода фрезы за
пределы вала и поднять на величину Н = d/2 +
+ Р/2, где Н — величина перемещения стола
в вертикальном направлении, мм; d - диаметр
вала, мм; D — диаметр фрезы, мм.
Установка шпоночной (или концевой) фре-
зы в диаметральной плоскости вала при обра-
ботке в нем шпоночного паза на вертикально-
фрезерном станке показана на рис. 71, б. Пе-
chipmaker.ru
Рис. 71. Схема установки фрезы в диаметральной плоскости
ремещение стола на величину S отсчитывается
по лимбу винта поперечной подачи.
Дру1 ой способ установки («по яблочку»)
шпоночной или концевой фрезы в диаметраль-
ной плоскости фрезы состоит в следующем.
Вал устанавливают по возможности точно (на
глаз) относительно фрезы (рис. 71, в) и вращаю-
щуюся фрезу медленно приводят в соприкосно-
вение с обрабатываемым валом до тех пор,
пока на поверхности вала не появится едва за-
метный след фрезы. Если этот след получается
в виде полного круга (рис. 71, г), то это озна-
чает, что фреза расположена в диаметральной
плоскости вала. Если след имеет форму непол-
ного круга (рис 71, д). то необходимо сместить
стол.
При установке фрезы на глубину паза обра-
батываемый вал, диаметральная плоскость ко-
торого совпадает с осью фрезы, подводят до
соприкосновения с фрезой. При этом положении
стола отмечают показание лимба винта попе-
речной или вертикальной подачи, затем пере-
мещают или поднимают стол на глубину фре-
зерования В.
Закрытые шпоночные пазы, допускающие
при1 онку, фрезеруют врезанием вручную на
определенную глубину и продольной механи-
ческой подачей, затем снова врезанием на ту же
глубину и продольной подачей, но в другом
направлении или врезанием вручную на пол-
ную глубину паза и дальнейшей механической
продольной подачей.
Последний способ применяют при фрезеро-
вании шпоночными фрезами диаметром свыше
12—14 мм.
Контроль ширины шпоночного паза сле-
дует производить калибром согласно допуску,
указанному на чертеже.
Фрезерование открытых шпоночных пазов.
Открытые шпоночные пазы с выходом канавки
по окружности, радиус которой равен радиусу
фрезы, фрезеруют дисковыми фрезами. Пазы,
в которых не допускается выход канавки по
,радиусу окружности, фрезеруют концевыми или
шпоночными фрезами.
Фрезерование пазов сегментных шпонок. Такое
фрезерование осуществляют хвостовыми или
насадными фрезами под сегментные шпонки,
диаметр которых должен быть равен двойному
радиусу канавки. Подача производится в верти-
кальном направлении, перпендикулярном оси
вала (рис. 72).
Фрезерование пазов на шпоночно-фрезерных
станках. Для получения точных по ширине па-
зов обработку ведут на специальных шпоноч-
но-фрезерных станках с маятниковой подачей,
работающих, двухзубыми шпоночными фреза-
ми. При этом способе фреза врезается на 0,2—
0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем
опять врезается на ту же глубину, как. и в пре-
дыдущем случае, и фрезерует паз опять на всю
длину, но в другом направлении (рис. 73). От-
сюда и происходит название метода — «маят-
никовая подача». По окончании фрезерования
шпиндель автоматически возвращается в исход-
ное положение и выключается продольная по-
дача фрезерной бабки. Этот метод является наи-
более рациональным при изготовлении шпо-
ночных валов в серийном и массовом производ-
стве, так как дает точный паз, обеспечивающий
49
chipmaker.ru
Рис. 72. Фрезерование шпоночных пазов под сег-
ментные шпонки
Рис. 73. Схема фрезерования шпоночных па-
зов способом «маятниковая подача»
взаимозаменяемость в шпоночном соединении.
Кроме того, поскольку фреза работает торцо-
выми режущими кромками, она долговечнее,
так как не изнашивается по периферии. Не-
достатком этого способа является значительно
большая затрата времени по сравнению с фре-
зерованием за один-два рабочих хода.
Фрезерование пазов на автоматизированных
шпоночно-фрезерных станках. Такое фрезеро-
вание производится немерным инструментом
с осциллирующим (колебательным) движением.
Регулируя размах осциллнрования от нуля до
г ребуемой величины, можно фрезеровать шпо-
ночные пазы с требуемой точностью по ширине.
При фрезероганин с осциллированием ширина
пли диаметр фре *ы должны быть меньше шири-
ны обрабатываемого паза.
По такому методу работает, например, вер-
тикальный шпоночно-фрезерный станок 692Р
Дмитровского завода фрезерных станков. Он
обеспечивает получение точной ширины канав-
ки независимо от диаметра применяемого ин-
струмента. Обработка производится по маят-
никовому циклу с последующей автоматичес-
кой калибровкой канавки до заданной ширины.
Контроль размеров пазов и канавок. Контроль
можно производить как штриховыми измери-
тельными инструментами (штангенциркуль,
штангенглубииомер), так и калибрами Измере-
ние и отсчет размеров пазов с помощью уни-
версальных инструментов не отличается от
измерений других линейных размеров (длина,
ширина, толщина, диаметр). Ширину паза мож-
но контролировать круглыми и листовыми
предельными калибрами-пробками. Симмет-
ричность расположения шпоночного паза от-
носительно оси вала контролируется специаль-
ными шаблонами и приспособлениями.
§13. Фрезерование фасонных
канавок, Т-образных пазов
и пазов типа «ласточкин хвост»
Фрезерование фасонных канавок дисковыми
фасонными фрезами. К фасонным канавкам от-
носятся канавки с непрямоугольным профи-
лем: полукруглые вогнутые, угловые треуголь-
ные, трапецеидальные, фасонного профиля (для
стружечных канавок инструментов и др).
Полукруглые фрезы, выпук-
лые и вогнутые (ГОСТ 9305—69) пред-
назначены для фрезерования полукруглых (ра-
диусных) канавок и полукруглых выступов.
Для фрезерования канавок, имеющих угловой
профиль, применяют угловые фрезы.
Рис. 74. Угловые фрезы
50
chipmaker.ru
Они находят широкое применение в инструмен-
тальном производстве для фрезерования стру-
жечных канавок различных режущих инструмен-
тов, пазов типа «ласточкин хвост», а также для
фрезерования двух сопряженных наклонных
плоскостей детали.
Различают насадные одноугловые, насад-
ные двухугловые симметричные и несиммет-
ричные, а также концевые угловые фрезы.
Одноугловые фрезы имеют угол конуса 0 = 45—
120° через каждые 5° до 90°, затем 100, 105, НО
и 120°. Одноугловые фрезы изготовляют диа-
метром/) =40—80 мм с числом зубьев 12— 18
и применяют для фрезерования прямых кана-
,вок на инструментах и заготовках (рис. 74).
Двухугловые симметричные фрезы
(рис. 74, б) применяются для фрезерования
। анавок у фрез с затылованными зубьями, а
также пазов у призм и т. д. Угол конуса 0 ра-
вен 18,22, 25, 30° Двухугловые несимметричные
фрезы имеют угол конуса 0 = 55—ПО' через
каждые 5° до 90° (рис. 74, а, в).
Для фрезерования паза «ласточкин хвост»
применяют концевые угловые фрезы (рис. 74, г)
с углом, равным углу паза (55 юш 60°). Угло-
вые фрезы изготовляют с остроконечными
зубьями. Основная особенность угловых фрез
состоит в том, что зубья, расположенные на
конических поверхностях, имеют неодина-
ковую высоту. У таких фрез для увеличения
прочности зуба приходится делать очень не-
глубокие канавки, которые затрудняют уда-
ление стружки. Насадные угловые фрезы крепят
на оправке горизонтально-фрезерных станков
так же, как цилиндрические и дисковые фрезы.
Фрезерование Т-образных пазов. В машино-
строении находят широкое применение Т-об-
разные станочные пазы с номинальным раз-
мером паза 1(Т—54 мм (ГОСТ 1574—75), на-
пример в столах фрезерных станков с числом
пазов от трех и более. Для их обработки служат
фрезы диаметром Т>= 17,5—83 мм и шириной
В = 7,5—40 мм с коническим хвостовиком, ко-
нус Морзе № 1—5 без лапки и с лапкой; число
зубьев 2 = 6—14 (ГОСТ 7063—72). Для улучше-
ния условий резания фрезы имеют разнонаправ-
ленные зубья с углом наклона 15°.
Т-образные пазы (рис. 75) фрезеруют обыч-
но за три перехода (рис. 76.) Сначала конце-
вой или дисковой фрезой обрабатывают канав-
ку прямоугольного профиля (рис. 76, а), затем
фрезой для Т-образных пазов фрезеруют ниж-
нюю часть паза (рис. 76, б), после чего фре-
зеруют фаски (рис. 76, в) угловой концевой
фрезой.
Рис. 75. Т-образный паз стола консольно-
фрезерного станка
Рис. 76. Последовательность обработки Т-образ-
ного паза
Рис. 77. Установка фрез по высоте
для обработки Т-оСра.ногс паза
51
chipmaker.ru
Для фрезерования паза надо подвести за-
готовку под вращающуюся концевую фрезу
до легкого касания. Установить фрезу точно по
линии разметки первого паза. Рукояткой про-
дольной подачи отвести стол за пределы обра-
батываемой заготовки и вращением рукоятки
вертикальной подачи поднять стол на величину,
равную глубине паза Н (рис. 77). Застопорить
консоль и поперечные салазки стола. Устано-
вить в требуемое положение кулачки автомати-
ческого включения продольной подачи стола
и вручную подвести заготовку к фрезе. Медлен-
но подводя стол с заготовкой к фрезе, врезаться
в заготовку, после чего включить механичес-
кую продольную подачу и произвести фрезеро-
вание первого паза. Пользуясь приемами обра-
ботки пазов, описанными ранее (см. с. 49Т
произвести фрезерование остальных пазов. Да-
лее, не перемещая стол в поперечном направ-
лении, установить в шпиндель станка фрезу
и произвести наладку станка на фрезерование
паза фрезой для Т-образных пазов. При этом
ось паза, профрезерованного за первый рабочий
ход, должна совпадать с осью шейки фрезы.
Установка фрезы по высоте производится лег-
ким касанием вращающейся фрезы верхней
плоскости заготовки (рис. 77) с последующим
выводом фрезы за пределы обрабатываемой
заготовки и подъемом стола на величину' Я.
По окончании обработки, не перемещая
стол в вертикальном направлении, произвести
измерение Т-образиого паза шаблоном или
штангенциркулем. В случае годности Т-образ-
ного паза не следует нарушать установку по
высоте при обработке других пазов. Третий
переход — фрезерование фасок — производит-
ся угловой концевой фрезой. Первый переход —
фрезерование трех прямоугольных пазов —
Рис. 78. Фрезерование паза типа «ласточкин хвост»
52
chipmaker.ru
в серийном производстве целесообразнее про-
изводить набором дисковых трехсторонних
фрез, оснащенных пластинками твердого
сплава.
Фрезерование пазов «ласточкин хвост». Такие
пазы, являющиеся направляющими элементами
подвижных узлов машин, имеются на направ-
ляющих станин станков, в серьгах и хоботах
фрезерных станков и т. д. Их фрезеруют как
на горизонтально-фрезерных, так и на верти-
кально-фрезерных станках. В обоих случаях
заготовка закрепляется в машинных тисках
или непосредственно на столе фрезерного стан-
ка с помощью прихватов. Правильность уста-
новки заготовки выверяется с помощью уголь-
ников, рейсмаса или индикатора (см. рис. 32).
Основными размерами паза является шири-
на, высота и угол наклона а (рис. 78, а). Фре-
зерование паза производят за.два перехода —
сначала фрезеруют прямоугольный паз конце-
вой (рис. 78, б) или дисковой фрезой (рис. 78, в).
Второй переход может быть выполнен концевой
одноугловой фрезой (рис. 78, г) или одноугловой
дисковой фрезой (рис: 78, д).
Пазы «ласточкин хвост» в крупногабаритных
заготовках фрезеруют на вертикально-фрезер-
ных станках с крестовым столом, а также на
продольно-фрезерных станках.
Контроль пазов типа «ласточкин хвост»
производят обычно специальными шаблонами,
позволяющими контролировать угол наклона
боковых сторон, а также симметричность и
высоту паза. В ряде случаев приходится при-
бегать к более сложным косвенным измерениям.
При косвенных измерениях измеряется не иско-
мая, а другая величина, по результатам измере-
ния которой определяют размеры контролиру-
емой величины. Так, например, если на чертеже
паза типа «ласточкин хвост» заданы размеры:
угол наклона боковых сторон а, высота г и
ширина b (рис. 78, е), то измерить ширину
непосредственно практически невозможно. Да-
же если вместо размера / на чертеже был бы
задан размер /„ то и в этом случае измерение
его было бы затруднительным, так как на ост-
рых кромках могут быть небольшие заусенцы.
Кроме того, сами кромки могут сминаться
при измерении. Поэтому ширину паза b в этом
случае определяют косвенными измерениями
с использованием двух калиброванных роликов
диаметром d и блока плоскопараллельных кон-
цевых мер (плиток) с искомым размером В.
Из рис. 78, в видно, что b=г ctga/2, l=B+2r + 2b,
откуда В=1—d—2b.
Таким образом, для контроля размера /
нужно составить блок из плоскопараллельных
плиток размером В и произвести им измерение,
как показано на рис. 78, ж. Размер роликов
может выбираться произвольно так, чтобы
размер В оказался меньше размера
§ 14. Отрезание и разрезание
заготовок
Отрезание (отрезка) — процесс полг
ного отделения одной части материала от целого
(прутка, бруска, уголка и т. д.) режущим инстру-
ментом на металлорежущих станках.
Разрезание (разрезка) — процесс пол-
ного разделения целого (прутка, бруска, уголка
и т. д.) на равные или неравные части режущим
инструментом на металлорежущих станках.
Прорезание (прорезка) — процесс
образования одного или нескольких мерных
узких пазов (прорезей, шлицев) в заготовке
Смежные зубья
Рис. 79. Типы прорезных и отрезных фрез
53
chipmaker.ru
режущим инструментом на металлорежущих
станках.
Фрезы отрезные и прорезные (шлицевые).
Отрезание заготовок на фрезерных станках
производится отрезными фрезами, прорезание
пазов и шлг.дев — прорезными (шлицевыми)
фрезами Отрезные и прорезные фрезы (рис. 79)
имеют режущие кромки, расположенные по
периферии, и не имеют режущих кромок по
торцам.
По ГОСТ 2679-73 прорезные и отрезные
фрезы изготовляют трех типов: тип I — с мел-
ким зубом, тип II — со средним (нормальным)
зубом, тип III — с крупным зубом. Прорез-
ные фрезы типов I и II диаметром от 32 до
800 мм служат в основном для прорезки пазов
и шлицев и изготовляются двух классов точ-
ности: АА и А (точное исполнение) Отрезные
фрезы всех типов и диаметров шириной от
I мм и выше изготовляются по классу точности
В (нормальное исполнение). Отрезные фрезы
предназначаются для разрезания целого на
части (например, разрезать заготовку на не-
сколько равных или неравных частей) и отреза-
ния от целой части (например, отрезать от
бруска одну заготовку). Отрезные фрезы с
мелким и средним зубом предназначаются для
обработки стали и чугуна, фрезы с крупным
зубом — для обработки алюминиевых, маг-
ниевых и других легких сплавов.
Отрезные фрезы с мелким зубом выпуска-
ются наружным диаметром D = 32—250 мм.
шириной В=0,2—5 мм числом зубьев z= 14—40.
Рис. 80. Закрепление заготовки в тисках
54
Заготовки больших размеров разрезают пилами
со вставными сегментами. Эти пилы имеют
/)=275—2000 мм, В=5—14,5 мм, диаметр по-
садочного отверстия 32—240 мм и число сег-
ментов 14—44. Сегменты изготовляют из быст-
рорежущей стали и крепят на диске из стали
50Г или 65Г тремя или четырьмя заклепками.
Прорезные фрезы с мелким и средним зубом
предназначаются для прорезания неглубоких
шлицев в головках винтов или корончатых
гаек, прорезания неглубоких пазов. Прорезные
фрезы с крупным зубом — для прорезания глу-
боких шлицев и пазов.
Для уменьшения трения при обработке от-
резные и прорезные фрезы имеют угол под-
нутрения <pj. (ширина фрезы уменьшается от
периферии к центру). Для прорезных фрез
<Pt=5—30', а для отрезных <pj = 15'—1 . Для
улучшения условий работы фрез и повышения
их стойкости на зубьях делают переходные ре-
жущие кромки. Для фрез, выпускаемых в цен-
трализованном порядке, переходные режущие
кромки выполняются по форме I, 2 и 3 и слу-
жат для разделения стружки по ширине (см
рис. 79).
Отрезные и прорезные фрезы Р=32—250 мм
крепят на оправках диаметром 8, 10, 13, 16, 22,
27 и 32 мм.
Цельные твердосплавные
прорезные фрезы предназначаются
для прорезания пазов в заготовках из нержа-
веющих, хромистых, кислотоупорных, жаро-
прочных и других труднообрабатываемых ма-
териалов. Их изготовляют по отраслевым нор-
малям диаметром 7—60 мм и толщиной 0,5—
3,5 мм из твердых сплавов различных марок.
Применение твердосплавных фрез позволяет
значительно поднять производительность тру-
да за счет повышения скорости резания и по-
вышения стойкости в 10^—20 раз. Качество
обработанной поверхности также значительно
повышается.
Разрезание заготовок на части. Пусть требу-
ется разрезать стальной уголок длиной 315 мм
на пять равных частей размером 60+1,0 мм.
Диаметр отрезной фрезы следует выбирать
по возможности минимальным, так как чем
он меньше, гем выше жесткость фрезы и вибро-
устойчивость. Поэтому при отрезании фрезами
малых диаметров можно давать большие по-
дачи на зуб и получать лучшее качество обра-
ботанной поверхности, чем при работе отрез-
ными фрезами большого диаметра.
При закреплении заготовки особое внимание
надо уделить жесткому креплению заготовки
chipmaker.ru
и фрезы. Заготовку устанавливают и закрепляют
в машинных тисках, как показано на рис. 80,
с упором на полку. Стол с заготовкой надо
подвести как можно ближе к станине. Отрезная
фреза не должна задевать за тиски. Фреза
крепится на оправке по возможности ближе
к шпинделю станка, а серьга — ближе к фрезе
(для обеспечения большей жесткости). Чтобы
фреза не вырывала заготовку из тисков, а
прижимала к тискам, применяют попутное
фрезерование (по подаче). Однако при этом
способе в соединении винт — гайка продольной
подачи не должно бып люфта.
Отрезку тонкого листового
материала и его разрезку на
полосы предпочтительнее производить при по-
путном фрезеровании, так как сила .резания в
этом случае будет прижимать заготовку к
столу. Если заготовка крепится непосредст-
венно на столе станка 'без подкладок), то фрезу
на оправке следует располагать против
Т-образного паза в столе станка.
Фрезерование шлицев в голов-
ках винтов или корончатых гаек, как правило,
производится в приспособлении. На рис. 81
показана схема приспособления для непрерыв-
ного фрезерования шлицев в головках винтов,
установленных в два ряда. Здесь вспомогатель-
ное время на загрузку заготовок и разгрузку
обработанных деталей перекрывается с вре-
менем непосредственного фрезерования шлица.
Установку заготовок производят вручную на
непрерывно вращающемся диске.
Закрепление заготовок в приспособлении
может осуществляться автоматически в зажим-
ных призмах перед подходом к прорезной
фрезе. После фрезерования шлицев происходит
разжатие призм, обработанные детали выпада-
ют и по желобу попадают в ящик. Если осущест-
вить автоматическую загрузку заготовок через
бункерное устройство, то цикл обработки будет
полностью автоматизирован.
Процесс фрезерования шлицев в приспо-
соблении при круговой подаче принципиально
ничем не отличается от случая обычного фре-
зерования с продольной подачей при установке
обрабатываемых заготовок на столе станка.
§15. Виды дефектов и меры
их предупреждения
Погрешности размеров уступа или паза. Из-
бежать погрешности размеров можно при усло-
вии правильной установки, закрепления и вы-
верки обрабатываемой заготовки, а также пра-
вильного и внимательного отсчета размеров
при перемещениях стола. Чаще других можно1
ожидать погрешностей размера уступа или
паза по ширине. Для предупреждения такого
вида погрешностей следует перед установкой
фрезы измерить ширину дисковых и диаметр
концевых и шпоночных фрез.
Во избежание погрешностей размера можно
производить пробные рабочие ходы и промеры.
После обработки паза или уступа не следует
производить перемещений стола с обрабаты-
ваемой заготовкой в двух других направлениях,
по которым не осуществлялась подача при
выполнении данного перехода, так как при
этом условии легче будет исправить обнару-
женные, при измерении погрешности размеров.
Если после измерения оказалось, что ширина
уступа или паза больше требуемой, то дефект
неисправим.
Если ширина уступа или паза оказалась
меньше требуемого размера, то для устранения
дефекта необходим добавочный рабочий ход
с предварительным перемещением стола станка
в требуемом направлении на величину погреш-
ности размера по ширине паза или канавки.
Дефект по глубине уступов и пазов, псо-
резей и шлицев будет иметь место тогда, когда
их глубина больше предусмотренной чертежом.
Причина брака - - неправильная установка на
глубину фрезерования из-за несоблюдения пра-
вил установки на глубину или невниматель-
ности при отсчете величин перемещений стола
пе лимбу. В случае, когда глубина уступов,
пазов, прорезей и шлицев окажется меньшей
требуемой по чертежу, дефект можно исправить
дополнительным рабочим ходом.
Дефект по длине может возникнуть при
фрезеровании открытых или закрытых пазов,
когда эта длина окажется больше предусмот-
ренной чертежом. Причина дефекта по длине:
Рис. 81. Схема приспособления для непрерывного
фрезерования шлицев в головках винтов
55
chipmaker.ru
неправильная установка кулачков включения
и выключения продольной подачи стола, не-
своевременное выключение продольной подачи
при работе с ручным управлением. Дефекты
по длине открытых и закрытых пазов можно
исправить, если их длина меньше требуемой
по чертежу.
Погрешности расположения уступа илн паза
относительно других поверхностен детали. Для
шпоночных пазов эта погрешность проявляется
прежде всего в несовпадении оси шпоночной
канавки с диаметральной плоскостью вала (не-
симметричность). Причина дефекта — непра-
вильная установка фрезы относительно вала
при фрезеровании паза.
Погрешности расположения могут быть вы-
званы главным образом погрешностями уста-
новки заготовки непосредственно на столе стан-
ка, в тисках или приспособлении. Они могут
быть следствием непрочного крепления заго-
товки, попадания стружки под опорные поверх-
ности заготовок, тисков или приспособлений
и из-за нежесткого крепления консоли и попе-
речных салазок.
Погрешности формы обработанной поверх-
ности. Эти погрешности появляются в боль-
шинстве случаев при обработке фасонных кана-
вок и специальных пазов и выражаются в несо-
ответствии полученного профиля фасонной ка-
навки или паза профилю, заданному чертежом.
Основной причиной такого несоответствия яв-
ляется неправильный выбор фрезы или непра-
вильная заточка фасонной фрезы с затылован-
ными зубьями (изменение первоначального зна-
чения переднего угла). Такой дефект является
неустранимым.
При правильном выборе фасонной фрезы,
правильной заточке, но неправильной ее уста-
новке относительно обрабатываемой заготовки
почти всегда появляется дефект. Для предот-
вращения возможности его появления при фре-
зеровании фасонных канавок и специальных
пазов надо прежде всего тщательно проверить
правильность выбора фрезы, правильность ее
установки на глубину фрезерования.
Несоответствие шероховатости обработанной
поверхности требованиям чертежа. Дефект по
шероховатости обработанной поверхности при
фрезеровании дисковыми, концевыми, шпоноч-
ными, фасонными, отрезными и другими фреза-
ми вызывается теми же причинами, что и при
фрезеровании цилиндрическими и торцовыми
фрезами (см. с. 39)
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое уступ в выступ?
2. Какие дисковые фрезы вы знаете?
3. В каких случаях пелесообразно фрезеровать уступы
в пазы набором фрез?
4. В чем преимущества концевых твердосплавных
фрез перед фрезами вз быстрорежущей стали?
5. Как крепят дисковые в концевые фрезы?
6. Какие виды работ можно выполнить концевыми
фрезами?
7. Какие виды шпоночных пазов вы знаете?
8. Какие требования иредьявляются к обработанным
фрезерованием шпоночным пазам?
9. Какие виды дефектов могут появляться при фре-
зеровании уступов, прямоугольных шпоночных и
шлицевых назов?
Гл а в а 4
ФРЕЗЕРОВАНИЕ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
НА УНИВЕРСАЛЬНЫХ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ
§ 16. Общие сведения
о фасонных поверхностях
Поверхностью вращения на-
зывается поверхность, которая образуется при
вращении некоторой линии АВ, называемой
образующей, вокруг неподвижной прямой ОО,,
называемой осью вращения. При этом любая
точка М образующей АВ остается на постоян-
ном расстоянии от оси OOt и, следовательно,
сделав полный оборот вокруг нее, возвраща-
ется в свое первоначальное положение, т. е.
описывает окружность с радиусом MN и с
центром в точке N (рис. 82, а).
Цилиндрической поверх -
н о с т ь ю называется поверхность, образуе-
мая при движении некоторой прямой — обра-
зующей — в пространстве параллельно дан-
ной прямой и пересекающей при этом некото-
рую кривую — направляющую (рис.
82, б).
56
chipmaker.ru
Рис. 82. Классификация фасонных поверхностей
Конической поверхностью на-
зывается поверхность, образуемая при движении
прямой — образующей — в пространстве так,
что она имеет одну неподвижную точку .S
(вершину) и пересекает данную линию — на-
правляющую. Если направляющей будет окруж-
ность, то полученная таким образом коническая
поверхность является конической поверхностью
вращения (рис. 82, в).
Классификация поверхностей. В технике на-
ходят широкое применение детали с фасонными
поверхностями. Все многообразие фасонных
поверхностей можно разделить на следующие
типы:
1. Фасонные поверхности вращения (рис. 82,
а, б, в).
2. Фасонные поверхности замкнутого кри-
волинейного контура. с прямолинейной обра-
зующей (рис. 82, г). Эти поверхности являются
цилиндрическими поверхностями, ограничен^
ними двумя плоскостями (основаниями). От
цилиндрических поверхностей тел вращения
они отличаются тем, что направляющей таких
поверхностей является замкнутая кривая, а не
окружность. Эти поверхности имеются в боль-
шинстве случаев на плоских кулачках.
3. Фасонные поверхности незамкнутого кон-
тура с криволинейной направляющей и прямо-
линейной образующей или, наоборот, с прямо-
линейной направляющей и криволинейной об-
разующей (рис. 82, г), например зуб фасонной
фрезы, фасонные пазы и др.
4. Пространственно-сложные фасонные по-
верхности. К этой группе фасонных поверх-
ностей относятся все фасонные поверхности,
не вошедшие в предыдущие группы, например
поверхности лопаток турбин, кузовов автомо-
билей, пресс-форм и т. д. (рис. 82, е).
§ 17. Фрезерование сферических
поверхностей
Сфера (рис. 82, 0) — замкнутая поверх-
ность, все точки которой одинаково удалены
от одной .точки (центра сферы). Можно сказать
57
chipmaker.ru
Рис. 83. Фрезерование внутренних сферических поверхностей
также, что эта поверхность образуется от вра-
щения окружности вокруг диаметра.
Сферическими поверхностя-
м и называются поверхности, содержащие сфе-
ру или ее часть. Часть сферы, отсекаемая от
нее плоскостью, называется сегментной
поверхностью внутренней (рис. 82, d)
или наружной (рис. 82, г)). Часть сферы, заклю-
ченная между двумя параллельными плоско-
стями, называется шаровым поясом
(рис. 82, д').
Внутренние и наружные сферические по-
верхности находят все большее применение
в промышленности. Они обрабатываются, как
правило, на специальных станках (сферотокар-
ные, токарные с ЧПУ и др.). Во многих случаях,
например при изготовлении и ремонте особенно
крупногабаритных сферических пар, в условиях
единичного и мелкосерийного производства
такие поверхности целесообразно обрабатывать
фрезерованием. Метод основан на известном
положении, что сечение шара плоскостью пред-
ставляет собой круг. Фрезерованйе сферических
поверхностей чаще всего осуществляется на
вертикально-фрезерных станках концевыми фре-
зами или специальными резцовыми головками.
Шаровые пояса обрабатываются на горизон-
тально-фрезерных станках. Во всех случаях
фрезерования сферических поверхностей режу-
щий инструмент (фреза или резцовая головка)
совершает быстрое вращательное движение (гла-
вное движение), а обрабатываемая заготовка —
медленное движение (круговая подача). Для
получения сферической поверхности оси вра-
щения инструмента и заготовки должны пере-
секаться под определенным углом.
На рис. 83 показаны схемы фрезерования
внутренних сферических поверхностей.
58 .
На рис. 83, а показано фрезерование конце-
вой фрезой, а режущий инструмент J и обраба-
тываемая деталь 2 на рис. 83, 6 и 83, в показаны
условно. Из схемы (рис. 83, б) можно опреде-
лить минимальный радиус г инструмента и
угол а между пересекающимися в центре сферы
осями сферической поверхности и инструмента.
На схеме AD = BD = r, OA=OB=R; OC=b;.
ВС = R —b, где R — радиус обрабатываемой
сферы, мм; г — радиус инструмента, мм; b —
расстояние от центра сферы до плоскости
разъема, мм.
Из прямоугольного треугольника ОСА сле-
дует, что АС2 = ОА2— ОС2 или AC2 = R2—b2,
а из прямоугольного треугольника АСВ
АС2 + ВС2 = АВ или R2—b2 + (R—Ь)2 = (2г)2, от-
куда r = J~R{R-b)!2.
Из прямоугольного треугольника ODB вид-
но, что sina.= DB/OB=r/R или, подставляя
вместо г его значениеx/R (Я—b)jl, получим
sin а = Я — bjlR .
Из последней формулы видно, что при 6=0
(рис. 83,6) sin а = .у 1/2 ; а=45°.
На рис. 84 показаны схемы фрезерования
наружных сферических поверхностей. На
рис. 84, а показан общий вид, а на схемах фре-
зерования (рис. 84, б, в) режущий инструмент 1
и обрабатываемая деталь 2 показаны условно.
При фрезеровании наружных сферических по-
верхностей, как видно из рисунка, справедливо
то же соотношение: sina = r/fl.
На рис. 85 приведены схемы фрезерования
шарового пояса. На рис. 85. а б показан общий
случай, когда ограничивающие плоскости рас-
положены на разных расстояниях от эквато-
риальной плоскости, т. е. находятся соответст-
венно под разными секторальными углами
РI /= ₽2-
chipmaker.ru
Рис. 84. Фрезерование наружных сферических поверхностей
Минимальный радиус инструмента г будет
r = R sin(P1 +Р2)/2, где R—радиус сферы.
Определим угол между осями вращения
заготовки и инструмента в общем случае (напри-
мер, рис. 85, а). Как видно из рисунка, а=90—у,
Y=Pi— (Р,+PJ/2, следовательно:
а=90=-(р1- р2)/2.
При р, =р,(рис. 85 в) а = 9С при р, = 0
(рис. 85, г) а = 90°—р,/2, при Pi =0 (рис. 85, д)
а = 90' ьр,/2.
Теоретически процесс формообразования
сферической поверхности можно осуществить
за один оборот заготовки, т. е. за один рабочий
ход (без учета врезания). Однако практически
получить сферическую поверхность можно за
несколько рабочих ходов (оборотов заготовки)
в зависимости от величины припуска на обра-
ботку. В этом случае при каждом новом рабочем
ходе следует* 'произвести наладку на новый
диаметр сферы изменением угла наклона а ин-
59
chipmaker.ru
струмента или регулирования вылета резца
в резцовых головках, т. е. изменения диаметра
инструмента. Передвижение шпинделя на за-
готовку или продольное передвижение стола
для вогнутых сферических поверхностей при-
водит к увеличению радиуса сферы, а для на-
ружных сферических поверхностей — к умень-
шению радиуса сферы.
Процесс фрезерования сферических поверх-
ностей осуществляется с переменной минутной
подачей. С одной стороны, минутная (круговая)
подача заготовки sM=,пГ>3-п3, где D3 — диаметр
окружности, по которой проходит контакт ре-
жущих кромок с обрабатываемой заготовкой,
мм, п3 — частота вращения заготовки, об/мин;
с другой стороны, SM = s2-z-n^. Поэтому
nD3n3 = sz 'гцф, откуда s2 =пО3п3/г-Пф.
Из последней формулы следует, что процесс
резания при фрезеровании сферических поверх-
ностей производится при переменной подаче
на зуб s2, зависящей от диаметра, на котором
расположена данная точка сферической поверх-
ности.
§ 18. Фрезерование фасонных
поверхностей замкнутого контура
Фасонные поверхности замкнутого контура
можно обрабатывать фрезерованием на верти-
кально-фрезерных станках с помощью ручного
управления по разметке, круглого стола по
разметке, накладного копира, копировального
фрезерования.
Рис. 86. Фрезерование фасонной поверх-
ность
60
Фрезерование с помощью ручного управления.
Фрезерование фасонной поверхности замкну-
того криволинейного контура по разметке с
помощью ручного управления заключается в
том, что предварительно размеченную заготов-
ку закрепляют либо непосредственно на столе
вертикально-фрезерного станка, либо в тисках,
либо в приспособлении.
Фрезерование фасонной поверхности произ-
водят концевой фрезой одновременным пе-
ремещением стола в продольном и поперечном
направлениях так, чтобы снять лишний слой
металла в соответствии с размеченным конту-
ром. Такой метод фрезерования применяется
лишь в условиях единичного или мелкосерий-
ного производства и требует высокой квали-
фикации рабочего.
Разберем пример фрезерования замкнутого
криволинейного контура прихвата (рис. 86). За-
готовку следует устанавливать не на столе
станка, а на подкладке, закрепив прихватами
и болтами, чтобы фреза при обработке не каса-
лась рабочей поверхности стола. При установке
заготовки необходимо следить за тем, чтобы
стружка не попала между соприкасающимися
плоскостями стола, подкладки и заготовки.
Фрезерование фасонной поверхности по раз-
метке производят комбинированием ручных
подач (продольной и поперечной). Сначала
производят черновое фрезерование, составляя
небольшой припуск (1—2 мм); затем присту-
пают к чистовому фрезерованию. Фрезерование
фасонных поверхностей требует от фрезеров-
щика постоянного наблюдения за ходом про-
цесса.
Фрезерование с применением круглого пово-
ротного стола. Фасонные поверхности фрезеру-
ют на круглом поворотном столе, являющемся
принадлежностью вертикально-фрезерного
станка.
Круглые поворотные столы выпускают с
с ручным приводом, с ручным и механическим
приводом от станка, с приводом от индивиду-
ального электродвигателя. Поворотные
столы с ручным приводом выпуска-
ют с диаметром стола 320, 400, 500 и 630 мм
(рис. 87). Эти столы имеют два червяка: один
для ручного, другой для механического поворота
планшайбы от привода станка. Вручную стол
можно вращать маховичком 6.
Для привода круглых столов на фрезерных
станках 6Н11, 6Р12 и 6Р13 в механизме подач
стола имеется специальный валик. На некото-
рых моделях консольных фрезерных станков
передача движения столу осуществляется
chipmaker.ru
Рис 87. Круглый поворотный стол с ручным механическим приводом
Рис. 88. Круглый поворотный стол с пневмоприводом
от ходового винта продольной подачи стола.
В обоих случаях вращение планшайбы про-
изводится через вал, расположенный под ра-
бочим столом станка параллельно ходовому
винту продольной подачи, зубчатую передачу,
заключенную в специальном кронштейне через
шарнир 3 и телескопический вал 4. Включение
вращения от привода производится рукоят-
кой 5. Каждый стол снабжен кулачками 2,
ограничивающими участки круговой обработ-
ки, передвигаемыми и закрепляемыми в кру-
говом пазу 1, и реверсивным механизмом для
изменения направлении вращения планшайбы.
Эти столы, как и столы с ручным управлением,
имеют стопорное устройство, позволяющее
жестко закреплять планшайбу в требуемом по-
ложении рукояткой 7.
На поворотном столе заготовки закрепляют
вручную. Для сокращения времени на крепление
заготовок применяют поворотные сто-
лы со встроенным пневмати-
ческим или гидравлическим
приводом. На рис. 88 показан общий
вид поворотного стола с диафрагменным пнев-
моцилиндром для закрепления заготовок. В
столе имеется шток с резьбовым отверстием,
в которое ввинчивают сменные тяги. С по-
мощью этих тяг закрепляют заготовки или
освобождают их поворотом рукоятки крано-
вого распределителя 1. Маховиком 2 осущест-
вляют вращение стола.
На рис. 89 показаны схемы наладок для
крепления заготовок. Заготовки крепят через
сменные тяги различных конструкций, ввин-
чиваемые в резьбовые отверстия штока стола.
Вращение стола от привода станка связано
61
chipmaker.ru
Рис. 89. Схемы наладок для закрепления заготовок
на столе с пневмоприводом
Рис. 90. Фрезерование кругового
Т-образного паза
с большой затратой времени на наладку станка
(установка кронштейна с зубчатыми колесами,
установка промежуточного валика с шарнирами
и др.). Поэтому целесообразно применять пере-
носной накладной стол с инди-
видуальным приводом. Его можно
установить на любом вертикально-фрезерном
станке. Такие столы имеют необходимый комп-
лект сменных зубчатых колец, позволяющих
получить требуемую окружную скорость (кру-
говую подачу) планшайбы.
Рассмотрим наладку станка на фрезерование
кругового Т-образного паза. Как и в ранее
рассмотренном случае (см. рис. 87), обработку
кругового паза производят за два рабочих
хода: сначала фрезеруют прямоугольный паз
концевой фрезой, а затем фрезой для Т-образ-
ных пазов (рис. 90).
Перед установкой стола необходимо тща-
тельно протереть основание поворотного стола
и поверхность станка, на которой его устанав-
ливают. Ввести в соответствующие пазы сто-
ла станка с двух сторон прижимные болты с
гайками и шайбами и закрепить поворотный
стол. Вставить в центральное коническое отвер-
стие круглого поворотного стола центрирую-
щий штифт. Заготовку устанавливают и закреп-
ляют центрирующим штифтом, г рихватами
или сменными тягами (в случае применения
стола с пневмоприводом, для закрепления за-
готовок).
При фрезеровании круговых пазов необхо-
димо совместить центр окружности кругового
паза с центром поворотного стола. При вра-
щении круглого поворотного стола вокруг вер-
тикальной оси каждая точка заготовки будет
перемещаться по окружности радиуса, равного
расстоянию этой точки от центра стола. Рас-
стояние между центром поворотного стола и
центром концевой фрезы должно быть равно
радиусу окружности оси кругового паза.
Правильность установки заготовки можно
проверить легким касанием заготовки вращаю-
щейся фрезой в двух диаметрально противо-
положных положениях, т. е. при повороте сто-
ла на 180".
При фрезеровании на круглом столе минут-
ная подача определяется по формуле sM =
= r.Dn, где sM — минутная подача (норматив-
ная), мм/мин; D — диаметр окружности оси
паза, мм; п— частота вращения круглого стола,
об/мин.
Получим формулу наладки для круглого
поворотного стола с ручным приводом на за-
данную величину минутной подачи. Частоту
вращения заготовки можно определить по фор-
муле п = sM/( тгВ).
Так как для круглых столов диаметром
160—500 мм передаточное отношение червяч-
ной пары равно 1:90, то частота вращения ру-
коятки ир поворота стола должна быть в 90 раз
больше, т. е. ир =90.sm/(ttP), где иР — частота
вращения рукбятки поворота стола (планшай-
бы).
Для стола диаметром 630 мм передаточное
отношение червячной пары равно 1:120.
Выведем формулы наладки стола на задан-
ную подачу sM для случая, когда привод вра-
щательного движения стола осуществляется
62
chipmaker.ru
от ходового винта продольной подачи стола
с шагом Р = 6 мм. Требуется определить, ка-
кую ступень минутных подач станка надо вклю-
чить, чтобы обеспечить требуемую подачу,
исходя из режима резания.
Если включена какая-то ступень минутных
подач станка, то легко определить, какую часто-
ту вращения имеет ходовой винт продольной
подачи.
В самом деле, за один оборот ходового
винта с шагом Р = 6 мм стол переместится в
продольном направлении на величину, рав-
ную шагу ходового винта, т. е. на 6 мм. Но у
нас включена ступень с продольной подачей,
равной не 6 мм, а какой-то величине л^.ст. Чтобы
стол переместился на эту величину за одну
минуту, ходовой винт должен сделать з^/Р
оборотов.
При передаточном отношении стола, рав-
ном единице, такую же частоту вращения, т. е.
sKC,/P, имеет и червяк стола. За один оборот
червяка стол повернется на 1/90 часть оборота,
а за с, /Р оборотов он повернется на зм ст/90’6
оборота, т. е. sM ст/540.
За один оборот стола точка, лежащая на
расстоянии радиуса от центра стола, пройдет
путь, равный тгР, а за sMCT/540 оборота она
пройдет путь, равный sM Ct 'ttD/540 мм. По ус-
л овию требуется, чтобы указанная точка сде-
лала путь, равный sM. Отсюда получаем урав-
нение наладки стола на требуемую минутную
подачу: sM ст тгР/540 = sM; sM.CT = 540sM/nD.
Произведем наладку круглого стола на тре-
буемую минутную подачу при фрезеровании
Т-образного паза. При фрезеровании концевой
фрезой, например с sM = 100 мм/мин: sM ст =
= (540 100)/(тг-250) = 68,7 мм/мин.
Принимаем ближайшую ступень минутных по-
дач sM ст = 50 мм/мин. При фрезеровании фре-
зой для Т-образных пазов имеем sM ст = 540 х
х 125/л ’250 = 86,5 мм/ мин.
Ближайшая ступень минутных подач 80 мм/мин.
Наладка круглых столов с индивидуальным
электроприводом на требуемую минутную по-
дачу при фрезеровании фасонных поверхнос-
тей, контур которых представляет собой дуги
сопряженных окружностей различных диамет-
ров, осуществляется подбором соответствую-
щих сменных зубчатых колес для различных
участков контура.
Непрерывное фрезерование на круглом вра-
щающемся столе (см. рис. 90) является одним
из наиболее производительных методов обра
ботки деталей фрезерованием, так как процесс
фрезерования происходит непрерывно, без ос-
тановки для загрузки заготовками и снятия
обработанных деталей.
Фрезерование по накладным копирам. Этот
метод применяется в условиях единичного и
мелкосерийного производства при обработке
фасонных поверхностей замкнутого криволи-
нейного контура — дисковых кулачков и дета-
лей с фасонным и прямолинейным контуром.
На рис. 91 показана наладка вертикально-фре-
зерного станка с поворотным столом для об-
работки кулачка.
Обработка по замкнутому контуру осущест-
вляется концевой фрезой, которой сообщается
траектория Движения, соответствующая задан-
ному контуру обрабатываемой детали. Тре-
буемая форма заготовки 1 достигается с по-
мощью накладного копира 2, который пред-
ставляет собой дисковый кулачок, профиль
которого повторяет профиль обрабатываемой
детали. Копир накладывают на заготовку и
крепят в оправке вместе с ней. Оправку встав-
ляют в центральное отверстие поворотного
стола 5. На хвостовике концевой фрезы 4 уста-
навливают закаленный ролик 3 с наружным
диаметром, равным диаметру фрезы.
Фрезерование осуществляется при одновре-
менном вращении стола 5 (с ручным или меха-
ническим приводом) и ручном управлении ру-
коятками продольной и поперечной подач, ко-
торые координируются таким Образом, чтобы
обеспечить пос гоянный контакт ролика с ко-
пиром. Если ролик все время катится по копиру,
Рис. 91. Фрезерование кулачка по наклад-
ному копиру
’ 63
chipmaker.ru
Рис. 92. Схема копировального фрезерования замкнутого контура
Рис. 93. Компенсация износа ролика и
копира
то фреза точно воспроизведет профиль копира.
При этом методе обычно достигается точ-
ность профиля обработанного кулачка в преде-
лах 0,05—0,15 мм, причем брак практически
исключается, так как фреза, направляемая ро-
ликом по копиру, не может «зарезать» контур
детали. Чтобы не было искажения профиля
детали, после каждой переточки фрезы ролик
также следует прошлифовывать на размер пе-
реточенной фрезы.
64
Копировальное фрезерование фасонных по-
верхностей замкнутого контура иа вертикаль-
но-фрезерных станках. Сущность копироваль-
ного фрезерования состоит в том, чТо обраба-
тываемой заготовке сообщают движение по
определенной программе в соответствии с фор-
мой контура обрабатываемой детали. На
рис. 92 приведена схема копировального фре-
зерования фасонной поверхности замкнутого
контура (кулачка). На стол 9 вертикально-
фрезерного станка устанавливают плиту 10.
По ее направляющим свободно перемещается
под действием груза 1 плита 12. На плите 12
установлен поворотный стол 11 с приспособле-
нием. На оси стола закреплены болтом и гай-
кой 6 копир 8 и заготовка 7. На плите 10 уста-
новлена стойка 3 с копировальным роликом 4.
Под действием груза 1 обеспечивается постоян-
ный контакт между роликом 4 и копиром 8,
так как груз 1 прикреплен тросом 2 к плите 12.
В процессе фрезерования столу 11 вместе с за-
готовкой сообщается вращательное движение.
Получение фасонной поверхности криволи-
нейного замкнутого контура достигается тем,
что копир имеет профиль, соответствующий
профилю детали. При этом винт продольной
подачи стола станка отсоединяют и перемеще-
ние стола в продольном направлении задается
профилем копира, прижатого к кулачку. Фасон-
ная поверхность кулачка обрабатывается
за один оборот стола (заготовки).
chipmaker.ru
После переточки фрезы 5 диаметр ее умень-
шается и, следовательно, при обработке такой
фрезой деталь будет получаться «полнее», т. е.
с контуром больших размеров. Компенсация
износа фрезы 3 и неточности изготовления
копира 1 достигается тем, что ролик 4 изготов-
ляют коническим (с углом конуса а), а не цилин-
дрическим, копир — наклонным с углом ц/2
(рис. 93). Такая форма ролика и копира поз-
воляет компенсировать износ фрезы подъемом
ролика на величину, при которой размеры
обрабатываемой детали 2 достигнут первона-
чальных, как при обработке неизношенной фре-
зой. Применение конического ролика желатель-
но также при обработке кулачков по наклад-
ному копиру (см. рис. 91).
§ 19. Фрезерование фасонных
поверхностей незамкнутого
контура
На рис. 94 приведены некоторые детали
с фасонными поверхностями незамкнутого кон-
тура Такие поверхности могут быть обрабо-
таны фрезерованием на обычных фрезерных
станках фасонными фрезами или в отдельных
случаях цилиндрическими фрезами с примене-
нием копировальных приспособлений, а также
на копировально-фрезерных станках и на стан-
ках с программным управлением.
Фрезерование фасонными фрезами. Фасон-
ные фрезы применяют при обработке самых
разнообразных фасонных поверхностей незам-
кнутого контура с криволинейной образующей
и прямолинейной направляющей, а также для
образования стружечных винтовых канавок ре-
жущих инструментов (фрез, сверл, разверток,
метчиков и др.). Следует отметить, что в ряде
случаев фасонная фреза является единственным
инструментом, при помощи которого может
быть образован сложный фасонный профиль
детали.
Профиль зуба фасонных затылованных фрез
должен соответствовать фасонному профилю
детали. Это достигается при условии, что пе-
редний угол у фрезы будет равен нулю. Как
видно из рис. 95, при положительном переднем
угле у высота профиля детали увеличивается
на размер х. Поэтому если при расчете фрезы
задан какой-то положительный передний угол
для данных условий обработки (например, у =
= 5), то необходимо произвести корректиро-
вание профил I зуба фрезы, т. е. найти сокращен-
ный /1] профиль фрезы. Сокращенный (коррек-
тированный) на величину x=h—ht профиль
зуба фрезы с заданным передним углом у дает
требуемый профиль готовой детали.
При заточке затылованных фрез по передней
поверхности не следует изменять значение пе-
реднего угла, принятого при расчете и конструи-
ровании фрезы во избежание искажения фасон-
ного профиля детали. На торце фрезы должно
быть клеймо — величина переднего угла у.
Точность фасонного профиля обработанной
детали зависит непосредственно от точности
профиля фрезы. Все погрешности профиля ин-
Рис. 94. Схема фрезерования поверхностей незамкнутого контура
3—91
65
chipmaker.ru
Рис. 95. Искажение профиля при на-
личии положительного переднего угла
струмента сказываются на обработанной де-
тали. Профиль фасонной фрезы проверяют
по шаблону.
В массовом производстве чаще применяют
остроконечные фасонные фрезы, так как они
обеспечивают большую производительность
и лучший параметр шероховатости обрабо-
танной поверхности. Однако трудоемкий" про-
цесс изготовления и заточки фрез, а также
необходимость тщательного контроля профи-
ля фрез после каждой переточки ограничи,.ают
их применение.
Обычно фасонные фрезы изготовляют из
быстрорежущей стали. Фасонные фрезы, осна-
щенные пластинками твердого сплава, не по-
лучили широкого применения из-за трудности
получения пластинки фасонного профиля и ее
заточки. Существуют также фасонные фрезы,
оснащенные круглыми неперетачиваемыми
твердосплавными пластинками, для обработки
деталей сложного профиля.
Применение фасонных фрез особенно зффек
тивно при обработке узких и длинных фасонных
поверхностей Для обработки широких профи-
лей применяют наборы из двух и более фасон-
ных затылованных и остроконечных фрез
(см. рис. 39).
Так как все фрезы имеют одну и ту же часто-
ту вращения, то скорость резания для фрез
меньшего диаметра будет меньше скорости
резания для крайних фрез большого диаметра.
Поэтому частоту враще тия шпинделя станка
выбирают следующим образом. Сначала опре-
деляют оптимальную скорость резания для
каждой фрезы комплекте По скорости резания
и диаметру фрезы нахо тят частоту вращения
шпинделя станка для каждой фрезы набора.
Из полученных значений выбирают наимень-
шую, так как в противном случае для фрезы,
по которой выбрана частота вращения шпин-
деля (лимитирующая фреза). дру!ие значения
частот вращения давали бы завышенную ско-
рость резания, а следовательно, малую стой-
кость.
Минутная подача также назначается по ли-
мит ирующему инструмент), т. е. по наимень-
шему ее значению. Это значит, что для каждой
фрезы комплекта назначают максимально до-
пустимую подачу на зуб (причем число зубьев
каждой фрезы известно). Так как частота вра-
щения для всех фрез набора одинакова, то по
формуле (1) можно определить подачу на один
оборот для каждой фрезы и из всех этих зна-
чений выбрать наименьшее (лимитирующее).
Далее следует опредепить минутную подачу
по формуле 5м=тгВи.
Может случиться, что частота вращения
шпинделя ограничивается одной фрезой, а ми-
нутная подача—друюй.
Фасонный профиль обработанной поверх-
ности контролируют при помощи шаблона
Для проверки фрез служит контршаблон, из-
готовленный из листового материала в соот-
ветствии с профилем детали. Во избежани.
брака необходимо клеймить фрезу, шаблон
и контршаблон.
Фасонные поверхности незамкнутого кон-
тура с прямолинейной ооразующей и криволи-
нейной направляющей могут быть обработаны
цилиндрической фрезой (см. рис 94). Однако
криволинейная направляющая (контур) в этом
случае должна быть образована плавной кривой
с достаточно большими радиусами закрут ле-
ний. Кроме того, ширина обрабатываемых
деталей должна перекрываться длиной цилин-
дрической фрезы
Такие детали можно обрабатывать на го-
ризонтально-фрезерном станке с помощью ко-
пировального приспособления.
Фрезерование пространственно-сложиых фа-
сонных поверхш.ст н. Пространственно-слож-
ные фасонные поверхности, как правило, ни в
одном из сечений двумя взаимно перпендику-
лярными плоскостями не образуют прямоли-
нейного контура. Они не могут быть получены
фрезерованием фасонными фрезами.
Такие поверхности обрабатывают на копи-
ровально-фрезерных станках или на станках
с числовым притраммным управлением (см.
гл. 18) к о п и р н ы м и (концевыми) фреза-
ми, а также на обрабатывающих центрах.
66
chipmaker.ru
§ 20. Виды дефектов и меры
их предупреждения
Основным видом, брата при обработке
фасонных поверхностей являемся несоответст-
вие профиля обработанной поверхности про-
филю, заданному чертежом. П01 рсшности про-
филя возникают по следующим причинам: при
обработке концевыми фрезами с ручным 'уп-
равлением — из-за низкой квалификации ра-
бочего, недостаточно точно выполненной раз-
метки, невнимательности фрезеровщика; при
обработке по копиру — из-за погрешности
изготовления самого копира или потери раз-
мера фрезы после ее переточки; в случае обра-
ботки фасонных поверхностей фасонными фре-
зами — из-за погрешностей профиля инструмен-
та или изменения его геометрических парамет-
ров (переднего угла у) после переточки. Для
предупреждения брака по этой причине перед
фрезерованием необходимо убедиться в пра-
вильности профиля выбранной фрезы и се за-
точки. Реже погрешности формы могут возни-
кать в результате неправильной установки об-
рабатываемой заготовки относительно фрезы,
неправильного комплектования набора фрез
или неправильной установки на глубину фре-
зерования.
Дефект по шероховатости поверхносги воз-
никает в результате тех же причин, что и при
фрезеровании плоскостей пазов и ус гулов
Исправление подобных дефектов практи
чески невозможно, поэтому в процессе
фрезерования не следует превышать вели-
чину подачи на зуб, указанную в операци-
онных картах, не доводить фрезу до боль
шого затупления, не осуществлять обработ
ку фасонными фрезами на станках пони-
женной жесткости и виброустойчивости.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как классифицируют фасонные повегх1Н>"зи?
2. Для чего предназначены круглые поворотные
столы?
3. Какие преимущества имеет ловоротнь 1 стол с
индивидуальным приводом?
4. К и не вы знаете правила установки круглого
стола?
*5. Как произвести наладку на режим фрезерова-
ния при обработке заготовок на круглом столе?
6. Как производится фрезерование по накладным
копирам?-
7. Какие схемы копировального фрезере .. нг“ вы
знаете?
8. В чем преимущества и недостатки фасонных
фрез с затылованным и острлзь гочеиньдо зубок?
9. Каковы особенности наладки г режим фрезе-
ровании набором фрез?
10. Какие основные виды дефектов могут появляться
при обработке фасонных поверхностей и каковы
меры их предупрежден! я ?
Глава 5
СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
§ 21. Понятие
о производственном
и технологическом процессах
и их элементах
Производственный процесс
представляет собой совокупность всех дейст-
вий людей и орудий производства, необходи-
мых для изготовления или ремонта выпускае-
мых изделий. В производственный процесс вхо-
дят не только’ основные, непосредственно свя-
занные с изготовлением деталей и сборкой
изделий, но и все вспомогательные процессы,
обеспечивающие возможность изютовления
продукции (например, транспортирование ма-
териалов и легален, контроль дега-гей, изготов-
3
ление приспособлений и инструмента, ремою
оборудования, заточка инструмента и г д.).
Технологический процесс
часть производственного процесса, содержащая
действия по изменению и последующему опре-
делению состояния предмета производства, т. е.
непосредственно связанная с изменением фор-
мы, размеров и свойств обрабатываемой заго-
товки, выполняемые в определенной последо-
вательности.
Технологический процесс состоит из ряда
операций Операцией называют закончен-
ную часть технологического процесса обрабог
ки одной или нескольких одновременно обра
батываемых заготовок, выполняемую на одном
рабочем месте одним рабочим или бригадой.
67
chipmaker.ru
Операция начинается с момента установки за-
готовки на станок, включает всю последующую
ее обработку и снятие со станка. Операция
является основным элементом при разработке,
планировании и калькуляции технологического
процесса обработки заготовок или сборки ма-
шин.
Операцию можно выполнять за одну или
несколько установов заготовки. Установом
называют часть технологической операции, вы-
полняемую при неизменном закреплении обра-
батываемых заготовок или собираемой сбороч-
ной единицы. Позицией называется фик-
сированное положение, занимаемое неизменно
закрепленной обрабатываемой заготовкой или
собираемой сборочной единицей совместно с
приспособлением относительно инструмента
или неподвижной части оборудования для вы-
полнения определенной части операции.
Операция может быть выполнена за один
или несколько переходов. Технологичес-
ким переход о^л называется закончен-
ная часть операции, которая характеризуется
неизменностью обрабатываемой поверхности,
режущего инструмента и режима работы стан-
ка (частота вращения, подача и глубина реза-
ния). Следующий переход начинается тшда,
когда изменяется какой-либо из этих парамет-
ров.
Вспомо1ательный ход — закон-
ченная часть операции, состоящая из действий
человека и (или) оборудования, которые не со-
провождаются изменением формы, размеров
и шероховатости поверхности, но необходи-
мы для выполнения технологического перехо-
да (например, установка заготовки, закрепление
фрезы на оправке, смена, подвод и отвод инстру-
мента и т. д.).
Рабочий ход — законченная часть
технологического перехода, состоящая из одно-
кратного перемещения инструмента относи-
тельно заготовки, сопровождаемого измене-
нием формы, размеров, шероховатости поверх-
ности или свойств заготовки.
Технологический переход состоит из одного
или нескольких рабочих ходов. Например, чер-
новое фрезерование плоскости с большим при-
пуском на обработку может быть произведено
та два или более рабочих ходов.
Цикл технологической операции — ин-
тервал календарного времени от начала до
конца периодически повторяющейся техноло-
тической операции независимо от числа изго-
товляемых изделий. Такт выпуска - интер-
вал времени, через который производится вы-
пуск изделий определенного наименования, ти-
поразмера и исполнения. При этом под изде-
лием понимают предмет или совокупность
предметов, подлежащих изготовлению на пред-
приятии.
Ритм выпуска — количество изде-
лий определенного наименования, типоразме-
ра и исполнения, выпускаемых в единицу вре-
мени.
§ 22. Понятие о базах
и их выборе
Базирование — придание заготовке
или изделию требуемого положения относи-
тельно выбранной системы координат .База —
поверхность или выполняющее ту же функцию
сочетание поверхностей, ось, точка, принадле-
жащая заготовке или изделию и используемая
для базирования. Проектная база —
база, выбранная при проектировании изделия,
технологического процесса изготовления или
ремонта этого изделия. Действительная
база — база, фактически используемая в кон-
струкции, при изготовлении, эксплуатации или
ремонте изделия. Схема базирова-
ния — схема расположения опорных точек
на базах заготовки или изделия. По ГОСТ
3.1107—73 установлены единые условные графи-
фические обозначения опор и зажимов, приме-
няемые в технологической документации.
Смена баз — преднамеренная или случай-
ная замена одних баз другими с сохранением их
принадлежности к конструкторским, техноло-
гическим или измерительным базам. П о-
грешность базирсвания —откло-
нение фактически достигнутого положения за-
ютовки или изделия при базировании от тре-
буемого Закрепление —приложение сил
и пар сил к заготовке или изделию для обеспе-
чения постоянства их положения, достигнутого
при базировании. Установка — процесс
базирования и закрепления заготовки или из-
делия. Погрешность установки —
отклонение фактически достигнутого положе-
ния заготовки или изделия при установке от
требуемого.
Базирование обрабатываемых детатей. Из
механики известно, что абсолютно твердое
тело в пространстве имеет шесть степеней
свободы, т. е. оно может перемещаться в грех
взаимно перпендикулярных направлениях по
осям х, у и : и поворачиваться вокруг этих осей.
Чтобы закрепить твердое тело в пространстве
68
chipmaker.ru
69
chipmaker.ru
в определенном положении, надо лишить его
лих шести степеней свободы.
При ус1ановкс заготовки на станке необхо-
димо обеспечив вполне определенное ее по-
ложение относительно режущего инструмента,
так как от этого в значительной мере зависит
точность обработанной детали На рис. 96 по-
казана схема установки на шесть точек заготов-
ки, имеющей форму параллелепипеда. Нижней
установочной базой заготовку устанавливают
на три точки (штифта): 1, 2 и 3. Заготовка при
этом лишилась трех степеней свободы, а имен-
но: поворота вокруг осей х и у и перемещения
вдоль оси г. Прижав заготовку к двум направ-
ляющим точкам (штифтам) 4 и 5, мы лишаем
ее еще двух степеней свободы — поворота во-
крут оси 1 и перемещения вдоль оси х. Чтобы
лишить заготовку последней, шестой степени
свободы - перемещения вдоль оси у, достаточ-
но опорную плоскость прижать к штифту 6.
Таким образом, для получения вполне опре-
деленной установки заготовки в приспособле-
нии необходимо и достаточно иметь шесть
опорных точек, из которых три находятся в уста-
новочной плоскости, две — в направляющей
и одна — в опорной Это правило в технологии
машиностроения носит название «правила шес-
ти точек».
Однако не bcci да требуется обеспечить впол-
не определенное положение заготовки. Напри-
мер, при фрезеровании паза в бруске, закреп-
ленном в тисках, его, как правило, устанавли-
аают на две подк падки, реализующие три точ-
ки в установочной плоскости, и прижимают к
неподвижной губке тисков, реализующей две
точки в направляющей плоскости (рис. 97).
Шестая точка в опорной плоскости отсутству-
ет, так как в данном случае не требуется обес-
печить вполне определенное положение опор-
ной плоскости бруска.
При базировании цилиндрической детали
на призме (рис. 98) она лишается четырех сте-
пеней свободы четырьмя неподвижными одно-
точечными опорами 1—4. Оставшихся двух сте-
пеней свободы — перемещение цетали вдоль оси
у (вдоль призмы) и вращение детали вокруг
оси — она лишается с помощью еще двух одно-
точечных опор 5 и 6. Для этого необходимо
в точке 5 поставить упор, а в точке б — шпонку.
Ступенчатые валы нельзя устанавливать на
две неподвижные призмы, как показано, на-
пример. на рис. 98. В этом случае неточность
размеров по диаметру ступеней вала, получен-
ная после их токарной обработки, будет изме-
нять положение оси вала по высоте. Поэтому
при установке ступенчатых валов следует при-
менять одну призму, неподвижную по высоте,
а другую — регулируемую.
Иногда при фрезеровании заготовку уста-
навливают на магнитном столе, закрепленном
на столе фрезерного станка, только по трем
опорным точкам. Для фиксации положения
Рис. 99. Базирование заготовки с отверстиями
70
chipmaker.ru
заготовок, имеющих точные отверстия и плос-
кости (шатуны, блоки цилиндров, корпусные
детали и т. д.), вместо базирования по устано-
вочной направляющей и опорной плоскостям
применяют базирование по плоскости и двум
отверстиям, перпендикулярным к ней (рис. 99
а, б) и по плоскости и параллельному ей от-
верстию (рис. 99, в).
При выборе баз следует руководствоваться
следующими положениями. В первой стадии
механической обработки, когда ни одна поверх-
ность не обработана, ее устанавливают на не-
обработанные поверхности, которые называ-
ют черновыми базами. При выборе
черновых баз нужно исходить из следующих
положений. Для заготовок, не обрабатываю-
щихся кругам, следует, как правило, применять
в качестве черновых баз поверхность, которая
не обрабатывается совсем. Эта поверхность
будет иметь наименьшее смещение относитель-
но обработанных поверхностей. Для заготовок,
обрабатываемых кругбм, за черновые базы
следует принимать поверхность с наименьшим
припуском на обработку. Это служит гарантией,
что, когда она будет обрабатываться, не поя-
вится брак из-за недостатка припуска на этой
поверхности.
Необходимо использовать принцип
совмещения (единства) баз, т. е. при
выборе баз различного назначения надо стре-
миться использовать одну и ту же поверхность
в качестве различных баз, так как это способст-
вует повышению точности обработки. Напри-,
мер, в качестве установочной базы целесообраз-
но использовать конструкторскую или измери-
тельную базу. Необходимо соблюдать прин-
цип постоянства баз, т. е. исполь-
зовать в качестве установочных баз одни и те
же поверхности. Если постоянство базы не мо-
жет быть выдержано, то за новую установоч-
ную базу необходимо выбрать какую-либо об-
работанную поверхность.
Виды баз по назначению. Конструктор-
ская база — база, используемая для опре-
деления положения детали или сборочной еди-
ницы в изделии. Под сборочной единицей по-
нимают изделие, составные части которого
подлежат соединению между собой на пред-
приятии-изготовителе посредством сборочных
операций. Вспомогательная база —
конструкторская база, принадлежащая данной
дезали или сборочной единице и используемая
для определения положения присоединяемого
к ним изделия. Технологическая ба-
за — база, используемая для определения по-
ложения заготовки или изделия в процессе из-
товления или ремонта. Измерительная
база — база, используемая для определения
относительного положения заготовки или из-
делия и средства измерения.
Виды баз по лишаемым степеням свободы..
Установочная база — база, лишаю-
щая заготовку или изделие трех степеней сво-
боды — перемещения вдоль одной координат-
ной оси и поворота вокруг двух осей. Направ-
ляющая база — база, лишающая заго-
товку или изделие двух степеней свободы —
перемещения вдоль одной координатной оси
и поворота вокруг другой оси. Опорная
б а з а — база, лишающая заготовку или изде-
лие одной степени свободы — перемещения
вдоль одной координатной оси или поворота
вокру! оси
§ 23. Общие и межпереходные
припуски на обработку
Общим припуском на обработку на-
зывается слой металла или материала, удаляе-
мый в процессе выполнения всех операций об-
работки данной поверхности детали. Он равен
разности размеров заготовки и готовой детали.
Межпереходным припуском
на обработку называется слой металла или
материала, оставленного после данного пере-
хода для выполнения последующего перехода
обработки.
Вопрос о выборе припусков имеет большое
значение. От величины припуска зависит ко-
личество стружки. Удаление лишних слоев ме-
талла требует дополнительной затраты вре-
мени, расход электроэнергии и т. д. Поэтому
чрезмерно большие припуски снижают произ-
водительность обработки. При выборе при-
пусков следует уменьшать общие и межпере-
ходные (промежуточные) припуски на обработ-
ку, в особенности в условиях массового и круп-
носерийного производства. Заготовки по своим
размерам и форме должны максимально при-
ближаться к готовой детали.
§ 24. Технологическая
документация
Единая система технологической подготов-
ки производства (ЕСТПП) — установленная
государственными стандартами система орга-
низации и управления процессом технологи-
ческой подготовки производства, предусмат-
ривает широкое применение прогрессивных тех-
71
chipmaker.ru
нологических процессов, стандартной техно-
логической оснастки и оборудования, средств
автоматизации и механизации производствен-
ных процессов, инженерно-технических и управ-
ленческих работ.
Основными пунктами технологинеской под-
готовки производства являются: обеспечение
технологичности конструкции изделия; разра-
ботка технологических процессов; проектиро-
вание и изготовление средств технологического
оснащения; управление процессом технологи-
ческой подготовки производства.
Разработана и внедряется Единая система
технологической документации (ЕСТД).
ЕСТД — комплекс государственных стандар-
тов, устанавливающих взаимосвязанные пра-
вила и положения разработки, оформления,
комплектации и обращения технологической
документации, применяемой в производстве
всеми машиностроительными и приборострои-
тельными организациями и предприятиями Со-
ветского Союза. ЕСТД дает возможность об-
мена технологическими документами между
организациями и предприятиями без их
переоформления.
Основными видами технологических доку-
ментов (ГОСТ. 3.1102—74) являются; марш-
рутная карта, карта эскизов, технологическая
инструкция, ведомость оснастки, операцион-
ная карта и др.
Маршрутная карта — технологи-
ческий документ, содержащий описание тех-
нологического процесса изготовления или ре-
монта изделия (включая контроль и перемеще-
ния) по всем операциям различных видов и
технологической последовательности с указа-
нием данных об оборудовании, оснастке, ма-
териальных и трудовых нормативах.
Карта эскизов — технологический
документ, содержащий эскизы, схемы и
таблицы, необходимые для выполнения
технологического процесса, операции, техно-
логического перехода или ремонта изделия
(включая контроль и перемещения).
Технологическая инструк-
ция — технологический документ, содержащий
описание приемов работы или технологичес-
ких процессов изготовления или ремонта изде-
лия (включая контроль и перемещения), пра-
вил эксплуатации средств технического осна-
щения, описание физических и химических яв
лений, возникающих при отдельных операциях.
Ведомость оснастки — документ,
содержащий перечень стандартных и специаль-
ных приспособлений, необходимых для осна-
щения технологического процесса изготовле-
ния изделия.
Операционная карта — техноло-
гический документ, содержащий описание тех-
нологической операции с указанием переходов,
режимов обработки и данных о средствах тех-
нологического оснащения.
§ 25. Оформление маршрутной
и операционной карт
механической обработки
Технологический процесс механической об-
работки оформляется на специальных картах,
форма которых определена ГОСТ 3.1404- 74
и ГОСТ 3.1105—74.
Карту эскизов следует разрабатывать для
операций и переходов. На карте эскизов долж-
ны быть указаны данные, необходимые для
выполнения технологического процесса меха-
нической обработки (размеры, предельные от-
клонения. обозначение шероховатости поверх-
ностей, технические требования и т. д.). Обра-
батываемые поверхности следует обводить
сплошной линией толщиной (2—3) 5, где 5 —
толщина сплошной основной линии. На эски-
зах все обрабатываемые поверхности нумеруют
арабскими цифрами. Номер обрабатываемой
поверхности проставляют в окружности диа-
метром-6—8 мм и соединяют выносной линией
с изображением этой поверхности. Эскиз пока-
зывает состояние обрабатываемых поверхнос-
тей детали, полученных после окончания дан-
ной операции или перехода. На эскизе приво-
дится изображение режущего инструмента в
конце хода и способ крепления заготовки. При
этом размеры и предельные отклонения обра-
батываемой поверхности в содержании опера-
ции (перехода) не указываются, например: «фре-
зеровать шпоночную канавку /», «развернуть
отверстие 2». Нумеровать поверхности следу-
ет по часовой стрелке.
Правила записи технологических операций
и переходов установлены ГОСТ 3.1702—79.
Наименование операции отражает применяе-
мый вид оборудования и записывается прила-
гательным в именительном падеже, например
«фрезерная» (все фрезерные станки, кроме зу-
бо- и резьбофрезерных), «зубообрабатываю-
щая» (станки — зубофрезерные, зубодолбеж-
ные, зубострогальные и др.), «фрезерная с
ЧПУ» и др. Запись содержания операций сле-
дует выполнять в форме маршрутного или
операционного описания. Маршрутное описа-
72
chipmaker.ru
ние содержания операции следует применять
в единичном и опытном производстве. В серий-
ном и массовом производстве следует приме-
нять операционное содержание операции.
При записи содержания операции и перехода
допускается полная или сокращенная форма
записи. Сокращенную запись следует применять
при наличии графической иллюстрации. На-
пример, полная запись: «фрезеровать шпоноч-
ный паз, выдерживая размеры 1—4», сокращен-
ная запись: «фрезеровать шпоночный паз».
В содержании операции (перехода) должно быть
включено: ключевое слово, характеризующее
метод обработки, выраженное глаголом в не-
определенной форме (например, фрезеровать,
долбить зубья и т. д.); наименование обрабаты-
ваемой поверхности (например, плоскость,
зубья и т. д.); информация по размерам или их
условным обозначениям; дополнительная ин-
формация, характеризующая количество од-
новременно или последовательно обрабатыва-
емых поверхностей, характер обработки (на-
пример, предварительно, одновременно, по
контуру и т. д.). Операции и переходы следует
нумеровать арабскими цифрами в технологи-
ческой последовательности.
Строгое выполнение разработанного тех-
нологического процесса, оформленного в ви-
де маршрутных и операционных карт механи-
ческой обработки,, карт термической обработ-
ки и т. д., т. е соблюдение технологической
дисциплины, является основным условием, обес-
печивающим нормальный ход производства
и получение высококачественной продукции.
§ 26. Принципы построения
технологического процесса
Одним из основных принципов построения
технологического процесса является принцип
совмещения технических, экономических и
организационных задач, решаемых в данных
производственных условиях. Технологический
процесс должен безусловно обеспечить вы-
полнение всех требований к точности и качест-
ву деталей и изделия в целом, предусмотренных
чертежами и техническими условиями, при наи-
меньших затратах труда и минимальной себе-
стоимости.
При проектировании технологических про-
цессов механической обработки исходными яв-
ляются следующие данные: программное за-
дание; чертежи и технические условия на изго-
товление и приемку изделия; вид заготовки.
зависящий от размера партии, материала, гео-
метрической формы и размеров детали
и пр.
Существуют два случая разработки техно-
логических процессов. Первый, когда для про-
изводства машин проектируются новые заво-
ды или цехи завода и, следовательно, свободен
выбор оборудования, производственных пло-
щадок и прочих технических средств, составля-
ющих производственный процесс. Второй, наи-
более распространенный, когда на базе дейст-
вующего завода с учетом технической оснащен-
ности организуют производство нового изде-
лия. В этом случае разработка технологии изго-
товления подчинена конкретной производствен-
ной обстановке:
Разработка технологических процессов ве-
дется в следующем порядке:
1. Знакомятся с назначением изделия, изу-
чают чертежи деталей и технические условия
на их изготовление.
2 Проводят анализ технологичности конст-
рукции детали.
3. Выбирают способ получения заготовки
для деталей в зависимости от размера партии
и материала.
4. При выборе заготовки, а также и при раз-
работке технологического процесса формооб-
разования поверхностей необходимо исполь-
зовать методы малоотходной и безотходной
технологии.
5. По чертежам деталей определяют бази-
рующие поверхности (черновые и чистовые),
по которым будет производиться крепление
детали. Назначают первую исходную операцию,
используя правило выбора черновых баз.
6. Последовательность и характер опера-
ций определяются конфигурацией, точностью
и шероховатостью обрабатываемых поверх-
ностей, заданных по чертежу детали. В боль-
шинстве случаев обработку заготовки целесо-
образно производить в несколько операций:
а) черновая обработка, при которой снимают
основную часть общего припуска; б) получисто-
вая и чистовая обработка, при которой обеспе-
чивается в основном заданная точность; в) от-
делочная обработка, при которой обеспечива-
ется требуемая шероховатость поверхности и
точность формы и размеров детали.
7. Для каждой операции выбирают станок,
приспособление, режущий, вспомогательный и
измерительный инструменты, охлаждение с уче
том количества одновременно обрабатываемых
деталей.
8. Для каждого перехода определяют рас-
73
chipmaker.ru
четные размеры обрабатываемых поверхно-
стей, число рабочих ходов и режимы резания.
9. Для каждого рабочего хода нормируют
основное технологическое (машинное) и. вспо-
могательное время и др.
Процесс механической обработки для мас-
сового и крупносерийного производства может
осуществляться двумя методами: с концентра-
цией или дифференциацией операции. Кон-
центрацией операций называется соеди-
нение нескольких операций в одну, более слож-
ную, а дифференциацией — расчле-
нение операций на несколько более простых.
Обработка заготовок набором фрез, обра
ботка на многошпиндельных станках, токарных
автоматах и полуавтоматах, агрегатных стан-
ках выполняется по методу концентрации опе-
раций.
На основные детали рекомендуется разра-
ботать 2—3 варианта технологического про-
цесса, чтобы определить наиболее экономич-
ный при заданных условиях обработки.
Конструкция машины должна быть техно-
логичной. Технологичность конст-
рукции — совокупность свойств конструк-
ции изделия, обеспечивающих оптимальность
затрат труда, средств, материалов и времени
при технической подготовке про-
изводства, изготовлении, эксплуа-
тации и ремонте по сравнению с со-
ответствующими показателями однотипных
конструкций того же назначения при обеспече-
нии установленных значений показателей ка-
чества и принятых условиях изготовления, экс-
плуатации и ремонта.
Различают производственную и эксплуа-
тационную технологичность конструкции.
Производственная технологичность
конструкции проявляется в сокращении затрат
средств и времени на конструкторскую под-
готовку производства (КПП) и технологичес-
кую подготовку производства (ТПП). Экс-
плуатационная технологичность кон-
струкции изде тия проявляется в сокращении
затрат времени и средств на техническое обслу-
живание и ремонт изделия.
§ 27. Точность обработки
при фрезеровании
и зубообработке
Точность является одним из важнейших по-
казателей качест ва издёлия. Под точностью
обработки в машиностроении понимают
степень соответствия геометрических парамет-
ров обработанной детали и параметров, задан-
ных чертежом. Чтобы оценить степень точнос-
ти детали, необходимо установить точность
размеров, отклонение формы, отклонение рас-
положения и шероховатость обработанной по-
верхности.
Основными причинами, влияющими на
точность обработки при фрезеровании, явля-
ются:
1. Погрешности, вызванные неточной уста-
новкой обрабатываемой заготовки на станке;
погрешности обработки, возникающие в ре-
зультате упругих деформаций технологической
системы под действием сил резания (см. § 40);
погрешности, возникающие в результате де-
формации заготовки и других элементов ос-
настки при креплении заготовки: погрешности
обработки, вызываемые размерным износом
инструмента; температурными деформациями
технологической системы (см. § 41); погреш-
ности наладки станка (погрешности установки
на глубину фрезерования, погрешности проб-
ных промеров и т д. ).
2. Погрешности, обусловленные неточ-
ностью станка (биение шпинделя, погрешности
перемещения стола и т. д.); погрешности обра-
ботки, возникающую в результате температур-
ных деформаций обрабатываемой детали, стан-
ка, инструмента и др., погрешности, вызывае-
мые действием остаточных напряжений в ма-
териале заготовок и готовых деталей.
В условиях единичного производства точ-
ность обработки обеспечивается индивидуаль-
ной выверкой устанавливаемых на станок заго-
товок и последовательным снятием стружки
пробными рабочими ходами, сопровождаемы-
Рис. 100. Образование волнистости
74
chipmaker.ru
ми пробными промерами. Заданный размер
достигается методом последовательных приб-
лижений. Точность обработки в этом случае
зависит в значительной мере от квалификации
рабочего. В условиях серийного и массового
производства точность обеспечивается методом
автоматического получения размеров на пред-
варительно настроенном станке. Установку за-
готовки производят без выверки в специальном
приспособлении на заранее выбранные базовые
поверхности. Точность обработки в этом слу-
чае в значительной мере зависит от квалифи-
кации наладчика.
Требуемую шероховатость поверхностей де-
талей проставляет конструктор на рабочих чер-
тежах с учетом назначения условий работы дан
ной детали в изделии. Задача фрезеровщика или
зуборезчика — обеспечить необходимую шеро-
ховатость поверхности детали при обработке.
При работе цилиндрическими фрезами, а
также округленными концевыми фрезами тео-
ретически получается волнистая поверхность
(рис. 100) Высота волны (мм) определяется
по формуле Н ^s2/4D, где з — подача на один
оборот фрезы, мм/об; D — диаметр фрезы, мм.
Однако практически высота волны в значитель-
ной мере зависит от биения режущих кромок
фрезы, т. е. выступающий зуб определяет окон-
чательную величину волнистости обработанной
поверхности.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется опери. >ей, установом, позицией,
переходом и рабочим ходом?
2. Что такое конструкторская, технологическая,
измерительная базы?
3. Какие правила выбора черновых н чистовых баз
вы знаете?
4. В чем заключается правило шести точек?
5. Что называют общим и промежуточным прнпус
ком на обработку?
6. В чем заключаются преимущества ЕСТД?
7. Кгкие принципы построения технологического про-
цесса вы знаете?
8. Что понимают под технологичностью конструк-
ции? •
9. Что понимают под точностью обработки и от
чего она зависит?
10. Как обеспечить требуемую шеэохова гость по-
верхности детали?
Глава 6
ЭЛЕМЕНТЫ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
§ 28. Виды и назначение
зубчатых передач
Зубчатые передачи, используемые в различ-
ных механизмах и машинах, служат для пере-
дачи вращательного движения между ралами
с параллельными, пересдающимися и скре-
щивающимися осями, а также для преобразо-
вания вращательного движения в поступатель-
ное. Передачи между валами с параллельными
осями называются цилиндрическими;
они состоят из цилиндрических зубчатых колес
внешнего (рис. 101, а) или внутреннего зацеп-
ления (рис. 101, б).
Цилиндрические передачи по виду зацепле-
ния делятся на эвольвентные, циклоидальные,
часовые и зацепления Новикова. В машино-
строении применяют в основном цилин цри-
ческие передачи с эвольвентным зацеплением,
так как они нечувствительны к изменению меж-
осевого расстояния.
Передачи зацепления Новикова имеют в
нормальном сечении профили зубьев, выпол-
ненные по дугам окружности. Профиль зубьев
меньшего колеса — выпуклый, большего — вог-
нутый. Эти передачи обладают высокой на-
грузочной способностью, но сложны в изго-
товлении и монтаже.
По форме зуба цилиндрические передачи
делятся на прямозубые, госозубые и шеврон-
ные.
В косозубых колесах (рис. 102, в) зубья рас-
положены под углом р к образующей делитель-
ной поверхности и поэтому в сопряжение с пар-
ным колесом они вступают постепенно по длине
зубьев, что обеспечивает более плавную работу
передачи, чем в передаче с прямыми зубьями
(рис. 102, б). Это особенно ощущается при боль-
ших частотах вращения кочес.
На шевронных зубчатых колесах косые зубья
расположены с противоположным направле-
нием на одном венце, как изображено на
рис. 102, а, или со смещением одной половинки
венца относительно друт ой. Преимущество шев-
ронных колес перед косозубыми состоит в том,
что они не создают осевых нагрузок на под-
75
chipmaker.ru
Рис. 101. Цилиндрическая зубчатая передача
Рис. .102. Цилиндрические зубчатые
колеса
шипники и могут передавать большие мощно-
сти.
Конические передачи (рис. 103) отно-
сятся к передачам между валами с пересекаю-
щимися осями. По форме зуба конические
передачи делятся на прямозубые, косозубые
и передачи с криволинейными зубьями. Пос-
ледние бывают с нулевым наклоном зубьев
или с наклоном зубьев больше нуля. Косые
и криволинейные зубья могут иметь правое
или левое направление.
Передачи между валами со скрещивающими-
ся осями называются гиперболоидными. Раз-
личают гиперболоидные передачи первого и
второго рода. К передачам первого рода отно-
сится гипоидная передача, состоящая
Рис. 103. Коническая зубчатая передача
Рис. 104. Гипоидная зубчатая передача
из конических колес (рис. 104). К передачам
второго рода относится червячная передача
с цилиндрическим или глобоидным червяком
(рис. 105).
Гипоидная передача по виду не отличается
от конической, но в монтаже одно колесо сме-
щено относительно другого на величину Е,
(см. рис. 104), называемую гипоидным смеше-
нием. Гипоидные передачи обеспечивают плав-
ную работу механизма, обладают высокой не-
сущей способностью и долговечностью, по-
этому они находят широкое применение в
передачах задних мостов автомобилей и трак-
торов, а также в некоторых металлорежущих
станках.
Червячная передача находит широкое
распространение в механизмах, снижающих ча-
стоту вращения ведущего >лемента в десятки
и сотни раз (редукторы), в делительных меха-
низмах металлорежущих станков и многих
других машинах.
В передаче зубчатое колесо с меньшим
числом зубьев часто называют «шестерней»,
а колесо с большим числом зубьев — «коле-
сом»; при одинаковом числе зубьев обоих
колес передачи «шестерней» называют ведущее
(входное) зубчатое колесо, а «колесом» — ве-
76
chipmaker.ru
Рис. 105 Червячная передача
Рис. 106. Образование эвольвенты
домое (выходное). Отношение чисел зубьев
колеса к числу зубьев шестерни называют
передаточным числом и обозначают
буквой «и». Переда точное число всегда больше
единицы или равно ей: и
Для расчетов применяют понятие «п е р е-
даточное отношение» зубчатой пе-
редачи, которое определяется как отношение
чисел зубьев на входе к числу зубьев на выходе
(или частоты вращения на выходе к частоте
вращения на входе) рассматриваемой передачи
или кинематической цепи: z=z1/z2-z,/z4...z<._1/zJ..
§ 29. Элементы зубчатого
зацепления цилиндрической
передачи
В машиностроении в основном.применяют
зубчатые колеса, профиль зубьев которых обра-
зован двумя симметричными эвольвентными
кривыми. Эвольвентой называется кри-
вая, которая описывается точкой А (рис. 106),
принадлежащей прямой линии К—К при ее
обкатывании без скольжения по окружности
диаметра В эвольвентном зацеплении двух
зубчатых колес (рис. 107) окружность, по кото-
рой обкатывается прямая при образовании
эвольвентного профиля зуба, называется о с-
новной окружностью.
Диаметры основных окружностей сопряжен-
ных колес обозначаются dbi и db2. Прямая
NN (общая касательная к основным окруж-
ностям) является линией зацепления обеих эволь-
вент, а ее отрезок между точками касания назы-
вается длиной линии зацепления и обозначается
буквой %. Прямая, соединяющая центры двух
сопряженных зубчатых колес, называется меж-
осевой линией, а длина отрезка между их цент-
Рис. 107. Эвольвентное зацепление зубчатых
колес
рами О, и О2 называется межосевым
расстоянием зубчатой передачи и обо-
значается aw. Точка Р, в которой пересекаются
межосевая линия и линия зацепления, называ-
ется полюсом зацепления. Окруж-
ности, проходящие через полюс зацепления,
называются начальными окружно-
стями, а их диаметры обозначаются dM и
dw2. Острый угол между линией зацепления
NN и прямой, перпендикулярной межосевой
линии, Называется углом зацепления
и обозначается atw. При вращении зубчатых
колес ножка ведущего колеса, обозначенного
на рис. 107 стрелкой, вступает в контакт с зубом
77
chipmaker.ru
Р /77
~,t>P и5р\ ht=h£ т
Рис. 108. Исходный контур эвольвентой цилин-
дрической зубчатой передачи
Рис. 109. Модификация профиля головки зуба
Рис. ПО. Бочкообразная форма зуба
Рис. 111 Смещение исходного контура
ведомого колеса в точке 1 (рис. 106). Затем
точка касания сопряженных профилей переме-
щается по линии зацепления и в точке 2 выходит
из контакта. Отрезок 1—2 называется активной
линией зацепления.
Эвольвентное зацепление обладает рядом
преимуществ перед другими видами зацепления.
В частности зубья эвольвентного зацепления
сравнительно просты при изготовлении по ме-
тоду обката. При изменении расстояния между
осями сопрягаемых колес эвольвентное зацепле-
ние работает правильно и сохраняет переда-
точное отношение, что значительно упрощает
изготовление корпусных деталей, в которых
монтируется передача. При эвольвентном про-
филе зубьев колеса разных диаметров сцепля-
ются между собой правильно. С увеличением
основной окружности до бесконечно большого
диаметра эвольвентная кривая обращается в
прямую линию. Это означает, что зубчатое
колесо бесконечно большого диаметра обра-
щается в рейку, профиль зубьев которой очер-
чен прямыми линиями. Это свойство эволь-
венты используют. при изготовлении зуборез-
ного инструмента и производстве зубчатых
колес
При нарезании зубчатых колес по методу
обката режущие кромки инструмента после-
довательно занимают положение, соответст-
вующее профилю сопряженной с обрабатывае-
мым колесом, зубчатой рейки или колеса.
Так как профиль рейки самый простой, то
он и использован для определения размеров
зубчатых колес. С зубчатой рейкой связано
понятие «исходный контур».
В СССР за основной принят исходный
контур зубчатой рейки с углом профиля 20°.
Основной величиной, характеризующей разме-
ры зубчатого колеса, является модуль, обо-
значаемый буквой т. Модуль — это линейная
величина, в л раз меньшая шага зацепления,
который определяется расстоянием между одно-
именными профилями зубьев зубчатой рейки
и обозначается Р: т = Р/п или Р=пт. Раз-
мерность модуля такая же, как и шага зацепле-
ния (мм).
На рис. 108 приведен исходный контур
цилиндрической зубчатой эвольвентной пере-
дачи в соответствии со стандартом СЭВ 308—76,
который устанавливает следующие его пара-
метры и коэффициенты: утол главного про-
филя а=20°. ко.ффчциен1 высотыiоловки I* =
= 1, коэффициент высоты ножки hj =1,25, ко-
тффициент траничпой высоты h* =2. кокрфи
пттент радиуса кривишы перем» той крицей
78
chipmaker.ru
pf =0.38, коффициент iдубины захода зубьев
в паре исходных контуров h* = 2, коэффициент
радиального зазора в паре исходных контуров
с*=0,25.
Для улучшения работоспособности тяжело-
нагруженных и высокоскоростных цилиндри-
ческих зубчатых передач рекомендуется при-
менять исходный контур с модификаци-
ей профиля головки зуба, где линия
модификации— прямая (рис. 109). Коэффици-
ент высоты модификации И* должен быть
не более 0,45, а коэффициент глубины модифи-
кации Л * — не более 0,02.
В СТ СЭВ 308—76 приведены значения
коэффициента глубины модификации в зави-
симости от модуля и степени точности зубчатой
передачи. Например, для колеса модуля 4 мм
6-й степени точности он имеет значение Д * =
=0,008, а для 8-й степени точности Д *=0,015.
Другим способом улучшения работоспособ-
ности зубчатой передачи является придание
зубу бочкообразной формы, как показано на
рис. 110. При этом пятно контакта сопрягаемых
профилей зубьев получается локализованным
по середине профиля.
Делительная поверхность исходного контура
рейки может не совпадать с цилиндрической
делительной поверхностью зубчатого колеса.
Такой случай показан на рис. 111 и называется
смещением исходного контура.
Отношение величины смещения к модулю зуб-
чатого колена называется коэффициентом сме-
шения х. Следовательно, величина смещения
определяется прои (ведением хт.
В эвольвентном зацеплении при нарезании
зубьев колес по методу обката инструментом
реечного типа (например, червячной фрезой)
делительная окружность колеса катится без
скольжения по делительной прямой зубчатой
рейки. При этом шаг рейки и толщина ее зуба
переносятся на делительную окружность коле-
са. При правильном межосевом расстоянии
сопряженной пары нормальных зубчатых колес
начальные окружности совпадают с делитель-
ными, но это не одно и то же. Диаметр дели-
тельной окружности равен d—P- /п. где Р —
ша! зубчатой рейки Р= пт, : — число зубьев
колеса. Отсюда находится выражение диаметра
делительной окружности зубчатого колеса через
модуль и число зубьев: d=m-z. или модуль -
через диаметр и число зубьег m = d)z.
Следовательно, модуль представляет
собой отрезок диаметра делительной окруж-
ности (мм), приходящийся на один зуб
колеса.
В странах, где принята дюймовая система
единиц, основным параметром зацепления
является питч (шаг), представляющий собой
число зубьев, приходящееся на один дюйм
делительного диаметра зубчатого колеса: Р=
=zld". Отсюда видно, что питч является вели-
чиной, обратной модулю, если последний вы-
ражен в дюймах: m" = d"l? и \IP—d"l- Следо-
вательно, /и"=1/Р; ш/25,4=1/Р.
Отсюда находим выражение зависимости меж-
ду модулем и питчем /и=25,4/Л Параметры
цилиндрическою зубчатого колеса показаны
на рис. 112 и в табл. 3.
3. Расчет цилиндрических зубчатых передач
Расчетные формулы
Параметры
Обозначение
для прямозубого
колесе
для косозубого
колеса
Число зубьев
Модуль
Ширина венца
Угол наклона зуба
Высота зуба
Высота головки
Высота ножки
Делительный диаметр
Окружной шаг
Ход зуба
Диаметр вершин
Ьшметр вт,.’и11
z
т
b
Р
h
ha
hf
d
P,
Рг
da
4
z z
m mt = m/cos p
b b
- P
h = 2,25 m
ha = m
hf— 1,25 m
d =m •: d =
Pt = n m Pt — n-m,
P. - n m -/sin p
da = d + 2' m
df <₽ d— т 5 m
79
chipmaker.ru
Рис. 112. Параметры цилиндрического
зубчатого колеса
Рис. 113. Зацепление конического
колеса с плоским производящим
колесом
Рис. 114. Параметры конического зубчатого колеса
§ 30. Элементы зубчатого
зацепления конической передачи
У конических зубчатых колес зубья наре-
заны на конической поверхности заготовки.
Для каждой пары колес конической передачи
существует воображаемое плоское коническое
колесо 1 (рис. 113) с углом начального конуса
90 , которое называют «плоским производящим
колесом». Это колесо в зацеплении конических
колес имеет такое же значение, как зубчатая
рейка в зацеплении цилиндрических колес, и
является кольцевой рейкой для конических ко-
лес. Угол S между осями колес I и 2 называется
межосевым углом передачи.
На рис. 114 изображены элементы кониче-
ского зубчатого колеса, а в табл. 4 приведены
формулы для расчета основных геометрических
параметров конических колес с прямыми и
круговыми зубьями.
Рассмотрим основные параметры кониче-
ского зубчатого колеса (см. рис. 114). Дели-
тельный конус с углом 6 есть такая коническая
поверхность, которая катится без скольжения
по делительной поверхности производящего
колеса во время нарезания зубьев. Дели-
тельное конусное расстояние—
это длина отрезка образующей делительного
конуса от его вершины до пересечения с обра-
зующей делительного дополнительного конуса
с углом 8].
Различают внешнее Rf, среднее внут-
реннее R, и другие делительные конусные рас-
стояния. Ширина зубчатого венца b есть рас-
стояние между внешней и внутренней торцовыми
поверхностями конического колеса. Из диа-
метров, которые учитываются при изготовлении
и контроле конических колес, различают внеш-
ний делительный диаметр de, средний делитель-
ный диаметр dm внешний вершин зубьев dx
и внешний йпадип зубьев dft. Высота зуба
h — это расстояние между окружностями вер-
шин зубьев и впадин. Различают внешнюю
высоту зуба he, среднюю внутреннюю h,
и другие высоты зуба. А — базовое рас
стояние конического колеса, измеренное
От вершины делительного конуса до базовой
плоскости. Базовое расстояние задается кон-
структивно в зависимости от конкретного ме-
ханизма, в котором установлено коническое
колесо. Величина С — расстояние от базовой
плоскости до плоскости внешней окружности
зубьев (оно учитывается при изготовлении и
контроле конических колес передачи).
80
chipmaker.ru
4. Расчет конических зубчатых колес
Параметры Обозначание Расчетные формулы
для колес с прямыми зубьями для колес с круговыми зубьями
Число зубьев шестерни Число зубьев колеса Средний нормальный модуль (расчетный) Средний окружной модуль Внешний окружной модуль № N £ £ £ | Выбирается конструктивно Выбирается из нормального ряда т = те' R/Re I -— 1 mtf = 2RJ -г
Число зубьев плоского колеса Внешнее конусное расстояние Среднее конусное расстояние Ширина зубчатого венца Средний делительный диаметр Угол делительного конуса Внешний делительный диаметр «с л '’а “-^11 = 11 11 1113. й * -° N £ J ", “ М 1 3 р . (р £ II 05 < Кд Т+-2 ПриУ=90' Re = 0,5 muzc -c/2 COsP„ dm= m„-£/cos P„ = 90° — 6. при 2 = 90 de = mtez
§ 31. Элементы зацепления
червячной передачи
В червячной передаче колесо является ве-
домым элементом, поэтому профиль его зуба
зависит от формы и профиля витка червяка.
Цилиндрические червяки по форме профиля
витка разделяются на архимедовы, обо-
значаемые буквами ZA, конволютные
ZN. эвольвентные ZI, образо-
ванные конусом ZK и образо-
ванные тором ZT. Тип червяка указы-
вают на чертежах червяка и колеса, так как
он определяет инструмент и способ обработки.
Наиболее простым в изготовлении является
архимедов червяк, у которого профиль витка
в осевом сечении является прямолинейным,
а В' торцовом сечении представляет собой ар-
химедову спираль (отсюда взято и название
этого типа червяка). У других типов червяков
5. Расчет червячной передачи с цилиндрическим червяком
Параметры Обозначение Расчетные формулы
для червяка для колеса
Модуль W I m
Число витков червяка 21 21 —
Число зубьев колеса Z2 z2
Длина нарезанной части червяка ь, Ь, —
Ширина венца колеса b2 — *2
Расчетный шаг витка р Р =тгт
Ход витка Pl % = Р\ —
Делительный диаметр червяка d, dx — q- т —
Делительный угол подъема витка Y t₽Y = 2k/4 —
Делительный диаметр колеса — d-, — m • z 2
Высота витка (зуба) h' h, = 2,2 ‘ m h2 = 2,2-nr
Высота головки ba hal=m ha2 =m
Высота ножки hf hft = 1,2 m hf2 = 1,2 m
Диаметр вершин da dai = dt+2m dai= d2+2m
Диаметр впадин df — dx —2,4 m df2 = d2 — 2,4 m
81
chipmaker.ru
t>2
Рис. 115. Параметры червячной передачи с цилиндрическим червяком
профиль витка прямолинеен в сечениях, не
проходящих через его ось. Например, у эволь-
вент ного червяк? профиль прямолинеен в се-
чении, параллельном оси и отстоящем от нее
на расстоянии, равном радиусу основной ок-
ружное 1 и
На рис. 115 приведены обозначения пара-
метров червячной передачи, а в табл. 5 —
расчетные формулы для червяка и колеса.
Формула делительного диаметра содержит
. -личину с/, называемую коэффициентом диа-
. егра червяка (I ОСТ 19672—74).
!-й ряд . — 8 — 10 — 12,5
' и ряд .7,1 — 9 — 11,2 —
1-й ряд . — 16 — 20 — 25
2-й ряд . 14 — 18 — 22;5 —
Передаточное число червячной передачи оп-
.ДТЯ^ТСЯ формулой U = Z2/Z|.
Пер* иточное отношение от ведущего эле-
мента (червяка) к ведомому (колесу) является
величиной, обратной передаточному числу: т =
=Zj/z2. Оно всегда меньше единицы и харак-
теризует степень понижения частоты (ращения
колеса относительно частоты вращения чер-
вяка.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. На какие основные виды делятся зубчатые пере-
дачи?
2. Как образуется эвэльвгчтная кривая?
3. Какими основными преимуществами обладает
эвольнентное зацепление?
4. Какое значение в зацеплении цилиндрических зуб-
чатых колес нме“т ™бчатая рейка?
5. Какие параметры зубчатых колес определяют
через модуль?
6. Какое значение и зацеплении конических колес
имеет плоское производящее колесо?
7. Какие нам и>вестны формы профиля червяков
червячной передачи?
* л а н а 7
4М1И ЕПЬНЫЕ ГОЛОВКИ И ФРЕЗЕРНЫЕ РАБОТЫ,
ЬЫПОПНЯЕМЫЕ С ИХ ПРИМЕНЕНИЕМ
"ые головки являются важнейшей
п,ю консольных фрезерных стан-
1 г рч*шир> г<> с tuo логические
’ . . I 1т . • i I
зуют, во-первых, для установки оси обрабаты-
ваемой аютовки под требуемым углом огно-
cnitu.no столп станка; во-вторых, для перио-
и * > гюноро jaioroBKH BORpyi ее оси
chipmaker.ru
на определенный угол (деление на равные и
неравные части); в-третьих, для непрерывною
гращения заготовки при нарезании винтовых
канавок или винтовых зубьев зубчатых колес.
Делительные головки используют при изго-
товлении различных инструментов (фрез, раз-
верток, зенкеров, метчиков), нормализованных
деталей машин (головки болтов, грани гаек,
пазов и шлицев на торцах, зубчатые муфты)
и других деталей.
Делительные головки бывают' следующих
видов: 1) лимбовые (с делительными дис-
ками) — непосредственного деления, простого
деления, полууниверсальные, универсальные;
2) безлимбовые (без делительного дис-
ка) — с зубчатым планетарным механизмом
и набором сменных зубчатых колес; 3) опти-
ческие (для точных делений и контроль-
ных операций).
Обычно делительные головки изготовляют
одношпиндельными. Иногда применяют двух-
и трехшпиндельные для одновременной обра-
ботки соответственно двух или трех заготовок.
Безлимбовые делительные головки позволяют
производить процесс деления посредством смен-
ных зубчатых колес. При этом рукоятку дели-
тельной головки поворачивают на один или
несколько полных оборотов. Однако конструк-
ция и кинематическая схема безлимбовых де-
лительных головок значительно сложнее, чем
лимбовых.
§ 32. Делительные головки
непосредственного и простого
деления
Делительные головки иепосредств. иного де-
лении. При выполнении многих фрезерных ра-
бот, связанных с непосредственным делением
более производительными и экономичными яв-
ляются головки, с помощью которых осущест-
вляется только непосредственное деление На
рис. 116 показана делительная юловка с от-
счетом угла поворота шпинделя по лиску
имеющему 12 делений, и, следовательно, до-
пускающая деление на 2, 3, 4, 6 и 12 равных
частей. В корпусе 6 головки вращается шпии
дель, на правый конец которого надет повод-
ковый патрон 7. Центр 8 вставлен в шпин ".ель
головки. На левый конец насажен диск 4, па
котором имеется 12 проре-еи. I айка 2 служи г
для регулировки зазора в по гшиппиках шпии
деля. Вращение осуществляясь рукоягмги 1
Поворот шпинделя фиксируется диском 4, ко-
торый устанавливают в требуемое положение
стопорным рычагом 1.
Кожух 5 служит для защигы толовой от
стружки и грязи. Задняя бабка 10 п< рр и-
вает второй конец заготовки. Цеп гр 9 иг
бабки может перемещаться в продольном натт
равлении маховичком 12 и закрепляется винтом
11 в требуемом положении. Подобные головки
изготавливают и с вертикальным расположе-
нием шпинделя.
Делительные головки простог о деления. Дели-
тельными головками простого деления назы-
ваются такие, у которых отсчет нроигиоди.ся
по неподвижному делительному диску а деле-
ние - рукояткой, связанной со шпинделем де-
лительной головки через червячную передачу
Пространственная кинематическая схема г Зо-
ловки простог о деления показана на рис. 117
Обычно в делительных головках простого ге-
ления червячное колесо имеет 40 зубьев, а чер
вяк выполнен однозаходным. Следовательно
чтобы шпиндель головки сделал один оборот
chipmaker.ru
Рис. 117. Пространственная кинематическая схема делительной головки простого деления
Чер&ячное
колесо
рукоятке (червяку) следует сообщить 40 об.
Для получения половины оборота рукоятке
сообщают 20 об. Угол поворота рукоятки,
выраженный в оборотах (об.), необходимый
для поворота шпинделя делительной головки
на 1 об., называется характеристикой
делительной головки и обознача-
ется буквой /V. Угол поворота п рукоятки голов-
ки, необходимый для получения требуемого
деления фрезеруемой заготовки на z частей,
находят по формуле n = N/z. Например, при
N=40 получим n=^Qj-
§ 33. Универсальные
делительные головки.
Ранее нашей промышленностью выпуска-
лись универсальные делительные головки УДГ-
Н-135 и УДГ-Н-160 с высотой центров //=135
и 160 мм По ГОСТ 8615 — 69 за основной размер
делительных головок принят наибольший диа-
метр обрабатываемой заготовки D. По стан-
дарту принят ряд головок из шести типораз-
меров: 160, 200, 250, 320, 400 и 500 мм. Универ-
сальные головки используются для комплек-
Рис. 118. Универсальная делительная'головка
84
chipmaker.ru
тации фрезерных станков отечественного про-
изводства и зарубежных.
Каждому размеру станка (по ширине стола)
должен соответствовать определенный типо-
размер делительной головки. Так, к консоль-
ным фрезерным станкам № 2 (с шириной стола
320 мм) рекомендуется делительная головка
с Л = 250 мм, а к фрезерным станкам № 3 (с
шириной стола 400 мм) — головка УДГ-Д-320
и т. д.-
ha рис. 118 показана универсальная дели-
тельная головка. На чугунном основании 20
со стяжными дугами 9 установлен корпус 10.
Ослабив гайки, можно поворачивать корпус
на угол, определяемый по шкале и нониусу 12.
На опорной плоскости основания делитель-
ной головки имеются два параллельных шпин-
делю сухаря, предназначенные для установки
головки в пазы стола фрезерного станка. В кор-
пусе расположен шпиндель со сквозным отвер-
стием, оформленным по концам в виде конуса
Морзе. На одном из них устанавливается центр
21, на другом — оправка дифференциального
деления.
На переднем конце нГпинделя имеются резьба
и центрирующий поясок 7, необходимые для
крепления трехкулачкового самоцентрирующе-
го или поводкового патрона. На буртике шпин-
деля установлен лимб 8 непосредственного
деления с 24 отверстиями. В средней части
шпинделя расположено червячное колесо с кру-
говой выточкой на торце, в которую входит
конец зажима //. Оно получает вращение от
червяка, расположенного в эксцентриковой
втулке.
Поворотом втулки рукояткой червяк можно
ввести в зацепление или вывести из него. Дели-
тельный диск сидит на валу, смонтированном
в подшипниках скольжения, установленных в
крышке 19. Крышка фиксируется на корпусе
10 центрирующей расточкой и крепится непод-
вижно к основанию. К делительному диску
пружиной прижат раздвижной сектор 18, со-
стоящий из линеек 14 и зажимного винта 13,
с помощью которого линейки устанавливают
под требуемым углом. Пружинная шайба пред-
отвращает самопроизвольный поворот сектора.
Вал 16 механического привода от станка
смонтирован в подшипниках скольжения и рас-
положен во втулке 15, закрепленной на крышке
19 На конце вала размещено коническое зуб-
чатое колесо, находящееся в постоянном зацеп-
лении с коническим зубчатым колесом, сидящим
на валу делительного диска. Делительный диск
фиксируется в требуемом положении стопором
17 Центр задней бабки можно перемещать в
горизонтальном и вертикальном направлениях.
В основании 24 расположен корпус 2, кото-
рый штифтом связан с рейкой. Вращением
головки зубчатого вала можно перемещать
корпус вверх и поворачивать относительно
оси штифта. В требуемом положении задняя
бабка крепится на столе станка болтами и гай-
ками. Пиноль 3 перемещается с полуцентром
4 при вращении маховичка 1, укрепленного
на винте.
На опорной плоскости основания имеются
два направляющих сухаря, выверенных отно-
сительно оси пиноли, которые обеспечивают
совпадение центров делительной головки и
задней бабки при установке их на столе станка.
Люнет служит дополнительной опорой при
обработке нежестких заготовок. В корпусе 23
люнета расположен винт, перемещающийся с
помощью гайки 5 и имеющий призматическую
головку б, которая крепится стопорным винтом
22 Полууниверсальная делительная головка
по устройству аналогична универсальной дели-
тельной головке.
Непосредственное деление. При непосред-
ственном делении червяк головки должен быть
выведен из зацепления с червячным колесом.
Поворот обрабатываемой заготовки осущест-
вляется вращением шпинделя. Отсчет угла по-
ворота производится по градуированному на
360° диску с ценой деления Iе. Нониус позволяет
производить отсчет угла поворота шпинделя
с точностью до 5'. Угол поворота (град.) шпин-
деля при делении на z частей определяется по
формуле a = 360'/z.
При каждом повороте шпинделя головки
к отсчету, соответствующему положению шпин-
деля до поворота, следует прибавлять величину
а, найденную по этой формуле. У некоторых
головок делительный диск (лобовой) для не-
посредственного деления не градуированный,
а имеет три делительных круга с 24, 30 и 36
отверстиями. Три ряда отверстий в делитель-
ном диске позволяют производить непосред-
ственное деление на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15,
18, 24, 30 и 36 частей. Число промежутков
между отверстиями выбранного делительного
круга на лобовом делительном диске, про-
пускаемых при повороте шпинделя головки,
определяется по формуле n=a/z, где а — число
отверстий выбранного круга на лобовом диске;
z — заданное число делений.
Простое деление. На рис. 119 показана кине-
матическая схема универсальных делительных
головок Д- 250 и Д-320 простого деления. В этом
85
chipmaker.ru
Рис. 119. Кинематическая схема головок
У ДГ-Д-250 и УДГ-Д-320 простого деления
Рис. 120. Сектор для простого и диффе-
ренциального делений делительных го-
ловок УДГ-Д-250 и УДН-Д-320
с ‘учае червяк 8 должен быть введен в зацепле-
ние с червячным колесом 10. Поворот шпинделя
9 (деление) производится вращением рукоятки
? с фиксатором 3 относительно неподвижно
•аьрепленного бокового делительного диска 1,
имеющего концентрические окружности с от-
верстиями. При настройке фиксатор 3 уста-
навливаю! против выбранной окружности на
.«л
делительном диске. Поворот рукоятки пере-
дается через цилиндрические зубчатые колеса 7
с передаточным отношением (=1 и червячную
пару с передаточным отношением i = l/40 на
шпиндель. Шпиндель при этом должен повер-
нуться на 1/z часть оборота для деления окруж-
ности на z равных частей. Следовательно,
уравнение кинематической цепи движения шпин-
деля будет иметь вид и-1-1/40= 1/z, откуда
получим п=40/z.
Пусть требуется разделить заготовку на
z равных частей (например, при фрезеровании
зубчатого колеса с z зубьями). Это значит,
что после фрезерования каждой впадины тре-
буется повернуть шпиндель вместе с заготовкой
на 1/z оборота, следовательно, рукоятку 2—
на z/40 оборота. Если z<40, то z/40> 1, и можно
дробь представить в виде 40/z—А +а/Ь=А +
+ ma/mb, где А — число целых (полных) обо-
ротов рукоятки; а и b — числит ель и знаме-
натель правильной несокращенной дроби; tn —
общий множитель при а и Ь, выбираемый
таким образом, чтобы mb представляло собой
число отверстий на какой-либо окружности
делительного диска. Тогда та будет выражать
число делений (шагов) на окружности лимба
(или промежутков между соседними отверстия
ми выбранного круга mb), на которое должна
быть повернута рукоятка 2 дополнительно к
А полным оборотам. Отсчет требуемого пово-
рота обрабатываемой заготовки производится
по неподвижному делительному диску, в одно
из отверстий которого входит подпружиненный
штифт фиксатора. Этот диск двусторонний.
При простом делении гильза 4, конические
колеса 5 и вал 6 в делении не участвуют (рис. 119)
Для удобства отсчета промежутков между
отверстиями (или отсчета отверстий) делитель-
ного круга служит раздвижной сектор (рис. 120),
который состоит из двух ножек 1 и 3 Эти ножки
могут вращаться одна относительно другой.
Их устанавливают так, чтобы между ними
было число промежутков та. Для установки
сектора в рабочее положение надо ввести стер-
жень фиксатора в одно из отверстий выбранно-
го делительного круга, например в отверстие А.
Освободив винт 2, крепящий ножки 1 и 3 сектора,
подводят ножку 1 к стержню фиксатора. Отсчи-
тав число промежутков круга, ножку 3 фикса-
тора подводят к последнему отверстию В и
закрепляют сектор винтом 2. Следует помнить,
что если отсчет производить по числу отверстий
круга, начиная с того, в которое входит штифт
фиксатора, то число отверстий должно быть
на единицу больше числа промежутков между
chipmaker.ru
отверстиями та. На рис. 120 отсчитано пять
промежутков круга, ограниченных шестью от-
верстиями После фрезерования поверхности
заготовки при данном положении фиксатора
следует повернуть рукоятку головки по часо-
вой стрелке, ввести стержень фиксатора в от-
верстие В и повернуть сектор в том же направ-
лении до соприкосновения с ножкой. 3. Сектор
в новом положении показан на рис. 120 пунк-
тиром. Рукоятку надо всегда вращать по часо-
вой стрелке, чтобы избежать влияния «мерт-
вых» ходов в передаче от валика рукоятки к
шпинделю головки. Когда фиксатор рукоятки
окажется напротив последнего пропускаемого
промежутка между отверстиями круга, рукоят-
ку фиксатора необходимо отпустить и осторож-
но, постукивая по ней рукой, довести до тре-
буемого положения. В этот момент фиксатор
пол действием пружины войдет в отверстие
круга.
Если рукоятка была случайно повернута
дальше, чем требуется, то необходимо ее по-
вернуть против часовой стрелки несколько даль-
ше пропущенного отверстия, после чего осто-
рожным постукиванием вновь повернуть по
часовой стрелке до требуемого положения.
Пример. Подобрать круг отверстий на делитель-
ном диске и настроить угол раствора иожек сектора
для нарезания зубчатого колеса с числом зубьев
z=25.
Решение: и=40/г = Л + afb, п =40/25 = 1 + 15/25 =
= 1+3/5.
Принимаем на лимбе круг с 30 отверстиями
(кратное 5). Тогда и = 1+3/5 = 1+ 18/30. При деле-
нии производим один полный оборот рукоятки и
перемещение защелки на 18 шагов (т. е. на 18 про-
межу гков между смежными отверстиями) на круге
с 30 делениями.
Д иФФеренция льне**. юление. Дифференциаль-
ное деление применяется тогда, когда ограни-
ченное количество концентрических кругов с
различным числом отверстий в них не дает
возможности получить необходимый поворот
фрезеруемой заготовки способом простого де-
ления. Так, например, нельзя методом простого
деления разделить окружность на 61, 79, 83,
97, 127 частей, т. е. на количество частей, вы-
раженное числом, не имеющим множителей,
равных или кратных количеству отверстий в
делительном диске.
На рис. 121 показана кинематическая схема
универсальных делительных головок для диф-
ференциального деления. .Отличие дифферен-
циального способа деления от всех других
заключается в том, что отсчет поворота рукоят-
ки 2 производится не по неподвижному, а по
вращающемуся делительному диску /. В кони-
ческое отверстие заднего конца шпинделя вво-
дят конический хвостовик оправки и гитарой
сменных зубчатых колес z,, z2, _3 и с4 связы-
вают шпиндель 9 с конической зубчатой парой
5, гильзой 4 и в конечном счете с делиз ельным
диском 1. Если теперь вывести пружинный
фиксатор (защелку) 3 из отверстия делитель-
ного диска и вращать шпиндель 9 рукояткой 2
через пару цилиндрических зубчатых колес 7,
червяк й и червячное колесо 10, то будут вращат ь-
ся валик 6, пара конических зубчатых колес 5.
гильза 4 вместе с делительным диском 1. По-
скольку вращение шпинделя происходит в 40
раз медленнее вращения рукоятки, той дели-
тельный диск будет вращаться медленно Пе-
редаточное отношение конических зубчшых ко-
лес 5 и цилиндрических зубчатых колес 7 равно
единице. При дифференциальном делении вы-
ключают фиксатор 3 и стопор 17 (см. рис. 118),
удержйвающий делительный диск 1 в непо-
движном состоянии.
Выведем теперь формулу расчета настройки
на дифференциальное деление. Пусть требуется
произвести деление на г частей, причем ->40
и не может быть осуществлено ни непосредст
венное, ни простое деление. Поворот червяка
и шпинделя головки, а следовательно, и обра-
батываемой заготовки получает >_я в этом с чу
чае как сумма двух движений: поворота рукоя.
Рис. 121. Кинематическая схема делительной голов-
ки УДГ-Д-250 и УДГ-Д-320 при наладке для диф-
ференциального деления
87
chipmaker.ru
ки головки, а следовательно, и шпинделя и
поворота делительного диска от шпинделя
через сменные и постоянные зубчатые колеса.
Для осуществления первого из указанных дви-
жений вместо заданного числа z делений при-
нимаем вспомогательное число
делений х, которое должно быть таким,
чтобы:
а) число х было близко к z (больше или
меньше — безразлично),
б) деление на х частей было возможно
способом простого деления;
в) передаточное отношение i было осущест-
вимо с помощью имеющихся сменных зубчатых
колес.
При делении на х частей угол поворота
рукоятки будет п=Atyx. При вращении рукоятки
2 и шпинделя 9 делительный диск, связанный
с последним передачей i = zi/~1-zil- , во время
деления повернется на na = \/z-i. Очевидно, что
в результате этих двух движений рукоятки ее
угол поворота п=40/х + i/z. За операцию деления
заготовка будет поворачиваться на 1/- часть
оборота, что и требуется. При этом рукоятка
сделает 40/z оборота. Сопоставляя последнюю
формулу с предыдущей, получим 40/х + i/z=40/z,
откуда после преобразований получим окон-
чательно |=40/х(л'—-), где i— передаточное
отношение сменных зубчатых колес.
Если x>z, то i>0 (положительное), если
x<z, то 1<0 (отрицательное). Если i положи-
тельное, то направление вращения совпадает
с обычным направлением вращения рукоятки
(по часовой стрелке). При отрицательном i
и вращении рукоятки по часовой стрелке диск
вращается в обратном направлении (против
часовой стрелки). Для обеспечения указанного
соотношения направлений вращения рукоятки
и делительного диска в набор сменных зуб-
чатых колес вводятся паразитные зубчатые
колеса, число которых указано в табл. 6.
Пример. Определить количество оборотов (т. е.
угол поворота) рукоятки и сменных зубчатых колес
при фрезеровании зубчатого колеса с числом зубьев
z = 123. Принимаем х = 120. По формуле i =
= 40/x(x—z) = (40/120) ( 120—123) =—1; l=(z,/z.) х
x(z,/cj =(100/50)(40/80) = 1.
Устанавливаем зубчатые колеса: на шпиндель-
ном валике зубчатое колесо zlOO (1-е ведущее),
на промежуточном пальце гитары — зубчатое ко-
лесо z50 (1-е ведомое) и z40 (2-е ведущее), промежу-
точное колесо z0 — на второй палец гитары и на ва-
шке привода делительного диска — зубчатое ко-
лесо z80.
Угол поворота рукоятки находим по фор-
муле п — 40/х =40/120 = 1/3 = 10/30 (об.). Берем круг
с 30 отверстиями, при каждом повороте рукоятки
пропускаем 10 промежутков между отверстиями
круга и вставляем штифт в 11-е отверстие диска
6. Число промежуточных зубчатых колес
при дифференциальном делении посредством
универсальных делительных головок
Число пар сменных зубчатых колес При 1>0, т. е. когда x>z При i <0, т. е. когда х<:
Одна 7
ФФ (
/ и
Одно промежу- точное колесо (схема /) Два промежуточ- ных колеса (схема 11}
Две 2^ ж z° 1WZ' Фф
/// IV
Без промежу- । очных колес (схема III) Одно промежу точное колесо (схема IV)
Примечания: 1. Зубчатое колесо уста
навливают на шпиндельном валике, а колесо z2
на валике привода головки. 2. Зубчатое колесо 5.,
на схемах / и / И, колеса ~’v и z(J на схеме II промежу-
точные
Гитару, применяемую для установки смен-
ных зубчатых колес при дифференциальном
делении (рис. 122), надевают на цилиндрический
конец выступа коробки привода и закрепляют
болтом. Зубчатое колесо z, устанавливают на
шпиндельном валике. Зубчатые колеса z2 и
z3, а также промежуточное зубчатое колесо
z0 устанавливают на гитаре, а сменное зубчатое
колесо z4 — на валике привода головки.
В справочниках фрезеровщика и в руковод-
ствах по делительным головкам приведены
таблицы наладки для дифференциального де-
ления на число делений от 51 до 399 с указанием
88
chipmaker.ru
делительного круга, числа пропускаемых про-
межутков, числа сменных зубчатых колес и
схемы установки зубчатых колес.
Наладка делительных головок для фрезе-
рования винтовых канавок. На рис. 123 показана
кинематическая схема настройки универсаль-
ных делительных головок для фрезерования
винтовых поверхностей. Для образования вин-
товой канавки заготовку необходимо непре-
рывно вращать и одновременно перемещать
вдоль оси на величину шага винтовой канавки
за один ее оборот. Для этого ходовой винт
продольной подачи стола соединяют с помощью
гитары сменных зубчатых колес zt, z2, z3 и
z4 со шпинделем 9 делительной головки (обо-
значения см. в тексте к рис. 121). Вращение
ходового винта вызывает вращение шпинделя
делительной головки с заготовкой и одновре-
менно их перемещение совместно со столом.
Чтобы определить передаточное отношение
сменных зубчатых колес, необходимо знать
шаг нарезаемой винтовой канавки и характе
ристику станка. Характеристикой
универсально-фрезерного станка А называется
шаг винтовой канавки, которая будет профре-
зерована на данном станке при передаточном
отношении сменных зубчатых колес, соединяю-
щих винт станка и валик привода делительной
головки, равном единице. Допустим, что пере-
даточное отношение сменных зубчатых колес,
показанных на рис. 123, равно единице. Пере-
даточное отношение всех постоянных колес
делительных головок, связывающих винт про-
дольной подачи стола с валиком червяка, равно
единице. Ясно, что когда винт продольной
подачи стола делает один оборот, стол пере-
мещается на величину шага винта, т. е. червяк
головки сделает один оборот, а шпиндель го-
ловки повернется на 1/40 оборота. Следователь-
но, шпиндель головки сделает полный оборот,
когда винт подачи стола сделает 40 оборотов,
а стол станка переместится на величину, рав-
ную произведению частоты вращения винта
40 на его шаг 6 мм, т. е. 40x6 мм = 240 мм.
Таким образом, за один оборот шпинделя
делительной головки и, следовательно, обра-
батываемой заготовки при принятом допуще-
нии (1=1) на ней будет образована винтовая
канавка с шагом 240 мм. Число 240 и есть
характеристика станка. В общем случае харак-
теристика универсально-фрезерного станка А
определяется по формуле A = NPxa, где Рхв—
шаг винта продольной подачи стола, мм.
Теперь легко получить формулу для опреде-
ления передаточного отношения сменных зуб-
Рис. 122. Гитара для установки сменных зубча-
тых колес при дифференциальном делении
Рис. 123. Кинематическая схема наладки де-
лительной головки УДГ-250 и УДГ-Д-320
при наладке для фрезерования винтовых ка-
навок
чатых колес гитары. Если на станке с харак-
теристикой 240 требуется профрезеровать вин-
товую канавку с шагом 120 мм, то за время,
когда стол с обрабатываемой заготовкой пере-
местится на 240 мм, заготовка должна сделать
два оборота. Для этого необходимо, чтобы
передаточное отношение сменных зубчатых ко-
лес было равно двум. При шаге винтовой
канавки, равном 60 мм, это отношение должно
быть равно четырем и т. д.
89
chipmaker.ru
Рис. 124. Гитара для установки сменных зубча-
। ых колес
Рис 125. Задняя бабка делительных головок
УДГ-Д-240 и УДГ-Д-320
Таким образом, передаточное отношение
сменных зубчатых колес, соединяющих винт
продольной подачи стола и валик привода
делительной i оговки, определяется по формуле
> (с, ;,)/(: . :J=AIP, где А—харакгеригтика
станка. Р - шаг винтовой канавки, мм.
На рис. 124 показана гитара, применяемая
для установки сменных зубчатых колес при
фрезеровании винтовых канавок. Зубчатые ко-
леса - 50 50, и j=40 — постоянные (т. е.
оо
постоянно находятся в гитаре), зубчатые колеса
-1, "ъ Ч и -4 — сменные.
Принадлежности универсальных делительных
головок. К универсальным делительным голов-
кам прилагается комплект сменных зубчатых
колес, используемых при дифференциалы ном
делении и фрезеровании винтовых канавок,
задняя бабка, две гитары, патрон с планшайбой,
оправки и др.
На рис 125 показана задняя бабка. В про-
рези основания расположен корпус 2. Подъем
и опускание корпуса осуществляются при вра
щении зубчатого колеса 7, сцепленного с вали-
ком-рейкой 6. Верхний конец этого валика
рейки соединен штифтом 5 с корпусом 2. После
установки корпуса в требуемое положение его
закрепляют в основании бабки и затягивают
гайками болтов 4. Перемещение пиноли 3
осуществляется вращением маховичка /, а за-
крепление ее — затягиванием гайки
Шпиндельный валик (рис. 126) используется
при дифференциальном делении Болтом 2 его
закрепляют в шпинделе головки Коническая
втулка 1 при этом перемещается вправо и раз-
жимает нарезанный конец валика, расположен-
ный в шпинделе.
В -зависимости от размера и конструкции
заготовки могут быть установлены и закрепле-
ны в делительных головках одним из следующих
способов: в центрах делительной головки и
задней бабки; на оправке, установленной в
коническом гнезде шпинделя делительной го-
ловки; в трехкулачковом патроне, навернутом
на резьбовой конец шпинделя делительной го-
ловки в цанговых патронах и др.
Заготовки типа дисков и втулок надевают
на оправки, которые устанавливают в. центрах
делительной головки и задней бабки или на
оправки, устанавливаемые в коническое гнездо
шпинделя делительной головки.
На рис. 127, а показана оправка, представ-
ляющая собой гладкий валик, средняя часть
которого выполнена с небольшим конусом.
Заготовка, насаженная на такую оправку, удер-
живается в ней только трением. Оправка с
обеих сторон имеет центровые отверстия для
установки в центрах делительной головки и
задней бабки. Иногда для удобства установки
и закрепления хомутика на одном конце оправ-
ки делают две лыски. Оправку с надетой на
нее заготовкой следует располагать так, чтобы
больший диаметр конуса оправки был обращен
к делительной головке. В противном случае
силы резания будут ослаблять посадку заго-
товки на оправке.
chipmaker.ru
Оправка, показанная на рис. 127, б, имеет
заплечик 1, шпоночную канавку 2 и гайку 4.
3ai отовка надевается на гладкую часть оправки
J и закрепляется гайкой 4. При фрезеровании
с большими силами резания заготовка может
быть поставлена на шпонку.
Оправка 5, показанная на рис. 127, в, служит
для закрепления заготовок, при фрезеровании
которых не применяют задний центр. Эту оп-
равку вставляют коническим хвостовиком в ко-
ническое отверстие шпинделя делительной го-
ловки (вместо центра) и затягивают специаль-
ным винтом-затяжкой.
Длинные заготовки гипа валов устанавли-
вают в центрах (рис. 128). На лыски, имеющиеся
в центре 3, надевают поводок 4. Центр 3 с по-
водком 4 (рис. 128, а) вставляют коническим
хвостовиком 2 в гнездо шпинделя. Винт-затяжку
1 вставляют в задний конец шпинделя головки
и нарезанным концом ввинчивают в хвостовик
центра или оправки. Хомутик, надеваемый на
заготовку или оправку, показан на рис. 128, б.
Своим загнутым концом 7 он входит в паз по-
водка и закрепляется в нем винтами 5. На заго-
товке хомутик крепят винтом б.
Заготовки круглой формы часто устанав-
ливают в трехкулачковом самоцентрирующем
патроне (рис. 129). Одновременное перемещение
всех кулачков осуществляется диском 2 со
спиральными канавками и плоской торцовой
резьбой, в которую входят соответствующие
выступы резьбы кулачков 3. Диск 2 приводится
во вращение внутренним торцовым ключом
от конических зубчатых колес /, находящихся
в зацеплении с коническими зубьями на задней
поверхности диска 2. При вращении зубчатого
колеса 1 по торцу диска начинают перемещаться
в радиальном направлении одновременно все
три кулачка, т. е. кулачки либо сходятся к
центру патрона, либо расходятся от центра,
производят соответственно закрепление или
освобождение заготовки.
При обработке нежестких заготовок (при
L/D>W, где L—длина, D—диаметр заго-
товки) применяют люнет, выполненный в фор-
ме домкрата (рис. 130), в качестве дополнитель-
ной опоры во избежание прогиба заготовки
при фрезеровании. Обрабатываемую заготовку
располагают в призматическом вырезе, сде-
ланном в головке винта домкрата. В рабочее
положение винт устанавливается вращением
накатной гайки 1. Винт следует поднимать
осторожно во избежание прогиба обрабатывае-
мой заготовки. В нужном положении винт
закрепляют болтом 2'
Рис. 126. Шпиндельный валик
Рис. 127. Оправки
Рис. 128. Принадлежности для закреп пения 3.1-
готовок
chipmaker.ru
Рис. 129. Трехкулачковый самоцент-
рующий патрон
Рис. 130. Люнет
Оптические делительные го-
ловки применяют для выполнения особо
точных работ, а также для проверки правиль-
ности выполненных делений. По стандарту
(ГОСТ 9016—77) установлены следующие ти-
пы оптических делительных головок: ОД Г-2 —
с ценой деления 2"; ОДГ-5 — с ценой деле-
ния 5"; ОДГ-Ю — с ценой деления 10'' и
ОДГ-60 — с ценой деления 60". Для всех голо-
вок наибольший диаметр закрепляемого в цент-
рах изделия —250 мм.
На рис. 131, а показан общий вид, а на
рис. 131, б — разрез по шпинделю оптической
делительной головки ОДГ-60. По внешнему
виду головка напоминает механическую. Она
состоит из корпуса 4, закрепляемого на столе
станка, и шпинделя 11, установленного на под-
шипниках 10 ч 13 в поворотной части 3 головки.
Червячное колесо 8 приводится во вращение
червяком 12, связанным с маховичком I. Чер-
вячное колесо 8, а следовательно, и шпиндель
могут быть закреплены в требуемом положении
рукояткой 2, связанной с прижимной шайбой 9.
Червяк 12 и червячное колесо 8 служат только
для поворота шпинделя, их погрешности не
оказывают влияния на точность работы го-
ловки. Один конец валика с червяком сидит
в эксцентриковой втулке 7, что позволяет опус-
кать валик вместе с червяком вниз, и, расцепив
червяк с червячным колесом шпинделя, быстро
Рис. 131. Оптическая делительная головка ОДГ-60
92
chipmaker.ru
вручную произвести поворот шпинделя го-
ловки.
Внутри корпуса головки имеется шкала,
разделенная на 360°. Сверху головки располо-
жен окуляр 5 с микроскопом, в оптической
системе которо! о имеется неподвижная шкала
6, разделенная на 60 частей с ценой деления 1.
Эти деления видны в окуляре настолько крупно
и четко, что при некотором навыке по ним можно
вести отсчет с точностью до 1/4 минуты
На рис. 131,в показано поле зрения окуляра
микроскопа с отсчетом делений угла 9° 15'.
Поворот шпинделя головки на требуемое' число
градусов и минут производится маховичком /,
а окончательная точная установка — медлен-
ным поворотом накатной головки (на рисунке
не показана) через пару конических зубчатых
колес, связанную с маховичком 1. Угол пово-
рота (в градусах) шпинделя определяется так
же, как и при непосредственном делении с при-
менением механической головки по формуле
а =36о /:. Если задан шаг делений, измеренный
по окружности определенного диаметра, то
угол поворота определяется по формуле а =
= Р 360 /л D, где D диаметр окружности за-
готовки (по которой задается шаг деления),
мм; Р — окружной ша! делений, мм.
При пользовании головкой следует учесть,
что углы последовательных поворотов сумми-
руются, что вызывает необходимость предва-
рительного составления полной таблицы углов
для всех поворотов шпинделя головки. Так,
при делении на г = 51 таблица должна содер-
жать 50 строк (1-й поворот Ц] =7’03'32"; 2-й
поворот а2 = 14'07'04" и т. д.).
§ 34. Работы, выполняемые
с применением делительных
головок
и размера партии фрезерование производят
дисковыми, концевыми, цилиндрическими или
торцовыми фрезами, а также набором дисковых
фрез.
Пусть требуется профрезеровать грани
«квадрата» (например, грани хвостовика мет-
чика или развертки). Фрезерование производит-
ся с помощью универсальной делительной го-
ловки на горизонтально-фрезерном станке кон-
цевой фрезой.
Для установки на столе фрезерного станка
делительной головки и задней бабки необхо-
димо:
1) очистить стол и пазы от стружки, сма-
зать тонким слоем смазки плоскости стола и
основания делительной головки. Установить
делительную головку и заднюю бабку фикси-
рующими сухарями в средний паз стола;
2) ввести в паз стола крепежные болты
делительной головки и задней бабки и затя-
нуть их;
3) проверить совпадение центров передней
и задней бабки с помощью контрольного шли-
фованного валика и индикатора (рис. 132).
Если при перемещении стойки индикатора па-
раллельно оси валика отклонение стрелки будет
не более 0,02 мм, то установка центров произ-
ведена правильно. При больших отклонениях
следует отрегулировать положение заднего цен-
тра установочным винтом в колодке, несущей
центр задней бабки. Снять контрольный валик
с центров;
4) освободить болты, крепящие заднюю баб-
ку, отодвинуть ее от делительной головки на
требуемое расстояние по длине заготовки и
закрепить болтами;
5) надеть на заготовку хомутик, закрепив
его болтом. Установить заготовку в центрах,
С помощью делительных головок выпол-
няют следующие виды фрезерных работ: фре-
зерование многогранников; фрезерование пря-
мых канавок на цилиндрических поверхностях;
фрезерование пазов на торцовых поверхностях;
деление заготовки по окружности на неравные
части; фрезерование зубьев прямозубых ци-
линдрических и конических зубчатых колес;
фрезерование торцовых зубьев кулачковых муфт
и торцовых зубьев режущего инструмента; фре-
зерование винтовых канавок и спиралей; фре-
зерование зубьев и зубчатых реек и др.
Фрезерование граней многогранников (трех-
гранников, четырехгранников, пятигранников
и т. д.). В зависимости от конфигурации детали
Рис. 132. Проверка установки делительной головки
и задней бабки
93
Рис. 133. Определение угла поворота дели-
тельной головки
Рис. 134 Схема фрезерования граней головки винта
набором фрез
вставить загнутый конец (рог) хомутика в
вырез подвода .и закрепить его.
После обработки одной грани поворачивают
шпиндель делительной головки вместе с заго-
товкой на 90 и производят фрезерование вто-
рой трани и т. д.
Если в многограннике угол между плоско-
стями АВ и ВС детали равен р, то при последо-
вательной обработке этих траней обрабатывае-
мая заготовка должна быть повернута на угол
а (рис. 133), который определяют по формуле
а =’.80 р. Поворот на угол а можно осуще-
ствить методом непосредственного деления.
Определим угол поворота «.рукоятки, со-
ответствующий повороту шпинделя на угол а.
Если рукоятка сделает 40 оборотов, то шпин-
дель повернется на один оборот, т. е. на 360'.
Искомый угол поворота легко получить из
пропорции 40/360“=и/а, откуда н=(40-ц)/360
(об.).
Фрезерование граней мнот огранника можно
производить не одйой фрезой, а набором дис-
ковых фрез Этот метод при обработке большой
партии заготовок является бо iee производи-
тельным и точным, чем фрезерование одной
фрезой. На рис. 134 показана схема фрезеро-
вания . граней головки винта набором из двух
фрез. Расстояние между внутренними боковыми
поверхностями фрез должно быть равно рас-
стоянию между противоположными боковыми
гранями де гали Оно достигается подбором
установочных колец, как и при обработке ус-
тупов и пазов набором фрез (см. с. 41) Заготовка
должна быть установлена так, чтобы ее ось
была перпендикулярна оси оправки фрезы.
Для фрезерования многогранников в круп-
носерийном и массовом производстве применя-
ют многоместные делительные приспособления
для одновременной обработки партии загото-
вок.
Дефекты при ф р е’з е р о в а н и и
многогранников:
1) размер граней получился меньше требуе-
мого из-за неправильно установленной глубины
фрезерования. Причина — невнимательность
при отсчете глубины фрезерованья по шкал!
лимба;
2) размер граней получился меньше тре-
буемого из-за неправильно установленного рас-
стояния между двумя дисковыми фрезами на-
бора. Причина — неправильный подбор уста-
новочных колец;
3) неверное расположение граней. Причи-
на — неправильный отсчет делений по дели-
тельному диску;
4) повышенная шероховатость обрабо ши-
ной поверхности. Причина — большая подача
на зуб, биение фрезы, вибрации, работа изно-
шенной фрезой, большой люфт шпинделя де-
лительной головки, неправильный выбор СОЖ
и др.
Фрезерование прямых канавок и шлицев иа
цилиндрических и конических поверхногп х.
В этом виде фрезерных работ, помимо операции
деления, важным фактором является правиль-
ная установка фрезы относительно заготовки
В качестве примера рассмотрим установку одно-
угловой фрезы для прорезания прямой стру-
жечной канавки режущего инструмента
(рис. 135, а). При этом требуется, чтобы фреза
94
chipmaker.ru
Рис. 135. Установка одноугловой фрезы для фрезерования прямой канавки
была углублена в тело заготовки на величину j
и смещена вправо от вертикальной оси заготов-
ки на величину х (рис. 135, г). Установка начина-
ется с того, что фреза торцом соприкасается
с вертикальной полкой угольника, которая в
свою очередь должна иметь касание с заго-
товкой (рис. 135, б). Затем перемещением попе-
речных салазок вправо на величину радиуса
заготовки г приводят торец фрезы в вертикаль-
ную диаметральную пноскость заготовки. После
этого, включив вращение фрезы, поднимают
стол станка до тех пор, пока на поверхности
заготовки не появится едва заметный след от
зубьев фрезы (рис. 135, в). Затем продольным
перемещением стола выводят фрезу за пределы
заготовки и производят поперечное и верти-
кальное перемещения стола с заготовкой соот-
ветственно на величины х и у (рис. 135, г). Уста-
новка фрезы в вертикальной диаметральной
плоскости может быть осуществлена специаль-
ным центроискателем (рис. 135, д) без угольника.
При симметричном расположении дисковых
и концевых фрез относительно оси обрабаты-
ваемой заготовки координаты установки фрезы
определяют так же, как для шпоночных пазов
(см. с 4б)
Обычно задается угол а между осями канавок
или число канавок. Если задан шаг Р между
осями канавок (рис. 136), измеренный по окруж-
ности диаметром D, то частота вращения и
рукоятки делительной головки с характеристи-
кой 40 определяется по формуле п=4йР/т.Р.
Перед каждым делением необходимо осво-
бодить шпиндель де.штельной головки, а после
каждого деления закрепить его
Рис. 136. К определению частоты вращения
рукоятки делительной головки
Нарезание шлицев производят обычно на
шлицефрезерных или зубофрезерных станках
шлицевыми червячными фрезами, работающи-
ми по методу обката (без делительных головок).
Шлицы на валах можно профрезеровать на
горизонтально- или продольно-фрезерных стан-
ках шлицевыми фрезами с применением дели-
тельных головок. Заготовку в этом случае
устанавливают в центрах дел.пель.юй головки
и задней бабки. После фрезеров зния одной
канавки заготовка поворачивается на 1/с обо-
рота, где z — число шлицев. Фрезерование пря-
мозубых шлицев мбжет быть осуществлено
фасонными фрезами, профиль которых соот-
ветствует профилю впадины между шлицами.
Иногда чистовое фрезерование боковых поверх-
ностей шлицев производят на тех же станках
специальными фрезами, оснащенными твердым
сплавом Применяют и другие схемы фрезере
вания шлицев (набором двух дисковых фрез
одновременно двух канавок и др.)
95
chipmaker.ru
Рис. 137. Фрезерование пазов на торпе
вала
МинамОки
расстояния
Рис. 138. Установка фрезы по тор-
цу валика
Рис. 139. Последовательность фрезерования паза
Дефекты при фрезеровании ка-
навок на цилиндрических по-
верхностях:
1) неправильное количество нарезанных ка-
навок или неравномерный шаг нарезанных ка-
навок. Причина — неправильно произведена
операция деления (выбран не тот делительный
круг, рабочий не пользуется раздвижным секто-
ром или вращал рукоятку то в одном, то в дру-
гом направлении);
2) глубина канавки больше требуемого по
чертежу размера. Причина — невнимательность
рабочего при отсчете по лимбу рукоятки подъе-
ма стола;
3) образованные пазы оказались несиммет-
ричными относительно диаметральной плоско-
сти. Причина — неправильная установка фрезы
относительно заготовки;
4) большая шероховатость обработанной
поверхности. Причина та же, что и при фрезеро-
вании многогранников.
Фрезерование пазов на торцовых поверхно-
стях. У валика требуется профрезеровать два
паза на горизонтально-фрезерном станке в трех-
кулачковом патроне делительного приспособ-
ления или делительной головки, расположив
шпиндель головки вертикально (рис. 137).
Для получения точного расположения пазов
относительно центра валика надо выбрать фре-
зу шириной меньше ширины паза. После уста-
новки и закрепления заготовки в трехкулачковом
патроне производят установку фрезы по центру
заготовки угольником, как показано на рис. 138.
Последовательность фрезерования точных
по размеру пазов видна на рис. 139. Сначала
фрезеруют на полную глубину резания t = 15 мм
первый паз шириной В—8 мм (рис. 139, а),
затем поворачивают шпиндель делительном
головки (или делительного приспособления)
на 180‘ и вновь фрезеруют паз по всей длине.
В этом случае фреза будет срезать только одну
сторону паза (рис. 139, б). После этого измеряют
ширину обработанного паза и перемещают
стол с обрабатываемой заготовкой в поперечном
направлении на величину, равную половине
разности между 10 мм и фактическим размером
паза, и фрезеруют сначала одну сторону паза,
а затем, повернув шпиндель делительной голов-
ки на 180 , другую (рис. 139, в), до по лучения
размера 1О+0-'2 мм.
Повернув шпиндель делительной головки
(или делительного приспособления) на 90° (чет-
верть оборота), производят фрезерование вто-
рого паза (см. рис. 137). При этом достаточно
повторить только два последних рабочих хода
96
chipmaker.ru
по рис. 139, в: профрезеровать паз, повернуть
шпиндель делительной головки на 180° и еще
раз профрезеровать тот же паз.
Деление заготовки по окружности на неравные
части. При фрезеровании стружечных канавок
цилиндрических и концевых фрез, а также раз-
верток с неравномерным шагом приходится
делить окружность на неравные части. Для
этой цели подбирают подходящее число от-
верстий по окружности делительного диска и
заранее составляют расчетную таблицу. Так,
например, требуется профрезеровать канавки
концевой фрезы с неравномерным шагом и
соответствующими центральными углами в 85,
90 и 95е. Как указывалось выше, для поворота
»аготовки на один оборот, т. е. на 360 , рукоятку
делительной головки с характеристикой 40 не-
обходимо повернуть на 40 оборотов. Следо-
вательно, для поворота заготовки на 1 ° рукоятку
заготовки надо повернуть на 40/360=1/9 = 3/27
оборота. Теперь легко составить таблицу чисел
оборотов рукоятки для поворота заготовки
при фрезеровании стружечных канавок конце-
вой фрезы соответственно на 85, 90 и 95°: nt =
=85-3/27=9 + 12/27; п2 =90-3/27 = 10; л3=у5х
х 3/27 = 10+15/27. Первую стружечную канавку
фрезеруют произвольно, для фрезерования вто-
рой канавкн с центральным углом 85' рукоятку
делительной головки поворачивают на 9 полных
оборотов и дополнительно на 12 промежутков
(шагов) по окружности делительного диска с
27 отверстиями. Для фрезерования третьей
канавки под углом 90° рукоятку поворачивают
на 10 полных оборотов и т. д.
Фрезерование прямозубых цилиндрических и
конических зубчатых колес. Фрезерование зубьев
прямозубых цилиндрических и конических колес
на универсально-фрезерных и специальных стан-
ках осуществляется дисковыми модульными
фрезами и пальцевыми модульными фрезами
(см. § 55).
На рис. 140, а представлена схема фрезеро-
вания зубчатого колеса с горизонтальным рас-
положением шпинделя делительной головки.
Оправку устанавливают в центрах делительной
головки. На конец шпинделя делительной голов-
ки надевают поводковый патрон, который хо-
мутиком, закрепленным на оправке, передает
вращательное движение со шпинделя головки
на оправку с насаженной на ней заготовкой.
Если же конструкция детали не позволяет
устанавливать ее на оправке, применяют трех-
кулачковый патрон. Фрезу устанавливают в
диаметральной плоскости относительно заго-
товки известным уже способом.
Рис. 140. Установка цилиндрического зубчатого
колеса при фрезеровании зубьев
На рис. 140, б показана схема фрезерования
зубчатого колеса с вертикальным расположе-
нием шпинделя делительной головки. Заготовка
закрепляется в трехкулачковом патроне. В этом
случае необходимо выверить положение заго-
товки, например, с помощью индикатора и
обеспечить биение по наружному диаметру
не более допустимого. Порядок зубофрезеро-
вания следующий:
1) установить упоры автоматического вы-
ключателя продольной подачи;
2) выключить кнопкой «Пуск» станок;
3) установить дисковую модульную фрезу
по центру заготовки в диаметральной пло-
скости на высоту зуба, как и при обработке
канавок на цилиндрических поверхностях.'Уста-
новку фрезы на высоту зуба можно произвести
4—«1
97
chipmaker.ru
также пробными рабочими ходами с проверкой
правильности профиля зубомером или норма-
. лемером;
4) подве< ти заготовку к фрезе, включить
систему охлаждения, включить механическую
продольную подачу и профрезеровать первую
впадину между зубьями. Проверить шаблоном
профиль впадины зуба. При несоответствии
профиля впадины и шаблона произвести необхо-
димую корректировку по высоте стола;
5) отвести стол в исходное положение, осво-
бодить шпиндель делительной головки и про-
извести деление. Застопорить шпиндель дели-
тельной головки и профрезеровать вторую
впадину. Проверить штангензубомером толщи-
ну зуба по постоянной хорде;
6) произвести фрезерование остальных
зубьев зубчатого колеса;
7) выключить станок, снять оправку с обра-
ботанным зубчатым колесом и сдать на конт-
роль.
Фрезерование зубьев кониче-
ских колес. Получение теоретически пра-
вильного профиля зубьев конических колес
на универсально-фрезерных станках невозмож-
но. Поэтому на фрезерных станках производят
предварительную обработку зубьев, оставляя
припуск на чистовую обработку. При фрезе-
ровании зубьев ось шпинделя делительной го-
Рис. 141. Установка конического зубчатого ко-
леса при фрезеровании зубьев
98
ловки должна быть установлена таким образом,
чтобы дно впадины было параллельно столу
при горизонтальной подаче (рис. 141). Угол
установки шпиндельной головки <р определя-
ется по формуле <р=а— у, где а — половина
угла при вершине начального конуса, град.;
у — угол, образованный дном впадины колеса
с образующей начального конуса, град.
Для каждого из зубчатых колес, оси которых
образуют угол 90°, угол определяется по фор-
муле y=(7-sina-53,7°)/3z.
Дефекты при фрезеровании
зубьев зубчатых колес:
1) неправильное число зубьев нарезанного
зубчатого колеса. Причина — ошибка при де-
лении;
2) неравномерный шаг зубьев (зубья имеют
разную толщину). Причины1, небрежность ра-
бочего при отсчете отверстий делительного
круга, неправильно выбран Делительный круг,
рабочий не пользовался раздвижным сектором
либо врашал рукоятку в разных направлениях,
3) неправильная высота и толщина зубьев.
Причина — ошибка в отсчете глубины фрезеро-
вания;
4) профиль зубьев несимметричен относи-
тельно диаметральной плоскости. Причина —
неправильная установка фрезы в диаметральной
плоскости;
5) неправильные размеры зуба по одному
или нескольким из следующих параметров:
высота зуба, толщина зуба, шаг зубьев. Причи-
на — неправильно выбрана дисковая модульная
фреза либо по модулю, либо по модулю в ком-
плекте;
6) большая шероховатость обработанной
поверхности профиля зубьев. Причина та же,
что и при обработке канавок на цилиндрических
плоскостях.
Фрезерование торцовых зубьев муфт сцепле-
ния и торцовых зубьев режущего инструмента.
Фрезерование осуществляют с помощью уни-
версальных или специальных делительных го-
ловок. Заготовки закрепляют в трехкулачковом
патроне головок или в цанговой оправке, уста-
навливаемой в шпинделе головки, и последо-
вательно фрезеруют впадины между зубьями.
Фрезерование муфт с прямыми
зубьями. Фрезерование зубьев этих муфт
производят дисковыми или концевыми фреза-
ми. При этом ось шпинделя головки распо-
лагают вертикально. На рис. 142 показаны
схемы фрезерования зубчатых муфт с нечетным
(а) и четным (6) числами зубьев. Ширина диско-
вой или диаметр концевой фрезы должны рав-
chipmaker.ru
Рис. 142. Схемы фрезерования зубчатых муф1
няться наименьшей ширине впадины. На схеме
стрелками показано направление подачи, а
штрихованными полосами — след фрезы в
процессе обработки. При фрезеровании муфты
с нечетным числом зубьев можно за один пере-
ход произвести обработку двух противополож-
ных пазов. Обрабатываемые поверхности лежат
в плоскостям 1—1, 2—2, 3—3 и т. д. Число
переходов и соответственно поворотов муфты
равно числу зубьев; например, трехзубую муфту
(рис 142, а) фрезеруют за три перехода. Однако
это справедливо лишь для случаев, когда диа-
метр отверстия d и наружный диаметр муфты
D связаны соотношением </^0,57 Р. В против-
ном случае останутся необработанными участ-
ки а, Ь, с (рис. 143) и для обработки потребуется
дополнительный переход. Это относится к обра-
ботке муфт как с нечетным, так и с четным
числом зубьев (кулачков).
При фрезеровании муфты с четным числом
зубьев по рис. 142, б сквозной проход фрезы
невозможен и поэтому за каждый переход
обрабатывается только одна сторона зуба. Сле-
довательно, число переходов и соответственно
число поворотов (делений) муфты вдвое больше
числа зубьев (см. рис. 142, б). Дисковой фрезой
можно производить фрезерование зубьев муфт
большого диаметра, при меньших размерах
зубья фрезы врезаются в зубья муфты.
Обработка муфт с четным числом зубьев
производится с двух установок фрезы: при
переходах /, 3, 5 и 7 фреза работает одной
с । ороной, а при переходах 2, 4, 6 и 8 — другой
е-м рис. 142) Установку фрезы производят
Рис. 143. К определению соотношения меж-
ду диаметром отверстия и наружным диа-
метром муфты
с помощью центра таким образом, чтобы
торец дисковой фрезы (рис. 144, а) или образую-
щая цилиндрической поверхности концевой фре-
зы (рис. 144, 6) лежали бы в плоскости, про-
ходящей через ось центра.
Установка фрезы 3 (см. рис. 59) осуществля-
ется по габариту 1 и щупу 2. Габарит устанав-
ливают в отверстие шпинделя делительной
головки и перед установкой обрабатываемой
заготовки удаляют.
4
99
chipmaker.ru
Рис 144. Установка фрез с помощью цент-
ров
Рис. 145. Фрезерование зубчатых муфт
Фрезерование муфт с трапеце-
идальными и треугольными
зубьями (симметричного и не-
симметричного профиля). При фре-
зеровании муфт с трапецеидальными и тре-
угольными зубьями делительная головка долж-
на быть установлена под некоторым углом р
к вертикали (рис. 145, а). Величина угла р зави-
сит от числа зубьев муфты и угла профиля
впадины 0. Для муфт с трапецеидальным
профилем (рис. 145, б) и с симметричным тре-
угольным профилем (рис. 145, в) расчет угла
установки шпинделя производится по формуле
cos р =sml8O /z ctg(0/2)/(I -sinl80 /z-tg 9077
и для несимметричного остроконечного про-
филя зуба (рис. 145, г) — заменой в последней
100
формуле ctg(0/2) на ctg0: cosP=sinl80/zx
xctg0/(l—sinl80 /ztg90'/z). С увеличением чис-
ла зубьев z выражение I—sinl80°/_tg90'"/z стре-
мится к единице. Поэтому при числе зубьев
z>20 следует пользоваться приблизительными
формулами cosP= sinl8O7z-ctg(0/2); cosp =
=sinl8O7z-ctg0.
При 0=90 последняя формула примет вид
cosp = sinl807z.
Фрезерование торцовых зубьев режущего
инструмента (дисковые, концевые и торцовые
фрезы, зенкеры) производится угловыми фре-
зами. Ось заготовки устанавливается под углом
Р к горизонтальной плоскости, который опре-
деляется по формуле cosP= tg36O /z-ctg0, где
0 — угол профиля впадины угловой фрезы,
трад.; 2 — число зубьев инструмента.
Фрезерование винтовых канавок. Такое фре-
зерование является одной из сложных операций,
выполняемых с помощью делительных головок.
При фрезеровании винтовых канавок фреза
получает быстрое вращательное движение, оп-
ределяющее скорость резания. Заготовка имеет
сложное движение — медленное вращательное
движение вокруг своей оси и согласованное
с ним поступательное движение вдоль оси.
Винтовые канавки (правые и левые) можно
фрезеровать концевой фрезой на вертикально-
фрезерном станке и дисковой фрезой на гори-
зонтально-фрезерном станке. Дисковыми фре-
зами можно фрезеровать винтовые канавки
также на специально приспособленных верти-
кально-фрезерных и бесконсольно-фрезерных
станках с применением поворотной головки.
Этот метод целесообразно применять при фре-
зеровании винтовых канавок с большим углом
подъема, а также канавок на крупногабаритных
заготовках. Настраивая универсально-фрезер-
ный станок и делительную головку для фре-
зерования винтовых канавок, следует:
1) определить величину угла и направление
поворота стола станка;
2) определить число зубьев сменных зубча-
тых колес, обеспечивающее заданное вращение
обрабатываемой заготовки.
Винтовая канавка получит правильный про-
филь лишь при условии, что плоскость вращения
дисковой фрезы совпадает с направлением ка-
навки. Для выполнения этого условия необхо-
димо, чтобы при фрезеровании винтовой канав-
ки стол станка был повернут на угол наклона
винтовой канавки, определяемый по формуле
tgco=T.D/P, где со — угол поворота стола, град.;
Р> — диаметр заготовки, мм; Р — шаг винтовой
канавки, мм.
chipmaker.ru
В таком случае ось дисковой фрезы будет
расположена перпендикулярно развертке вин-
товой линии.
Угол ю поворота сюда отсчитывают по
градусным делениям на лимбе поворотной
части стола. Более точного отсчета и не тре-
буется, так как небольшое отклонение угла
поворота стола приводит к очень незначитель-
ному изменению формы поверхности винтовой
канавки.
При фрезеровании винтовой канавки конце-
вой фрезой стол станка должен*быть установлен
в обычном положении. Прц повороте стола
необходимо учитывать направление винтовой
канавки обрабатываемой заготовки. Для фре-
зерования левой винтовой канавки стол пово-
рачивают по часовой стрелке, как показано
на рис. 146, а. Для фрезерования правой винто-
вой канавки стол поворачивают против часовой
стрелки (рис. 146, 6). Если винтовая канавка —
левая, то установку сменных зубчатых колес
производят по схеме I (рис. 147, а), если правая
по схеме II (рис. 147, б). Зубчатое колесо z,
устанавливают на постоянном пальце гитары:
ведомое колесо z2 и второе ведущее z3 — на
переставном пальце; второе ведомое зубчатое
колесо z4 — на валике привода делительного
диска. При фрезеровании левой винтовой канав-
ки между колесами z, и z2 устанавливают
промежуточное зубчатое ко ieco z=40. Осталь-
ные зубчатые колеса на схемах постоянные
с передаточным отношением i = 1
Фрезерование зубьев цилиндрической фрезы
с винтовыми канавками. Требуется настроить
делительную головку для нарезания зубьев
цилиндрической фрезы диаметром D= 100 мм.
1=12, угол наклона винтовых канавок 0 = 30 ,
винтовая канавка — левая. Передний угол у =
= 15' Фрезерование винтовых канавок тре-
угольного профиля следует производить двух-
угловыми дисковыми фрезами. В данном случае
берем двухугловую несимметричную фрезу с
углом ® = 55с, который складывается из двух
неравных углов — большего 40 и меньшего
15°. Меньший угол соответствует переднему
углу нарезаемой фрезы.
На рис. 148, а, б показано направление
вращения фрезы и обрабатываемой заготовки
при фрезеровании правой и левой винтовых
канавок фрез. На рис. 149 показана установка
заготовки для фрезерования винтовых канавок.
Обрабатываемая заготовка укрепляется на оп-
равке в центрах делительной головки.
Рис. 146. Направление поворота стола при
фрезеровании винтовых канавок
Рис. 147. Схема расположения зубчатых колес на гитаре при фрезеровании винтовых канавок
101
chipmaker.ru
Рис. 148. Направление вращения фрезы и заго-
товки при фрезеровании зубьев фрезы
Рис. 149. Установка заготовки при фрезерова-
нии винтовых канавок
Фрезерование затылка зуба производят ци-
линдрической или торцовой фрезой при помо-
щи вертикальной накладной головки, установ-
ленной на универсально-фрезерном станке. На-
ладку делительной головки и поворот стола
произво шт, как и при фрезеровании винтовой
канавки, двухугловой фрезой.
Фрезерование затылка зуба можно произ-
вести той же самой двухугловой фрезой, которой
была профрезерована винтовая канавка. Для
этот о необходимо опустить стол на такую
величину, чтобы вращающаяся двухугловая
фреза не касалась обрабатываемой фрезы, и
102
Рис. 150. Фрезерование затылка
зуба двухугловой фрезой
переместить стол в поперечном направлении
Затем повернуть обрабатываемую заготовку
на угол, равный углу между спинкой и затылком
зуба (рис. 150). Затем поднять стол на такую
высоту, чтобы получить заданную величину
спинки зуба фрезы. Ширина затылка зубьев
устанавливается методом пробных рабочих хо-
дов. Теми же приемами, что и при обработке
канавки произвести фрезерование затылка ос-
тальных зубьев.
Фрезерование зубьев косозубых цилиндри-
ческих зубчатых колес. Фрезеруют зубья косо-
зубых цилиндрических зубчатых колес так же,
как и винтовые канавки, на универсально-фре-
зерных станках дисковыми или пальцевыми
модульными фрезами.
Если известен диаметр d начальной окруж-
ности зубчатого колеса и угол наклона зубьев,
то шаг Р винтовой канавки можно определить
по формуле Р=nmr/sinp.
Обычно на чертеже косозубого зубчатого
колеса указывают: т — нормальный модуль;
z — число зубьев; р — угол наклона зубьев
колеса к оси.
Угол поворота стола равен углу наклона
зубьев колеса. Подбор и установка сменных
зубчатых колес производятся так же, как и
при фрезеровании винтовых канавок
Фрезерование червяков дисковыми модуль-
ными фрезами. Шаг винтовой канавки червяка
Р определяется по формуле Р—птк, где т —
модуль зацепления, мм; к — число заходов
червяка.
Угол подъема винтовой* канавки р червяка
chipmaker.ru
находят по формуле tgP = P/nd, где d — диаметр
начальной окружности червяка, мм.
Подставляя вместо Р его значение согласно
формуле ддя шага винтовой канавки, получим
tgP = nmk/nd—mkfd.
Угол наклона винтовой канавки д> и угол
подъема р связаны известным соотношением
(см. с. 100).
При фрезеровании однозаходных червяков,
а также резьб с малым шагом червячную пере-
дачу делительной головки отключают, а ее
шпиндель соединяют непосредственно с ходо-
вым винтом стола. В этом случае передаточное
отношение сменных зубчатых колес гитары
находят по формуле i=R„l%, где Я.в—шаг
ходового винта, мм; Рр — шаг фрезеруемой
резьбы, мм
Фрезерование кулачков с профилем по архи-
медовой спирали. Плоские (дисковые) кулачки
имеюз участки профиля, очерченные по спирали
Архимеда. На рис. 151, а показан кулачок,
рабочий профиль которого представляет собой
один полный виток спирали; размер Р назы-
вается шагом спирали. В ряде случаев
профиль кулачка состоит из нескольких спи-
ралей с разным шагом, сопряженных между
собой дугами окружностей и прямыми линиями.
Так, например, кулачок на рис. (51, б имеет
неполную спираль 1—2, охватываемую цен-
тральным углом <₽!, и спираль 3—4, охватывае-
мую углом <р2. Расстояния h, и h2 называют
подъемом спирали на участках, соответствую-
щих центральным углам и <р2. Если известен
подъем спирали h и соответствующий ему цент-
ральный угол ф, то шаг спирали Р можно опре-
делить по формуле Р = 360°/<Р-й. Обычно цент-
ральный угол, охватывающий центральный уча-
сток, задается не в градусах, а в сотых долях
полной окружности, т. е. при построении про-
филя кулачка из его центра проводят не 360
лучей (360 ), а 100 лучей. Тогда последняя
формула примет вид Р=100/и-й, где Р — шаг
спирали, отнесенный ко всей длине окружности,
мм; и — число лучей (сотых долей окружности),
занимаемых спиралью Архимеда; h — подъем
спирали на участке, содержащем п лучей или
сотых долей окружности.
В большинстве случаев фрезерование спи-
ралей производится на горизонтально-фрезер-
ных станках концевыми фрезами, закрепляе-
мыми в поворотном шпинделе накладной фре-
Рис. 151. Плоские кулачки
I
I
I
I
I
I
I
I
Рис. 152. Расположение шпинделя накладной делительной головки
103
chipmaker.ru
зерной головки. Обрабатываемый кулачок цент-
рируют и закрепляют на консольной оправке,
установленной в шпинделе делительной голов-
ки. При фрезеровании кулачков оси шпинделей
фрезерной и делительной головок всегда рас-
положены параллельно. Если шпиндель головки
установлен вертикально (рис. 152, о), то пере-
даточное отношение i сменных зубчатых колес,
соединяющих винт продольной подачи стола
станка с валиком привода головки, определяют
по той же формуле, что и при обработке винто-
вых канавок i=A/P.
При малых значениях шага Р спирали веду-
щие сменные зубчатые колеса получаются на-
столько большими, что передача вращатель-
ного движения винта шпинделю делительной
головки становится невозможной. Поэтому об-
работку кулачков с такими спиралями произ-
водят при наклонно установленных делительной
головке и шпинделе. Передаточное отношение
i сменных зубчатых колес, соединяющих винт
продольной подачи стола с валиком привода
делительной головки, при наклонном положе-
нии шпинделя (рис. 152, б) находят по формуле
i=A sinco/P, где А — характеристика станка; Р —
шаг спирали, отнесенный к полной окружности,
мм; ш — угол наклона шпинделя делительной
го ловки к направлению продольной подачи
стола.
Наладка станка для обработки плоских ку-
лачков, выполненных по спирали Архимеда,
производится следующим образом:
1) устанавливают сменные зубчатые колеса
для фрезерования винтовой канавки с произ-
вольным шагом; ,
2) шпиндель делительной головки и фрезу
располагают под углом <в, величину которого
находят по формуле sinco=P/P, где Р, —шаг
спирали данного кулачка, отнесенный к полной
окружности, мм; Р — niai винтовой канавки,
для фрезерования которой выбраны сменные
зубчатые колеса, мм.
Установив сменные зубчатые колеса для
фрезерования винтовой канавки с продольным
шагом Р, можно обрабатывать кулачок с не-
сколькими спиралями, не меняя установку зуб-
чатых колес, а только изменяя угол наклона
шпинделя делительной головки и фрезы при
переходе от одного участка кулачка к другому.
Если подлежащая обработке спираль огра-
ничивает кулачок только на некотором участке
и характеризуется подъемом h, то угол наклона
шпинделя делительной головки определяется
по следующим формулам: для спирального
участка, ограниченного центральным углом,
104
sinco=36O hfPP; для спирального участка, вы-
раженного в сотых долях полной окружности,
sinco= WOh/nP, где h — подъем спирали на уча-
стке, соответствующем центральному углу, мм;
Р -— центральный угол, соответствующий этому
участку, град.; п — число сотых долей окружно-
сти, содержащихся в данном участке; Р — шаг
винтовой канавки, для обработки которой уста-
новлены сменные зубчатые колеса, мм. Длина
режуще^ части фрезы должна быть больше
толщины кулачка.
Возможные дефекты при фре-
зеровании винтовых канавок;
1) неправильное направление винтовой ка-
навки. Причина — неправильно установлены
сменные зубчатые колеса гитары (не поставлено
промежуточное зубчатое колесо или, наоборот,
его надо снять);
2) неправильный шаг винтовой канавки.
Причина — неправильно подобраны сменные
зубчатые колеса или неверно установлены (пе-
репутаны местами) ведущие и ведомые зубча-
тые колеса;
3) количество канавок не соответствует чис-
лу, указанному на чертеже. Причина — непра-
вильно произведено г пение;
4) неравномерный шаг канавок. Причина —
небрежность в отсчетах при делении;
5) неправильный профиль или размеры ка-
навок по ширине и глубине. Причины — не-
правильно выбрана или установлена фреза по
глубине или в поперечном направлении, неточен
отсчет угла поворота стола;
6) повышенная шероховатость обработан-
ной поверхности. Причина та же, что и при обра-
ботке многогранников и канавок.
Фрезерование зубьев зубчатых реек. Рейку
можно рассматривать как участок венца зубча-
того колеса при бесконечном увеличении его
диаметра.
Отсчет перемещения стола при обработке
зубьев коротких и неточных реек можно произ-
водить по лимбу винта продольной подачи.
Для отсчета перемещений стола при фрезеро-
вании зубьев длинных и точных реек следует
пользоваться универсальной делительной го-
ловкой или специальным приспособлением.
Дисковая модул'ьная фреза устанавливается
в плоскости, параллельной оси шпинделя, обра-
батываемая заготовка устанавливается перпен-
дикулярно шпинделю горизонтально или уни-
версально-фрезерного станка (рис. 153). Пере-
мещение стола при переходе оз обработки
одной впадины к другой между прямыми зубья-
ми рейки должно быть равно шагу между
chipmaker.ru
Рис. 153. Схема фрезерования зубьев рейки дисковой модульной фрезой
зубьями, измеренному параллельно оси рейки.
Если рейка имеет косые зубья, то величину
перемещения стола определяют по шагу Р,
величину которого вычисляют по формуле Р=
=tnnfcosa, где т — модуль (нормальный), мм;
а — угол наклона зубьев рейки, град.; тг = 3,14
(при точных работах принимают л = 3,1416).
Следует отметить, что эта формула спра-
ведлива лишь для случая, когда стол станка
повернут к горизонтальной плоскости на угол
а, а ось обрабатываемой рейки параллельна
оси стола. Если стол станка не повернут, а ось
рейки расположена под углом к оси стола,
то Р=тп.
Шпиндель делительной головки соединен
с винтом продольной подачи сменными зуб-
чатыми колесами, передаточное отношение ко-
торых определяется по формуле i=NPp/P„ или
। = NnnfP„, где N — характеристика делитель-
ной головки; Рр — шаг зубьев фрезеруемой
рейки, ^им; т — модуль, мм; R — шаг винта
Рис. 154 Схема фрезерова-
ния рейки угловой фрезой
продольной подачи стола, мм; п — угол пово-
рота рукоятки делительной головки, об.
Первое (ведущее) колесо устанавливают на
валике, закрепленном в шпинделе делительной
головки, последнее (ведомое) — на винте про-
дольной подачи стола.
105
chipmaker.ru
Для фрезерования косозубых реек наладку
станка следует производить с учетом угла
наклона зуба рейки. В этом случае перемещение
заготовки относительно фрезы производят не
на величину нормального шага ft, а на осевой
шаг рейки Рс — Р /cosco = mit/cosP, где Р— угол
наклона рейки, град.
На этот угол р необходимо повернуть стол
универсально-фрезерлого станка или наклад-
ную головку.
Рейки большой длины можно фрезеровать
угловыми фрезами с углом при вершине 40°
(рис. 154). В этом случае фреза затачивается
по радиусу, соответствующему радиусу впадины
между зубьями. При этом накладная головка
поворачивается на угол 70'. Перемещение рейки
на шаг осуществляется по нониусу продольной
подачи стола. После использования всей вели-
чины продольного хода стола он возвращается
в исходное положение. Рейка также переме-
щается на определенную величину, фрезу сов-
мещают с крайней впадиной и производи
фрезерование остальных зубьев рейки.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Какие типы делительных «ловок вы знаете?
2. Что ьаи 1вается характеристикой делительной
головки?
3. Как производится непосредственное и простое
деление ы универсальной делительной головке?
4. Как произвести дифференциальное деление на
универсальной делительной головке?
5. Какие принадлежности к делительным головкам
вы знаете?
6. Как производится фрезерование многогранников?
7. Как производят фрезерование прямых канавок
на цилиндрических поверхностях?
8. Как производится наладка делительной головки
для деления окружности на неравные части?
9. Как произвести наладку станка и к зерованяе
винтовых канавок?
10. Какие дефекты возможны при нарезании зубча-
тых колес и винтовых канавок?
Глава 8
СВЕДЕНИЯ О СОПРОТИВЛЕНИИ МАТЕРИАЛОВ,
МАШИНАХ, МЕХАНИЗМАХ И ДЕТАЛЯХ МАШИН
§ 35. Основные понятия
и допущения в сопротивлении
материалов
Любые машины и сооружения, помимо
других качеств, должны обязательно обладать
прочностью, жесткостью и устойчивостью.
Прочность — способность конструкции
и ее элементов сопротивляться действию внеш-
них нагрузок, не разрушаясь. Для этого детали
машин и элементы конструкций должны быть
изготовлены из соответствующих материалов
и иметь необходимые размеры. Изложение
методов расчета элементов конструкций на
прочность составляет одну из главных задач
курса сопротивления материалов.
Помимо расчетов на прочность, во многих
случаях необходимо определять те изменения
формы и размеров (деформации), которые воз-
никают в конструкциях при действии нагрузок.
Способность твердых тел сопротивляться де-
формации называется жесткостью. Вто-
рой задачей курса сопротивления материалов
является изложение методов расчета на жест-
кость. Ее сущность состоит в том, что наиболь-
106
шие перемещения элементов конструкции не
должны превосходить допустимых значений.
В задачу курса сопротивления материалов
входит также расчет конструкций на устойчи-
вость. Под устойчивостью понимают
способность конструкции и ее элементов сохра-
нять свою первоначальную равновесную форму
под действием внешних нагрузок. Равновесие
элемента будет у с з ойчиво, если малому
изменению нагрузки соответствуют малые пе-
ремещения. Задача расчета на устойчивость за-
ключается в определении таких максимально
'допустимых нагрузок, при которых первона-
чальная равновесная форма будет устойчивой.
Любая практическая задача, связанная с
расчетом на прочность, жесткость и вибро-
устойчивость, требует предварительной схе-
матизации, а в ряде случаев и моделирования.
При выборе расчетной схемы вводятся упро-
щения в геометрию конструктивных элементов.
В большинстве случаев геометрическая форма
тела сводится к форме бруса оболочки, пласти-
ны и массива. Брус — тело, у которого длина
значительно больше поперечных размеров
(рис. 155, о). Оболочка- тело, ограничен-
chipmaker.ru
ное двумя поверхностями, расстояние между
которыми мало по сравнению с другими разме-
рами (рис. 155, б). Серединной поверхностью
оболочки называется поверхность, равноудален-
ная от обеих поверхностей, ограничивающих
данную оболочку. Расстояние между поверх-
ностями, ограничивающими оболочку по нор-
мали к серединной поверхности, называется
толщиной оболочки. Оболочка, у которой сере-
динной поверхностью является плоскость, на-
зывается пластиной (рис. 155, в). Мас-
сив — тело, у которого все три размера одного
порядка.
Схематизация касается конструкции в целом,
ее элементов и материалов. В сопротивлении
материалов все материалы принято рассматри-
вать как сплошную однородную среду. Тело
считается сплошным, если весь его объем
полностью заполнен, без пустот. Тело счита-
ется однородным, если во всех его точках
свойства материалов одинаковы. Тело считает-
ся изотропным, если во всех направлени-
ях его свойства одинаковы. Тело, не обладаю-
щее этим свойством, называется анизо-
тропным.
§ 36. Внешние
и внутренние силы
Внешняя сила является мерой механи-
ческого взаимодействия тел. Действие одного
тела на другое заменяют силой (нагрузкой).
Внешние силы (нагрузки) делятся на активные
си чы (заданные) и реактивные силы (т. е. реак-
ции в связях, возникающие при действии на
тело заданных нагрузок). По способу приложе-
ния внешние силы подразделяются на поверх-
ностные и объемные. Поверхностные
силы — силы, действующие на поверхность те-
ла (например, давление снега на кровлю), Н/м2.
Объемными силами называются силы,
действующие на каждую частицу объема (на-
пример, сила тяжести тела, сила магнитного
притяжения), Н/м3.
По характеру действия силы делятся на ста-
тические и динамические. Под статически-
м и понимают силы, которые изменяются с
небольшой скоростью и, начиная с некоторого
момента, остаются постоянными. Динами-
ческие силы — силы, которые изменяются
с большой скоростью, например ударные на-
грузки. Законы изменения нагрузок по времени
могут иметь сложный характер.
Внутренние силы. Под действием внешних
сил все тела деформируются, следовательно.
Рис. 156. К определению внутренних сил методом сечений
107
chipmaker.ru
изменяются расстояния между частицами тел.
Вследствие деформации возникают дополни-
тельные силы взаимодействия между частица-
ми, которые стремятся вернуть частицы тела
в первоначальное положение. Эти дополни-
тельные силы взаимодействия между частицами
тела называются внутренними силами упру-
гости или внутренними силами.
Таким образом, .ела находятся под действи-
ем двух систем сил: системы внешних сил
(заданных нагрузок) и системы внутренних сил
возникающих вследствие деформаций тела,
вызванных действием внешних сил.
Внутренние силы определяются методом
сечений. Сущность метода сечений заключается
в следующем: мысленно рассекают брус пло-
скостью, перпендикулярной его оси на две
части (рис. 156, а); отбрасывают одну из частей,
например правую (рис. 156, б); для сохранения
равновесия действие отброшенной части на
оставшуюся заменяют внутренними силами
(рис. 156, в), которые для оставшейся части
являются внешними силами; уравновешивают
оставшуюся часть бруса (рис. 156, г).
Внутренние силы распределяются по поверх-
ности сечения сложным образом. Воспользо-
вавшись правилами статики, приведем систему
внутренних сил к центру тяжести сечения. В ре-
зультате получим главный вектор R (равнодей-
ствующую всех внутренних сил, приложенную
в центре тяжести сечения) и главный момент
М (момент всех внутренних сил относительно
центра тяжести сечения) С этой целью в пло-
скости сечения выберем систему координат
х, у, z с началом в центре тяжести сечения. Ось г
направим по нормали к сечению, а оси х и у
расположим в его плоскости. Спроектировав
главный вектор и главный момент на осях
х, у и г, получим шесть составляющих: три
силы и три момента.
Эти составляющие называются внутрен-
ними силовыми факторами в по-
Рис. 157. Напряжения в се-
чении бруса
108
перечном сечении бруса. Составляющую внут-
ренних сил вдоль нормали к сечению N (или №)
называют продольной или нормальной
силой в сечении. Составляющие внутренних
сил по направлении координатных осей х и у
Qx и Qr называют поперечными енла-
м и. Момент Мкр (или Мг) относительно оси z
называют крутящим моментом в се-
чении. Моменты М, и М,. относительно осей
х и у называются изгибающими мо-
ментами. Они возникают при изгибе стерж-
ня. Внутренние силовые факторы выражают
через заданные нагрузки, для чего рассматри-
вают равновесие оставшейся части бруса.
§ 37. Напряжения, деформации
и перемещения
Внутренние силы могут распределяться по
сечению как равномерно, так и неравномерно,
поэтому их нельзя определить методом сечения.
Методом сечения определяют главный вектор
и главный момент, к которому они приводятся.
Для определения самих внутренних сил необ-
ходимо знать закон изменения их интенсивности
по сечению. Зная такой закон изменения, можно
определить меру интенсивности внутренних сил
(т. е. напряжения) в любой точке сечения.
Определим напряжение в каком-либо сече-
нии бруса. Пусть под действием внешних сил
и моментов в этом сечении возникает некоторая
система внутренних сил (рис. 157). В окрест-
ности некоторой точки К выделим элементар-
ную площадку б А. Обозначим внутреннюю
силу, действующую на этой площадке, через
ДВ. За среднее напряжение Вср на площадке
ДЛ принимают отношение ^Р=ДК/ДА. Если
размеры площадки будем уменьшать, стягивая
в точку, то получим истинное напряжение в
точке. Единица измерения напряжения — Пас-
каль, сокращенно Па (Н/м2), мегапаскаль обо-
значается МПа; 1 МПа=106 Па.
Если внутренние силы по сечению изменя-
ются равномерно, то истинное напряжение Р=
= R/A.
Полное напряжение Р может быть разложе-
но на три составляющие: по нормали к плоско-
сти сечения и по двум координатным осям, ле-
жащим в плоскости сечения. Проекцию полного
напряжения на нормаль обозначают буквой
о и называют нормальным напряже-
нием. Составляющие полного напряжения
в плоскости сечения называют касатель-
ными напряжениями и обозначают
chipmaker.ru
буквой т. Нормальные напряжения препятст-
вуют удалению или сближению двух частиц
тела по нормали к сечению Касательные напря-
жения препятствуют сдвигу одной материаль-
ной частицы относительно другой в плоскости
сечения. Напряженное состояние в
точке— совокупность нормальных и каса-
тельных напряжений для множества площадок,
проходящих через данную точку.
Под действием приложенных сил тело изме-
няет свою форму и размеры, т. е. дефор-
мируется. Деформации подвержены оп-
равки. крепящие режущий инструмент, зубья
фрез и зуборезного инструмента, обрабатывае-
мая заготовка и т. д. Деформации, полностью
исчезающие при снятии внешних нагрузок, на-
зываются упругими. Деформации, кото-
рые сохраняются после снятия внешней нагруз-
ки, называются остаточными или пласти-
ческими. Деформации делятся на линейные
и угловые. Вследствие деформации сечения
бруса совершают перемещения. Эти перемеще-
ния могут быть линейными и угловыми. Чаще
всего перемещения выражают через деформа-
ции.
§ 38. Виды нагружений
В зависимости -от того, какие силовые фак-
торы действуют в поперечном сечении бруса,
различают следующие виды нагружения: рас-
тяжение (сжатие), сдвиг, кручение, изгиб и
сложное сопротивление.
Растяжение (сжатие) — это такой
вид нагружения бруса, при котором в его по-
перечном сечении возникает только продольная
(нормальная) сила N (см. рис. 156. г), а осталь-
ные пять силовых факторов равны нулю. При
растяжении продольная сила направлена от
сечения, при сжатии — к сечению. В попереч-
ных сечениях при растяжении — сжатии внут-
ренние силы распределяются по сечению равно-
мерно. Поэтому нормальные напряжения о
определяются как отношение продольной силы
N к площади поперечного сечения A: a=N/A.
Под действием растягивающей силы N брус
удлиняется на некоторую величину Д/. умень-
шаясь в поперечных размерах. Отношение аб-
солютного удлинения Д/ к первоначальной дли-
не / называют относительным удлинением
(линейная деформация): е=Д///, где е — без-
размерная величина.
Закон Гука. Английским ученым Робертом
Гуком было установлено, что между силой,
действующей на брус, и деформацией суще
ствует линейная зависимость. В современной
трактовке она формулируется следующим об-
разом: напряжение прямо пропорционально
деформации, т. е. с=£е, где Е — коэффициент
пропорциональности, или модуль продольной
упругости; он имеет размерность напряжения
(Па) и характеризует жесткость материала,
т. е. его способность сопротивляться дефор-
мированию.
Из формулы <у=£с следует, что при одном
и том же напряжении линейная деформация
е будет тем меньше, чем больше Е, и наоборот,—
чем меньше Е, тем больше е. Если подставить
в нее вместо а и г. их значения по двум предыду-
щим формулам, то получим NjA-E-blll,откуда
bl=NIIEA. Последнее равенство получило на-
звание развернутой формулы Гука. Знаменатель
ЕА называется жесткостью сечения.
При сжатии поперечные размеры бруса уве-
личиваются. Если обозначить через h попереч-
ный размер бруса до приложения к нему сжи-
мающих сил Р, а через 6 + Д6 его поперечный
размер после их приложения (рис. 158), то
величина ДД будет выражать изменение попе-
речного размера. Отношение ДЛ/Л представляет
собой относительное сужение е' =
= ЬЬ)Ь. Оказывается, что в пределах примени-
мости закона Гука имеет место соотношение
е'=цт, где ц —коэффициент поперечной де-
формации, или коэффициент Пуассона. Коэф-
фициент Пуассона р наряду с модулем упруго-
сти Е характеризует упругие свойства матери-
ала. Так, например, для стали коэффициент
Пуассона равен 0,25...0,3 (для всех материалов
0< рС0,5).
Расчет на прочность. Коэффициент запаса.
Формула о =NfA позволяет определить напря-
жения в любом сечении бруса. Но при этом
нельзя утвердительно ответить на вопрос, вы-
держит ли материал такие напряжения, т. е.-
будет ли обеспечена прочность бруса. Чтобы
ответить на этот вопрос, необходимо знать
механические свойства материала. Для опре-
деления механических характеристик материала
проводят испытания при различных видах на-
гружения. Основным из них является испытание
Рис. 158. Сжатие бруса
109
chipmaker.ru
на растяжение (оно наиболее простое). Данные,
полученные при испытании на растяжение, в
большинстве случаев позволяют судить о проч-
ности и при других видах нагружения. В резуль-
тате испытаний на растяжение получают основ-
ные характеристики прочности материала:
предел пропорциональности о„,
предел текучести ат, предел проч-
ности ав.
При достижении материалом предела теку-
чести для пластичных материалов возникает
пластическая деформация, в результате которой
нормальная работа конструкции может быть
нарушена. Поэтому для пластичных ма-
териалов предельным напряжением является
предел текучести ат. Для хрупких материа-
лов предельным напряжением является предел
прочности о,,.
При расчетах на прочность исходят из того,
что максимальное рабочее напряжение по усло-
вию прочности должно быть меньше предель-
ного. Следовательно, их отношение, называемое
коэффициентом запаса и, должно
быть больше единицы: n =а„р ,/Чтих А 1 •
Требование, чтобы л>1, является недоста-
точным. Необходимо, чтобы расчетный коэф-
фициент запаса был не меньше некоторого
нормативного, который обозначается |и]. Таким
образом, условие прочности имеет вид п =
—Коэффициент запаса [и] в общем
машиностроении изменяется в пределах (и] =
= 1,5—6.
При решении задач задают либо коэффи-
циент запаса, либо допускаемое напряжение,
обозначаемое [о], которое представляет собой
отношение предельного напряжения к норма-
тивному коэффициенту запаса: [а] =алред/[и]- По-
этому условие прочности при растяжении (сжа-
тии) имеет вид a=NM<[a].
Сдвиг — такой вид нагружения бруса, при
котором в его поперечных сечениях возникает
только поперечная сила Q, или Qy, а остальные
силовые факторы равны нулю (см. рис. 156, г).
При сдвиге (см. рис. 156, г) внутренние силы
упругости действуют в плоскости сечения и их
принимают равномерно распределенными по
сечению. Тогда касательные напряжения г (Па)
определяются по формуле t = Q{A [Па], где
Q — поперечная сила, Н; А — площадь
сдвига, м2.
Условие прочности при сдвиге имеет вид
тти=2Л4^[т], где [т]— допускаемое напряже-
ние при сдвиге.
Допускаемое напряжение при сдвиге всегда
меньше допускаемых напряжений при растя-
110
жении. Между ними существуют следующие
приближенные зависимости: для пластичных
материалов т = (0,6—0,8) [а]; для хрупких т =
=(0,8—1,0)[а].
Кручение такой вид нагружения бру-
са, при котором в поперечном сечении возника-
ет крутящий момент а остальные пять си-
ловых факторов равны нулю (см. рис. 156. г).
При кручении вну гренние силы упругости дей-
ствуют в плоскости сечения и изменяются по
линейному закону. Они возрастают для бруса
круглого сечения от нуля в центре сечения (на
оси) до наибольшего значения на периферии.
Касательные напряжения г для периферийных
точек вала круглого сечения Определяются по
формуле т=Мр/И^, где Wp— полярный мо-
мент сопротивления. Например, для бруса спло-
шного круглого сечения И^=лг/3/16 «0,2d3
Вращающийся брус, передающий мощность
или испытывающий кручение, называется в а-
л о м.
Расчет ведется по наибольшим напря-
жениям по формуле т = М*р/ Wp^ [т], где [т] -
допускаемое напряжение при кручении.
Имеются следующие приближенные соот-
ношения между допускаемыми напряжениями
при растяжении [о] и кручении [т]: для стали
[г] = (0,5—0,6)[а]; для чугуна [т]=(1,0—1,2)|а].
Для нормальной работы кроме обеспечения
прочности необходимо, чтобы брус был жест-
ким. Особенно это важно для валов, так как
из-за недостаточной жесткости вала при работе
могут дополнительно возникать ударные на-
грузки на зубья зубчатых колес или опоры
из-за колебания вала. Для этого ограничивают
наибольшую величину угла закручивания <р
(рад) вала на длине /—1м. Угол закручивания
единицы длины бруса называется относитель-
ным углом закручивания и выражается в ра-
дианах (рад). Он определяется по формуле
0 = <р//=Л/ /Glp, где Мкр—крутящий момент
на длине бруса Н м; G модуль упругости
сдвига, Па; 1р — полярный момент инерции
сечения, М4.
Например, для сплошного круглого сечения
/д=лг/732~0,1£/4
Жесткость бруса будет обеспечена, если
наибольший относительный угол закручивания
не будет превосходить допустимых значений:
©тах< МР/G1P<$[0]. Обычно допускаемый угол
гакручи вания [0] задается в градусах на 1 метр
длины бруса. Тогда условие жесткости можно
переписать в виде 180/л-Л/кр /Glp «[0] , где
[€>]1 — допускаемый относительный угол закру-
чивания (.рг д/м).
chipmaker.ru
Допускаемый относительный угол закру
чивания колеблется в пределах [0]=О,15—
—2,0 град/м.
Изгиб. Ч истый изгиб — это такой вид
нагружения бруса, при котором в его попереч-
ном сечении возникает только и31Иоаюший
момент: Мх или Мх (см. рис. 156, г). Попе-
речный изгиб — такой вид нагружения
бруса, при котором в его поперечных сечениях
возникают изгибающий момент и поперечная
сила: Мх и б,.(или М„ и (у (см. рис. 156, г).
При чистом изгибе внутренние силы упру-
гости действуют перпендикулярно плоскости
сечения и изменяются по линейному закону,
возрастая от нуля на оси бруса до наибольшего
значения на периферии. Нормальные напряже-
ния с (Па) для периферийных точек бруса
определяются по формуле cs=Mx) И(, где Л/л —
изгибающий момент в сечении, Н-м; 1К —
осевой момент сопротивления, м3.
Например, для бруса круглого сечения Wx =
=nd3/32 0,Id3; для бруса прямоугольного се-
чения H(=fch2/6, где b — ширина бруса (размер
вдоль оси, относительно которой происходит
из1 иб). h — высота сечения (ра (мер в направле-
нии действия силы).
Величина наибольшего изгибающего момен-
та для балок, установленных на двух опорах
и нагруженных посередине сосредоточенной
нагрузкой N (рис. 159), определяется формулой
M—NI/4', для балки с закрепленным одним
концом и с нагрузкой, приложенной на другом
(рис. 160), M=NL Условие прочности имеет
вид 1^,,= Мх/ [а], где [а] — допускаемое на-
пряжение при изгибе.
При поперечном изгибе наряду с нормаль-
ными силами возникают и силы, линии дей-
ствия которых находятся в плоскости сечения,
последние обусловливают появление касатель-
ных напряжений дополнительно к нормальным
напряжениям. Однако величина касательных на-
пряжений мала по сравнению с нормальными.
Наибольшее их значение достигается там, где
нормальные напряжения равны нулю. И наобо-
рот, в точках, где нормальные напряжения
достигают наибольшей величины, касательные
напряжения равны нулю. Поэтому расчет на
прочность при поперечном изгибе производится
в большинстве случаев так же, как при чистом
изгибе, т. е. по нормальным напряжениям.
Брус, работающий на изгиб, часто называют
балкой. Изогнутая ось бруса называется^
упругой линией. При искривлении оси
бруса поперечные сечения совершают переме-
щения в пространстве. Перемещение центра
Z
Рис. 159. Балка на двух опорах
Рис. 160. Балка, закрепленная од-
ним концом
тяжести сечения по нормали к оси балки назы-
вается прогибом балки. Угол, на кото-
рый поворачивается поперечное сечение балки
относительно первоначального положения, на-
зывается углом поворота. Численные
значения прогибов и углов поворота сечения
для некоторых распространен <ых схем нагру-
жения балок приводятся в справочной литера-
туре. Максимальный прогиб балки называется
стрелой прогиба.
Для обеспечения нормальной работы кон-
струкции в ряде случаев накладывают ограни-
чения на величину прогиба Y и -угла пово-
рота О: lfnax С [У] и 0„м [0]. Величина
допускаемого пршиба в машиностроении ко-
леблется' в широких пределах: У= (1/1000—
—1/300)/, где I — пролет балки (расстояние
между опорами). Наприме э. наибольший угол
поворота опориых сечений вала на роликовых
подшипниках не должен превосходить
0,001 рад.
Если в сечении действует несколько силовых
факторов, то имеет место сложное со-
противление. Одним из примеров слож-
ного сопротивления является совместное дейст-
вие изгиба и кручения вала (валы коробок
скоростей, коробок подач), совместное дейст-
вие изгиба, растяжения и кручения (при работе
конических, шевронных передач). В первом
случае возникает изгибающий момент, попе-
речная сила и крутящий момент. Во втором
случае к ним добавляется продольная сила.
Ш
chipmaker.ru
§ 39. Прочность режущего
инструмента
Прочностью режущего и н-
струмента называется его способность не раз-
рушаться при резании Разрушению могут под-
вергаться: тело цельного инструмента (держав-
ка резца, тело дисковой или концевой фрезы,
сверла, метчика и др.), оправка насадных фрез,
корпус сборного инструмента, соединительные
части составного инструмента (составные фре-
зы), элементы механического крепления плас-
тинок к инструменту, места пайки или другого
немеханического способа крепления пластинок
(диффузионная сварка и др.), специально преду-
смотренные слабые по прочности элементы
конструкции режущего инструмента (шейка,
протяжки и др.), режущая часть инструмента
в виде зубьев цельного инструмента (фрезы,
долбяка, протяжки и др.) или пластинок инстру-
ментальной стали, твердых сплавов, мине-
ральной керамики или вставок из сверхтвер-
дых материалов.
Расчет тела инструмента на прочность (дер-
жавок резцов, сверл, концевых фрез и др.), а
также отдельных крепежных элементов кон-
струкции режущих инструментов в большинст-
ве случаев возможен с достаточной для прак-
тики степенью точности. При этих расчетах
силы, возникающие в зоне контакта рабочей
части инструмента с обрабатываемой заготов-
кой, заменяются одной равнодействующей.
У многих цельных инструментов (а также
у инструментов, оснащенных твердыми спла-
вами, режущей керамикой и сверхтвердыми
материалами) в большинстве случаев режущая
часть является менее прочной, чем их тело.
Поэтому весьма важным является вопрос о
прочности режущей части инструмента, осо-
бенно предназначенного для резания трудно-
обрабатываемых материалов.
Прочность режущей части ин-
струмента — это прочность против выкраши-
вания режущей кромки, начиная от микровы-
крашивания и кончая крупным выкрашиванием
вплоть до отламывания ее отдельных участков.
Применяются следующие методы определения
прочности режущей части инструмента: испы-
тание на прочность при моделировании нагру-
жения без осуществления процесса резания;
экспериментальное определение прочности в
процессе резания; расчетный метод.
При испытаниях по первому методу показа-
телем прочности инструмента является разру-
шающая сила или комбинированное нагруже-
ние (например, осевая сила и крутящий момент)
при статическом нагружении инструмента, а
также число циклов до разрушения при задан-
ной силе.
Одним из наиболее достоверных и распро-
страненных методов оценки прочности режу-
щей части инструмента является его испытание
в процессе резания с возрастающей подачей
вплоть до разрушающей (при которой проис-
ходит разрушение инструмента). Максимально
допустимые подачи должны быть меньше раз-
рушающих и выбираться с учетом коэффици-
ента запаса так, чтобы обеспечить максималь-
ную производительность по поверхности или
объему для заданных условий обработки.
Расчет на прочность режущей части инстру-
мента значительно сложнее, чем расчет на
прочность тела инструмента или отдельных
элементов его конструкции. Он предусматри-
вает определение напряженного состояния, воз-
никающего в режущей' части инструмента, а
также определение нормальных и касательных
напряжений под действием силы резания (для
заданных условий обработки) и сопоставление
их с допустимыми для применяемого инстру-
ментального материала.
§ 40. Жесткость
технологической системы
При обработке на металлорежущих стан-
ках обрабатываемая заготовка, инструмент, ста-
нок и приспособление представляют собой замк-
нутую упругую систему, которую называют
технологической системой.
В технологии машиностроения под жест-
костью j (Н/м) технологической системы
понимают отношение радиальной составляю-
щей силы резания Ру . направленной по норма-
ли к обрабатываемой поверхности, к смещению
данного элемента, отсчитываемому в том же
направлении: j=Py /У.
Податливость со (м/Н) технологи-
ческой системы представляет собой величину,
обратную жесткости: а>—У/Ру.
Деформация технологической системы
в процессе обработки приводит к изменению
положения режущих кромок инструмента от-
носительно обрабатываемой заготовки (отжи-
му), что является одной из главных причин
возникновения погрешностей обработки. На
рис. 161 приведена схема упругих перемеще-
ний элементов технологической системы при
фрезеровании цилиндрической фрезой на го-
ризонтально-фрезерном станке. До начала об-
112
chipmaker.ru
работки путем наладки станка устанавли-
вается заданная глубина фрезерования
I, (рис. 161, а),
В процессе фрезерования по подаче оправка
вместе с фрезой и промежуточными кольцами
под действием радиальной составляющей силы
резания Ру упруго отжимается на величину
У,, а стол вместе с заготовкой под действием
вертикальной составляющей силы Рв отжима-
ется вниз на величину У2 (рис. 161, б). Из
рис. 161,6 видно, что t3 =гф+(У1 + У2) или
(ф=Гз-(У1.+ У2).
Фактическая глубина сф резания при фрезеро-
вании по подаче уменьшается на величину
У1 + У2, т. е. на суммарную деформацию тех-
нологической системы.
При фрезеровании против подачи верти-
кальная составляющая силы резания Рв на-
правлена вверх, т. е. стремится приподнять
стол. Если Рв будет меньше силы веса стола
вместе с приспособлением и заготовкой, то
У2=0. Если Рг будет больше указанного веса,
то она поднимет стол на величину У2 (рис. 161,
в). Из рис. 161, в видно, что t3 + У2=сф + У,
или Гф = t3—(У,—У2). Из последней формулы
следует, что при фрезеровании против подачи
фактическая глубина резания уменьшается на
разность деформаций (отжимов) фрезерной оп-
равки и стола У,—У2- Деформацией заготовки
в данной схеме упругих перемещений пренебре-
гаем.
Обозначим через со, податливость фрезер-
ной оправки с промежуточными кольцами, а
через со2 — податливость стола фрезерного
станка вместе с консолью. Тогда для деформа-
ции (У, + У2) можно написать У, + У2 = (£>tPy +
±®2Д
Таким образом, зная составляющие силы
резания Ру и Рв, а также податливость фрезер-
ной оправки с промежуточными кольцами и
узла стола, можно рассчитать величину погреш-
ности, называемую упругими деформациями.
Различают жесткость статическую jCT и
динамическую /дик , т. е. жесткость в устано-
вившемся режиме работы станка под нагруз-
кой. Они связаны между собой через коэффи-
циент динамичности к, т. е. удии =jdk. При
черновой обработке к = 1,2—1,5, а при чистовой
А = 1,1—1,2.
При расчетах упругих перемещений, на-
пример У, и У2, следует умножать величины
статической податливости со, и со. на коэффи-
циент динамичности к. Упругие деформации
нежестких динамических систем могут вызвать
значительные погрешности обработки, а так-
Фреза
Заготовка
р-----7’7—^
___________
Рис. 161. Схема упругих перемещений
при фрезеровании цилиндрической
фрезой
chipmaker.ru
же привести к подхватыванию в процессе фре-
зерования или зубофрезерования.
Следует иметь в виду, что величины по-
датливости и силы резания не являются постоян-
ными. Непостоянство составляющих силы ре-
зания при фрезеровании обусловливается не-
равномерностью процесса фрезерования, не-
постоянством припуска на обработку. Коэф-
фициент динамичности А также является пе-
ременной величиной, зависящей от парамет-
ров режима резания, физико-механических
свойств материала и других факторов.
Колебание упругих деформаций (отжатий)
определяется по формуле ДУ = Упал—Чп<п =
~ ^rnax ®min /гл in ’ ГДе С0тах M(Omjn- -НЭИ-
больщая и наименьшая податливости системы;
/max и /min — наибольшее и наименьшее зна-
чения расчетных составляющих силы реза-
ния.
При обработке партии заготовок
на налаженных на размер станках, помимо ука-
занных выше факторов, на колебание упругих
деформаций оказывают влияние и такие фак
торы, как колебания припуска на обработку,
неодинаковая твердость от НВ max до HBmin.
прогрессирующее затупление режущего инст-
струмента, а следовательно, изменение со-
ставляющих силы резания и др.
Податливость элементов технологической
системы определяется экспериментально. По-
датливость заготовок простых форм, приме-
няемых, в частности, при токарной обработке,
податливость фрезерных и расточных оправок,
а также некоторых режущих инструментов мож-
но определить расчетным путем. Так, на
пример, податливость фрезерной оправки (без
промежуточных колец) при установке фрезы
по центру оправки можно рассчитать по фор-
муле сопротивления материалов: со, =
= Р/Д8ЕЕ, где /— длина опрайки между опо-
рами; Е — модуль упругости первого рода
(£=2’106 МПа); £ — момент инерции оправ-
ки, который определяется по формуле 1Х =
= nd*/64~ 0,05d4, где d — диаметр оправки, мм.
Из двух последних формул следует: со, =
=/3/48£0,05сЛ* 0,417 7’/£d‘' Податливость оп-
равки со, с промежуточными кольцами в пер-
вом приближении можно определить, приняв
в последней формуле вместо диаметра оправки
d диаметр установочного кольца d,, т. е. со, =
= 0,41773/£d4 Из двух последних формул мож-
но определить отношение со,/со(,.т. е. устано-
вить, во сколько раз уменьшилась податли-
вость оправки с промежуточными кольцами
по отношению к гой же оправке 'ез промежу-
114
точных колец: со,/со,' = с/?/</4 Так, например,
для d = 32 мм и d, = 48 мм это отношение теоре-
тически составит со,/со,'=5, т. е. податливость
уменьшилась в 5 раз.
В действительности оправка с промежуточ-
ными кольцами диаметром d, в отношении по-
датливости ведет себя не как сплошная оправ-
ка диаметром d,. Податливость оправки с про-
межуточными кольцами можно определить экс-
периментально и получить значение постоян-
ного коэффициента с, т. е. <о,/со,'=c-d4/d4
Жесткость и податливость технологической
системы тесно связаны с виброустойчивостью.
Как правило, чем выше жесткость системы, тем
выше ее виброустойчивость.
§ 41. Температурные
деформации технологической
системы
В процессе механической обработки проис-
ходит нагрев технологической системы в ре-
зультате выделения тепла, образующегося в
процессе резания, работы по Преодолению силы
трения в подшипниках, зубчатых передачах и
др. Тепловые деформации технологической сис-
темы оказывают большое влияние на точность
механической обработки. Известно, что меха-
ническая работа резания почти целиком пре-
вращается в теплоту, которая распределяется
между стружкой, инструментом, обрабатывае-
мой деталью и окружающей средой.
Температурные деформации элементов тех-
нологической системы, например удлинение зу-
ба фрезы, деформация заготовки или станины
в направлении линейного размера, определяют-
ся по формуле Д/ = а/Дг, где а — коэффициент
линейного расширения; / — длина, мм; Дг —
разность температур.
Температурные деформации деталей. Обра-
батываемая заготовка в процессе резания на-
гревается неравномерно. Температура заготов-
ки понижается по мере удаления рассматривае-
мой точки от поверхности резания. Из парамет-
ров режима резания наибольшее влияние на
температуру детали оказывает глубина реза-
ния. При фрезеровании с большой глубиной
резания одной стороны дет гли только эта сто-
рона нагревае гея и, следовательно, деталь де-
формируется. Чем массивнее деталь, тем при
прочих равных условиях меньше ее темпера-
турные деформации. Если производить чисто-
вую обработку сразу после черновой, то раз-
меры детали после охлаждения получаются
меньше требуемых, что может привести к браку.
chipmaker.ru
Температурив: г деформации инструмента.
Температура зубьев фрезы или зуборезного
инструмента по длине зуба распределяется не-
равномерно. Максимальную температуру име-
ют точки, находящиеся на передней поверх-
ности в зоне контакта с отходящей стружкой,
вблизи режущих кромок. Температура зубьев
фрезы и зуборезного инструмента зависит от
физико-механических свойств обрабатываемо-
го материала, материала режущей части
инструмента и параметров режима резания.
Нагревание и охлаждение зубьев фрез и зубо-
резного инструмента происходит медленно. Из-
нос инструмента приводит к значительному
увеличению температурных деформаций как
инструмента, так и обрабатываемых деталей.
Работа с применением СОЖ уменьшает темпе-
ратурные деформации технологической сис-
темы.
Температурные деформации стайка. При ра-
боте металлорежущих станков выделяется теп-
лота трения, которая нагревает части станка,
прилегающие к местам выделения теплоты.
При изучении вопросов точности обработки
следует учитывать деформации, которые на-
правлены по нормали к обрабатываемой по-
верхности. Рассмотрим температурные дефор-
мации вертикально-фрезерных станков. Раз-
мер детали, обработанной торцовой фрезой
(головкой), зависит от расстояния между фре-
зой и поверхностью стола Поэтому темпера-
турные деформации следует отсчитывать в вер-
тикальном направлении.
Температурная деформация вертикально-
фрезерного станка состоит из деформации ста-
нины и деформации шпиндельной бабки. Стол
станка и консоль при работе станка почти не
нагреваются. Деформации станины и деформа-
ции шпиндельной бабки направлены в проти-
воположные стороны: нагревание станины при-
водит к увеличению размера детали, а нагре-
вание шпиндельной бабки — к его умень-
шению.
Внутренние напряжения Внутренни-
ми напряжениями называются такие
напряжения в материале заготовки или готовой
детали, которые существуют при отсутствии
каких-либо внешних нагрузок. Внутренние на-
пряжения взаимно уравновешиваются и внеш-
не ничем не проявляются. Внутренние напря-
жения возникают при горячей обработке ме-
таллов(отливка, ковка, прокатка, закалка) вслед-
ствие неравномерного охлаждения заготовок,
а также структурных превращений в металле
Внутренние (так называемые остаточные)
напряжения возникают также при обработке
металлов резанием. Внутренние напряжения
оказывают наибольшее влияние на точность
при обработке нежестких, тонкостенных заго-
товок. Снятие или уменьшение внутренних на-
пряжений достигается рядом специальных мер
(искусственное старение, термическая обработ-
ка и др).
Явление значительного повышения напря-
жений в местах резкого изменения геометри-
ческой формы (резкие переходы в сечениях)
называются концентрацией напря-
жений.
§ 42. Кинематическая схема.
Условные обозначения
кинематических схем
Кинематическая схема станка представляет
собой в развернутом и упрощенном виде отно-
сительное расположение всех основных его эле-
ментов — от электродвигателей до рабочих
органов. Кинематическая схема состоит из от-
дельных кинематических цепей, представляю-
щих собой группу механизмов осуществляю-
щих определенный вид движения. Кинематичес-
кая схема позволяет установить взаимосвязь
между кинематическими цепями станка, вы-
вести формулы настройки отдельных кинема-
тических цепей. Кинематические схемы изобра-
жают при помощи условных графических обо-
значений, стандартизованных ГОСТ 2.770—
68.
В табл. 7 приведены основные условные
1рафические обозначения, применяемые в ки-
нематических схемах металлорежущих стан-
ков.
§ 43. Передачи
В металлорежущих станках, в том числе
фрезерных и зубообрабатывающих, для перс
дачи вращательного движения или для преобра-
зования его в возвратно-поступательное приме-
няют следующие механические пере-
дачи: фрикционные, реечные, зубчатые, чер-
вячные цепные и винт — гайка. Передачи, по-
нижающие скорость, называют редуктора лг,
а повышающие — мультипликаторами. Ме-
ханические передачи могут иметь постоянное
или переменное передаточное отношение i от
ведущего звена к ведомому. Последние носят
название вариаторов (т. е. i = varia).
Фрикционными называют передачи,
в тогорых ведомый элемент приводится в дви-
115
chipmaker.ru
7. Условные графические обозначения в схемах (ТОСТ 2.770—68)
Наименование
Элемент кинематики
Наименование
Элемент кинематики
Вал, валик, ось, стержень
и т. п.
Неподвижное закрепление
оси стержня
Опора для стержня:
а) неподвижная;
б) подвижная
Муфта сцепления кулачко-
вая
77777777,
Подшипники скольжения:
а) радиальный;
б) радиально-упорный од-
носторонний;
в) радиально-упорный дву-
сторонний
Подшипники качения:
а) радиальный шариковый;
б) радиальный роликовый;
в) радиально-упорные од-
носторонний и двусторонний;
г) радиально-упорный ро-
ликовый;
д) упорный шариковый;
е) упорный роликовый
Соединение детали с ва-
лом:
а) свободное при враще-
нии;
б) подвижное без враще-
ния;
в) глухое
Соединение двух валов:
а) глухое;
б) эластичное;
в) шарнирное;
г) телескопическое;
д) плавающей муфтой;
е) зубчатой муфтой
Муфты сцепления фрикци-
онные:
а) общего назначения (без
уточнения типа);
б) односторонние общего
назначения;
в) односторонние электро-
магнитные;
г) односторонние гидравли-
ческие;
д) дисковые односторон-
ние;
е) двусторонние общего на-
значения
Ползун в неподвижных на-
правляющих
б) с переменным радиусом
Кривошипно-кулисные ме-
ханизмы:
а) с поступательно движу-
щейся кулисой;
б) с вращающейся кули-
сой;
в) с качающейся кулисой
Соединение кривошипа с
шатуном:
а) с постоянным радиусом;
116
chipmaker.ru
Продолжение
Наименование
Элемент кинематики
Наименование
Элемент кинематики
Храповой зубчатый меха-
низм с наружным зацеплени-
ем односторонний
Передачи цепью
Маховик на валу
Шкив ступенчатый, закреп-
ленный на валу
Передачи зубчатые
цилиндрические:
а) внешнего зацепления;
Передачи плоским ремнем:
а) открытые;
б) внутреннего зацепления
б) перекрестные;
в) полуперекрестные
Передачи клиновым рем-
нем
Передачи круглым ремнем
и шнуром
Передачи зубчатым рем-
нем
Передачи зубчатые с пере-
секающимися валами (кони-
ческие)
Передачи зубчатые со скре-
щивающимися валами:
а) гипоидные;
б) червячные;
в) винтовые
Передачи зубчатые рееч-
ные
Винт, передающий движе-
ние
117
chipmaker.ru
Продолжение
Наименование
Гайка на винте, передаю-
щем движение:
а) неразъемная;
б) неразъемная с шарика-
ми
Пружины:
а) цилиндрические сжатия;
б) цилиндрические растя-
жения
Конец вала под съемную
рукоятку
Маховичок
Передвижные упоры
Рукоятка
Рис. 163. Ременные передачи
жение силами трения. Достоинством фрикцион-
ной передачи является ее бесшумность и прос-
тота изготовления. Недостатком является зна-
чительно меньшая способность передавать
большие на1рузки по сравнению с зубчатой
передачей таких же габаритов. На рис. 162
приведено несколько типов фрикционных пере-
дач: нерегулируемая с цилиндрическими ро-
ликами (а), нерегулируемая с коническими ро-
ликами (б), регулируемая с цилиндрическими
и коническими роликами (в), регулируемая с ко-
ническими роликами (г), регулируемая с кри-
волинейными образующими рабочих тел (б),
регулируемая торцовая (лобовая, е).
Ременной называют передачу, состоя-
щую из шкивов и охватывающего их ремня.
Усилие трения в этой передаче создают
предварительно, натягивая ремень изменением
м’ежосевого расстояния или натяжным роли-
ком, взаимодействующим с холостой ветвью
передачи.
118
Элемент кинематики
Рис. 162. Схемы фрикционных передач
На рис 163 приведены ременные передачи
с различным профилем сечения ремня: плоско-
ременная (а), клиноременная (б), поликлиноре-
менная (в), круглоремс иная (г), зубчаторемен-
ная (б). Достоинством ременных передач явля-
ется плавность и бесшумность работы, воз-
можность передачи энергии на значительные
расстояния, пониженное требование к точности
взаимного расположения осей валов, предохра-
нение от резких перегр) зок благодаря возмож-
ности проскальзывания ремня. К недостаткам
ременных передач относятся недолговечность
ремня, непостоянство передаточного отноше-
ния из-за проскальзывания ремня, сравнитель-
но большие потери на трение.
Разновидностью ременной передачи явля-
ется зубчатоременная которая работает без
проскальзывания ремня.
Зубчатыми называют передачи, со-
стоящие из зубчатых колес, цилиндрических
или конических (см рис 101, 103, 104).
К преимуществам зубчатых передач отно-
сятся компактность, способность сохранять не-
изменным передаточное Отношение, возмож-
ность передачи большой мощности, высокий
коэффициент полезного действия.
chipmaker.ru
В червячную передачу входят червяк
и червячное колесо (см. рис. 105).
Преимуществами червячной передачи явля-
ются возможность получения очень большого
передаточного числа и (до 1000 и более) в одной
сцепляющейся паре, а также высокая плавность
работы. Червячные передачи находят широкое
применение в приводах делительных устройств
зубообрабатывающих и других металлорежу-
щих станков, в механизмах телескопов и дру-
гих устройствах.
Рис. 164. Цепная передача
Рис. 165. Передача винт — гайка
Цепные передачи используют в механиз-
мах, где расстояние между осями сравнительно
большое. На ведущем и ведомом валах цепной
передачи устанавливают звездочки (рис. 164).
Передаточным элементом в цепной передаче
является роликовая или зубчатая цепь.
Передача винт — гайка предназна-
чена для преобразования вращательного дви-
жения в поступательное. Различают винтовые
передачи скольжения (рис. 165, а) и качения
(рис. 165,6). Передачи винт — гайка скольже-
ния просты по конструкции, технологичны, об-
ладают высокой степенью редукции, компакт-
ны. В этих передачах обычно применяют резь-
бу трапецеидального профиля или упорную.
В передачах винт — гайка качения Винтовая
дорожка на винте и гайке имеет полукруглый
профиль. В качестве тел качения используются
стальные шарики.
§ 44. Опоры осей и волов
В качестве опор осей и валов применяют
устройства — подшипники, которые делятся на
подшипники скольжения и качения.
Рис. 166. Подшипники скольжения
119
chipmaker.ru
Рис. 167. Подшипники качения
Подшипники скольжения ис-
пользуют в механизмах, где требуется сниже-
ние виброактивности и шума. Они незаменимы
в опорах коленчатых валов, а также при работе
в жидкостях и агрессивных средах. Подшипники
скольжения должны обладать хорошими анти-
фрикционными свойствами, поэтому они вы-
полняются из бронзы, баббитов или неметал-
лических материалов типа фторопласта, кап
рона и др.
На рис. 166 приведены различные конструк-
ции подшипников скольжения: неразъемный
(а), с самоустанавливающимися сегментами (б),
с разъемными вкла дыша ми (в), подпятник (г).
Подшипники качения обычно
состоят из двух колец, между которыми распо-
ложены тела качения, разделенные сепарато-
рами.
На рис. 167 изображены различные кон-
струкции подшипников качения: радиальные
однорядные шариковые (о), радиальные сфери-
ческие шариковые (б), радиальные однорядные
роликовые (в), радиальные сферические роли-
ковые (г), радиальные двухрядные роликовые
(d), радиальные упорные шариковые (е), роли-
ковые конические» (ж), упорно-радиальные (з).
упорные шариковые («), упорные роликовые
(к), игольчатые (л).
Рис. 168. Цилиндрический дифференциал
120
chipmaker.ru
По направлению воспринимаемой нагруз-
ки подшипники качения разделяются на ради-
альные, радиально-упорные, упорно-радиаль-
ные и упорные. По точности вращения внутрен-
него кольца относительно наружного выпускае-
мые в СССР подшипники делятся на классы,
обозначаемые цифрами 0,6, 5, 4 и 2. Класс 2 —
высший, нулевой — низший.
В зависимости от формы тела качения под-
шипники делятся на шариковые, роликовые и
игольчатые. По числу рядов тел качения — на
однорядные, двухрядные и т. д. В зависимости
от габаритных размеров при одном и том же
диаметре отверстия подшипники качения де-
ется на серии: 1 — сверхлегкая, 2 — особо
легкая, 3 — легкая, 4 — легкая широкая, 5 —
средняя, 6 — средняя широкая, 7 — тяжелая.
§ 45. Муфты в механизмах
фрезерных и зубообрабатывающих
станков
Применяемые в металлорежущих станках
муфты выполняю! следующие функции: обес-
печение неподвижности соединения двух валов,
возможность работы валов со смещением, улуч-
шение динамических характеристик приводов,
передача момента в одном направлении, воз-
можность соединения и разъединения валов
на ходу и ряд других функций. В табл. 8 при-
s. Типы приводных муфт
Наименование
Назначение
Конструкция муфты
Наименование
Назначение
Конструкция муфты
Втулочная
Фланцевая
Зубчатая
компенси-
рующая
Цепная
Шарнирная
Упругая
втулочно-
пальцевая
Жесткое
соединение
двух валов
Возмож-
ность
работы
валов со
смещением
Улучше-
ние дина-
мических
характе-
ристик
приводов
Упругая
звездообраз-
ная
Упругая
изгибная
Кулачко-
вая
Зубчатая
сцепная
Фрикцион-
ная сцепная
Обгонная
Соеди-
нение и
разъеди-
нив
валов на
ходу
Переда-
ча момен-
та в одном
направле-
нии
121
chipmaker.ru
Рис. 169. Конический дифференциал
Рис. 170. Схема работы цилиндрического диф-
ференциала
I—III иа один оборот в направлении А. При
э?ом зубчатые колеса 1 и 3 также сделают
один оборот в направлении +А. Теперь оста-
новим и закрепим корпус (Н), а зубчатому ко-
лесу 1 сообщим один оборот в направлении —А,
обратном направлению первоначального вра-
щения, т. е. возвратим его в первоначальное
положение, которое оно занимало перед пово-
ротом корпуса. При этом колесо 3 через колеса
2 и 4 повернется на один оборот, но в направ-
лении +А, а всего оно сделает два оборота,
считая от первоначального положения. Это
означает, что если в дифференциале централь-
ные зубчатые колеса имеют одинаковые числа
зубьев и вращаются в разных направлениях,
то передаточное отношение от корпуса (его
иначе называют водилом) к любому из цен-
тральных колес равно 2.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ведены конструкции приводных муфт различ-
ного назначения.
Из механизмов, используемых в зуборез-
ных станках и имеющих самостоятельное зна-
чение, рассмотрим дифференциал, назначение
которого суммировать два вращательных дви-
жения — складывать или вычитать. Существует
несколько конструкций дифференциалов, ос-
новные — цилиндрические (рис. 168) и кони-
ческий (рис. 169).
Для определения передаточного отношения
дифференциала мысленно повернем весь диф-
ференциал (рис. 170) вокруг центральной оси
122
1. Каковы основные задачи курса сопротивления
материалов?
2. Что называется растяжением (сжатием)?
3. Какие бывают виды напряжений?
4. В чем состоит сущность закона Гука?
5. Что понимают под жесткостью технологической
системы?
6. На что влияют температурные деформации тех-
нологической системы?
7. Какие вам известны основные виды механических
передач?
8. На какие типы делятся подшипники качения?
9. Какие типы муфт используются в мета щорежу-
щих станках?
chipmaker.ru
Глава 9
ОСНОВЫ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
Процесс резания при фрезеровании сложнее,
чем при точении. При точении резец непрерыв-
но находится в контакте с заготовкой и срезает
стружку постоянного сечения. При всех видах
фрезерования с заготовки срезается прерывис-
тая стружка переменной толщины. Кроме
тою, при фрезеровании каждый зуб фрезы вхо-
дит в контакт с обрабатываемой заготовкой и
выходит из контакта при каждом обороте фре-
зы. Вход зуба в контакт с обрабатываемой за-
готовкой почти всегда сопровождается ударом.
Таким образом, условия работы фрезы зна-
чительно тяжелее условий работы резца при
точении. Поэтому важно знать основные зако-
номерности процессов фрезерования, чтобы в
каждом конкретном случае производить обра-
ботку при наивыгоднейших условиях с наиболь-
шей производительностью.
§ 46. Явления, сопровождающие
процесс резания
Как указывалось выше, процесс резания
металлов при фрезеровании не имеет прин-
ципиальных отличий от процесса резания при
точении. Остановимся на некоторых явлениях,
сопровождающих процесс резания.
Срезанный слой металла в виде стружки,
как известно, может иметь различный вид
в зависимости от условий обработки. По клас-
сификации профессора И. А. Тиме стружка мо-
жет быть следующих типов: сливная, скалыва-
ния и надлома.
Нарост при резании металлов. При резании
вязких металлов в некоторых случаях на перед-
ней поверхности инструмента образуется так
называемый нарост. Это прикрепившийся (при-
варившийся) к передней поверхности резца силь-
но деформированный кусочек обрабатываемо-
го материала в виде клина большой твердости
(рис. 171). Этот кусочек металла непрерывно
сходит со стружкой и образуется вновь. Он.
по существу, является режущей частью инстру-
мента и предохраняет режущую кромку от из-
носа. Однако если на передней поверхности
инструмента образовался нарост, то ухудшается
качество обработанной поверхности. Поэтому
при чистовой обработке металлов, а также
при нарезании резьбы нарост является вредным
явлением. Для его ликвидации следует тща-
тельно доводить переднюю поверхность инстру-
мента или изменять скорость резания (чаще
в сторону ее увеличения до 30 м/мин и выше),
а также применять соответствующие условиям
обработки смазочно-охлаждающие жидкости.
Усадка стружки. При резании металлов
стружка деформируется и оказывается короче
того участка, с которого она срезана (рис. 172).
Это явление укорачивания стружки по длине
называется продольной усадкой
стружки.
Объем металла при деформировании прак-
тически не меняется. Следовательно, укорачи-
вание стружки по длине до окно сопровождать-
ся увеличением площади поперечного сечения
Рис. 171. Нарост при резании ме-
таллов
Рис. 172. Усадка стружки
123
chipmaker.ru
стружки. Увеличение площади поперечного се-
чения называется поперечной усадкой
стружки.
Деформирование стружки приводит к ее
завиванию. Канавки режущих инструментов
(сверл, протяжек, фрез и др.) должны обеспе-
чивать возможность свободного размещения
завивающейся стружки.
Тепловые явления при резании металлов.
В процессе резания металлов обрабатываемая
деталь, режущий инструмент и стружка нагре-
ваются. При увеличении скорости резания, осо-
бенно во время снятия тонких стружек, темпе-
ратура в зоне резания достигает 600°С. При
дальнейшем повышении скорости резания в ря-
де случаев можно наблюдать сходящую струж-
ку, нагретую до ярко-красного каления (900°С).
На обработанной поверхности стальной детали
при этом могут быть заметны оттенки всех цве-
тов побежалости, свидетельствующие о высо-
кой температуре тончайшего поверхностного
слоя детали в момент соприкосновения ее с
задней поверхностью инструмента.
Повышение температуры в зоне резания
происходит в результате превращения затра-
чиваемой на процесс резания механической
энергии в тепловую. Еще Я. Г. Усачев устано-
вил, что в стружку уходит от 60 до 86% общего
количества теплоты, образующейся при реза-
нии, в режущий инструмент — от 10 до 40%
общего количества теплоты, а в обрабатывае-
мую заготовку — от 3 до 10% Необходимо
отметить, что как в стружке, так и в инструмен-
те теплота распределяется неравномерно. В ре-
жущем инструменте при непрерывной его ра-
боте устанавливается постоянный тепловой ре-
жим за несколько минут работы. Практически
выравнивание температуры и обрабатываемой
детали заканчивается после ее обработки. Об-
разующееся в зоне резания тепло оказывает
большое влияние на весь процесс резания и
связанные с ним явления (наростообразование,
износ инструмента и др.). Поэтому в теории
резания металлов тепловым явлениям при ре-
зании уделяется большое внимание.
Шероховатость обработанной поверхности.
Проблема улучшения качества выпускаемой
продукции наряду с непрерывным повышением
производительности труда является важней-
шей в машиностроении. При оценке качества
готовой детали учитывают следующие основ-
ные показатели: точность размера, точность
геометрической формы и шероховатость по-
верхности.
Шероховатость обработанной поверхности
зависит от следующих факторов: правильного
выбора геометрических параметров (углов за-
точки) инструмента и прежде всего переднего
угла, углов в плане, правильного выбора пода-
чи, скорости резания, а также применения соот-
ветствующих смазочно-охлаждающих жидкос-
тей.
Для получения поверхности с шерохова-
тостью в пределах 0,6—1,0 мкм необходимо
также, чтобы передняя и задние поверхности
инструмента были тщательно доведены (об-
работка алмазными кругами или кругами из
зеленого карбида кремния).
Вибрации при резании металлов. В процессе
резания металлов при определенных условиях
возникают вибрации (колебания). Появление
вибраций во многих случаях является основной
причиной, ограничивающей возможность псь
вышения режимов резания и производитель-
ности труда. Вибрации при резании металлов
вредно отражаются на стойкости инструмента.
Даже слабые вибрации препятствуют дости-
жению высокого параметра шероховатости об-
работанных поверхностей. При прочих равных
условиях возможность возникновения вибра-
ций при обработке чугуна значительно меньше,
чем при обработке стали.
Вибрации можно устранить или уменьшить,
применяя инструмент с малыми задними и
большими передними углами, а также выбирая
соответствующие скорости резания и условия
охлаждения, при которых снижается интенсив-
ность колебаний. Для устранения или уменьше-
ния вибраций применяют специальные уст-
ройства — виброгасители.
§ 47. Геометрические параметры
режущей части фрезы
Углы заточки фрез определяют по аналогии
с углами резца (см. рис 6). Эти углы измеряют-
ся в различных плоскостях сечения зуба
(рис. 173).
Главный передний угол у —
угол между касательной к передней поверх-
ности и осевой плоскостью, измеряемый в плос-
кости, перпендикулярной главной режущей
кромке и проходящей через данную ее точку.
У цилиндрических фрез из быстрорежущих
сталей (рис. 173, а) главный передний угол вы
бирают в пределах 5—25°, у торцовых твердо-
сплавных фрез (рис. 173, б) — в пределах —10—
+ 10°.
Иногда передние углы задают в плоскости.
124
chipmaker.ru
Рис. 173. Геометрические параметры режущей части
фрезы
нормальной к оси фрезы. В этом случае он на-
зывается поперечным передним углом у'.
Главный задний угол а —
угол между касательной к задней поверхности
в рассматриваемой точке главной режущей
кромки и касательной к окружности вращения
данной точки, измеряемый в плоскости, нор-
мальной к оси фрезы и проходящей через дан-
ную точку главной режущей кромки. Иногда
задний угол задают в нормальном сечении
к главной режущей кромке — задний угол нор-
мальный а„. Углы связаны между собой соот-
ношениями: для цилиндрических фрез tga =
= tga„ cos со; для торцовых фрез tga = tga„/sin ср.
Рис. 174. Элементы срезаемого слоя при то-
чении
Главный задний угол а у фрез выбирают
в пределах 6— 15°.
Угол наклона главной ре-
жущей кромки X— угол между главной
режущей кромкой и проекцией ее на осевую
плоскость, проходящую через вершину угла
между главной и вспомогательной режущими
кромками, измеряемый в продольной плоскос-
ти, проходящей через данную точку режущей
кромки. У цилиндрических, концевых и диско-
вых фрез угол X равен углу наклона винтового
>уба, т. е. Х = со. Угол X влияет на прочность
и стойкость зуба фрезы. Его выбирают в пре-
делах 0—5°.
Главный угол в плане у г л о-
войкромки <р—угол между проекцией глав-
ной режущей кромки на осевую плоскость, про-
ходящую через рассматриваемую точку кром-
ки, и торцовой плоскостью. Главный угол
в плане обычно выбирают в пределах 45—60°.
Малые значения угла <р (10—30°) требуют от
станка повышенной жесткости и виброустой-
чивости.
Вспомогательный угол в пла-
не <р, — угол между проекцией вспомогатель-
ной режушей кромки на осевую плоскость,
проходящую через рассматриваемую точку
кромки, и торцовой плоскостью. Он служит для
уменьшения трения вспомогательной режущей
кромки об обработанную поверхность и выби-
рается для торцовых фрез в пределах 1—10°
125
chipmaker.ru
Главный угол в плане пере-
ходной кромки <р0 — угол между про-
екцией переходной кромки на осевую плос-
кость, проходящую через рассматриваемую точ-
ку кромки, и торцовой плоскостью. Его выби-
рают в пределах 15—30°.
Значения геометрических параметров для
различных фрез и условия обработки приведе-
ние. 175. Элементы срезаемого слоя при фрезерова-
нии цилиндрической прямозубой фрезой
Рис. 176. Схема образования эвольвентного про-
филя
126
ны в справочниках по режимам фрезерования,
в справочниках технолога или фрезеровщика.
§ 48. Элементы срезаемого слоя
Точение. Рассмотрим сначала толщину и ши-
рину среза при точении, а затем толщину и
ширину среза при фрезеровании. Толщина сре-
за а и ширина среза b при точении (рис. 174)
представляют собой не толщину и ширину уже
срезанной стружки, а номинальные размеры
до ее образования. Срезанная стружка после
ее отделения (деформирования) будет по тол-
щине больше толщины среза (поперечная усад-
ка).
Толщина среза а — расстояние
между двумя последовательными положения-
ми главной режущей кромки резца (за один
оборот заготовки). Ширина среза b —
длина контакта режущих кромок инструмента
с обрабатываемой заготовкой.
Из прямоугольного треугольника ВЕС сле-
дует, что a = 3sin<p, а из треугольника DKC
Z> = r/sin<p. Площадь поперечного сечения среза
АВСГ> будет F = ab = ts.
Цилиндрическое фрезерование. Рассмотрим
сначала случай фрезерования прямозубой ци-
линдрической фрезой.
Толщина среза при фрезеровании —
расстояние между двумя последовательными
положениями линии контакта соответствую-
щих точек режущих кромок соседних зубьев
фрезы с обрабатываемой заготовкой
(рис. 175). Из рис. 175 видно, что толщина
среза меняется от нуля до максимального зна-
чения атах. Центральный угол <р, соответствую-
щий длине дуги контакта с обрабатываемой
заготовкой, называется углом контакта.
Средняя толщина среза
а = sz • sin <Р/2 = sz .J t/D ; (2)
максимальная толщина среза
amax=W 1— (\-1tlD)1
Ш’и рина среза b при фрезеровании —
суммарная длина контакта режущих кромок
фрезы с обрабатываемой заготовкой. Она рзв-
на произведению длины контакта одного зуба
фрезы с обрабатываемой заготовкой В на число
зубьев фрезы 1, находящихся в контакте с об-
рабатываемой заготовкой, т. е. 1 = В2.
Очевидно, что z =г-ф/2я, где <р — угол
контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой,
рад. Ширина среза b при цилиндрическом фре-
зеровании
chipmaker.ru
b = Bz' = Л/п 7//P . (3)
При торцовом фрезеровании средняя тол-
щина среза
О = ^(г/Р)1-**; (4)
ширина среза
b = Bz' = Bzfitftf D)kv . (5)
Элементы срезаемого слоя (а, В, z') при
фрезеровании определяются так же, как и при
точении При торцовом фрезеровании парамет-
ром, аналогичным глубине фрезерования г (при
цилиндрическом фрезеровании), является ши-
рина фрезерования В, которая наряду с другими
параметрами оказывает влияние На толщину
среза.
Зубофрезероваиие. Толщина срезая —
это расстояние по нормали между двумя
последовательными положениями линии кон-
такта соответственных точек режущих кромок
сосщних зубьев фрезы с обрабатываемой за-
готовкой.
При зубофрезеровании в работе принимают
участие режущие кромки, расположенные по
вершинам зубьев, и боковые режущие кромки.
Причем боковые режущие кромки снимают
стружку меньшей толщины, чем режущие кром-
ки, расположенные по вершине зуба. На рис.
176 показана схема образования эвольвентного
профиля при зубофрезеровании червячной фре-
зой. Толщина а. среза, снимаемого вершиной
зуба, и толщина а2 среза, снимаемого боковыми
режущими кромками, определяется как рас-
стояние по Нормали между двумя последова-
те тьными положениями соседних режущих кро-
мок фрезы при осевой подаче на один зуб фре-
зы
Из схемы, показанной на рис. 177, видно,
что при постоянной подаче на зуб толщина
среза at, снимаемого вершиной зуба, и средняя
толщина среза а2, снимаемого боковыми ре-
жущими кромками, связаны соотношением
а2 = a ^ina = а! sin20° = 0,34а,.
При резании инструментами с разными зна-
чениями толщины среза на отдельных участках
режущих кромок под средней толщи-
ной среза а будем понимать отношение
суммы произведений соответствующих толщин
среза на длину режущей кромки с данной тол-
щиной среза к суммарной длине всех режущих
кромок, участвующих в работе. Из рис. 178
следует, что средняя толщина среза при зубо-
фре 1еровании равна а = (atc + 2a2d)!(c 4-2d), где
с — длина вершины зуба, снимающего срез
средней толщины at, мм; d— длина одной бо-
ковой режущей кромки, снимающей срез сред-
ней толщины д2.
Для исходного контура рейки имеем: с =
= 0,19 пг,
d= 2,33 т: а2= 0,34а,. Можно заключить, что
средняя толщина а среза связана с толщиной
среза а,, срезаемого вершиной зуба червячной
фрезы, соотношением а = Cat, где С— постоян-
ный коэффициент (С«0,42).
Определим теперь подачу на один зуб фре-
зы при зубофрезеровании. Известно, что за
один оборот заготовки фреза переместится
на величину .$• (мм/об). Червячная фреза враща-
ется в гж/А раз быстрее заготовки, где —
число зубьев нарезаемого колеса, к — число
заходов фрезы. Следовательно, фреза перемес-
тится на величину подачи 5 за один оборот за-
готовки или за :г/к оборотов фрезы. Поэтому
за один свой оборот фреза переместится на ве-
личину в гж /к раз меньшую, т. е. подача фрезы
за один ее оборот составит s0 = s'k/zt.
Но 50 = .угГф. Приравнивая правые части по-
следних выражений, получим sk/:t = sz от-
куда =5А/Г,2ф.
Рис. 177. Толщина среза,
снимаемого вершиной-зуба
и боковыми режущими
кромками
Рис. 178. К определению
сечения среза при зубофре-
зеровании
127
Для толщины среза, снимаемого вершиной
зуба червячной фрезы, справедлива формула (2)
средней толщины среза для цилиндрических
и дисковых фрез. Если вместо t подставить
глубину резания, т. е. h = 2,2m, то
а, = szyJ t/В = sz yj hjD = Cs.yJ m/D .
Так как a = Cat, то, подставляя в эту формулу
вместо а, полученное значение, получим а =
= Csy/ml D. Подставляя в последнюю форму-
лу вместо sz его значение, полученное выше
получим
fl = (C-s /с-ш°-5)/(гк-£ф-Р0-5) (6)
Ширинасреза b—это суммарная длина
контакта всех режущих кромок фрезы с обра-
батываемой заготовкой. Она равна цроизведе-
нию средней длины контакта Bt одного зуба
фрезы с обрабатываемой заготовкой на число
зубьев z* фрезы, находящихся в контакте с
обрабатываемой заготовкой, т. е. Ь = ВХ:' или
b = C(m'\z^fD^ (7)
Зубодолбление. Толщина среза опре-
деляется по аналогии с другими видами обра-
ботки резанием и в частности с зубофрезеро-
ванием. На рис. 179 приведены схемы формо-
образования впадины между зубьями колеса
для двух случаев зубодолбления с одной и
той же величиной подачи и с разными модулями:
т (рис. 179, а) и 2т (рис. 179, б). Цифрами пока-
зан ряд последовательных положения режущих
кромок в процессе формообразования впадины.
Из рисунка видно, что толщина среза является
переменной и меняется при каждом последую-
щем движении долбяка (среза 1, 2, 3 и т. д.).
Она является переменной и в пределах одного
среза: режущие кромки, расположенные по
вершинам зубьев долбяка, снимают срез боль-
шей толщины, чем боковые режущие кромки.
Боковые режущие кромки снимают срез разного
сечения: входная кромка снимает большую
по толщине стружку, чем выходная режущая
кромка зуба долбяка (рис. 179).
Определим частоту п двойных ходов долбя-
ка, за которое образуется z, зубьев колеса (без
учета величины врезания). Так как подача на од-
но движение долбяка составляет s мм/дв.ход
по дуге делительной окружности долбяка
(и колеса), то для образования зубьев колеса
потребуется mnzjs движений, где лип_-я — длина
делительной окружности колеса. Следователь-
но, один зуб колеса обрабатывается за п =mn:J
szx=mn/s движений (срезов) долбяка.
Таким образом, при постоянной подаче
s мм/дв.ход количество движений, потребное
для образования одного зуба колеса, пропор-
ционально модулю: с увеличением модуля зуб-
Рис. 179. Схема формообразования впадины при зубодолблении
128
chipmaker.ru
•итого колеса соответственно возрастает число
движении долбяка. Поэтому средняя толщина
среза при зубодолблении практически не зависит
от модуля нарезаемого колеса (рис. 179). Она
зависит только от круговой подачи, т. е.
a = Cs (8)
Ширина среза —. это суммарная длина
контакта режущих кромок долбяка с обраба-
тываемой заготовкой. На рис. ISO АВ=bl'CD =
= h OB = dt = m(zt 4-2); OA = d2=m(z2 + 2). Хор-
да AB=bt, характеризующая центральный угол,
а следовательно, и число одновременно режу-
щих зубьев долбяка.
Расчеты показывают, что формула средней
ширины среза b для всех случаев зубодолблении
. b = Cmz1-0-5^ (9)
где z — меньшее из чисел зубьев нарезаемого
колеса или инструмента, Av — показатель сте-
пени, зависящий от угла V-
§ 49. Поперечное сечение
и объем срезаемого слоя
Площадь поперечного сечения
среза при фрезеровании, как и при точении,
равна произведению средней толщины среза
на ширину, т. е. F=ab = aBz‘, или после под-
становок вместо а и b их значений по формулам
И(3)и(4), (5)
F=Bt sz z/nD.
ha формула справедлива для всех видов фре-
зерования.
Объем срезаемого слоя за одну
минуту работы при точении может быть вы-
числен по формуле Q = F v, где F—площадь
поперечного сечения среза, мм2.
’ Скорость . резания выражается в метрах в
минуту, поэтому объем срезаемого слоя выра-
|ится в мм3/мин: Q = IOOO'Ft или 2= 1000 х
1X1!, а при фрезеровании в соответствии с фор-
мулами (1) — (5) Q=}OOOBtsz/itDv. Q = Btsx
zn, Q=-BtsM.
Площадь поперечного сечения среза F (мм2)
при зубофрезеровании определяется с точно-
стью до постоянной путем подстановки в фор-
мулу F=ab вместо а и b их значений по фор-
мулам (6) и (7): F = (Cskmu-5fzKzilD') ) х
(Ст''5^,Ск0’7Л015) = Сх/с»//Р;^ ; аналогично
три зубодолблении, принимая во внимание
Формулы (8) и (9), получим F =Csmz'~0,5\
где . — меньшее из чисел зубьев инструмента
ити колеса.
5-91
Объем срезаемого слоя за минуту
работы червячной фрезы (мм/мин) для F и
формулы (1) пропорционален () = 1000 Fr>=
= CsAm2nz°’5.
Объем срезаемого слоя при зубодолблении
в соответствии с формулами для F и для v
(с. 13) пропорционален
Q = 1000 • F • v = Cms Lnz'kv
§ 50. Равномерность
фрезерования
В процессе фрезерования прямозубой фре-
зой зуб фрезы входит в контакт с обрабатывае-
мой заготовкой и выходит из него сразу по
всей ширине фрезерования. При некоторых
условиях может оказаться, что в работе будет
находиться только один зуб прямозубой фрезы,
т. е. впереди идущий зуб уже вышел из контакта
с обрабатываемой заготовкой, а следующий
за ним зуб не вошел в контакт. В этом случае
площадь поперечного сечения среза будет изме-
няться от нулевого значения до максимального
с последующим падением до нуля или, наобо-
рот, от максимального значения до нуля. Так
же неравномерно будет изменяться сила реза-
ния, а следовательно, будет неравномерная,
периодически меняющаяся нагрузка на станок,
инструмент и обрабатываемую заготовку. Ука-
занное явление носит название неравно-
мерности фрезерования. Чем боль-
ше число одновременно работающих зубьев
прямозубой фрезы, тем больше равномерность
Рис. 180. К определению ширины сре-
за при зубодолблении
129
chipmaker.ru
фрезерования Большую равномерность фрезе-
рования можно обеспечить при работе фрезами
с винтовыми канавками. Однако и при фрезе-
ровании цилиндрическими фрезами с винтовы-
ми канавками можно достичь разной степени
равномерности фрезерования. Существуют ус-
ловия, при которых можно обеспечить постоян-
ство сечения среза, а следовательно, и постоян-
ную силу резания.
Площадь поперсного сечения будет по-
стоянной только тогда, когда ширина фрезе-
рования В, угол наклона винтовой канавки
фрезы w и окружной шаг фрезы т связаны соот
ношением ZJ=rctga>. Так как т=тг/)/г, то окон-
чательное условие равномерности фрезерования
запишется так: fi=7tP/zctgw. Это условие мож-
но сформулировать так: для обеспечения равно-
мерности фрезерования ширина фрезерования
должна равняться осевому шагу фрезы.
При торцовом фрезеровании всегда имеет
место неравномерность фрезерования. Так, при
фрезеровании однозубой торцовой фрезой ок-
ружная сила резания будет изменяться в соот-
ветствии с законом изменения толщины среза
для данного отношения ширины фрезерования
1 к диаметру фрезы D. При г/ D = 1 сила резания
будет увеличиваться от нуля до максимального
значения и падать снова до нуля При г//)<1
сила резания будет изменяться от какого-то
значения до максимального с последующим
падением до начального значения (при симмет-
ричном фрезеровании). При фрезеровании мно-
гозубой фрезой будет большая равномерность
фрезерования, так как в этом случае в работе
участвуют несколько зубьев фрезы, и, следо-
вательно, будет меньше периодически повто-
ряющихся при каждом обороте фрезы колеба-
ний окружной силы резания.
Чем больше число одновременно работаю-
щих зубьев торцовой фрезы и чем больше отно-
шение ширины фрезерования к диаметру фрезы,
тем больше равномерность торцового фрезе-
рования.
§ 51. Составляющие силы
резания и мощность
при фрезеровании
и зубообработке
Для отделения стружки необходимо прило-
жить силу. Отделяющаяся стружка при точении
будет воздействовать на резец равнодействую-
щей сил Эй R (рис. 181). Эту силу можно разло-
жить на три составляющие: окружную В,
радиальную Д и осевую Рх.
130
Рис. 181. Составляющие силы резания при
точении
Окружная (тангенциальная) составляющая
силы резания Я (ее иногда называют касатель-
ной составляющей) направлена вертикально
вниз. Эта составляющая является наиболее
важной. Она влияет на мощность, необходимую
для осуществления процесса резания. Величина
силы Р. зависит от ряда факторов: ширины
и толщины среза (глубины резания и подачи),
свойств обрабатываемого материала, износа
инструмента и др.
Радиальная составляющая Ру направлена
горизонтально, перпендикулярно оси вращения
обрабатываемой заготовки. Она отжимает ре-
зец от обрабатываемой заготовки. Эта сила
оказывает большое влияние на точность обра-
ботки и на вибрации, возникающие в процессе
резания.
Осевая составляющая Рх действует парал-
лельно оси вращения обрабатываемой заготов-
ки в направлении, противоположном направле-
нию подачи, и определяет силу, необходимую
для осуществления подачи суппорта с закреп-
ленным в нем резцом.
Для прямозубой цилиндрической фрезы рав-
нодействующую силу резания R всех одновре-
менно режущих зубьев фрезы можно разложить
на следующие составляющие: окружную (тан-
генциальную) составляющую Рг, направленную
по касательной к траектории движения точки
на лезвии фрезы (перпендикулярно радиусу),
и радиальную составляющую В , направленную
по радиусу (рис. 182).
Равнодействующую силу R можно разло-
жить по правилу параллелограмма на две
chipmaker.ru
Рис. 182. Разложение равнодействующей силы резания на составляющие при цилиндри-
ческом фрезеровании
взаимно перпендикулярные составляющие: го-
ризонтальную Р, и вертикальную Рв.
Окружная составляющая силы резания Р,,
как и при точении, оказывает влияние на эф-
фективную мощность резания. С учетом этой
силы производят расчет звеньев механизма
главного движения на прочность. При цилин-
дрическом фрезеровании радиальная состав-
чяющая силы резания отжимает фрезу от обра-
батываемой заготовки, изгибает оправку и ока-
(ываез давление иа подшипники шпинделя стан-
ка, Горизонтальная составляющая силы резания
Р, воздейсз вует на механизм подачи стола
фрезерного станка. С учетом максимальное
величины этой силы рассчитывают звенья ме-
ханизм а подачи и элементы крепления заготов-
ки в приспособлении. Вертикальная составляю
щая силы резания Рв при фрезеровании против
подачи направлена от стола и стремится при-
поднять стол фрезерного станка над его направ-
ляющими (рис. 182, а), а при фрезеровании по
подаче она направлена к столу и стремится
прижать стол к направляющим (рис. 182, б).
При фрезеровании цилиндрической фрезой с
винтовыми зубьями действует еще осевая со-
чавляющая силы резания Рх. Она стремится
двинуть фрезу вдоль оправки Резание право-
режущими фрезами предпочтительнее, так как
в этом случае осевая составляющая силы реза-
ния направлена в Сторону заднего конца фре-
зерного шпинделя, т. е. в сторону жесткой
впоры.
Составляющие силы резания измеряют спе-
циальн ими приборами — динамометрами. Су-
5*
ществуют приборы для измерения только ка-
кой-либо одной составляющей (например, ок-
ружной) или двух-трех составляющих силы
резания одновременно.
Прибор должен быть обязательно прота-
рирован, т. е. снимаются показания прибора
при воздействии известной приложенной силы.
По этим данным строится тарировочный гра-
фик.
Допустим, что в результате опытов получена
зависимость Pz от подачи на зуб, приведенная
ниже.
V., мм/зуб 0,05 0,08 0,12 0,2 0,4
Р: . Н 1800 2600 3450 5100 8600
График в обычных координатах по приве-
денным данным имеет вид кривой, показанной
на рис. 183, а. В теории резания все зависимости,
как правило, носят характер степенных зависи-
мостей и поэтому обработку результатов опы-
тов обычно проводят в логарифмической сетке.
По тем же данным построен график в ло-
гарифмической сетке (рис. 183, б). Уравнение
построенной прямой имеет вид P=C,Sc-, где
С!—постоянный коэффициент; х—пока-
затель степени при л2.
Показатель степени определяется непосред-
ственно из графика, так как x = tg«, где а —
угол наклона прямой к оси абсцисс (.sz). Он
может быть найден из любого прямоугольного
треугольника АВС, гипотенузой которого явля-
ется участок, ограниченный катетами а и Ь.
Катеты а и b определяются непосредственным
измерением масштабной линейкой. Для про-
131
chipmaker.ru
стоты расчетов обычно принимают катет Ь =
= 100 мм (в случае необходимости прямую
можно продолжить.) Так, в нашем случае а=
= 75 мм, /?= 100 мм, следовательно, x=tgu =
=а/Ь = 75/100=0,75 (треугольник АВС) или л =
=tga = 37,5/50=0,75 (треугольник А' В'С').
Аналогично поступают при определении
степени влияния других параметров процесса
фрезерования или зубообработки, т. е. полу-
чают частные зависимости типа Рг =С2гу; Р: =
= С^В4 и т. д.
Тангенциальная (окружная) со-
ставляющая силы резания выражается следую-
щей формулой:
Рг = С^Ьа0 75', (10)
где Ср — постоянный коэффициент, зависящий
от физико-механических свойств обрабатывае-
мого материала.
Из формулы (10) следует, что ширина среза
влияет на Р2 в большей степени, чем толщина
среза. Если в формулу (10) подставить вместо
а и b их выражения для точения по формулам
e=sin<pn /? = r/sincp, то полупим Рг = С^ДвШф)0,25-
/.?"-ъ = Сг.?°’75, где С = Cp/(sin<p)°’1:’. Таким обра-
зом легко перейти от выражения тангенциаль-
ной составляющей силы резания Р2 через фи-
зические параметры процесса резания (ширину
и толщину среза) к выражению через гехноло-
Подача на зуб, мм/зуб
Рис. 183. График зависимости Рг от подачи
132
chipmaker.ru
гические параметры процесса (глубину резания
и подачу)
Формула окружной составляющей силы ре-
гания Р: при фрезеровании может быть выраже-
на также через ширину и толщину среза, а
именно Pz =СГ[В:') а"'1
Если в эту формулу подставить вместо
а и В.’ их выражения по формулам (2) и (3)
для цилиндрического фрезерования и по фор-
мулам (4) и (5) для торцового фрезерования,
то получим формулу Рг =CpB:Sz'7:‘(tfD)4, где
о — показатель степени при t/P. При фрезе-
ровании цилиндрическими и дисковыми фреза-
ми (/=0,875.
После того как определили показатели сте-
пеней при соответствующих параметрах либо
экспериментально, либо теоретически, опре-
деляется значение постоянного коэффициента
в последней формуле. Для этого необходимо
знать фактическое значение величины Р, при
заданных параметрах. Например, эксперимен-
тально установлено, что Pz =1800 Н при фре-
зеровании стали 45 (ав =650 МПа) торцовой
фрезой с пластинками твердого сплава диамет-
ром D = 200 мм, : = 8 со следующими режимами
резания: В = 3 мм, г= 120 мм, sz=0,l мм/зуб.
Тоща можно написать 1800 = CpBzx
».** (</Р)"!<7 = СрЗ-8 0,Г,'7Ч 120/200)" 87, т. е
1800= Ср2.722, откуда Ср= 1800/2,722 = 661. По-
пому экспериментальная формула для Pz будет
иметь вид Pz =661 fi_.vz0 ,'(r/P)’’87.
Формулу для силы Pz можно найти в спра-
вочниках по режимам фрезерования и в спра-
вочниках технолога.
Формула для тангенциальной составляющей
.илы резания при зубофрезеровании также легко
получается, если вместо а и h подставить их
гначения в формулу (10) из формул (6) и (7).
После соответствующих преобразований по-
учим окончательно = Cp[n7L87(Ai)°-75 /
Аналогично получается и формула танген-
циальной составляющей силы резания из урав-
нений (10), (8) и (9) для зубодолбления: Р2 =
= Crfns°-',5:'~0-5l‘vt где z—меньшее из чисел зубьев
I нарезаемого колеса и инструмента.
Полученные формулы для Pz отражают
..епень влияния технологических параметров
процесса зубофрезерования и зубодолбления
на тангенциальную составляющую силы ре-
зания. Так, при зубофрезеровании модуль на-
резаемого колеса оказывает наибольшее влия-
ние на Pz, ас увеличением диаметра фрезы
D уменьшается. Модуль оказывает наибольшее
влияние и при зубодолблении, но в меньшей
степени, чем при зубофрезеровании.
Действующая (эффективная)
мощность — работа, необходимая для осу-
ществления процесса резания (без учета к. п. д.
станка). Она равна произведению окружной
(тангенциальной) составляющей силы резания
2J(H) на скорость резания г (м/мин).
Мощность выражают в киловаттах (кВт),
ранее она выражалась в лошадиных силах
(л. с.): 1 л. с. = 15 кгсм/с = 60х75 кгс м/мин;
1 л. с.= 0,736 кВт.
Если 7^ выражать в кгс, а скорость резания -
в м/мин, то Ne =/)i/6120 кВт.
По величине Pz подсчитывают необходимый
для осуществления процесса резания крутящий
момент М (в Н м), M=PZ D/2, где D — диаметр
фрезы.
Крутящий момент на шпинделе Л/Кр и эф-
фективная мощность связаны между собой
“соотношением Л/кр=974 Ne/n, где п — частота
вращения шпинделя (об/мин).
Давление (Па) представляет собой от-
ношение силы резания Pz к площади попереч-
ного сечения среза P=PZIF. Если известно
значение давления, то можно приближенно
определить окружную силу резания Pz по фор-
муле Pz =p-F.
Величина давления зависит главным обра-
зом от физико-механических свойств обраба-
тываемого материала, толщины среза и гео-
метрических параметров инструмента.
§ 52. Материалы, применяемые
для изготовления фрез
и зуборезного инструмента
Материалы, применяемые для изготовления
фрез, должны обладать следующими свойства-
ми: высокой твердостью, превышающей твер-
дость обрабатываемого материала, высокой
износостойкостью и теплостойкостью, высокой
механической прочностью. Для изготовления
режущих инструментов, и в частности фрез,
применяют углеродистые легированные инст-
рументальные стали, быстрорежущие инстру-
ментальные стали, твердые сплавы, минерало-
керамику, сверхтвердые материалы, синтети-
ческие и естественные алмазы.
Для изготовления режущего инструмента
применяют инструментальныеугле-
род истые стали следующих марок:
У7...У13 (буква У указывает на то, что сталь
углеродистая, а цифры показывают среднее
содержание углерода в десятых долях процента).
133
chipmaker.ru
Инструментальные стали повышенного каче-
ства, имеющие минимальное количество вред-
ных примесей, отмечают буквой А: У10А, У8А
и т. д. Углеродистая инструментальная сталь
обладает низкими режущими свойствами Ре-
жущие инструменты, изготовленные из такой
стали, позволяют вести обработку при темпе-
ратуре в зоне резания до 200—250°С и при
скоростях резания в пределах 10—15 м/мин
Легированная инструменталь-
ная сталь по химическому составу отли-
чается от углеродистой инструментальной ста-
ли лишь наличием одного или нескольких леги-
рующих элементов: хрома, вольфрама, молиб-
дена, ванадия Чаще всего для изготовления
прорезных, фасонных и концевых фрез малых
диаметров применяют следующие марки стали:
ХГ, ХВ5, 9ХС и ХВГ. Легированная инстру-
ментальная сталь обладает более высокими
технологическими свойствами, чем углероди-
стая инструментальная сталь (температура в
зоне резания 300—350“С, скорость резания
20—25 м/мин).
Быстрорежущая инструмен-
тальная сталь в отличие от углеродистой
и легированной инструментальной стали обла-
дает большим сопротивлением износу и боль-
шей теплостойкостью Она обладает красно-
стойкостью, т. е. не теряет своих свойств при
температуре 550—600'С.
В СССР установлены единые условные обо-
значения (из букв и цифр) химического состава
стали. Первые две цифры показывают среднее
содержание углерода, буквами обозначают ле-
гирующие элементы (В — вольфрам, Ф — ва-
надий, К — кобальт, М — молибден и т. д.),
а цифрами справа от буквы — их среднее со-
хержание (в%). Буквой Р обозначают быстро-
режущую сталь.
В настоящее время для изготовления всех
видов режущего инструмента при обработке
обычных конструкционных материалов рас-
пространение получили следующие марки ста-
ли Р6М5, Р6МЗ и Р12. В последнее время
УкрНИИспецсталь разработал новую марку
быстрорежущей стали 11АРЗМЗФ2 с понижен-
ным содержанием вольфрама (1,1% углерода,
азот, ванадий, молибден, ниобий). К этой груп-
пе относится безвольфрамовая быстрорежущая
сталь марки 11М5Ф
Для обработки высокопрочных нержавею-
щих сталей и сплавов в условиях повышенного
разогрева режущих кромок, а также для обра-
ботки сталей и сплавов повышенной твердости
и вязкости при работе с ударами применяют
134
следующие марки быстрорежущей стали по-
вышенной теплостойкости: Р6М5ФЗ, Р12ФЗ
Р9К5, Р6М5К5, Р12Ф4К5 и др Эти марки
часто применяются также для изготовления
зуборезного инструмента.
Известны следующие способы поверхност-
ного упрочнения инструментальных сталей: циа-
нирование, борирование, карбонитрация и др.
Наиболее перспективным из них для металло-
режущего инструмента является карбонитрация.
В последнее время находят широкое приме-
нение инструменты из быстрорежущей стали
с износостойкими покрытиями. Применение
покрытий особенно эффективно для инстру-
ментов, которые затачиваются только по перед-
ней поверхности (фасонные фрезы, червячные
фрезы, зуборезные долбяки и др.). В этом слу-
чае даже после последующих переточек изно-
состойкие покрытия сохраняют свое положи-
тельное влияние на работоспособность инстру-
мента. Нанесение тонких износостойких
покрытий нитрида титана на инструмент из
быстрорежущих сталей производится на спе-
циальных установках «Булат» и «Пуск». По-
крытия нитридом титана отличаются золо-
1ис1ым цветом. Износостойкость быстрорежу
щего инструмента с покрытием TiN увеличи
вается в 2—5 раз.
Спеченные твердые сплавы до-
пускают работу со скоростями резания, пре-
вышающими в 5—10 раз скорости обработки
быстрорежущими инструментальными сталя-
ми, и не теряют режущих свойств при темпера-
туре до 800°C и выше. Спеченные твердые спла-
вы состоят из карбидов вольфрама, титана или
тантала и кобальта, связывающего-эти веще-
ства. Твердые сплавы выпускаются в виде
пластинок стандартных форм и размеров
(ГОСТ 3882—74). Пластинки изготовляются
прессованием на автоматических прессах с по-
следующим спеканием.
Различают вольфрамокобальтовые спечен-
ные твердые сплавы (ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК6
и др.) и титано-вольфрамокобальтовые (Т5К10,
Т14К8, Т15К6, Т30К4, Т60К6 и др.). Цифры
после букв указывают процентное содержание
в сплаве кобальта и титана. Например, сплав
Т14К8 состоит из 14% карбида титана, 8°,
кобальта и 78% карбида вольфрама.
Выпускают трехкарбидные твердые сплавы,
состоящие из кобальта (связки) и карбидов
вольфрама, титана, тантала. Эти сплавы ха-
рактеризуются высокой прочностью. г1вердый
сплав марки ТТ7К12 допускает работу в 1,5—2
раза большими подачами на зуб, чем сплав
Т5К10.
iipmaker.ru
Вольфрамокобальтовые сплавы применяют
для обработки хрупких материалов: чугуна
бронзы, закаленной стали, пластмасс, фарфора
и т. п. Твердые сплавы титано-вольфрамовой
группы предназначены главным образом для
обработки сталей. Сплав ТТ20К9 специально
предназначен для фрезерования стали (напри-
мер. для фрезерования глубоких пазов). Он
отличается повышенным сопротивлением теп-
ловым и механическим циклическим нагрузкам.
Наиболее прочными сплавами при черновой
обработке стали являются сплавы марок
ТГ7К12 и Т5К12Б.
С уменьшением размеров зерен карбидов
вольфрама износостойкость и твердость сплава
увеличиваются. Эту закономерность исполь-
зуют при создании сплавов различного назна-
чения с требуемыми свойствами. Первыми
мелкозернистыми сплавами были сплавы марок
ВК31Д и ВК6М. Разработаны также твердые
сплавы с особо мелкозернистой (ОМ) структу-
рой ВК6-ОМ, ВК 10-ОМ и ВК 15-ОМ.
Микростр ктура твердого сплава оказывает
сушеств< иное влияние на его износостойкость.
С уменьшением размеров зерен карбидов стой-
кость твердых сплавов при торцовом фрезеро-
вании возрастает. Тчк, стойкость особо мелко-
зернистого сплава ВК6-ОМ примерно в 1,5—2
раза выше, чем у среднезернистого сплава
ВКс и в 1,2—1,7 раза выше, чем у мелкозер-
нистого сплава ВК6М
В промышленности начинают, применять
безвольфрамовые твердые сплавы. Наиболее
распространенными являются твердые сплавы
марок ТН-20 и КНТ-16. Основой твердого
сплава ТН-20 является карбид титана, а твер-
дого сплава КНТ-16 — карбздонитрид титана.
Связкой в этих сплавах служат никель-молиб-
деновые сплавы. В безвольфрамовых твердых
сплавах имеется большое количество пор.
Стойкость твердосплавного инструмента по-
вышается в 5—6 раз при нанесении на его по-
верхность износостойких слоев (5—15 мкм)
карбидов (титана, ниобия), боридов, нитридов
и др. Дальнейшее улучшение достигнуто разде-
лением указанной толщины покрытия на отдель-
ные слои толщиной в долях микрона Каж. [ый
слой выполняет определенную задачу относи-
тельно разных видов износа, прочности сцепле-
ния и термического расширения. Нанесение
покрытий на пластинки твердых сплавов про-
изводится газофазным и термодиффузионным
методами, а также на установках «Булат» и
«Пуск».
При выборе марок твердою сплава можно
руководствоваться данными табл. 9.
Минералокерамические спла-
в ы (режущая керамика) приготовляют на ос-
нове окиси алюминия А12О3 — корунда тонким
размолом, прессованием и спеканием. Разли-
чают окисные марки режущей керамики (ВО-13
и ВО-14) и однокарбидные (ВЗ, вОК-60 и
ВОК-63). Окиснокарбидные марки отличаются
от ранее приме! явшейся окисной керамики
ЦМ- 332 повышенной твердостью и прочностью
на изгиб и сжатие. Так, при фрезеровании
9. Назначение марок твердого сплава
Обрабатываемый материал Марка сплава
Черновое фрезерование и зубонарезание Получнстовое фрезерование и зубонарезание Чистовое фрезерование
Углеродистая, легированная, нержа- веющая сталь; ковкий чугун, дающий сливную стружку ТТ7К12Б, Т5К12Б. ТТ10К8Б, Т5К10 Т14К8, Т15К6 Т15К6. Т30К4
Труднообрабатываемые стали и спла- вы (например, литая сталь, марганцо- вистая сталь, аустенитное нержавеющее стальное литье, титановые и никелиевые сплавы, сплавы вольфрама и молибдена) ВК 15-ОМ, ВК 10-ОМ. ВК8 ВКЮ-ОМ, ВК8, ВК6-ОМ ВК6М, ВК8
Чугун отбеленный; ковкий чугун, дающий стружку надлома; цветные ме- таллы, пластмассы, дерево ВК15, ВК10. ВК8 ВК8, ВК6, ВК6М ВК4, ВКЗ, ВКЗМ, ВК2
135
chipmaker.ru
торцовыми фрезами серого чугуна СЧ21 40
стойкость фрез, оснащенных минеральной ке-
рамикой марки ВОК-63, в 10—14 раз выше
стойкости фрез, оснащенных наиболее эффек-
тивной для этих условий маркой твердого
сплава ТТ8К7, и в 5—10 раз выше стойкости
фрез, оснащенных твердым сплавом ТТ8К6.
При глубине фрезерования более 2 мм приме-
нение минеральной керамики для фрезерования
чугуна нецелесообразно из-за сколов режущих
кромок пластинок.
Сверхтвердые материалы
(СТМ) являются поликристаллическим образо-
ванием на основе кубического нитрида бора.
В эту группу входят композит 01 (эльбор-Р),
композит 05 и композит 10 (гексанит-Р), ПТНБ
(поликристалл твердого нитрида бора), «зубр»,
«белбор» и др.
Сверхтвердые материалы значительно пре-
восходят режущую керамику и твердые сплавы
по термоусталостной прочности. Эльбор-Р, гек-
санит-Р, ПТНБ применяют для оснащения рез-
цов, фрез, а также при изготовлении инструмен-
та для заточки.
Сверхтвердые материалы для оснащения
инструмента выпускаются в виде цилиндриче-
ских вставок диаметром от 4 до 8 мм и длиной
от 4 до 10 мм.
Сверхтвердые материалы на основе нитрида
бора химически инертны к черным металлам,
а материалы на основе углерода (алмазы)
химически активны к ним. Это различие и
определяет область их применения: сверхтвер-
дые материалы применяют для обработки ста-
1ей, чугунов, ряда труднообрабатываемых спла-
вов; поликристаллические алмазы — для обра-
ботки цветных металлов, титановых сплавов,
стеклопластиков и др. Для обработки сверх-
твердых материалов можно применять только
алмазы, которые превосходят их по твер-
дости.
Синтетические алмазы (типа
«карбонадо» и «баллас») выпускаются в виде
порошков и кристаллов. Из синтетических ал-
мазных порошков изготовляют режущие ин-
струменты. Круги из синтетических алмазов
успешно применяются при заточке и доводке
твердосплавных режущих инструментов (в том
числе и фрез), а также для шлифования и довод-
ки драгоценных камней, в том числе и самого
алмаза. Алмазные резцы и фрезы применяют
в основном в качестве чистового (отделочного)
инструмента при резании цветных металлов,
сплавов и неметаллических материалов.
136
§ 53. Износ и стойкость
режущего инструмента
В процессе резания иа снятие стружки с
заготовки затрачивается определенная работа
по преодолению упругих и пластических де-
формаций, а также трения по передней и задней
поверхностям инструмента.
Изнашивание режущего инструмен-
та — это процесс разрушения поверхностных
слоев, приводящий к постепенному изменению
формы и состояния поверхностей резания ин-
струмента.
Износ — результат процесса изнашива-
ния, который можно измерить, например, в
миллиметрах или микронах.
Интенсивность изнашивания
инструмента — отношение величины износа (по
передней или задней поверхности) к производи-
тельности (по пути, площади или объему).
Трение и связанное с ним изнашивание
инструмента при резании металлов отличаются
от изнашивания трением деталей машин тем,
что при резании происходит трение вновь обра-
зующихся поверхностей сходящей стружки с
передними и задними поверхностями инстру
мента. Изнашивание режущего инструмента
происходит как по передней, так и по задней
поверхности. При обработке хрупких материа-
лов (чугун, бронза) инструмент изнашивается
по задней поверхности. При этом образуется
площадка износа с углом а=0 (рис. 184, л).
При обработке стали и других пластичных
материалов наблюдается износ в виде лунки
расположенной на передней поверхности инст-
румента, отделенной неизношенной площадкой
от режущей кромки (рис. 184, б). Луика распо-
лагается на участке, имеющем максимальную
температуру на передней поверхности. Меха-
Рис. 184. Износ режущего инструмента
chipmaker.ru
низм изнашивания режущего инструмента чрез-
вычайно сложен. Различают следующие основ-
ные виды изнашивания инструмента: диффу-
шонный, адгезионный, абразивный, разруше-
нием и др.
Диффузионный износ имеет мес-
то при работе твердыми сплавами с высокими
скоростями резания и высокой температурой
(900—1100 С и более). Скорость диффузион-
ного износа зависит от «сродства» обрабаты-
ваемого материала и материала режущей части
инструмента. Чем ближе по химическому со-
ставу указанные материалы, тем быстрее проис-
ходит диффузия атомов из инструмента в ма-
териал заготовки.
Износостойкость покрытия наиболее полно
проявляется в процессе диффузионного износа
в диапазоне высоких скоростей резания и не
так заметно выражена при адгезионном из-
носе.
Адгезионный износ проявляется
при обработке инструментами из быстроре-
жущей стали, а также твердыми сплавами при
относительно низких скоростях резания, когда
температура в зоне резания недостаточно вы-
сока для диффузионного износа. При резании
нарост постоянно меняется, и при обработке
стали с режущгх кромок инструмента отрыва-
ются отдельные микроскопические частицы.
Абразивный износ главным обра-
зом проявляется при обработке материалов
в присутствии большого количества абразив-
Рис. 185. График зависимости стойкости от скорости резания
ного материала, например, песка на поверх-
ности отливок.
Разрушение режущих кромок чаще
всего может наблюдаться при работе с пере-
менным припуском, а также .при прерывистом
резании (фрезерование и зубообработка).
Под стойкостью инструмента пони-
мают период его работы (мин) между двумя
последовательными переточками.
При работе изношенным инструментом уве-
личивается окружная составляющая силы ре-
зания и расход мощности. Износ режущего
инструмента приводит к ухудшению обрабо-
танной поверхности. При черновом фрезеро-
вании торцовыми фрезами износ по задней
грани допускается до 1,5—2 мм, при чистовом
фрезеровании — до 1 мм.
Режим резания выбирают таким образом,
чтобы предельный износ происходил через оп-
ределенный промежуток времени — период
137
chipmaker.ru
стойкости, который для фрез различных ти-
пов в зависимости от размера и назначения
составляет 90—320 мин.
Влияние различных факторов на стойкость.
Стойкость режущего инструмента Т зависит
от трех физических параметров: скорости ре-
зания v, толщина среза а и ширина среза Ь.
Эта зависимость имеет вид T—Clvmiax'by',
где С\ — постоянный коэффициент, зависящий
от физико-механических свойств обрабатывае-
мою материала, материала режущей части
инструмента и других условий обработки; т,.
*1 и ЗЧ — показатели степеней при г, а и Ь.
Степень влияния физических параметров
процесса резания на стойкость инструмента
определяется численным значением показате-
лей степеней в формуле для стойкости. Чем
оольше значение показателя степени при ка-
ком-то параметре, тем больше его влияние
на стойкость. Показатель степени при скорости
резания ш, чаше всего равен 5.
Преимущества обработки результатов опы-
тов в лег арифмической сетке еще более нагляд-
но проявляются при обработке результатов
стойкостных испытаний. Так, по данным стой-
костных испытаний, приведенным ниже, пост-
роены два графика — один в обычных коорди-
натах (рис. 185, а), а другой — на логарифми-
ческой сетке (рис 185, б). По рис. 185, б легко
определить показатель степени ги, в формуле
T=CJv™‘. Он равен тангенсу угла наклона
а, т. е. =tga =a/i = 50/10 = 5.
Скорость резания,
м/мин ... 100 125 150 175 200
Стойкость, мин . . 100 32 10 5 2,8
Если принять значения показателей степе-
ней при а и Ь, согласно экспериментальным
данным одного из авторов, полученным при
точении и фрезеровании стали 45 инструмен-
тов!, оснащенным твердым сплавом Т15К6,
а именно х = 1,0; _р = 0,3, то последняя формула
примет вид Т= Ст/г5а/?ад.
Следовательно, с увеличением скорости ре-
зания, толщины и ширины среза стойкость па-
дает.
О знаке все эти параметры по-разному влия-
ют на стойкость инструмента. Наибольшее
влияние на стойкость режущего инструмента
оказывает скорость резания. Так. при увеличе-
нии скорости резания на 12—13%(при прочих
постоянных условиях) стойкость режущего ин-
струмента снижается в два раза. При увеличе-
нии скорости резания на 25% стойкость сни-
138
жается в 4 раза, а при увеличении скорости ре-
зания в 2 раза стойкость снижается в 32 раза.
Стойкость режущего инструмента обратно
пропорциональна толщине среза. Так, напри-
мер, при увеличении подачи при точении или
увеличении подачи на зуб при фрезеровании
в -2 раза (а следовательно, и толщины q еза
в 2 раза) стойкость снизится также в 2 раза.
Ширина среза оказывает еще меньшее влия-
ние на стойкость инструмента. Это означает,
что глубина резания при точении и торповом
фрезеровании или ширина фрезерования при
цилиндрическом фрезеровании незначительно
влияет на стойкость инструмента.
Следует отметить, что эта формула спра-
ведлива лишь при определенных пределах зна-
чений Т. С увеличением Т показатель степени
m уменьшается. При прочих равных условиях
(скорость резания, юлщина и ширина среза
и др.) стойкость зуба фрезы ниже стойкости
токарного резца в 7—10 раз (по данным одно-
го из авторов). Это можно объяснить преры-
вистостью процесса фрезерования и перемен-
ным сечением среза при фрезеровании
§ 54. Скорость резания и выбор
рациональных режимов обра-
ботки
Формула для выбора скорости резания
= С/ТтахЬг, (11)
где т, х, у — показатели степеней.
Из формулы (11), выражающей зависимость
скорости резания от физических параметров
процессов резания, можно получить выражения
для скорости резания через техноло! ические
параметры.
Пример. Можно получить формулу для скорости
резания при зубофрезеровании, если подставить
в формулу (11) вместо а и б их значения по формулам
(6) и (7). После преобразоваий получим с = CvD^'+>'
zx
Из этой формулы следует, что при прочих
постоянных условиях (обрабатываемый материал,
материал режущей части фрезы и др.) с увеличением
7)ф, сж и 2ф скорость резания увеличивается, а с уве-
личением к, s и m — уменьшается. Показатели
степеней при соответствующих параметрах харак-
теризуют степень их влияния иа скорость резания.
Так, например, подача число заходов фрезы, модул!
и диаметр фрезы в большей степени влияют на
скорость резания при зубофрезеровании, чем число
зубьев фрезы и нарезаемого зубчатого колеса :
chipmaker.ru
в большей степени влияет на скорость резания,
чемсл, и т. д.
Аналогичным способом можно получить фор-
мулы для скорости резания при всех видах зубо-
долбления. Для этого в формулу скорости резания
(11) следует подставить соответствующие значения
а и в из формул (8) и (9). После соответствующих
преобразований и упрощений получим
v = C.ITmSxmyz(1~Mk^1'.
Из этой формулы следует, что с увеличением
подачи, модуля, числа зубьев нарезаемого колеса
или инструмента скорость резания уменьшается
Круговая подача при зубодолблении оказывает
большее влияние на скорость резания, чем модуль
нарезаемого колеса, так как х всегда больше у.
Число зубьев нарезаемого колеса или долбяка ока-
зывает еше меньшее влияние на скорость резания,
чем модуль, так как (1—O,5kv)y<2y.
В общесоюзных и отраслевых нормати-
вах по режимам резания приводятся таблицы
для выбора скорости резания при различных
условиях обработки. Эти таблицы содержат
различные комбинации технологических па-
раметров фрезерования, при работе с которыми
инструмент будет иметь приблизительно оди-
наковую величину износа, принятую за кри-
терий его затупления.
Выбрать рациональный режим обработки
на данном станке означает, что для данных
условий обработки (материал и марка заготов-
ки. ее профиль и размеры, припуск на обработ-
ку) надо выбрать -оптимальный тип и размер
инструмента, марку материала и геометри-
ческие параметры режущей части фрезы, сма-
зочно-охлаждающую жидкость и назначить оп-
тима зьные значения параметров режима ре-
зания.
Из формулы Q = Btsz к (с. 129) следует, что
на объемную производительность фрезерова-
ния параметры В, t, s. и v оказывают одина-
ковое влияние, так как каждый из них входит
в формулу в первой степени. Это означает, что
при увеличении любого из них, например,
в 2 раза (при прочных неизменных параметрах)
объемная производительность увеличится так-
же в 2 раза. Однако на стойкое, о инструмента
указанные параметры оказывают далеко не
одинаковое влияние (см. с. 129). Поэтому с уче-
том стойкости инструмента выгоднее прежде
всего выбирать максимально допустимые зна-
чения тех параметров, которые в меньшей
степени влияют на стойкость инструмента, т. е.
в такой последовательности глубина резания,
подача на зуб и скорость резания. Поэтому и
выбор этих параметров режима .резания при
фрезеровании иа данном станке следует начи-
нать в той же последовательности, а именно:
I. Назначается глубина резания в зависи-
мости от припуска на обработку, требований
к шероховатости поверхности и мощности стан-
ка. Припуск на обработку желательно снять
за один рабочий ход с учетом мощности стан-
ка. Обычно глубина резания при черновом
фрезеровании не превышает 4—5 мм. При чер-
новом фрезеровании торцовыми твердоспла-
вными фрезами (головками) на мощных фрезер-
ных станках она может достигать 20—25 мм
и более. При чистовом фрезеровании глубина
резания не превышает 1-—2 мм;
2. Назначается максимально допустимая
по условиям обработки подача. При установле-
нии максимально допустимых подач следует
применять подачи иа зуб, близкие к «ломаю-
щим».
Так, для цилиндрических и дисковых фрез
при выборе максимально допустимой подачи
следует исходить из постоянного значения мак-
симальной толщины среза, т. е. «т» = ссоп5,
по формуле (с. 126), из которой можно опреде-
лить подачу на зуб .s,: s2 = С/ у/ t/D— г//)4*
Последняя формула выражает зависимость
подачи на зуб от глубины фрезерования и диа-
метра фрезы. Величина максимальной толщи-
ны среза, т. е. значение постоянного коэффи-
циента С, зависит от физико-механических
свойств обраоатываемого материала (для дан-
ного типа и конструкции фрезы). Значения
максимально допустимых подач ограничива-
ются различными факторами:
а) при черновой обработке — жесткостью
и виброустойчивостью инструмента (при
достаточной жесткости и виброустойчивости
станка), жесткостью, обрабатываемой заготов-
ки и прочностью режущей части инструмента,
например зуба фрезы, недостач очным объемом
стружечных канавок, например для дисковых
фрез, и др. Так, подача на зуб при черновом
фрезеровании стали цилиндрическими фрезами
со вставными ножам.; и крупным зубом выби-
рается в пределах 0,1-—0,4 мм/зуб, а при обра-
ботке чугуна — до 0,5 мм/зуб;
б) при чибтовой обработке — шерохова-
тостью поверхности, точностью размера, со-
стоянием поверхностного слоя и др. При чис-
товом фрезеровании стали и чугуна назначает-
ся сравнительно малая подача на зуб фрезы
(0,05- -0,12 мм/ зуб).
3. Определяется скорость резания; так как
она оказывает самое большое влияние на стой-
139
chipmaker.ru
кость инструмента, то ее выбирают, исходя
из принятой для данного инструмента нормы
стойкости. Скорость резания определяется по
формулам или по таблицам нормативов ре-
жимов резания в зависимости от глубины и
ширины фрезерования, подачи на зуб, диамет-
ра фрезы, числа зубьев, условий охлаждения
и др.
4. Определяется действующая мощность ре-
зания Ne при выбранном режиме по таблицам
нормативов и сопоставляется с мощностью
станка. Если окажется, что мощность электро-
двигателя станка недостаточна, т. е. NCT < Ne,
то прежде всего необходимо снизить скорость
резания (а не глубину резания или подачу)
пропорционально недостатку мощности по
формуле Гд. = vT Ncr/Nf,, где Рд — скорость
резания по станку, м/мин; гт — скорость реза-
ния по нормативам режимов резания, м/мин
Л/ст — действующая мощность станка, кВт;
Ne — действующая мощность резания
кВт.
5. По установленной скорости резания
(и, или Гд,) определяется ближайшая сту-
пень частоты вращения шпинделя станка из
числа имеющихся на данном станке по форму-
ле (2) или по графику (рис. 186). Из точки,
соответствующей принятой скорости резания
(например, 42 м/мин), проводят горизонталь-
ную линию, а из точки с отметкой выбранного
диаметра фрезы (например, 110 мм) — верти-
кальную. По точке пересечения указанных ли-
ний определяют ближайшую ступень частоты
вращения шпинделя. Так, в примере, показан-
Рис. 186. Номограмма частоты вращения фрезы
Г40
chipmaker.ru
ном на рис. 186, при фрезеровании фрезой
диаметром Z)=110 мм со скоростью резания
42 м/мин частота вращения шпинделя будет
равна 125 об/мин.
6. Определяется минутная подача по фор-
муле (4) или по графику (рис. 187). Так, при
фрезеровании фрезой Z>=110 мм, z=10 при
s_- =0,2 мм/зуб и п= 125 об/мин минутная по-
дача по графику определяется следующим об-
разок Из точки, соответствующей подаче на
зуб д. =0,2 мм/зуб, проводим вертикальную
зинию до пересечения с наклонной линией
соответствующей числу зубьев фрезы z=10.
Из полученной точки проводим горизонталь-
ную линию до пересечения с наклонной линией,
соответствующей принятой частоте вращения
шпинделя и =125 об/мин. Далее из получен-
ной точки проводим вертикальную линию. Точ-
ка пересечения этой линии с нижней шкалой
минутных подач, имеющихся на данном стан-
ке, определяет ближайшую ступень минутных
подач.
7. Определяется основное технологическое
(машинное) время. Время, в течение которого
происходит процесс снятия стружки без не-
посредственного участия рабочего, называет-
Минутнпя пойича sN, нм/мин
Рис. 187. Номограмма минутной подачи
141
chipmaker.ru
ся машинным временем (например,
на фрезерование плоскости заготовки с момен-
та включения механической продольной пода-
чи до момента ее выключения). Машинное вре-
мя Т при фрезеровании определяется по форму-
ле, общей для всех видов обработки, Ты =
= LJsK-i, где I — длина перемещения инстру-
мента или заготовки (с учетом врезания
и перебега), мм: i — число рабочих ходов;
Рис. 188. Врезание и перебег
14?
.*м — минутная подача инструмента или заго-
ювки, мм/мин.
В свою очередь длина перемещения
(рис. 188) £=/+р+Д, где / — длина участка
заготовки, подлежащей обработке, мм; у —
величина (путь) врезания, мм; Д — величина
перебега (выхода) фрезы, мм.
Величина врезания определяется по форму-
лам: для цилиндрических, дисковых, отрезных
и фасонных фрез (рис. 188, а), а также тля тор-
цовых фрез при несимметричном фрезеровании
(рис. 188, б) у — у/ t(D — г); для торцовых и
концевых фрез при симметричном фрезеро-
вании (рис. 188, в) у = D — Р2 —- г */2 ;
для торцовых фрез при несимметричном фре-
зеровании (рис. 188 г) у = D/2— с(Р—с)”.
Величину перебега Д выбирают в зависи-
мости от диаметра фрезы в пределах 2—5 мм.
§ 55. Применение
смазочно-охлаждающих жидкостей
при фрезеровании
и зубообработке
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ)
применяют главным образом для отвода теп-
ла от режущего инструмента. Они снижают
температуру в зоне обработки и тем самым
повышают стойкость режущего инструмента,
улучшают качество обработанной поверхности
и предохраняют от коррозии режущий инстру
мент и обрабатываемую заготовку.
К смазочно-охлаждающим жидкостям
предъявляются следующие требования; высо-
кая охлаждающая и смазывающая способность,
антикоррозионная стойкость, обеспечение удов-
летворительных санитарно-гигиенических ус-
ловий труда. Кроме того, СОЖ не должна ока-
зывать вредного влияния на лакокрасочные
покрытия станка, она не должна в процессе
работы распадаться на отдельные фазы, долж-
на быть устойчивой в смысле бактериологи-
ческого поражения и др. Разработанные в по-
следнее время новые марки СОЖ как правило,
удовлетворяют указанным требованиям
Подвод СОЖ в зону резания осуществляв
ется поливом в зону резания, подачей под дав-
лением со стороны задней поверхности инстру-
мента, распылением (аэрозольное, туманом)
и другими способами.
Рациональное применение СОЖ позволяет
в ряде случаев повысить стойкость режущего
инструмента от 1,5 до 4 раз. Смазочно-охлаж-
даюшие жидкости и способы их применения,
эффективность для одной группы обрабатывав-
chipmaker.ru
мых материалов и видов обработки, могут
быть малоэффективными для других обрабаты-
ваемых материалов и видов обработки и даже
оказывать вредное влияние. Каждой комбина-
ции обрабатываемый материал — вид обра-
ботки — режим резания должна соответство-
вать определенная, наиОолее эффективная для
данных условий смазочно-охлаждающая жид-
кость
Применение аэрозольного охлаждения
в процессе резания соответствующими марка-
ми СОЖ приводит к повышению качества об-
работанной поверхности и стойкости инстру-
мента.
В ряде случаев получены положительные
результаты, например на Горьковском авто-
заводе, при охлаждении распыленной жид-
костью или сжатым воздухом.
Смазочно-охлаждающие жидкости де-
лятся на видно-эмульсионные (Укринол-1,
Аквол-6 РЗ-СОЖ-8) и масляные (МР-1, МР-4,
ОСМ?3). В табл. 10 приведены рекомендации
по применению СОЖ при фрезеровании.
Фрезерование серого чугуна при работе
на универсальных фрезерных станках обыч-
но производится без охлаждения, а ков-
кого — с охлаждением эмульсией Однако ре-
комендуется применять СОЖ и при обработке
серого чугуна В этом случае желательно иметь
защитные устройства в виде экранов, в особен-
ности при работе торцовыми фрезами, осна-
щенными пластинками твердого сплава. Не-
обходимость применения СОЖ при обработке
10. Рекомендации, по применению СОЖ
при фрезеровании
Обрабатываемый материал Марка СОЖ
Конструкционные углероди- стые стали Легированные стали Инструментальные быстро- режущие стали Нержавеющие стали Высокопрочные и жаропроч- ные стали ‘ Титановые сплавы Чугуны Алюминий и алюминиевые сплавы Медь и медны. сплавы 3% Укринол-1 5—8% РЗ-СОЖ-8 5% Укринол-1 ОСМ-3 5% Укринол-1 5—8% РЗ-СОЖ-8 МР-1, Аквол-6, Аквол-IOM 5% Укринол-1 5—8% РЗ-СОЖ-8 3% Укпинол-1 3—5% Укринол-1 МР-4
чугунных корпусных деталей, например ста-
нин и кареток металлорежущих станков, иног-
да вызывается тем, что при фрезеровании без
охлаждения эти детали могут нагреваться до
60—70 С
В качестве СОЖ при зубофрезеровании и
зубодолблении рекомендуется применять 5 % -
ный раствор по массе эмульсола по ГОСТ
1975—75 или МР-1, или МР-99 с расходом не
менее 5 л/миц.
Разработанные в последнее время новые
СОЖ имеют, как правило, высокие антикор-
розионные свойства. Так, йдпример, при фре-
зеровании чугуна можно применять Укринол-
1 (ТУ 38100196—76), являющийся смесью ми-
нерального масла, эмульгаторов и ингибито-
ров коррозии и обладающий хорошими
эксплуатационными и санитарно-гигиенически-
ми свойствами.
§ 56. Классификация фрез
и зуборезного инструмента
„ I
Но технологическому призна-
к у различают фрезы для обработки плоскос-
тей, пазов и шлицев, фасонных поверхностей,
зубчатых колес и резьб, тел вращения, для раз
резки материала и др.
По конструктивным призна-
кам различают фрезы:
по расположению зубьев на исходном ци-
линдре: а) торцовые, б) цилнндрические1 в) дис-
ковые, г) дисковые двусторонние, д) дисковые
трехсторонние, е) одноугловые, ж) двуугловые,
з) фасонные, концеиые и др.;)
по конструкции зуба: а) с острозаточенны-
ми, б) затылованными зубьями;
по направлению зуба: а) с прямыми, б) с
наклонными, в) винтовыми, г) разнонаправ-
ленным». зубьями;
по внутреннему устройству фрезы: а) цель-
ные, б) составные, в) со вставными зубьями,
г) сборные (разборные) головки;
по способу крепления; а) фрезы с отверсти-
ем (насадные), б) концевые (хвостовые), с ци-
линтрическим или коническим хвостовиком;
по виду инструментального материала ре-
жущей части из: а) быстрорежущей стали,
б) твердых сплавов, в) режущей керамики,
г) сверхтвердых материалов.
В табл. 11 приведена классификация фрез.
В табл. 12 приведена классификация зубо-
резного инструмента.
Дисковые модульные фрезы
предназначаются для предварительного или
143
chipmaker.ru
11. Классификация фрез
Продолжение
Наименование фрез
Эскиз
Наименование фрез
Эскиз
Торцовые
1. Торцовая проход-
ная (головка)
2. Торцовая ступенча-
тая (головка)
7. Дисковая двусто-
ронняя с прямыми
зубьями
6. Цилиндрическая
составная
3 Ротационная
4 Торцовая упорная
Насадные
5, Цилиндрическая
8. Дисковая двусто-
ронняя с наклонными
зубьями
9. Дисковая двусто-
ронняя с разнонаправ-
ленными зубьями
10. Дисковая трехсто-
ронняя с прямыми
зубьями
11. Дисковая трехсто-
ронняя с наклонными зу-
бьями
12. Дисковая трехсто-
ронняя с разнонаправ-
ленными зубьями
о
ж
144
chipmaker.ru
Продолжение табл. 11
Продолжение табл 11
Наименование фрез
13. Дисковая трехсто-
ронняя составная
14. Дисковая трехсто-
ронняя для глубоких па-
зов
15 Для пазов под сег-
ментные шпонки
16. Отрезная
17. Прорезная
18. Одноугловая для
снятия фасок
19. Одноугловая для
пазов
20. Двуугловая несим-
метричная
Наименование фрез
21. Двуугловая сим-
метричная
22. Фасонная
23. Фасонная состав-
ная
24. Полукруглая вы-
пуклая
Зэ^Ц^олукруглая вог-
нутая
26. Полукруглая вог-
нутая составная
27. Четвертькруглая
вогнутая
28. Шлицевая
Эскиз
145
chipmaker.ru
Продолжение табл. 11
29. Гребенчатая
32. Червячная
33. Набор фрез
Наименование фрез
30. Дисковая резьбо-
вая
31. Дисковая модуль-
ная
Хвостовые
34. Концевая цилинд-
рическая
35. Концевая шпоноч-
ная
Зо. Для Т-образных
пазов
146
chipmaker.ru
Продолжение табл. 11
Предо i-жение табл 12
Наименование фрез
Эскиз
Наименование
инструмента
Эскиз
46 Пальцевая модуль-
ная
47. Гравировальная
4. Дисковый зуборез-
ный долбяк
5. Чашечный зубо-
резный долбяк
12. Классификация зуборезного инструмента
Наимеиоваиие
инструмента
Эскиз
6. Хвостовой зубо-
резный долбяк
Для нарезания
цилиндрических колес
1. Дисковая модуль-
ная фреза
7. Долбяк для косо-
зубых колес
2. Пальцевая модуль
ная фреза
3. Червячная зуборез-
ная фреза
8. Зуборезные гре-
бенки
9. Шеверы
147
chipmaker.ru
Продолжение табл. 12
Наименование
инструмента
Эскиз
Для нарезания
конических зубчат ь '
колес
10. Дисковая модуль-
ная фреза
окончательного нарезания прямозубых, косо-
зубых и шевронных колес (с канавкой на ободе
для выхода инструмента). Эти фрезы работают
методом копирования. Профиль зубьев фрезы
должен соответствовать профилю впадины на-
резаемого колеса. Форма впадины двух зубча-
11. Зубострогальные
резцы
12. Головка для кру-
гового протягивания
13. Резцовые головки
Для нарезания
червячных зубчатых
колес
14. Червячная фреза
для червячных колес
15. Летучие резцы
тых колес одного и того же модуля, но с разным
числом зубьев неодинаковы. Поэтому для каж-
дого зубчатого колеса одного модуля, но с раз-
ным числом зубьев следовало бы иметь свою
дисковую модульную фрезу, что практически
неприемлемо. Практически дисковые модуль-
ные фрезы изготовляются комплектами,
состоящими из 8 и 15 шт. Комплект из 8 шт.
применяется для колес с модулем до 8 мм.
а комплект из 15 шт. — для колес с модулем
свыше 8 мм.
Одной модульной фрезой нарезают зуб-
чатые колеса в определенном интервале чисел
зубьев. С увеличением числа зубьев этот ин-
тервал расширяется. Например, дисковой мо-
дульной фрезой № 1 из комплекта в 8 шт.
нарезают колеса с числом зубьев 12 и 13, а фре-
зой № 6 из того же комплекта — с числом
зубьев от 35 до 54. Для обработки зубьев ко-
лес крупных модулей применяют сборные мо-
дульные дисковые фрезы со вставными но-
жами.
Пальцевые модульные фрезы
применяют для нарезания прямых, косых и
шевронных зубьев на заготовках зубчатых ко-
лес больших модулей (свыше 8 мм) в тяжелом
машиностроении.
Червячные зуборезные ф р е-
з ы (ГОСТ 9324—80) представляют собой
одно- или многозаходный червяк, а располо-
женные вдоль оси стружечные канавки образу-
— ют зубья с режущими кромками. Эти фрезы ра-
ботают по методу огибания. Червячные фрезы
изготовляются цельными и сборными. Они
имеют пять классов точности: АА. А. В, С и D.
Фрезы класса АА дают наибольшую точность
обработки зуба. Фрезы бывают нормальной
длины и удлиненные. Стружечные канавки на
16. Червячные шеве-
ры
фрезах изготовляют как винтовыми, так и
параллельными оси. Шпоночный паз может
быть расположен в отверстии или на торцах,
что увеличивает прочность и жесткость фрез
малого диаметра с большим модулем.
Шлицевые червячные фрезы
предназначаются для нарезания шлиц с пря-
мобочным или эвольвентным профилем на
валах, на шлицефрезерных или зубофрезерных
станках.
Д о л б я к (ГОСТ 9323—79) представляют
148
chipmaker.ru
собой корригированные колеса с прямыми (или
косыми) зубьями, снабженные соответствую-
щими углами резания. Долбяка предназначают-
ся для нарезания цилиндрических колес —
прямозубых, косозубых и шевронных, наруж-
ного и внутреннего зацепления по методу оги-
бания.
Область применения дисковых зуборез-
ных долбяков: обработка многовенцовых зуб-
чатых колес, в которых не предусмотрено до-
статочного выхода для червячной фрезы; на-
резание колес внутреннего зацепления; обра-
ботка зубчатых секторов и реек; обработка
мелкомодульных колес с большим числом зубь-
ев и малой шириной венца. Чашечными дол-
бяками нарезают зубчатые колеса с сильно
выступающими венцами (в упор). Зубчатые
колеса внутреннего зацепления малых диамет-
ров нарезают хвостовыми долбяками. Долбя-
ки для нарезания шевронных колес устанавли-
вают в паре на одном шпинделе. На венцах без
раздельной канавки долбяки с правым и левым
наклоном зубьев работают попеременно при
возвратно-поступательном движении.
Ш е в е р —корригированное, закаленное
зубчатое колесо, режущие кромки которого
образуются канавками на эвольвентном про-
филе зубьев. Шеверы работают по методу оги-
бания; срезают очень тонкие стружки. Их при-
меняют для чистовой обработки незакален-
ных или закаленных на невысокую твердость
цилиндрических прямозубых и косозубых ко-
лес наружного и внутреннего зацепления после
предварительного зубофрезерования или зубо-
долбления зубьев.
Зубострогальные резцы пред-
назначаются для обработки зубьев прямозу-
бых конических колес по методу огибания.
Обработка зубьев производится двумя резца-
ми, совершающими попеременно возвратно-
поступательное движение. Резцы представля-
ют собой призматическое тело с определенны-
ми углами резания. Каждый из резцов обраба-
тывает одну сторону зуба.
Более производительным методом обра-
ботки, чем зубострогание, является зубо-
фрезерование двумя дисковыми фреза-
ми, работающими по методу огибания на спе-
циальных станках.
Круговое протягивание спе-
циальными головками является наиболее про-
и целительным методом нарезания зубьев пря-
мозубых конических колес, применяемым в мас-
совом производстве.
Резцовые го ловки применяют для
обработки по методу огибания конических ко-
лес с круговыми зубьями на специальных стан-
ках. Червячные колеса нарезают чер-
вячными фрезами, летучими резцами (летуч-
ками) и шеверами. Червячные фрезы идентич-
ны червяку, работающему в паре с колесом.
В зависимости от формы профиля червяка
различают червячные фрезы эвольвентные, ар-
химедовы и конволютные. По конструкции
фрезы могут быть изготовлены за одно целое
,с оправкой или насадными. Различают два
способа нарезания червячных колес: с радиаль-
ной подачей и с тангенциальной подачей. Л е-
тучий резец — отдельный резец, закреп-
ленный в оправке и являющийся одним зубом
червячной фрезы. С помощью таких фрез-ле-
тучек производят нарезание червячных колес
в единичном и мелкосерийном производстве.
Червячный шевер представляет
собой червяк, на боковых и вершинной поверх-
ностях которого сделаны канавки для образо-
вания зубьев в виде узких ленточек шириной
0,2—0,6 мм. Червячные шеверы применяют
для чистовой обработки зубьев червячных ко-
лес (обычно средних модулей, т = 2—5 мм).
§ 57. Новые конструкции фрез
и зуборезного инструмента
Конструкция фрезы оказывает большое
влияние на работоспособность фрезы и эффек-
тивность ее применения. Основным направле-
нием в разработке новых конструкций твердо-
сплавных фрез является применение сборных
конструкций с неперетачиваемыми пластин-
ками твердого сплава.
Механическое крепление пластинок дает воз-
можность поворота их с целью обновления
режущей кромки и позволяет использовать
фрезы без переточки. После полного износа
пластинки она может быть быстро заменена
новой. Резко сокращается время на восстанов-
ление фрез, так как в этих конструкциях оно
сводится к замене износившихся пластинок
или повороту на следующую грань, не прибе-
гая к шлифовальным и заточным операциям.
Завод-изготовитель снабжает каждую фрезу
8—10 комплектами запасных пластинок.
Применение многогранных пластинок с ме-
ханическим креплением имеет ряд преимуществ
перед напаянными пластинками: более высокая
стойкость (на 30 % и более) по сравнению с на-
паянными пластинками за счет исключения
операций пайки и переточек, снижающих ре-
жущие свойства твердых сплавов; быстросмен-
149
chipmaker.ru
Рис. 189. Торцовая фреза конструкции ВНИИ
Рис. 190. Концевая фреза с механическим крепле-
нием пятигранных пластинок
150
ность; возможность использования более из-
носостойких марок твердого сплава, склонных
к ооразованию трещин при пайке и заточке;
возможность нанесения на пластинку износо-
стойких покрытий (карбиды титана, нитриды
титана и др.); резкое увеличение процента
возврата твердого сплава на переработку
(с 15—20% для напаянного инструмента до 90%
для многогранников); сокращение вспомога-
тельного времени на смену и наладку затупивше-
гося инструмента; сокращение номенклатуры
режущего инструмента и упрощение инструмен-
тального хозяйства; возможность центра, (изо-
ванного производства сменных элементов для
различных видов режущего инструмента (рез-
цы, фрезы, протяжки и др.), возможность цент-
рализованной заточки на базе широкой авто-
матизации и механизации; постоянство раз-
мерных и геометрических параметров режу-
щего инструмента, что особенно важно для
станков с числовым программным управле-
нием и др.
Указанные преимущества предопределя-
ют экономическую эффективность применения
инструментов, оснащенных многогранными
пластинками.
Применение специальных типов торцовых
фрез с многогранными пластинками вместо
универсальных позволяет полнее использовать
возможности станка и фрезы. Торцовые фрезы
общего назначения с многогранными пластин-
ками могут иметь пластинки следующих форм
круглые, шестигранные, пятигранные, четырех-
гранные и Tpexi ранные. Причем-для всех ука-
занных форм пластинок предусматривается
два исполнения; с нормальными и мелкими
зубьями.
Для торцовых фрез с механическим креп-
лением число зубьев фрезы связано с диамет-
ром фрезы D соотношением с > 0,075 Р — мел-
кий зуб; 0,055P<z<0,075P — средний зуб и
с« 0,055 Р — крупный зуб. Основные размеры
торцовых фрез должны соответствовать стан-
дарту (СТ СЭВ 200—75). На рис. 189 показана
торцовая универсальная фреза с механическим
креплением многогранных пластинок кон-
струкции ВНИИинструмеит Фреза состоит из
корпуса 1, клиньев 2 и 3, режущей пластинки 4.
вставки 5 и опоры 6. Вставка 5 предч .авляет
собой срезанный бочкообразный штифт, име-
ющий в пределах зазора две степени свободы
(вращение вокруг оси и качение перпендику-
лярно оси). Благодаря такой конструкции весь
узел (клин, пластина и штифт) самоустанавли-
ваются, обеспечивая беззазорное прилегание
chipmaker.ru
контактирующих поверхностей паза, клина,
пластины и штифта. Фрезы изготовляются двух
типов: с квадратными пластинами и углом в
плане <р = 75 , а также с трехгранньд-j пласти-
нами и у1лом в плане <р=90°. Пластины могут
быть изготовлены из твердого сплава или ре-
жущей керамики. Диаметры фрез: 125, 160, 200,
250, 315, 400, 500 мм.
На рис. 190 показана конструкция концевой
фрезы с механическим креплением пятигран-
ных или ромбических твердосплавных плас-
тинок Сестрорецкого инструментального заво-
да им. С. И. Воскова. Фреза состоит из корпу-
са 1 с гнездами под пластинки и конического
хвостовика. В корпус вставляется и закрепля-
ется втулка 2, на которой базируются в ра-
диальном направлении пластинки 3. Пластинка
опирается на основание гнезда корпуса и при-
жимается к базовым плоскостям корпуса пру-
жинящим штифтом 4 (предложено ленинград-
ским новатором М. А. Зайцевым).
Смена лезвия после его затупления про-
изводится выпрессовкий штифта 4, поворотом
или заменой пластинки и запрессовкой
штифта.
Для черновой обработки применяются фре-
зы с тангенциальным расположением твердо-
сплавных четырехгранных пластинок конструк-
ции ленинградского новатора В. Е. Сучкова
(рис. 191). Фрезй состоит из корпуса 1
с гнездами под пластинку, четырехгранных
пластинок 2, винта-коромысла 3, шарика 4 и
гайки 5. Пластинки закрепляются на корпус
тангенциально. При работе тангенциальная со-
ставляющая силы резания Р. действует в на-
правлении большей стороны пластинки, поэ-
тому нагрузка на пластинку может быть повы-
шена. Смена пластинок производится поворо-
том гайки 5, винт-коромысло при этом пере-
мещается вдоль оси, касается шарика 4 участ
ками канавки, глубина которой постепенно
возрастает и освобождает пластинку. После
поворота или замены пластинки винт-коромыс-
ло 3 с помощью гайки перемещается в обрат-
ном направлении, шарик скользит вдоль канав-
ки глубина которой постоянно уменьшается,
наклоняет винт-коромысло 3 относительно ша-
рика и прижимает пластинку к базовым поверх-
ностям корпуса
Ступенчатые фрезы предназна-
чены для обработки заготовок с большими при-
пусками на обработку. Принцип работы этих
фрез заключается в том, что зубья фрезы рас-
полагают на разной высоте и поэтому каждый
зуб срезает лишь часть припуска.
Рис. 191. Торцовая фреза с тангенциальным распо-
ложение!.. четырехгранных
пластинок
Рис. 192. Торцовая ступенчатая фреза с многогран-
ными пластинками
Эти фрезы имеют ряд преимуществ по срав-
нению с обычными, а именно:
дают возможность снимать большие при-
пуски (18—22 мм) за один проход вместо двух
или трех проходов при фрезеровании обычными
фрезами;
при делении припуска между отдельными
зубьями фрезы процесс фрезерования проте-
кает спокойнее, с меньшей возможностью воз-
никновения вибраций, а следовательно, и с по-
вышенной в 1,5—2 раза стойкостью фрезы.
На рис 192 показана ступенчатая фреза
с механическим креплением многогранных
твердосплавных пластинок конструкции
151
chipmaker.ru
в-в
Рис 193. Торцовая фреза с вставками из сверхтвер-
дых материалов
Рис. 194. Схема расположения пластин в кор-
пусе фрезы
152
ВНИИинструмент. Она состоит из корпуса 1,
в который вставляется кольцо 8, фиксируемое
винтами 9. Крепление твердосплавной пластин-
ки б к базам на корпусе и кольце осуществляет-
ся державкой 5 и запрессованным в ней штиф-
том 7. Державку и кольцо 3 соединяют винта-
ми 2. Пружины 4 предохраняют винты от
самоотвинчивания.
При износе одной из режущих граней плас-
тинка поворачивается и в работу вступает сле-
дующая грань. Замена и поворот пластинок
может производиться непосредственно на
станке.
Двухступенчатые фрезы могут быть с пяти-
й шестигранными пластинками для работы
с припусками до 12—16 мм. Для снятия боль-
ших припусков (до 22—24 мм) рекомендуются
трехступенчатые фрезы с четырехгранными
пластинками. Рекомендуемая ширина фрезеро-
вания t = (0,6-U),7)f>. Ступенчатые фрезы вы-
пускаются диаметром 63—350 мм.
В настоящее время созданы фрезы со встав-
ками из сверхтвердых материалов для фрезе-
рования как открытых плоскостей, так и усту-
пов.
Показанная на рис. 193 конструкция фрезы
разработана в одном из научно-исследователь-
ских институтов (авторы Богородский Е С. и
Круглов В. В.) и предназначена для фрезеро-
вания открытых плоскостей. Фреза состоит
из корпуса 2, кольца 3, режущей вставки I, ре-
гулировочных винтов 4, крепежных болтов 5.
Кольцо крепится к корпусу болтами б. Для
устранения торцового биения зубьев вставки
регулируются винтами 4. Эти фрезы применя-
ются для получистовой и чистовой обработки
деталей из закаленных сталей твердостью до
HRC 60—65, сталей в состоянии поставки,
чугунов, высококремниевых алюминиевых
сплавов и других материалов. В ряде случаев
фрезы из сверхтвердых материалов применя-
ются для фрезерования даже на плоскошлифо-
вальных станках вместо шлифовальных кругов
в особенности при фрезеровании чугуна. При
фрезеровании чугуна обработки может произ-
водиться при скоростях резания, значительно
превышающих скорости резания при обработке
стали. Если при фрезеровании стали скорость
резания выбирают в пределах 120—300 м/мин,
то при фрезеровании чугуна она может дости-
гать 800—1000 м/мин и более.
В Институте сверхтвердых материалов
(ИСМ) АН УССР разработана новая конструк-
ция сборных червячных фрез с поворотными
пластинками из сверхтвердых материалов.
chipmaker.ru
Некоторые конструкции торцовых фрез, ос-
нащенных сверхтвердыми материалами, вы-
пускаются серийно.
Для повышения производительности чер-
нового фрезерования создаются торцовые фре-
зы с иным расположением пластинок твердого
сплава. В обычных конструкциях фрез поворот-
ные неперетачиваемые пластинки твёрдого
сплава располагаются в радиальном направ-
лении относительно корпуса (рис. 194, а). В но
вых конструкциях, например, фирмы «Ингер-
солл (ФРГ) они располагаются в направлении
касательной к корпусу и крепятся одним вин-
том (рис. 194, б). Основным преимуществом
такого расположения пластинок является уве
личение их прочности в направлении действия
тангенциальной составляющей силы резания
Р.. Поэтому конструкции фрез с таким распо-
ложением пластинок позволяют производить
черновое фрезерование стали и чугуна на стан-
ках повышенной мощности и жесткости с боль-
шими подачами — до 1—1,5 мм/зуб при глу-
бине резания до 8—10 мм При этом большое
значение имеет правильный выбор геометри-
ческих параметров фрезы и прежде всего перед-
них углов, а именно — положительный осевой
и отрицательный радиальный передние углы
зубьев фрезы.
В конструкциях торцовых фрез для чисто-
вого фрезерования часто взамен шабрения пре-
дусматривается применение широких резцов
(ножей) с дополнительной режущей кромкой
со вспомогательным углом в плане <р, =0°
(рис. 195). Теоретически для получения высо-
кого параметра шероховатости поверхности
достаточно иметь у фрезы один широкий ре-
зец (зачистной зуб) с длиной дополнительной
(горизонтальной) режущей кромки на 1 мм
больше, чем подача на один оборот фрезы.
Однако опыт показывает, что стойкость инстру-
мента (по пути) будет недостаточной. Поэтому
рекомендуется, чтобы все зубья фрезы были
одинаковыми — с дополнительной режущей
кромкой с <р = 0°
Фреза устанавливается в шпиндель станка
так, чтобы широкие режущие кромки зубьев
были расположены строго в горизонтальной
плоскости. При расположении шпинделя пер-
пендикулярно плоскости стола каждый зуб фре-
зы вступает в работу дважды: один раз при
снятии стружки, а второй — при проходе по уже
обработанной поверхности. Для исключения
контакта зубьев фрезы с уже обработанной
плоскостью и царапания ее отходящей струж-
кой фрезерные станки по возможности снаб-
Рис. 195. Широкий резец (нож) с дополнительной
режущей кромкой
Рис. 196. Схема наклона шпинделя
при чистовом фрезеровании
жаются отвальными устройствами для наклона
шпинделя иа некоторый угол в вертикальной
плоскости в направлении, противоположном на-
правлению подачи (рис. 196). Практически всег-
да один зуб фрезы будет выступающим на не-
которую величину относительно других зубьев.
По существу, он будет выполнять роль зачистно-
го зуба и будет изнашиваться быстрее других.
153
Рис. 197. Широкий резец (нож) с криволинейной режущей кромкой
По истечении некоторого времени после на-
чала работы широкие режущие кромки всех
зубьев будут практически одинаково участ-
вовать в работе.
Лучшего качества поверхности можно до-
стигнуть, если широкие резцы (ножи) делать
по схеме, показанной на рис. 197 (а, б, в). За-
точка таких ножей осуществляется на специаль-
ных заточных станках. Поверхности любых
ножей для чистового фрезерования должны
иметь шероховатость в пределах от Ra 0,04 мкм
до Rz 0,025 мкм. Режущие кромки не должны
иметь зазубрин. Описываемые конструкции
фрез допускают возможность монтажа чисто-
вых резцов по окончании черновой обработки
в том же корпусе, без съема, при закрепленном
в шпинделе станка инструменте.
Режимы чистового фрезерования при обра-
ботке стали и чугуна фрезерными головками
новой конструкции глубина фрезерования 0,1—
0,2 мм, подача до 2000—3000 мм/мин, скорость
резания 150—200 м/мин.
Г осударственным проектно-технологичес-
ким и экспериментальным институтом Opi-
станкинпром и Московским станкостроитель-
ным заводом «Красный пролетарий» им.
А. И. Ефремова разработаны многозубые тор-
цовые фрезы, конструкции которых позволя-
ют быстро и с высокой точностью выставлять
закрепленные в них режущие вставки. Обеспе-
чивается возможность выполнять регулировку
режущих вставок во фрезе даже после ее закреп-
ления на шпинделе станка. Такие фрезы, осна-
щенные сверхтвердыми материалами, могут
154
быть эффективно использованы для фрезеро-
вания деталей иэ чугуна, например направляю-
щих корпусных и базовых деталей металлоре-
жущих станков.
Сестрорецким инструментальным заво-
дом им. С. И Воскова разработана новая кон-
струкция терцовых фрез повышенной жесткости,
оснащенных пятигранным». твердосплавными
пластинками. Эти фрезы предназначаются -для
получистового и чистового фрезерования де-
талей из чугуна и труднообрабатываемых ма-
териалов. Фрезы изготовляются диаметром 100.
125, 160 и 200 мм и оснащаются пластинками
твердого сплава марки ВК10-КС.
Для работы на зубофрезерных станках мож-
но рекомендовать высокопроизводительные
конструкции многозаходных червячных фрез
различных типов, изготов ьиемых по ‘разрабо-
танному ВНИИинструмент ОСТ 2И41-3—79.
ВНИИинструментом разработан метод кле-
евого соединения режущих пласт.ш из быстро-
режущих сталей, твердых сплавов и минера-
локерамики и корпусов фрез и других инстру-
ментов. Завод машиностроительной техники и
научно-исследовательский институт инструмен-
тов Новые Замки (Чехословакия) демонстри-
ровали конструкцию торцовых фрез повышен-
ной виброусгойчивости. Они -имеют аморти-
зирующие устройства, обеспечгвающте воз-
можность обработки без вибращи при малой
жесткости и виброустойчивос । и технологичес-
кой системы. Эти фр< зы позволяют эффектив-
но использовать твердые -«.плавы с покры-
тиями.
chipmaker.ru
§ 58. Заточка фрез
и зуборезного инструмента
Заточка инструмента — заключительная
операция для получения заданных геометри-
ческих параметров инструмента, а также
для восстановления его режущих свойств, утра-
ченных в результате износа.
Правильно выполненная заточка увеличи-
вает стойкость, а следовательно, снижает рас-
ход режущего инструмента. При эксплуатации
не следует доводить инструмент до величин
износа, превышающих установленные опти-
мальные значения, принятые за критерий за-
тупления. Поэтому необходимо следить за со-
стоянием режущих кромок и производить свое-
временную заточку инструмента, не допуская
чрезмерно большого износа или поломки зубь-
ев
Правильный выбор шлифовального круга
и режимов заточки дает возможность получить
заданные геометрические параметры режущей
части и требуемое качество заточенной поверх-
ности.
Заточка цилиндрических фрез с остроконеч-
ными зубьями. Заточка инструмента с винто-
вым зубом, в том числе и цилиндрических фрез,
осуществляется на универсально-заточных стан-
ках. Цилиндрические фрезы с остроконечными
зубьями затачивают по задней поверхности
чашечными и дисковыми кругами (рис. 198).
При заточке фрезу надевают на оправку. Ось
чашечного Kpyia устанавливают относительно
фрезы так, чтобы круг касался затачиваемой
фрезы только одной стороной. С этой целью
торцовую плоскость чашечного круга накло-
няют под углом 1—2° к оси фрезы (рис. 198,
а). Для образования заднего угла ось чашечного
круга располагают ниже оси затачиваемой фре-
зы на величину Я (рис. 198, б), которая опреде-
ляется в зависимости от диаметра фрезы и
заднего угла а по формуле Н= D/2 sin а. При
этом оси чашечного крута совпадают с верши-
ной зуба. Если оси чашечного круга и затачи-
ваемой фрезы будут расположены в одной го-
ризонтальной плоскости, то задний угол после
заточки будет равен нулю. Положение зуба
фрезы при заточке фиксируется упором, кото-
рый устанавливается очень близко к режущей
кромке. Иногда применяют специальный при-
бор для установки упора по высоте.
При заточке цилиндрических фрез диско-
выми кругами задняя поверхность зуба полу-
чает несколько вогнутую форму с повышен-
ным значением заднего угла. Однако при пра-
Рис. 198. Схема заточки фрезы с остроконечны-
ми зубьями
Рис. 199. Заточка торцовой фрезы
вильном выборе диаметра шлифовального кру-
га эта вогнутость не оказывает никакого вред-
ного влияния.
Заточка торцовых фрез. Торцовые фрезы,
изготовленные из быстрорежущей стали, а так-
же ряд фрез, оснащенных пластинками твер-
дого сплава, затачиваются в собранном виде.
Заточка главной передней поверхности торцо-
вых фрез производится торцовой плоскостью
чашечного шлифовального круга (рис. 199).
155
chipmaker.ru
При заточке вспомогательной задней поверх
ности фрезу сначала устанавливают так, что-
бы ее вспомогательная режущая кромка зани-
мала горизонтальное положение. Затем ось
фрезы поворачивают в горизонтальной плос-
кости на величину вспомогательного угла в пла-
не <р, и одновременно наклоняют в вертикаль-
ной плоскости на торцовый задний угол а,.
Заточка передней поверхности зуба фрезы про-
изводится как торцом тарельчатого шлифо-
вального круга, так и периферией дискового
круга. При заточке необходимо образовать
заданные пб чертежу величины углов а,<р, у
и X.
Заточка концевых фрез. Заточка концевых
фрез с винтовым зубом осуществляется также
вручную на универсально-заточных станках.
Заточка концевых фрез по главной задней
поверхности производится так же, как и цилин-
дрических фрез, торцовой поверхностью ча-
шечного круга при установке концевой фрезы
в центрах. Заточка по вспомогательной задней
поверхности осуществляется подобно торцо-
вым чашечным кругом.
Заточка дисковых фрез. Заточка дисковых
фрез по главной задней поверхности произво-
дится подобно заточке цилиндрических и кон-
цевых фрез чашечным кругом. Заточка по вспо-
могательной задней поверхности торцовых
зубьев производится таким же способом, как
и для торцовых фрез.
При заточке торцовых зубьев по пе-
редней поверхности затачиваемые зубья
направлены кверху, а фрезы занимают
вертикальное положение, когда фреза имеет
простые зубья, и наклонное при заточке
фрез с разнонаправленными зубьями. При этом
угол наклона оси фрезы в вертикальной плос-
кости равняется углу наклона главной режущей
кромки.
Заточка сборных фрез (фрезерных головок).
Индивидуальная заточка вставных резцов сбор-
ных фрез может быть произведена лишь на
ючиле с подручником или на универсально-
заточном станке с креплением резца в трех-
поворотных тисках. При закреплении резцов
в тисках во избежание образования трещин
в пластинках в качестве амортизатора рекомен-
дуется ставить прокладку из пористой резины
между подвижной губкой тисков и вставным
зубом. Каждый вставной резец торцовой фре-
зы затачивают окончательно с одной установки.
При таком методе заточки износ шлифоваль-
ного круга не влияет на точность заточки. Вра-
щение круга при заточке твердосплавной плас-
156
тинки должно быть направлено от основания
к лезвию фрезы для избежания микровыкра-
шиваний в процессе заточки,
В промышленности применяются торцовые
фрезы, ножи которых затачивают в сборе.
Торцовые фрезы из композита затачиваются
алмазными кругами АСО 8—10 Б1 100% на
оборудовании, применяемом для заточки твер-
досплавных фрез.
Заточка фасонных фрез н зуборезного инстру-
мента. Фасонные, дисковые модульные и чер-
вячные фрезы, а также зуборезные юлбяки
являются, как правило, затылованным инстру-
ментом. Такие инструменты затачиваются
только по передней поверхности. Величина
переднего угла после заточки не должна от-
клоняться от заданного значения более чем
на +1 , так как изменение переднего угла вы-
зывает искажение обрабатываемого фасонного
профиля. Заточка фасонных фрез производит
ся на универсальных заточных станках модели
ЗМ642Е-1 и других, чаще всего с использова-
нием специальных приспособлений.
Фасонные фрезы с прямыми канавками за-
тачивают плоской стороной чашечного круга,
а фрезы с винтовыми канавками — его кони-
ческой стороной. Зубья сборных дисковых мо-
дульных фрез затачивают по профилю отдель-
но, затем их вставляют в корпус. Червячные
фрезы затачиваются на специальных станках,
например на станке модели 3662 для заточки
червячных фрез. Зубья червячных фрез сборной
конструкции затачиваются отдельно в специаль-
ном приспособлении. Заточка косозубых дол-
бяков сложнее, чем прямозубых, так как у каж-
дой режущей кромки косозубого долбяка своя
передняя поверхность. Поэтому каждый зуб
затачивается отдельно. Заточка долбяков для
шевронных колес отличается от заточки обыч-
ных долбяков. Диаметры обоих долбяков долж-
ны быть одинаковыми. Для нарезания шеврон-
ных колес без канавки на режущих кромках
долбяков делают лунку параллельно эвольвент-
ному профилю зуба.
Зубострогальные резцы затачиваются по пе-
редней поверхности с обоих концов при уста-
новке их в специальных приспособлениях на
универсальных заточных станках. Шеверы под-
вергаются переточке от 4 до 8 раз; они перета-
чиваются до тех пор, пока высота зубчиков на
зубьях шевера уменьшится до 0,3—0.4 мм.
Заточка осуществляется на зубошлифовальных
станках, на которых шеверы изготовляются на
заводах-изготовителях. Следует иметь в ви-
ду, что при переточке фасонных фрез и зуборез-
imaker.ru
ного инструмента может изменяться-профиль
обработанной детали. Для повышения качест-
ва заточки чистовую заточку рекомендуется
производить при достаточном охлаждении и
выхаживании. Режущие кромки инструмента
после заточки должны быть острыми, без за-
зубрин и выбоин. Желательно после заточки
округлять режущие кромки, так как это повы-
шает их сопротивляемость к выкрашиванию.
Контроль качества заточки и довод-
ки режущего инструмента осуществляется внеш-
ним осмотром с помощью лупы, а также с по-
мощью специальных приборов для контроля
его профиля и геометрических параметров.
Точность зуборезных долбяков, червячных фрез,
шеверов проверяется поэлементно.
Доводка инструмента. Доводка рабочих гра-
ней инструмента производится прежде всего
с целью обеспечения заданных требований по
шероховатости поверхностей. Кроме того, до-
водка позволяет в ряде случаев устранить тон-
кие поверхностные слои с прижогами и трещи-
нами, возникшими при заточке, и другие
чефекты доводимой поверхности.
Наибольшее распространение получили
алмазная и абразивная доводки. Доводка твер-
досплавного инструмента осуществляется ал-
мазными кругами на бакелитовой связке, аб-
разивная доводка — мелкозернистыми круга-
ми из зеленого карбида кремния.
Доводке подвергают главным образом
инструменты, оснащенные пластинками твер-
дых сплавов и режущей керамики на специаль-
ных доводочных станках. Так, например, алмаз-
ная доводка по ленточке многогранных непе-
ретачиваемых пластинок осуществляется на
специальном доводочном станке модели ЗВ-20
в специальных кассетах. Доводку опорной плос-
кости целесообразно производить на плоско-
шлифовальном станке в специальных кассетах
дисковыми алмазными кругами.
Применение алмазных кругов типа АПВ,
АПВД, АЧК, AT, А1Т и других при заточке
и доводке твердосплавного инструмента абра-
зивными кругами позволяет повысить произ-
водительность обработки в 1,5—2 раза и полу-
чить высокое качество обработанной поверх-
ности (шероховатость Ra = 0,32—0,1 мкм).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое нарост?
2. В чем заключается усадка стружки?
3. Что называется толщиной и шириной среза при
фрезеровании и зубофрезеровании?
4. От чего зависит площадь поперечного сечения
при фрезеровании?
5. Как определить объем срезанного слоя при фрезе-
ровании?
6. На какие составляющие можно разложить равно-
действующую силу при фрезеровании?
7. Какие инструментальные материалы применяю!
для изготовления режущего инструмента? Назо-
вите области их применения.
8. Что называется стойкостью режущего инструмен-
та и от чего она зависит?
9. Каков порядок выбора режимов фрезерования?
10. В чем преимущество торцовых фрез вообще и
с многогранными неперетачиваемыми пластинка-
ми в частности?
11. Как производится заточка фрез и зуборезного
инструмента?
Глава 10
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Краткий обзор истории отечественного стан-
костроения. Достоверные сведения об истории
отечественного станкостроения относятся
к XVIII столетию. Значительный вклад в раз-
витие конструкций станков внес механик Анд-
рей Константинович Нартов (1680—1756), впер-
вые создавший ряд металлорежущих станков
с механическими крестовыми суппортами. Им
же создан ряд оригинальных токарно-копиро-
вальных станков, которые предназначались для
обработки выпуклых (рельефных) изображе-
ний на медалях, табакерках и других изделиях.
На Тульском оружейном заводе в 1715 г
мастер Яков Батищев создал многошпиндель-
ный сверлильный станок для одновременной
обработки 24 ружейных стволов. Много сде-
лал для развития русского станкостроения туль-
ский механик Павел Дмитриевич Захава (1780
1835). Он построил специальные операцион-
ные станки для обработки ружейных стволов
(токарные, сверлильные, фрезерные, протяж-
ные), значительно опередив в этой области
передовые страны того времени.
В дореволюционное время потребность
157
chipmaker.ru
страны в металлорежущих станках удовлет-
ворялась главным образом за счет импорта
Фрезерные станки простой конструкции изго-
товлялись еще до 1917 г., но небольшими пар-
тиями. Великая Октябрьская социалистическая
революция коренным образом изменила это
положение. Наряду с другими отраслями ма-
шиностроения было создано и отечественное
станкостроение. В 1921 г. несколько фрезерных
станков выпустил завод «Двигатель револю-
ции» (г. Нижний Новгород). В ЗО-х годах
Тульский оружейный завод начал изготовлять
горизонтально-фрезерные станки ТГ-1 и
в дальнейшем перешел к серийному выпуску
консольных фрезерных станков «Дзержинец».
Основоположником теории металлорежу-
щих станков является русский ученый, акаде-
мик А В Гадолин. В своем труде «Теория
устройства перемены скоростей рабочего дви-
жения на токарных и сверлильных станках»,
изданном в 1876 г., он доказал, что наилучшем
эксплуатационной характеристикой обладает
станок, у которого ряд частот вращения состав-
ляет геометрическую прогрессию. Это поло-
жение остается в силе и до настоящего времени.
Большой вклад в развитие советского стан-
костроения внесли академик В. И. Дикушин,
профессора Г. М. Головин, Н. С. Ачеркан,
Д. Н. Решетов, А. И. Каширин, В. Н. Кедрин-
ский и другие ученые.
Классификация станков фрезерной группы.
В СССР принята Единая система классифика
ции и условных обозначений для станков оте-
чественного производства, основанная на при-
своении каждому станку особого шифра (но-
мера модели). Первая цифра означает группу
станка (токарная, сверлильная, фрезерная и
т. д.), вторая — его тип, третья (иногда и чет-
вертая) характеризует размер станка. В ряде
случаев между первой и второй цифрами вво-
дится прописная буква русского алфавита, ука-
зывающая на то, что станок улучшен или мо-
дифицирован. Иногда прописная буква ставит-
ся в конце шифра, что указывает на ту или иную
область применения данной модификации (на-
пример, П — повышенной точности; ПБ —
повышенной точности, быстроходный; Ш —
широкоуниверсальный; Ф — с числовым прог-
раммным управлением и т. д.).
Фрезерные станки в принятой классификации
составляют шестую группу, "поэтому обозна-
чение (шифр) любого фрезерного стан-
к а начинается с цифры 6. Станки фрезерной
। руппы делятся на следующие типы: горизон-
тально-фрезерные консольные; горизонталь-
158
но-фрезерные консольные универсальные;
вертикально-фрезерные консольные (с по-
воротным столом); вертикально-фрезерные
консольные; фрезерные широкоуниверсальные
высокой и повышенной точности; вертикально-
фрезерные с крестовым столом; продольно-
фрезерные операционные; продольно-фрезер-
ные одностоечные и двухстоечные; копироваль-
но-фрезерные с пантографом; копировально-
фрезерные для объемной обработки; горизон-
тально-фрезерные полуавтоматы для объем-
ной обработки с ЧПУ и др.
Обозначения моделей зуборезных
станков (в том числе зубофрезерных) начи-
наются с цифры 5.
§ 59. Консольные фрезерные
станки
Консольные фрезерные станки наиболее
распространены. Стол консольных фрезерных
станков с салазками расположен на консоли
и перемещается в трех направлениях: продоль-
ном, поперечном и вертикальном.
Консольные фрезерные станки делятся на
горизонтально-фрезерные (с неповоротным сто-
лом), универсально-фрезерные (с поворотным
столом), вертикально-фрезерные и широкоуни-
версальные. На базе вертикально-фрезерных
станков выпускают копировально-фрезерные
станки, станки с программным управлением
и др.
Консольные фрезерные станки предназна-
чены для выполнения различных фрезерных
работ цилиндрическими, дисковыми, торцо-
выми, угловыми, концевыми, фасонными и
другими фрезами в условиях единичного и се-
рийно! о производства. На них можно фрезеро-
вать разнообразные заготовки соответствую-
щих размеров (в зависимости от размеров ра-
бочей площади стола) из стали, чугуна, цвет-
ных металлов, пластмасс и других материалов.
На универсальных фрезерных станках, имею-
щих поворотный стол, с помощью делительной
головки можно фрезеровать винтовые ханавки
на режущих инструментах (сверлах, развертках
и др.) и других деталях, а также нарезать зубья
прямозубых и косозубых цилиндрических зуб-
чатых колес. Широкоуниверсальные станки
предназначены для выполнения различных фре-
зерных, сверлильных и несложных расточных
работ, главным образом в условиях единичного
производства (в экспериментальных, инстру-
ментальных, ремонтных цехах и др.). Ниже
приведены значения основного параметра —
chipmaker.ru
Рис. 200. Кинематическая схема консольно-фрезерных станков 6Д82 и 6Д82Г
ширины стола в зависимости от размера (но-
мера) станка.
Номер стайка — — 0 12 3 4
Ширина стола 125 160 200 250 320 400 500
Консольные фрезерные станки малых раз-
меров с шириной стола 160 мм. Эти станки пред-
назначены для обработки заготовок неболь-
ших размеров, главным образом из цветных
металлов и сплавов, пластмасс и для чистового
фрезерования заготовок из стали и чугуна.
Автоматизированные станки позволяют вести
обработку по заданному циклу
Консольные фрезерные станки с шириной
стола 200 мм (Ni O). Эти станки предназначены
для фрезерования небольших заготовок из ста-
ли, чугуна, цветных металлов и сплавов, пласт-
масс. Их изготовляют на Вильнюсском станко-
строительном заводе «Жальгирис» в трех ос-
новных исполнениях: горизонтальные 6М80Г,
универсальные 6М80 и вертикальные 6М10.
На базе этих моделей завод выпускает широко-
универсальные (6П80Ш), копировальные
(оПЮК) и операционные автоматизированные
станки.
Дмитровский завод, фрезерных станков вы-
пускает следующие модели консольно-фрезер-
ных станков серии Д с шириной стола 320 мм:
горизонтальный 6Д82Г, вертикальный 6Д82,
вертикальный 6Д12 и широкоуниверсальный
6Д82Ш. Все эта станки унифицированы между
собой (коробка скоростей, коробка подач, кон-
соль, механизм переключения коробки скоро-
стей и др.). Завод выпускает также станки серии
Р с шириной стола 250 мм следующих моделей:
6Р81Г, 6Р81, 6Р11 и 6Р81Ш. Станки предназна-
чаются для обработки плоскостей, фасонных
поверхностей торцовыми, цилиндрическими,
дисковыми, концевыми и другими фрезами в
условиях единичного и серийного производства.
Технологические возможности станков могут
быть расширены применением делительной го-
ловки, накладного круглого стола, накладных
фрезерных и долбежных головок.
На рис. 200 приведена кинематическая схе-
159
chipmaker.ru
Валы коробка скоростей.
ма* консольных фрезерных станков 6Д82Г и
6Д82.
Цепь главного движения. От электродвига-
теля Ml мощностью 5,5 кВт с частотой вра-
щения 1450 об/мин движение передается через
* Внимание! В книге на кинематических схемах
станков указаны кинематические параметры звеньев :
числа зубьев для цилиндрических и конических
колес, отношение числа заходов червяка к числу
зубьев колеса для червячных передач (например,
1130), диаметры шкивов для ременных передач, шаг
резьбы ходового винта и число витков для винтовых
механизмов (например, 10x1). Конечные звенья
обозначены первыми двумя-тремя буквами назва-
ния звена (например, заг — заготовка, ин — инстру-
мент, кул — кулачок и т. д.), электродвигатели обоз-
начены М, Ml, М2 и т. д.
полужесткую муфту (вал Г) на вал II посредст-
вом передачи 42/42. Здесь и в дальнейшем но-
мер зубчатого колеса означает число его зубьев.
С вала II на вал III движение может быть пе-
редано посредством трех возможных вариантов
передач 40/40 31/50 и 19/60. Следует отметить,
что при постоянном модуле зубчатого колеса
теоретически условие их сцепляемости состоит
в том, что сумма чисел зубьев сцепляемых пар
колес должна быть постоянной: z, + z2=z3 +
+ z4 = zs + z6 = const.
При различных модулях зубчатых колес сцеп-
ление обеспечивается при соблюдении условий
(z,+г2)т, =(z,+z4)m3, где z, и z2 — числа
зубьев первой пары колес, т, — их модуль, мм;
z3 и z4 — числа зубьев второй пары, т3 — их
модуль, мм.
160
chipmaker.ru
90 ч
^3,
до’-?»
со
\ЬЬ Ьи
г
-
1
х—
гЭ
<®Г-_ =-
Валы коробки подач
Ж 1 3 Ж Ж Ж Ж Ш Ш ХШ Ж Ж 3
1600
1250
1000
800
630
500
400
3’5
250
200
160
125
100
во
63
50
40
31,5
25
20
16
12,5
10
8
6,3
5
А
3,15
2,5
2
п, об/мин
4000
1600
1250
1000
800
630
500
4oo
315
250
200
160
125
100
80
63
50
40
31,5
25
20
16
12,5
Sm, мм/мин
Рис. 202. График привода коробки подач станков 6Р81, 6Р81Г и 6Р11
В нашем случае при одинаковом модуле
(т = 2,5 мм) зубчатых колес условие выполне-
но с точностью до одного зубд, что практически
допускается, т. е. 40 + 40 = 80; 31 + 50 = 81; 19 +
+ 60 = 79.
Дальнейший разбор кинематической цепи
главного движения для большей наглядности
и ясности произведем одновременно по кине-
6-91
магической схеме (рис. 200) и по так называе-
мой структурной диаграмме (сетке) —i рафи-
ку частот вращения шпинделя (рис. 201). ha
диаграмме проведено на равном расстоянии
друз от друга семь вертикальных линий в со-
ответствии с количеством валов коробки ско
ростей (валы I—VII, рис. 201) и горизонталь-
ные линии также на равном расстоянии друг
161
chipmaker.ru
от друга. Расстояния между горизонтальными
и вертикальными линиями зависят от выбран-
ного масштаба Точки пересечения горизон
гальных и вертикальных линий по вертикали
соответствуют частоте вращения (на любом
из промежуточных валов), указанной на шпин-
деле (вал И//). От вала III на вал IV движение
передается через одну из трех пар зубчатых ко-
лес: 50/40, 45/45 и 40/5/.
Теоретически вал IV имеет девять частот
вращения. Однако практически он имеет во-
семь различных частот вращения (рис. 201).
От вала IV передача вращения шпинделю стан-
ка осуществляется посредством трех различ-
ных кинематических цепей:
1) от вата IV восемь значений частоты вра-
щения передаются на вал V посредством зуб-
чатой передачи 22)53, с вала V на вал VI — через
зубчатые колеса 21/55, а с вала VI — на вал
VII (шпиндель);
2) с вала IV на вал VI восемь значений
частоты вращения можно передать, .если ввести
в зацепление зубчатое колесо 22 с муфтой 22
на валу Р7; далее с ва ia VI вращение передается
на шпиндель (вал VII) с помощью передачи
20/58;
3) после соединения валов IV и VI той же
муфтой 22, а с вала VI на вал VII (шпиндель)
посредством передачи 55/50 можно пере-
дать еще пять значений частоты вращения.
Таким образом, шпиндель указанных стан-
ков имеет 21 значение частоты вращения
(20 -2000 об/мин).
По графику частот вращения можно напи-
сать уравнения кинематических цепей. Так, мак-
симальная частота вращения шпинделя опре-
деляется из уравнения ишп.тах= 1450’42/42 х
х 40/40’55/50 = 1600 об/мин, минимальная час-
тота вращения шпинделя яШп.пЛ= 1450’42/42 х
х 19/60 40/51 22/53 21/55-20/58 = 20 об/мин.
Направление вращения шпинделя изменяют
реверсированием электродвигателя.
Цепь подач. Механизмы подач приводятся
в движение от электродвигателя М2 мощностью
1,5 кВт с частотой вращения 1400 об/мин,
непосредственно связанного полужесткой муф-
той с валом IX. На рис. 202 показан график
привода коробки подач. По структурной сетке
и кинематической схеме легко проследить, как
на станке можно получить ряд продольны: .
поперечных и вертикальных подач. Передача
вращения в коробке подач от вала XIII к валу
XVI осуществляется по трем цепям: передачей
19/40 (8 ступеней); передачей 38/20 (6 ступеней)
и передачами 19/40, 12/40 и 21/40 (8 ступеней).
162
Уравнения кинематической цепи для наи-
большей продольной подачи:
«пред тах=1400-20/25 31/59 ’ 24/30 • 30/28 х
х 38/20 ’ 23/31 ’ 35/55 ’ 55/66 ’ 46/66 • 66/66 х
х 68/68 • 39/24 • 18/22 • 20/25 • 39/34 • 34/39 ’ 6 =
= 1677 мм/мин;
««род т.п =1400 • 20/25 • 31/59 ’ 18/36 ’ 17/40 х
х 19/40 • 12/40 • 21/40 • 20/34 • 35/55 ’ 55/66 х
х 46/66 • 66/66 • 68/68 • 39/24 • 18/22 • 20/25 ’ 6=
= 12,5 мм/мин.
От вала XVIII через предохранительную
муфту вращение в двух противоположных на-
правлениях передается к ходовым винтам про-
дольного, поперечного и вертикального пере-
мещений. Прямое направление вращения осу-
ществляется через передачу 66/66, а обратное —
через промежуточный вал XIX и передачи
46/35 и 35/66.
При работе ручным продольным переме-
щением стола ходовой винт XXVIII может
быть отключен от механизма подачи расцеп-
лением скользящего колеса 34 с колесом 39.
Консольные фрезерные станки с шириной
стола 320 мм (№ 2) и с шириной стола 400 мм
(№ 3). Эти станки изготовляют на Горьков-
ском заводе фрезерных станков (ГЗФС). Завод
выпускает станки следующих моделей: 6Р82Г
и 6Р83Г — горизонтально-фрезерные; 6Р8? и
6Р83 — универсально-фрезерные; 6Р12и 6Р13—
вертикально-фрезерные; 6Р12Б и 6Р13Б — вер-
тикально-фрезерные быстроходные; 6Р82Ш и
6Р83Ш — широкоуниверсальные.
Консольно-фрезерные стачки серии Р явля-
ются более совершенными моделями по срав-
нению с ранее выпускавшимися станками серии
М. Новые модели обладают высокой жест-
костью и виброустойчивостью, что в свою
очередь повышает стойкость режущего инст-
румента и производительность труда. Конст-
рукция зажима пиноли обеспечивает надежно*
крепление и предохраняет пиноль от осевого
перемещения, сохраняя стабильное положение
оси шпинделя. Размещение аппаратуры в изо-
лированных электронишах и усовершенство-
вание разводки электроприводов в станке по-
вышает надежность работы электрооборудо-
вания станков. В новых моделях смазка направ-
ляющих консоли и узла стол — салазки осу-
ществляется от плунжерного насоса централи-
зованно. Эффективная смазка повышает epos
работы этих узлов, обеспечивает более дли-
тельное сохранение первоначальной точности
станка и сокращает время на его обслуживание
В опорах ходового винта применены шарико-
подшипники. вместо быстро^натчивающихся
chipmaker.ru
Рис. 203. Кинематическая схема станков 6Р12 и 6Р13
чугунных втулок, улучшена смазка подшипни-
ков. Введен защитный щиток на торце стола
от стружки при перемещении стола в крайнее
1свое положение.
Увеличение на 100 мм продольного хода
.тола расширяет технологические возможности
станков серии Р. Для более точной установки
стола в заданное положение применено новое
крепление лимбов. Станки серии Р имеют
совершенные формы, отвечающие современным
требованиям технической эстетики.
Основные узлы указанных моделей станков
унифицированы. Для удобства управления и
сокращения затрат вспомогательного времени
помимо автоматизации цикла обработки на
станках серии М и Р Горьковского завода фре-
зерных станков предусмотрено: дублированное
(спереди и с левой стороны станка) изменение
163
chipmaker.ru
Рис. 204 График частот вращения шпинделя стан-
ков 6Р12 и 6Р13
Рис. 205. График привода продольных подач стан-
ков 6Р12 и 6Р13
частоты вращения шпинделя и подач стола одно-
рукояточными и выборочными механизмами,
позволяющими установить требуемую частоту
вращения или подачу поворотом лимба без
прохождения промежуточных ступеней; управ-
ление автоматическими движениями стола от
рукояток, направление поворота которых совпа-
дает с направлением перемещения стола; пуск,
остановка шпинделя и включение быстрых пе-
ремещений с помощью кнопок; торможение
шпинделя постоянным током; наличие быстрых
перемещений стола в продольном, поперечном
и вертикальном направлениях.
Кинематическая схема станков. На рис. 203
показана кинематическая схема, а на рис. 204 —
график частот вращения шпинделя, поясняю-
щий структуру механизма главного движения
консольно-фрезерных станков 6Р12 и 6Р13.
Коробка скоростей станков 6Р82Г, 6Р82,
6Р83Г и 6Р83 отличается лишь горизонтальным
расположением шпинделя, а коробка подач
аналогична коробкам станков 6Р12 и 6Р13
Коробка скоростей горизонтального шпинделя
широкоуниверсальных консольно-фрезерных
станков 6Р82Ш и 6Р83Ш, а также их коробка
подач полностью унифицированы.
Цепь главного движения стан-
ков 6Р12 и 6Р13. От электродвигателя мощ-
ностью 7,5 кВт для станка 6Р12 и 10 кВт цля
станка 6Р13 через упругую соединительную
муфту движение передается на вал 1, а с вала
I на вал II — через зубчатую передачу 27/53.
На валу II находится тройной блок зубчатых
колес, с помощью которого можно передать
вращение валу III с тремя различными ско-
ростями через передачи 22/32, 16)38 и /9/35.
С вала III на вал IV движение может быть
передано также тремя различными вариантами
передач: 38)26, 27)37, 17)46.
Следовательно, вал 11 имеет девять значений
частоты вращения (3x3=9) Вал V получает
движение от вала IV через двойной блок зубча-
тых колес с помощью передач 82)38 и /9/69.
Таким образом, вал V имеет 18 различных
скоростей (9x2=18). От вала V движение
передается на вал VI конической зубчатой пере-
дачей 30)30, а с вала VI на шпиндель VII -
через передачу 54)54. Используя график
(рис. 204). можно написать уравнение кинема-
тической цепи для любого из 18 значений час-
тоты вращения. Так, например, для наибольшей
частоты вращения шпинделя оно будет ишп та/
= 1460 • 27/53 - 22/32 • 82/38 • 30/30 • 54/54=
= 1600 об/мин.
Цепи подач. Привод подач осущес
164
chipmaker.ru
вляется от отдельного фланцевого двигателя
мощностью 2,2 кВт для станка 6Р12 и 3 кВ г
для станка 6Р13. По кинематической схеме
станков (см. рис. 203) и графику подач (рис. 205)
разберем кинематические цепи подач.
Через передачу 26/50 получает вращение
вал XI, затем через передачу 26/57 — вал XII.
На валу XII находится тройной подвижной
блок зубчатых колес, сообщающий валу XIII
три скорости вращения посредством передач
36/18, 27/27 и 18/36. На валу XIV находится
тройной подвижной блок, с помощью которого
движение с вала XIII на вал XIV можно передать
также тремя вариантами передач: 24/34, 21/37
и 18/40. Следовательно, вал XIV имеет девять
значений частоты вращения (3x3=9). Когда
подвижное зубчатое колесо 40 с кулачками
на торце передвинуто вправо и находится в
зацеплении с муфтой М,, жестко связанной
с валом XIV, вращение с вала XIV на вал XV
передается непосредственно. Если зубчатое ко-
лесо 40 ввести в зацепление с зубчатым колесом
18 (как показано на схеме), тем самым включив
муфту М\, то движение на вал XIV будет пере-
даваться через перебор 13/45-18/40. Перебор
здесь работает как понижающая передача.
Таким образом, коробка подач консольно-
фрезерных станков 6Р82Г, 6Р82, 6Р12, 6Р12Б,
6PI3, 6Р13Б, 6Р82Ш 6Р83Ш имеет 18 различ-
ных подач: девять при работе без перебора и
девять при работе с перебором. С вала XIV
на вал XV движение передается через передачу
40/40. От широкого зубчатого колеса 40, закреп-
ленного на валу XV, через предохранительную
муфту Мп при включенной кулачковой муфте
М2 движение передается валу XV, а от него
на вал XVI посредством передачи 28/35. От
нала XVI на вал XVII движение передается
через передачу 18/33. С вала XVII можно пере-
дать все значения частот вращения на ходовые
винты продольной, поперечной и вертикальной
подач.
Так, продольная подача далее осуществля-
ется по следующей цепи: с вала XVII на вал
XVIII передачей 33/37, с вала XVIII на вал
XIX через пару конических зубчатых колес
18/16, а с вала XIX на вал XX (ходовой винт
продольной подачи) также через пару кони-
ческих зубчатых колес 18/18.
Быстрые перемещения стола во всех направ-
лениях осуществляются при включенной фрик-
ционной муфте М3по кинематической цепи,
показанной на рис. 205 пунктирной линией.
Как видно из рис. 205, вращение от электродви-
1 ателя подач передается валу XV через зубчатые
передачи 26/50, 50/67 и 67/33 и далее по кине-
матическим цепям рабочих подач
Наладка станков на автоматические циклы
работы. У консольно-фрезерных станков серий
М и Р управление продольным движением стола
может осуществляться по полуавтоматическому
или автоматическому циклу. В условиях еди-
ничного производства управление продольной
подачей и быстрым перемещением стола про-
изводится вручную. В серийном производстве
эти станки могут быть налажены на полуавто-
матический (скачкообразный) и автоматический
(маятниковый) циклы обработки. Для этой цели
в боковом Т-образном пазу стола устанавли-
вают в определенной последовательности и на
определенном расстоянии дру! от друга кулачки
(см. рис. 49), которые в нужные моменты воз-
действуют на звездочку управления быстрыми
и рабочими движениями стола и на рукоятку
переключения продольной подачи, обеспечивая
работу станка по заданному циклу. Стол можно
наладить на следующие автоматические циклы:
1) полуавтоматический скачкообразный: а)
быстро направо — подача вправо — быстро на-''
зад (влево) и стоп и т. д. (рис. 206. а); б) быстро
влево - подача влево - быстро назад (впра-
во)— стоп и т. д. (рис. 206, б). т. е. получается
тот же цикл движений стола, но только в левую
сторону;
2) автоматический маятниковый цикл: бы-
стро вправо подача вправо - быстро вле-
во - - подача влево — быстро вправо и г. ц.
(рис. 207).
Для того чтобы наладить станок на автома-
тическую работу. необходимо: отключить ста-
нок от сети переключателем ввода «включено -
выключено»; поставить переключатели ручно-
го или автоматического управления продоль-
ным перемещением стола и работы круглого
стола в положение «автоматическое управле-
ние»; включить станок переключателем ввода
«включено-выключено»; произвести установку
кулачков в зависимости от принятого цикла.
При наладке на автоматическую работу
необходимо иметь в виду, что переключение
с подачи на быстрый ход или с быстрого хода
на подачу осуществимо в любом месте хода
и при любом направлении движения и oi рани-
чивается лишь возможностью установки ку-
лачков в данной точке.
Переключатель ручного или автоматичес
кого продольного перемещения стола устанав
ливают при нейтральном положении рукоятки
продольного хода нажатием на нее отверткой
до упора и поворотом в фиксированное положе-
165
Рис. 206. Установка кулачков при одностороннем полуавтоматическом цикле вправо
и влево
ние «авгома1ическое управление». Если пере-
ключатель не фиксируется, надо маховичком
на торце стола немного повернуть винт про-
дольного хода.
Остановка движения стола вправо или влево
производится кулачками 5 или 6 (см. рис. 206),
которые воздействуют на выступы рукоятки
продольного хода. Кулачки 1 и 2 никогда не
должны сниматься со станка, так как они Огра-
ничивают крайние положения стола.
Переключение с подачи иа быстрый ход
или с быстрого хода на подачу (при движении
стола вправо или влево) производится кулач-
ками 3 и 4, которые воздействуют иа звездочку.
Рис. 207 Установка кулачков при маятниковом цикле
166
chipmaker.ru
Правый и левый кулачки различаются лишь
положением рычага. При необходимости рычаг
можно переставить в другую, сторону. При
работе с ручным управлением для предохра-
нения механизма от преждевременного износа
кулачки 3 и 4 рекомендуется снимать -или пере-
ставлять на неработающую часть стола.
При одновременном фрезеровании комплек-
та заготовок, у которых обрабатываемые по-
верхности расположены на значительном рас-
стоянии друг от друга, станок может быть
настроен для работы по скачкообразному циклу
правой или левой подачи. В соответствии с рас-
положением обрабатываемых поверхностей
стол станка будет получать то быстрые, то
медленные перемещения по схеме; быстро впра-
во (или влево) — подача вправо (или влево)
и быстро назад — стоп.
При автоматическом маятниковом цикле
обрабатываемые заготовки устанавливают по-
очередно то на правой стороне стола, то на
левой. Во время обработки заготовки, установ-
ленной на одной стороне стола, на другой его
стороне рабочий снимает обработанную деталь
и устанавливает новую заготовку. Стол станка
в этом случае непрерывно совершает замкну-
тый цикл движений: быстро вправо - подача
вправо — быстро влево — подача влево - быс-
тро вправо и т. д.
При работе стола в автоматическом цикле
необходимо иметь в виду следующее: включе-
ние цикла производится при включенном вра-
щении шпинделя рукояткой продольного хода
в сторону подвода детали; установка рукоятки
в положение стоп (нейтральное) позволяет вклю-
чать подачу или быстрый ход во всех случаях,
независимо от настройки станка на автомати-
ческий цикл или ручное управление, за исклю-
чением момента поворота звездочки кулачком.
В этот момент стол можно остановить только
кнопками стоп. Перед включением стола после
такой остановки необходимо проверить, зафик-
сирована ли звездочка. В условиях автомати-
ческого цикла кнопки «быстро стол» не рабо-
тают.
Станки фрезерные консольные универсаль-
ные и горизонтальные 6Т82Г-1, 6Т82-1, 6Т83Г-1
и 6Т83-1 (рис. 208) предназначены для обработки
деталей из стали, чу1уна и цветных металлов
в условиях единичного и серийного производ-
ства. Станки серии Т отличаются от заменяемых
станков серии Р более совершенной конструк-
цией консоли, коробки подач, механизма пере-
ключения подач, пульта управления, электро-
оборудования и др. Конструкция станков поз-
воляет создавать различные модификации с
высоким уровнем автоматизации, в том числе
с устройством цифровой индикации, с цикловой
или оперативной системой программного уп-
равления, а также копировальные.
Управление станками производится с по-
мощью кнопочно-клавишного пульта; возмож-
но одновременное движение стола в продоль-
ном, поперечном и вертикальном направлениях
или в любых двух из них. Более жесткая констру-
кция навесного узла подач и центральное рас-
положение ходового винта салазок позволяют
увеличить поперечный ход и повысить точность
обработки. Предусмотрены более совершенные
автоматические циклы обработки деталей (в
том числе цикл «по рамке» — рабочие и уско-
ренные перемещения стола в продольном и-
поперечном направлениях на заданные вели-
чины), повышена скорость быстрого хода стола,
сокращено время торможения, расширен диа-
пазон подач, обеспечено более легкое управ-
ление станками.
Точность обработки характеризуется сле-
дующими показателями: неплоскостность об-
работанных поверхностей не более 30 мкм;
непараллельность верхней обработанной по-
верхности основанию не более 30 мкм; не-
перпендикулярность плоскостей не более 20 мкм.
Рис. 208. Универсальный горизонтальный консоль-
но-фрезерный станок серии Т
167
chipmaker.ru
13. Техническая характеристика станков сернн Т
Параметры
6Т82Г-1 6Т82Г 6Т83Г-1 6Т83
Размеры рабочей поверхности стола (длина х ширина), мм
Наибольшее перемещение стола, мм:
продольное
поперечное
вертикальное
Количество частот вращения шпинделя
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин
Количество подач стола
Пределы подач стола, мм/мин:
продольных и поперечных
вертикальных
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:
продольного и поперечного
вертикального
Угол поворота стола, град.
Мощность главною привода, кВт
Габарит станка (длина х ширина х высота), мм
Масса станка (с электрооборудованием), кг
320x1250
400 х1600
420 80 32 0 0 370 1 31,5- 2 420 8 -1600 2 10( 41 )0 30 360
12,5- 4,1- -1600 -530
2280 х 3180 7, 19< 40 13 + 5 >5 х 1690 3250 00 30 45 К 2570 х 22. 3750 52 х 1770 3850
Техническая характеристика станков серии
Т приведена в табл. 13.
Станки фрезерные консольные вертикальные
6Т12-1 и 6Т13-1 предназначены для фрезеро-
вания всевозможных деталей из стали, чугуна
и цветных металлов торцовыми, цилиндри-
ческими, концевыми радиусными фрезами в
условиях единичного и серийного производства.
В серийном производстве благодаря наличию
полуавтоматических и автоматических циклов
станки могут успешно использоваться на ра-
ботах операционного характера в поточных
и автоматических линиях. На станках можно
обрабатывать вертикальные и горизонтальные
плоскости, пазы, углы. С помощью делительных
головок или круглого накладного стола можно
нарезать зубчатые колеса, развертки, спирали,
контуры кулачков и другие детали, требующие
периодического или непрерывного поворота
вокруг своей оси.
§ 60. Краткие сведения
о других типах станков
фрезерной группы
И нет румента льные широкоуниверсальные
фрезерные станки. Эти станки предназначаются
для выпол тения различных работ повышенной
точности. Наличие горизонтального и пово-
ротного вертикального шпинделей, а также
большого количества принадлежностей делает
станок широкоуниверсальным, удобным для
168
работы в инструментальных цехах при изго-
товлении технологической оснастки, инстру-
мента, штампов, пресс-форм и других изделий.
К фрезерным широкоуниверсальным (инстру-
ментальным) станкам относятся станки:
675ПФ1 Ереванского завода фрезерных стан-
ков, 6Б75В и 6Б75ВФ1 Одесского завода фре-
зерных станков им. Кирова. 6725В Вильнюс-
ского станкостроительного завода «Коммуна-
рас» и 676П Иркутского станкостроительного
завода и др. Станки 675ПФ1 и 6Б75ВФ1 осна-
щены системой цифровой индикации. Эта сис-
тема значительно улучшает обслуживание, по-
вышает производительность и точность обра-
ботки. На рис. 209 показана схема инструмен-
тального широкоуниверсального станка. В этих
станках основным является вертикальный стол,
на который устанавливают принадлежности
для закрепления обрабатываемых заготовок
или сами обрабатываемые заготовки. Заводы-
изготовители этих станков предусматривают
обычно несколько вариантов комплектации.
Помимо основного вертикального и горизон-
тального столов, предусматривается установка
накладных принадлежностей: угловой универ-
сальный стол, круглый стол, делительная го-
ловка, долбежная головка, быстроходная го-
ловка, шлифовальная головка, спирально-фре-
зерное приспособление и др.
На Ереванском заводе фрезерных станков
изготовляется новый широкоуниверсальный ста
нок 67К16П повышенной точности с шириной
chipmaker.ru
стола 160 мм. Наличие вертикального и гори-
зонтального шпинделей, а также широкая но-
менклатура принадлежностей к станку (верти-
кальная головка, угловой и горизонтальный
столы; круглый стол; делительная головка;
фрезерная, долбежная и подрезная головки;
центроискатели; сверлильный патрон; оправки;
борштанги и резцедержатели для растачивания
отверстий и др.) позволяют выполнять разно-
образные фрезерные, расточные, сверлильные
и другие работы. Приводы главного движения
и подачи разделены. В приводе подач применен
регулируемый электродвигатель постоянного
тока.
Вертикально-фрезерные станки с крестовым
столом (бесконсольные). У вертикальных бес-
консольных фрезерных станков крестовый стол
расположен на неподвижной станине и может
перемещаться в продольном и поперечном нап-
равлениях (рис. 210). На этих станках можно
обрабатывать большие и тяжелые заготовки
в условиях единичного и серийного производ-
ства. Фрезерование производится главным об-
разом торцовыми головками, а также торцовы-
ми, цилиндрическими и фасонными фрезами.
Повышенная мощность и жесткость, а также
высокие частоты вращения шпинделя позволя-
ют производить на этих станках скоростное
фрезерование торцовыми головками с пластин-
ками твердых сплавов.
Продольные и поперечные подачи стола
осуществляются отдельными электродвигате-
лями постоянного тока с бесступенчатым регу-
лированием частот вращения. Бесступенчатое
регулирование подачи в широком диапазоне
позволяет производить выбор оптимальной ми-
нутной подачи при фрезеровании.
Для удобства управления и сокращения
вспомогательного времени на станках преду-
смотрено: управление всеми движениями станка
с подвесного пульта; возможность изменения
частот вращения шпинделя одной рукояткой
с помощью гидравлического привода; бессту-
пенчатое изменение подач одной рукояткой,
расположенной на подвесном пульте; наличие
быстрых перемещений стола в продольном и
поперечном направлениях и шпиндельной бабки
в вертикальном направлении; электрическое
торможение шпинделя. Для точных перемеще-
ний стола предусмотрены замедленные подачи.
Станки могут работать по полуавтоматическо-
му циклу, включающему быстрый прямой и
обратный ход, рабочий ход и остановку стола
в требуемых положениях. Ульяновский завод
тяжелых и уникальных станков выпускает моде-
Рис. 209. Схема инструментального широкоуни
версального станка
Рис. 210. Схема вертикально-фрезерного станка
с крестовым столом
ли станков 6560, 6А56, 6А59 с крёстовым столом
шириной 630, 800 и 1000 мм. На базе этих моде-
лей выпускаются станки с цифровой индика-
цией, с числовым программным управлением.
Некоторые модели станков оснащаются за-
грузочным устройством. Львовский завод фре-
зерных станков выпускает такие станки с щи-
риной стола 250—400 мм.
169
chipmaker.ru
Рис. 211. Схема продольно-фрезерного станка
Продольно-фрезерные станки. Станки дан-
ного типа (рис. 211) универсальные и предна-
значены для обработки корпусных и крупно-
габаритных деталей в условиях единичного и
серийного производства. Фрезерование заго-
товок на этих станках производится главным
образом торцовыми твердосплавными голов-
ками, а также цилиндрическими, концевыми и
другими фрезами. Высокая мощность и жест-
кость продольно-фрезерных станков позволяет
обрабатывать заготовки с большими сечениями
среза. Эти станки из! отовляют с шириной
стола от 3200 и до 5000 мм, размерный ряд
принят со знаменателем геометрической прог-
рессии <р = 1,26.
Продольно-фрезерные станки делятся на
одностоечные и двухстоечиые и имеют несколь-
ко фрезерных шпинделей. Все современные
фрезерные станки отличаются удобством об-
служивания, повышенной точностью и высокой
производит ельностью.
Продольно-фрезерные станки имеют дистан-
ционное управление с подвесного пульта, меха-
низированный зажим подвижных узлов, авто-
матический отвод фрезы от детали при быстром
ходе стола, дистанционное бесступенчатое ре-
гулирование скорости подач (для станков с
шириной стола 5000 мм и более), механизмы
отвода стружки из зоны резания и другие виды
механизации. Тяжелые станки оснащены меха-
низмами для установки тяжелых фрез, наклад-
ными угловыми фрезерными головками, меха-
низмами для отсчета перемещений. На станках
с шириной стола 3200—5000 мм можно про-
изводить строгание, сверление, растачивание.
170
Продольно-фрезерные станки выпускают
Дмитровский завод фрезерных станков (ДЗФС),
Горьковский завод фрезерных станков (ГЗФС),
Минский завод им. Октябрьской революции
(МЗОР) и Ульяновский завод тяжелых и уии
кальных станков (УЗТС). Горьковский завод
выпустил продольно-фрезерио-расточный двух-
стоечный трехшпиндельиый станок модели
6Г608Ф1 с цикловым управлением и цифровой
индексацией. На станке кроме фр'езерных работ
ложно выполнять сверлильные и расточные
операции по заданным координатам отверстий.
Станок создан на базе продольно-фрезерного
одностоечного станка 6Г608, имеет компоновку
с тремя шпиндельными бабками ползункового
типа — двумя горизонтальными и одной вер-
тикальной. Он оснащен накладными головками,
позволяющими обрабатывать заготовки с пяти
сторон за одну установку. По сравнению с базо-
вой моделью данный станок значительно усо-
вершенствован. Устройство цифровой индекса-
ции позволяет автоматизировать процесс вы-
хода выдвижного узла на заданную координату
и повысить точность обработки. Наличие уст-
ройств предварительного набора перемещений
подвижных узлов и других конструктивных и
компоновочных особенностей значительно рас-
ширяет технологические и эксплуатационные
возможности станков.
Имеется ряд модификаций: фрезерно-рас
точные, сверлильио-фрезерно-расточные, копи-
ровально-фрезерные, фрезерно-строгальные,
обрабатывающие центры и др.
На базе продольно-строгальных или про-
дольно-фрезерных станков Минским станко-
строительным заводом им. Октябрьской рево-
люции и Новосибирским заводом «Тяжстанко-
гидропресс» изготовляются фрезерно-строгаль-
ные комбинированные станки. Эти станки име-
ют ширину стола от 1000 до 3200 мм и длину
от 3000 до 16000 мм. Они предназначаются
для обработки крупных базовых и корпусных
деталей в условиях единичного и мелкосерий-
ного производства. Станки имеют несколько
строгальных суппортов и фрезерных головок.
Большинство станков оснащено устройствами
цифровой индикации и предварительного на-
бора координат. Имеются исполнения станков
со строгальными суппортами, фрезерными уг-
ловыми головками, фрезерно-расточными го-
ловками, а также шлифовальными головками.
На таких станках можно производить черновую
и чистовую обработку горизонталных, верти-
кальных и наклонных поверхностей. Строгание,
фрезерование и другие операции выполняются
chipmaker.ru
последовательно при одной установке заготов-
ки, что сокращает вспомогательное время.
Копировально-фрезерные станки. Детали
сложной конфигурации, например штампы,
пресс-формы, лопатки турбин и др., в крупно-
серийном и массовом производстве обрабаты-
вают на копировально-фрезерных станках кон-
цевыми фрезами. Различают контурное и объ-
емное копировальное фрезерование.
Контурное фрезерование применяют при
обработке фасонных поверхностей замкнутого
контура — плоских наружных и внутренних ку-
лачков. Объемное копирование применяется
для фрезерования пространственно-сложных
(объемных) наружных и внутренних поверх-
ностей.
Копировально-фрезерные станки имеют за-
дающее устройство (копир, шаблон, эталонная
деталь, чертеж, модель и др.), связанное через
копировальное устройство (щуп, копироваль-
ный палец, копировальный ролик, фотоэлемент)
с исполнительным органом, который повторяет
движение копировального устройства для вос-
произведения режущим инструментом формы
задающего устройства. Существуют две схемы
работы копировально-фрезерных станков: без
следящей системы и с ней. В первой согласование
взаимного положения щупа (копировального
пальца) с копиром осуществляется жесткой
связью между задающим и исполнительным
устройствами. Вторая система имеет следя-
щий механизм в системе исполнения команд.
В задающем устройстве образуются управляю-
щие сигналы, которые подаются в следящий
механизм. Последний сравнивает заданную про-
грамму с выполненной и при их расхождении
подает сигнал исполнительному устройству для
корректирования траектории режущего инстру-
мента. Копировальные станки со следящей
системой характеризуются также наличием уси-
лительных устройств, которых нет в стайках
с жесткой связью. В отличие от механических
копировальных устройств, в которых сила ре-
зания воспринимается копиром (шаблоном),
в следящих системах следящий орган (щуп),
передвигаясь по копиру, только подает команду
исполнительным органам, которые осуществ-
ляют соответствующие перемещения рабочих
органов стайка. Поэтому следящие копироваль-
ные устройства работают с очень малым давле-
нием на копиры (шаблоны или модели), что
дает возможность применять дешевые и про-
стые в изготовлении копиры и производить
обработку крутых и точных переходов профиля
фасонной поверхности. Малые давления следя-
щего органа (щупа) на копир обеспечивают
высокую точность и низкую шероховатость
обработанной поверхности, позволяют произ-
водить обработку при оптимальных режимах
фрезерования Наибольшее применение полу-
чили копировально-фрезерные станки с электро-
механической и гидравлической копироваль-
ными системами.
Копировально-фрезерно-i р а -
вировальные станки с пантографом
6Л463, 6Г463, 6464 Львовского завода фроер-
ных станков предназначены для гравироваль-
ных и мелких копировально-фрезерных работ,
производимых по двум координатам (контур-
ное фрезерование). На этих станках може.
производиться фрезерование мелких шаблонов
и лекал, неглубоких пресс-форм для резины и
пластмассы и др., а также гравирование цифр,
надписей и узоров на штемпелях, лимбах,
платах, панелях и т. д. Копирование в установ-
ленном масштабе производится с помощью
специального устройства — панто! рафа. Дви-
жение копирования иа станке осуществляется
перемещением ощупывающего пальца по кон-
туру копира.
Вертикально-фрезерные кон-
сольные станки с копироваль-
ным устройством выпускаются на базе
универсально-фрезерных станкоа В настоящее
время серийно выпускаются копировально-
фрезерные станки моделей 6Р11К-1, 6Р12К-1.
6Р13К-1, 6Т13К-1 и др. Эти станки предназна-
чаются для обработки пространственно слож-
ных фасонных поверхностей - - штампов, пресс-
форм и др. — методом копирования. Обработка
производится по копирам, контур которых ощу-
пывается наконечником копировального при-
бора. Для копировальных работ применяются
концевые, выпуклые полукруглые и цилиндри-
ческие фрезы. Станки с копировальным устрой-
ством можно использовать и как обычные
консольно-фрезерные станки.
Копировально-фрегерные го-
ризонтальные станки для обьем-
и ой обработки моделей 6Б443Г, 6Б444Г
и 6А445 выпускает Ленинградский станкострои-
тельный завод им. Я. М. Свердлова. Станки
предназначаются для обработки деталей, имею-
щих пространственно-сложную форму. Управ-
ление станками осуществляется от копира (про-
тотип изделия или его части), выполненного в
натуральную величину. Система управления
подачами станка получает информацию о ко-
пире от копировального прибора, ощупываю-
щего поверхность копира в заданной последо-
171
chipmaker.ru
вательности. Управление подачами осущест-
вляется в трех режимах: строчечном, контурном
и трехмерном. На рис. 212 показана схема
копировально-фрезерного станка. По станине
в продольном направлении перемещается стол
1, на котором установлены угольники 2 и 3 для
крепления заготовки и копира. По вертикаль-
ным направляющим колонки 4 станка переме-
шается поперечина 5. по которой движется
фрезерная головка. На корпусе шпиндельной
бабки установлен копировальный датчик станка.
Карусельно-фрезерные станки. На рис. 213
показана схема карусельно-фрезерного станка.
На станине 1 смонитированы две вертикальные
стойки 2 с направляющими, которые соединены
горизонтальной плитой 3, образующей замкну-
тую рамную систему. На стойках 2 смонтиро-
вана горизонтальная траверса 4, которая может
перемещаться вверх и вниз. На траверсе 4
помещены шпиндельные головки 5 с индиви-
дуальным приводом. Для удобства наладки
на необходимую глубину фрезерования шпин-
дели фрезерных головок перемещаются в верти-
кальном направлении. Круглый поворотный
стол с вертикальной осью вращения приводится
в действие от отдельного привода. Благодаря
медленному вращению стола (круговая подача)
можно совместить машинное время обработки
со вспомогательным временем. Эти станки
изготовляют Горьковский завод фрезерных
станков и Ульяновский завод тяжелых и уни-
кальных станков.
Карусельно-фрезерные станки предназна-
чаются для обработки плоскостей заготовок
торцовыми фрезами по методу непрерывного
фрезерования.
Барабанно-фрезерные станки
применяют для обработки корпусных деталей
в условиях крупносерийного и массового произ-
водства. Обрабатываемые заготовки закрепля-
ют на вращающемся барабане.
Торцефрезерные станки приме-
няют для подрезки торцов на валах двумя
торцовыми фрезами и последующего центро-
вания центровых отверстий центровочными
сверлами на этом же станке. При этом заготовка
крепится в приспособлении на призмах и оста-
ется неподвижной.
§ 61. Эксплуатация фрезерных
станков
Долговечность работы станка, в значитель-
ной мере зависит от условий его эксплуатации.
Во избежание повреждений станков при тран-
спортировке следует соблюдать" правила упа-
ковки, перевозки, переноски станков.
Качество работы станка зависит от правиль-
ной его установки на фундаменте. Без фунда-
мента разрешается установка станка только
на бетонном полу достаточной толщины (200—
300 мм). В остальных случаях для достижения
спокойной и точной работы необходимо под-
готовить бетонный фундамент. Станок уста-
навливают на фундамент после полного за-
твердевания раствора цемента. В отверстия
172
chipmaker.ru
основания станины закладывают фундаментные
болты с навинченными гайками и при установке
стайка на фундамент опускают болты в заранее
подготовленные колодцы. Выверку правиль-
ности положения станка производят точными
уровнями, которые устанавливают на обрабо-
танные горизонтальные или вертикальные плос-
кости станка (направляющие стола и т. п.).
Для придания станку правильного положения
применяют стальные клинья или регулируемые
башмаки, которые устанавливают по периметру
станины на определнных расстояниях друг от
друга. После выверки станка по уровню в
продольном и поперечном направлениях
основание станка заливают раствором це-
мента.
Каждый станок, находящийся в цехе, имеет
паспорт, выданный заводом-изготовителем
и хранящийся в отделе главного механика
завода. Паспорт станка является основным
техническим документом, содержащим полную
характеристику стайка. В паспорте даны сведе-
ния о типе станка, модели, указан завод-изго-
товитель, год выпуска, заводской номер, место
установки, дата выпуска в эксплуатацию и т. п.
В паспорте помещена также фотография станка
со спецификацией органов управления.
В разделе «Основные данные стайка» приве-
дены сведения, характеризующие габарит и
массу станка, основные размеры, стол, направ-
ляющие станины, шпиндель, хобот и серьгу,
принадлежности и приспособления для настрой-
ки и обслуживания станка, прилагаемые к нему,
сведения о ремонте, комплект поставки и др.
В разделе «Механика станка» приведены
данные по механике главного движения (часто-
та вращения шпинделя, мощность на шпинделе)
и по механике подачи (подачи стола - про-
дольная, поперечная и вертикальная, ускорен-
ные подачи стола).
Кроме паспорта, к каждому станку прила-
гается руководство по эксплуата-
ции, которое хранится у цехового механика
или на рабочем месте. В руководстве кроме
сведений, имеющихся в паспорте, приведены
рекомендации по транспортировке и распаков-
ке, установке станка на фундамент, подготовке
станка х первоначальному пуску, смазке станка,
охлаждению фрез при резании.
В руководстве имеется также кинематиче-
ская схема станка со спецификацией зубчатых
и червячных колес, червяков и реек, описание
конструкции станка и его узлов, рекомендации
по настройке, наладке и режимам работы, регу-
лированию и эксплуатации электрооборудова-
ния и др. В конце руководства прилагаются
чертежи быстроизнашивающихся деталей.
Регулирование станков. Регулирование зазора
между ходовым винтом и гайкой. В процессе
эксплуатации станков возникает необходимость
в регулировании отдельных его узлов и элемен-
тов для восстановления их нормальной работы.
Между ходовым винтом и гайкой имеется
небольшой зазор (люфт). Поэтому, как указы-
валось ранее (см. с. 36), при точных перемещени-
ях необходимо маховичок ручного перемещения
стола вращать в одном направлении, чтобы
выбирать мертвый ход. Если некоторая доля
оборота маховичка происходит без перемеще-
ния стола, то это означает, что между ходовым
винтом и гайкой имеется зазор (мертвый ход).
Если мертвый ход превышает 1/8 оборота руко-
ятки, надо сообщить об этом мастеру. При нали-
чии зазора в ходовом винте продольного пере
Рис. 214. Регулирование зазора в ходовом винте
Рис.'215 Регулирование клиньев
173
chipmaker.ru
мещения стола нельзя производить фрезеро-
вание по подаче.
Для регулировки зазора между ходовым
винтом и гайкой стола консольно-фрезерных
станков № 2 и 3 серии Р наобходимо ослабить
контргайку I (рис 214) и, вращая валик 2,
произвести подтягивание гайки ходового винта.
Выбор люфта необходимо производить до тех
пор, пока люфт ходового винта, проверяемый
Рис. 216. Места смазки станков 6Р12, 6Р12Б,
6Р13 и 6Р13Б
поворотом маховичка продольного хода, ока-
жется не более 3—5% поворота маховичка
и пока при перемещении стола вручную не
произойдет заклинивание винта на каком-либо
участке, необходимом для рабочего хода. После
регулирования затягивают контргайку I, фикси-
руя валик 2 в установленном положении.
Pei улирование клиньев стола и салазок. За-
зор в направляющих стола и салазок консольно-
фрезерных станков № 2 и 3 серии Р выбирается
клиньями. -Регулирование клина 1 стола
(рис. 215) производится при ослабленных гайках
2 и 4 подтягиванием винта 3 отверткой. После
проверки регулирования ручным перемещением
стола гайки надежно затягиваются. Зазор в
направляющих салазок регулируется клином 6
при помощи винта 5. Результат регулирования
проверяется при перемещении салазок вручную.
В процессе эксплуатации кроме указанных
узлов регулируются зазор в переднем подшип-
нике, пружины фиксатора лимба скоростей и
лимба подач, предохранительная муфта ко-
робки подач и др.
Смазка и охлаждение станков. Станок может
эксплуатироваться при условии нормальной
работы его системы смазки. Основное назначе-
ние смазки состоит в уменьшении потерь на
трение, повышении износостойкости трущихся
поверхностей и обеспечении допустимой тем-
пературы. От правильности смазки станка за-
висят срок его службы и надежность работы.
На рис. 216 и в табл. 14 приведены элементы
и точки системы смазки консольных фрезерных
станков. Для смазки этих станков в резервуары
рекомендуется заливать масло ИС-30 (ГОСТ
20799—75), а пресс-масленки наполняют маслом
ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267—74).
Охлаждение в процессе фрезерования. Сма-
зочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) <ледует
подавать непосредственно в зону резания. Под-
вод СОЖ в нужную зону обеспечивается манев-
ренностью устройства подвода сопла. На
рис. 217 приведена схема подвода СОЖ к ре-
жущему инструменту для станков № 2 и 3
серии Р. Если отвернуть гайку /, то сопло можно
поворачивать под любым углом и устанавли-
вать по высоте. Для перемещения сопла вдоль
скосов хобота необходимо также ослабить гай-
ку 3 со стороны, противоположной соплу.
При изменении направления фрезерования вся
система может быть перенесена на другую сто-
рону хобота. Регулятором подачи требуемого
количества СОЖ является кран 2, расположен-
ный сверху сопла. Этим краном разрешается
пользоваться, как и краном-выключатетем
174
14. Перечень элементов и точек системы смазки
консольных фрезерных станков 6Р12, 6Р12Б,
6Р13 и 6Р13Б
№
позиции
на
рис. 216
/
2
3
4
5
6
7
8
9
J0
11
12
13
14
Элементы и точки системы смазки
Указатель уровня масла в резервуаре
консоли
Отверстие для залива масла в резервуар
консоли, 6 л
Отверстие для слива масла из резервуара
консоли
Пресс-масленка дЛя смазки концевых
подшипников стола
Отверстие для залива масла в.резервуар
станины, 14 л
Пробка для слива масла из резервуара
станины
Маслоуказатель для контроля работы
насоса в коробке скоростей
Пресс-масленка для смазки переднего
подшипника шпинделя
Указатель уровня масла в резервуаре
станины
Маслоуказатель контроля работы на-
соса в консоли
Кнопка для смазки вертикальных на-
правляющих консоли
Кнопка для смазки механизма и направ-
ляющих узла «стол—салазки»
Пресс-масленка для смазки верхних под-
шипников шпинделя
Пресс-масленка для смазки подшипни-
ков механизма перемещения гильзы
СОЖ, если время выключения не превышает
10 мин. На более продолжительное время
эмульсию необходимо отключать, выключая
насос переключателем на дверке электрониши.
Насос подачи СОЖ смонтирован за одно
целое со своим электродвшателем и располо-
жен в нише основания под кожухом электро-
двигателя главного движения. Наибольшая про-
изводительность насоса — 22 л/мин. Включение
и выключение насоса охлаждения происходит
при установке переключателя на дверке левого
электрошкафа в положение «Охлаждение вклю-
чено» или «Охлаждение выключено».
Для периодической очистки основания и
замены СОЖ в основании имеется пробка,
а в фундаменте — приямок для слива СОЖ
В передней части основания имеется решетчатая
крышка, через которую СОЖ стекает с верхней
поверхности во внутреннюю полость. Эта кры-
Рис 217. Схема подвода СОЖ к режущему инстру-
менту
шка задерживает стружку, тряпки, грязь и т. п.
Ее снятие недопустимо, так как это приводи!
к порче насоса и загрязнению всей системы.
Систему охлаждения следует периодически (че-
рез 6 мес) демонтировать и промывать под
давлением
Ремонт станков. Система планово-преду-
предительного ремонта предусматривает вы
полнение ряда мероприятий по уходу, надзору
и ремонту станков: ежемесячные и периодиче-
ские осмотры станков и машин: постоянное
поддержание чистоты оборудования и поме-
щений, в которых оно установлено; ежесменную
и периодическую смазку поверхностей трения;
периодическую промывку станков и машин
для удаления металлообразивных продуктов,
образующихся в результате их работы, и очи-
стку от пыли электротехнического и электрон-
ного оборудования станков и машин; профи-
лактическую регулировку механизмов, уст-
ройств и подвижных сопряжений деталей и
обтяжку крепежа станков и машин; профилак-
тическую замену деталей, имеющих срок служ-
бы меньше продолжительности межосмотро-
вого периода; периодические проверки геомет-
рической и технологической точности станков;
профилактические испытания электрооборудо-
вания, электросетей и электронных устройств;
замену утративших работоспособность быстро-
изнашивающихся деталей и их сопряжений или
chipmaker.ru
воссiановление их работоспособности; восста-
новление нарушений регулировки механизмов,
устройств и подвижных сопряжений деталей.
К регламентированному (плановому) тех-
ническому обслуживанию относятся ежемесяч-
ные и периодические осмотры, проверки и
испытания поддержание чистоты оборудования
и помещений, ежесменная и периодическая смаз-
ка, периодическая промывка и очистка от пыли,
профилактическая регулировка, принудитель-
ная (через определенное число часов работы)
замены быстроизнашивающихся деталей.
К техническому обслуживанию по потреб-
ности (неплановому) относятсй замена отка-
завших деталей, восстановление случайных на-
рушений регулировки механизмов, устройств
и подвижных сопряжений деталей, восстанов-
ление случайных нарушений неподвижных разъ
емных соединений деталей станков и машин
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется кинематической схемой металло-
режущих станков?
2. По какому закону выбирают ряд частот вращения
станка?
3. Как классифицируются станки фрезерной группы?
4. Чем отличаются консольные фрезерные станки
от других фрезерных станков?
4. Какие кинематические цепи имеются в консольном
фрезерном станке? Какие органы станка они свя-
зывают?
Глава 11
ПРИНЦИПЫ НАРЕЗАНИЯ И
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Зубообрабатывающие станки по принятой
классификации составляют пятую группу, по-
этому номера их моделей начинаются с цифры
5. Следующая цифра определяет тип станка;
1 — зубодолбежные для цилиндрических колес,
2 зуборезные для конических колес, 3 — зубо-
фрезерные для цилиндрических колес и шлице-
вых валиков, 4 - зубофрезерные для червячных
колес, 5 — станки для обработки торцов зубьев,
6 резьбофрезерные, 7 — зубоотделочные,» —
зубо- и резьбошлифовальные, 9 — разные зубо-
и резьбо-обрабатывающие станки.
В обозначении зубофрезерных станков новых
моделей после первых двух цифр стоит буква,
обозначающая порядок освоения станка, и далее
цифра, характеризующая параметры обработки
по диаметру, например, 1 — наибольший диа-
метр обработки 125 мм, 2 — то же для 200 мм
и т. д. Последняя цифра означает назначение
станка; 0 универсальный, 3 - - продукцион-
ный.
§ 62. Методы нарезания
зубчатых колес
К основным методам нарезания зубчатых
колес, а также их отделки, относятся методы
копирования и обката. По методу копи
р о в а н и я осущесз вляется обработка зубча-
зого колеса фасонным режущим инструментом,
имеющим профиль впадины зуба. Цилиндри-
176
КОНТРОЛЯ
ческие прямозубые и косозубые колеса нарезают
дисковой или пальцевой модульной фрезой
на зубофрезерных или фрезерных станках, кон-
турной резцовой головкой на зубодолбежных
станках, а также шлифуют профильным кругом
на зубошлифовальных станках. Особенностью
обработки по этому методу является необхо-
димость иметь отдельный инструмент для каж-
дого зубчатого колеса даже одного модуля,
но с различным числом зубьев. На практике
одним фасонным инструментом нарезают зуб-
чатые колеса одного модуля в определенном
диапазоне чисел зубьев в соответствии с допус-
каемой погрешностью профиля зуба.
Конические зубчатые колеса нарезают по
методу копирования дисковыми модульными
фрезами, фасонными зубострогальными рез-
цами и круговыми протяжками.
Нарезание зубчатых колес по методу
обката заключается в том, что в процессе
обработки воспроизводится зацепление вооб-
ражаемой зубчатой рейки с нарезаемым колесом
или зацепление пары зубчатых колес. В первом
случае рейка, а во втором одно из зубчатых
колес является режущим инструментом. Метод
обката отличается высокой производительно-
стью и точностью. Одной из важных особен-
ностей и преимуществ этого метода является
то, что одним и тем же инструментом возможно
производить обработку зубчатых колес одного
и того же модуля, но с различным числом зубьев.
Продолжение табл 15
Современное машиностроение предъявляет
к зубчатым колесам самые разнообразные тре-
бования по точности расположения зубьев на
венце, по способности выдерживать большие
нагрузки, по обеспечению малошумности, а
также по конструктивным особенностям, что
приводит к необходимости разработки самых
разнообразных способов обработки зубчатых
колес с использованием метода копирования
и метода обката.
В табп. 15—17 приведены наиболее распро-
страненные схемы обработки цилиндрических,
червячных и конических колес.
15. Схемы обработки цилиндрических зубчатых
колес
Способ обработки
Нарезание зубьев
многорезцовой голов-
кой на зубодолбежном
станке
Нарезание зубьев
гребенкой на зубостро-
гальном станке
Схема
Способ обработки
Схема
Зубонарезание
Нарезание зубьев
червячной фрезой на
зубофрезерном станке
Нарезание зубьев
дисковой модульной
фрезой на зубофрезер-
ном станке
Нарезание зубьев
пальцевой модульной
фрезой на зубофрезер-
ном станке
Нарезание зубьев
цилиндрическими доп-
бяками на зубодолбеж-
ном станке
Нарезание зубьев
обкаточными резцами
на станке для зуботоче-
ния
Зубоотделка
Шевингование зубьев
цилиндпических колес
на зубошевинговаль-
ном станке
Хонингование зубьев
цилиндрических колес
на зубохонинговаль-
ном станке
Шлифование зубьев
червячным кругом на
зубошлифовальном
станке
177
chipmaker.ru
Продолжение табл. 15
16. Способы обработки червячных колес
и червяков на зубофрезерных станках
Способ обработки
Схема
Способ обработки
Схема
Шлифование зубьев
коническим кругом на
зубошлифовальном
станке
Шлифование зубьев
плоским кругом на
зубошлифовальном
станке
Шлифование зубьев
двумя тарельчатыми
кругами на зубошлифо-
вальном станке
Шлифование зубьев
профильным кругом на
зубош шфовальном
станке
Закругление торцов
зубьев пальцевой фре-
зой на зубозакругляю-
щем станке
Нарезание зубьев
и витков
Нарезание зубьезз
червячного колеса ци
линдрической червяч-
ной фрезой
Нарезание зубьев
червячного колеса рез-
цом-летучкой
Нарезание зубьев
глобоидного червячно-
го колеса глобоидной
фрезой
Нарезание зубьев
глобоидного червячно-
го колеса вращающи-
мися резцами
Нарезание витков
глобоидного червяка
вращающимися резца-
ми
178
chipmaker.ru
Продолжение табл 16
Продолжение табл. 17
Способ обработки
Схема
Способ обработки
Схема
Нарезание витке
j тобой дного червяка
многорезцовой голов-
кой
Нарезание витков
червяка обкаточным
колесом (долбяком)
Отделка зубьев
Шевингование зубьев
червячного колеса фрс-
зой-шевером
Круговое протягивание
зубьев дисковой Протяж-
кой на зубофрезерном
станке
Фрезерование зубьев
двумя спаренными диско-
выми фрезами с прямо-
линейными кромками на
зубофрезерном станке
Фрезерование зубьев
дисковой модульной фре-
зой на зубофрезериом
станке
17. Способы обработки конических зубчатых колес
Фрезерование зубьев
торцовой резцовой голов-
кой иа зуборезном станке
по методу обката
Способ обработки
Схема
Зубонарезание
Строгание зубьев дву-
мя резцами с прямолиней-
ными режущими кромка-
ми на зубострогальном
станке
Строгание зубьев по ко-
пиру одним или двумя
резцами на зубострогаль-
ном станке
Круговое протягивание
зубьев торцовой резцовой
головкой на зуборезном
станке
Фрезерование зубьев
конической червячной
фрезой на зуборезном
с ганке
179
chipmaker.ru Продолжение табл 17
Способ обработки Схема
Нарезание зубьев тор- цовой резцовой головкой на зуборезном станке по методу копирования 'X Зогог одм ?\ j* / ~ жГ Резцовая ^плавко
Зубоотделка
Шлифование зубьев
одним конусным кругом
на зубошлифовальном
станке
Шлифование зубьев
двумя дисковыми круга-
ми с конусной поверхно-
стно
Шлифование зубьев ча-
шечно-цилиндрическим
кругом
Шлифование зубьев ча-
шечно-коническим кругом
Притирка зубьев на
зубопритирочном станке
§ 63. Нарезание цилиндрических
зубчатых колес на зубофрезерных
станках- Выбор режимов
обработки
Зубофрезерные станки разделяются на уни-
версальные и продукционные. Универ-
сальные обладают широкими технологи-
ческими возможностями и в основном исполь-
зуются в единичном, мелкосерийном и серий-
ном производствах. Продукционные
станки предназначены для работы в условиях
крупносерийного и массового производства,
где их наладка производится относительно
редко. Эти станки обладают большой жест-
костью основных несущих частей, а также
повышенной мощностью приводов, что позво-
ляет при работе на них применять повышенные
режимы резания
В зависимости от расположения оси заготов-
ки зубофрезерные станки разделяются на верти-
кальные и горизонтальные (рис. 218). Зубо
фрезерные станки в общем состоят из станины
1, стойки 2, фрезерного суппорта 3, контр-
поддержки 4 и стола 6 для установки заготовки 5.
В некоторых конструкциях станков по направ-
ляющим станины в горизонтальном направле-
нии перемещается стойка 2 (рис. 218, а), а в
других- стол 6 (рис. 218, б). Имеются кон-
струкции зубофрезерных станков, где стол пе-
ремещается в вертикальном направлении
(рис. 218, е).
Каждая из приведенных компоновок стан-
ков эффективна в определенных условиях про-
изводства. Например, станки с неподвижным
столом удобны для встраивания в автомати-
ческие и поточные линии, где требуется постоян-
ное положение места загрузки заготовки. Тя-
желые вертикальные зубофрезерные станки так-
же выполняют с неподвижным столом.
Неподвижная в горизонтальном направле-
нии стойка характерна для универсальных стан-
ков, в которых она насыщена различными
механизмами, создающими возможность вы-
полнения разнообразных работ на станке.
Компоновка станков с вертикальным пере-
мещением стола создает благоприятные воз-
можности для оснащения их индивидуальными
загрузочными устройствами ввиду более откры-
того доступа к заготовке, чем у других типов
станков.
Горизонтальные (218, г) станки в основном
предназначены для нарезания зубьев на тяжелых
валах-шестернях, а также на шлицевых валах.
180
chipmaker.ru
Рис. 218. Компоновка зубофрезерных станков
В табл. 18 приведены основные технические
данные зубофрезерных станков, выпускаемых
отечественными станкостроительными завода-
ми.
Выбор режимов обработки при зубофрезеро-
вании. Рациональные режимы обработки при
зубофрезеровании должны обеспечивать в дан-
ных условиях наибольшую производительность
и наименьшую стоимость операции. Для умень-
шения машинного времени следует работать
с возможно большей, технологически допусти-
мой подачей и соответствующей этой подаче
скоростью резания. При черновом нарезании
зубчатых колес высокие требования к шерохо-
ватости обработанной поверхности и точности
расположения зубьев обычно не предъявляют,
так как колеса проходят дальнейшую чистовую
обработку. В этом случае подачи могут быть
назначены большие. При чистовом нарезании
требования к шероховатости поверхности об-
работанных зубьев находятся в пределах Ra =
=6,3-0.80 мкм, что возможно при относи-
тельно небольших подачах.
Глубина резания и число рабочих ходов. Чер-
новое нарезание зубчатых колес следует про-
изводить за один рабочий ход инструмента.
Исключение представляет случай, когда мощ-
ность главного привода станка или жесткость
системы станок — деталь — инструмент ока-
зывается недостаточной для нарезания зубьев
за один рабочий ход. В этом случае (рис. 219)
нарезания за первый рабочий ход глубина вре-
зания инструмента в заготовку составляет h, =
= 1,4 модуля, а за второй h2 = 0,7 модуля.
Чистовое нарезание зубчатых колес произво-
дится, как правило, за несколько рабочих ходов.
На последнем рабочем ходу оставляют ради-
альный припуск 0,1—0,15 мм.
Подача и скорость резания. Величина техно-
логически допустимой подачи выбирается с
учетом мощности главного привода станка,
жданного качества обрабатываемой поверх-
181
chipmaker.ru
ности зубьев, параметров зубчатого колеса и
характера обработки.
Скорость резания выбирается по выбран-
ному значению подачи и модулю нарезаемого
колеса.
В зависимости от направления подачи от-
носительно скорости резания различают ме-
тоды встречного и попутного зубофрезерова-
ния (см. рис. 17). При встречном фрезе-
ровании (см. рис. 17, а) заготовка / подается
навстречу направлению вращения фрезы 2. Фре-
за начинает снимать стружку у дна впадины
зуба при наименьшей ее толщине. При выходе
зуба фрезы из заготовки толщина стружки
наибольшая. В начале резания зуб фрезы сколь-
зит по ранее обработанной поверхности, сжи-
мая металл, что вызывает повышенный износ
режущих кромок фрезы.
При попутном фрезеровании (см.
рис. 17, б) направления подачи заготовки и
вращения фрезы совпадают. Зуб фрезы начина-
ет снимать стружку при наибольшей ее толщи-
не, которая уменьшается по мере углубления
зуба в тело заготовки. Силы трения в зоне
контакта и износ режущих кромок фрезы мень-
ше, чем при встречном методе фрезерования.
Выбор подачи и скорости резания при зу-
бофрезеровании цилиндрических колес сред-
них размеров червячными однозаходными фре-
зами из быстрорежущей стали необходимо
производить по технологическим нормативам.
В табл. 19 из этих нормативов приведены дан-
ные по выбору подачи при черновом нарезании
зубчатого колеса из стали 45 твердостью НВ
170—207.
Меньшие значения подач следует применять
при нарезании колес с числом зубьев меньше
25.
18. Технические данные зубофрезериых станков
Модель станка Наибольшие размеры обрабатываемых зубчатых колес, мм Завод- изготовитель
диаметр модуль ширина веица
Вертикальные
5304В 80 1,5 100
5КЗО1П 125 2,5 100 Вильнюс-
53А10 125 2,5 140 ский станко-
57 413 125 4/6 150 завод
53А2О 200 4 180 им. 40-летия Октября
53A3O 320 6 220 Витебский
5В312 320 6 160 станкозавод
53A33 320 6/11 220 нм. Комин- терна
53А50 500 8 350 Егорьев-
53А8О 800 10 350 ский станко-
53А11 1250 12 560 завод «Ком- сомолец»
5А324П ' 2000 20 560 Коломен-
5343 3200 30 1350 ский завод
5В345П 5000 40 2200 тяжелого
5В348 8000 40 2200 станкострое-
5В348/12.5 12500 Гор 40 изонталь 2200 ные ния (ЗТС)
5В37О 500 20 2500 Коломен-
5В373П 800 30 3500 ский завод
5В375 1250 40 3475 тяжелого станкострое- ния (ЗТС)
Рис. 219. Нарезание зубчатых колес
за два рабочих хода
182
19. Выбор подачи при черновом зубофрезеровании
Модуль т, мм, до Мощность электродвигателя станка, кВт
1,5—2,8 3—4 5—9 10 и выше
Подача на один оборот детали 5, мм /об
1,5 2,5 4 И 8 12 0,8—1,2 1,2—1,6 1,6—2,0 1,2—1,4 1,4—1,8 2,4—2,8 2,2—3,0 2,2—2,6 2,0—2,2 1,6—1,8 2,4—2,8 2,8—3,2 2,4—ИЗ 2,2—2,6 2,0—2,4 2,4—2,8 2,8—3,2 2,6—3,0 2,4—2,8 2,2—2,6
,ru
На рис. 220 приведена номограмма выбо-
ра скорости резания при черновом нарезании
зубчатых колес. Номограмма соответствует
данным нормативов.
Пример выбора режимов резания. Нарезают
зубчатое колесо модуля 6 мм с числом зубьев 30
на станке модели 5В312, имеющим мощность глав-
ного привода 7,5 кВт.
По табл. 19 определяют величину продольной
подачи, равную s =2,8 мм/об (отмечено рамками),
а по номограмме (рис. 220) для этой подачи находят
требуемую скорость резання v = 27 м/мин (показано
пунктиром со стрелками).
Чистовое нарезание прямозубых колес модуля
1,5—3 мм по сплошному металлу нз стали марки
45 производится с подачами 0,7—2,5 мм/об и ско-
ростями резания 60—20 м/мин соответственно, а пб
предварительно прорезанному зубу (модули 4-
12 мм) с подачами 2—2,5 мм/об и скоростями реза-
ния 22—24 м/мин при требовании к шероховатости
поверхности в пределах Rz 20—40 мкм. При более
высоких требованиях к шероховатости поверхности
зубьев подачу следует назначать в пределах 0,7-
0,9 мм/об, а скорость резания — в пределах 18—
22 м/мин.
Поправочные коэффициенты для изменен-
ных условий резания определяют по нормати-
вам в зависимости от значения твердости об-
рабатываемого материала, угла наклона зубь-
ев колес, заходности червячной фрезы, числа
рабочих ходов обработки. Например, при
увеличении числа заходов фрезы скорость реза-
ния нужно уменьшать на 15—25%, а подачу на
20—35% относительно нормативных. При об-
работке за два рабочих хода скорость резания
можно увеличивать на 40%.
Наре >ание зубчатых колес на тяжелых зу -
бофрезерных станках производится с режима-
ми резания, учитывающими большую массу
нарезаемого колеса, стола станка и инструмен-
та.
При нарезании цилиндрических прямозубых
колес модуля 14—40 мм из стали твердостью
НВ 160 червячными или дисковыми фрезами
скорость резания должна находиться в преде-
лах 18—25 м/мин, а подача должна составлять
1,5—2,5 мм/об. С увеличением твердости ма-
териала колеса скорость резания должна быть
понижена, а подачу можно сохранить на преж-
нем уровне. При увеличении заходности чер-
вячной фрезы подачу и скорость резания необ-
ходимо снижать. При использовании двухза-
ходной фрезы подача снижается на 30%, а ско-
рость резания — на 25%, а при использовании
трехзаходной фрезы подача снижается на 50%,
а скорость резания — на 35%.
Косозубые колеса нарезают с подачами
на 20—30% ниже, чем подачи, применяемые
для нарезания прямозубых колес. Червячные
колеса на зуборезных станках средних разме-
ров нарезают с радиальными подачами 0,90—
0,40 мм/об и скоростями резания 26—20 м/мин.
Основное (технологическое)
время при зубофрезеровании определяется
по формуле, общей для всех видов обработки:
То =L/sM i, где L — длина хода фрезы (мм);
5М — минутная подача (мм/мин), / — число ра-
бочих ходов.
Подача s. нм/од
Рис. 220. Номограмма выбора скорости резания
при зубофрезеровании в зависимости от подачн
Рис. 221. Величина врезания и перебега при наре-
зании зубчатых колес
183
chipmaker.ru
При зубофрезеровании (рис. 221, a) L =
= b+x, где b — ширина зубчатого венца, х —
величина врезания и перебега (х=/+/]). По ана-
логии с фрезерованием цилиндрическими фре-
зами /= h(dav — h), где h — глубина фрезе-
рования, мм; da0 — наружный диаметр фрезы,
мм.
Минутная подача выражается формулой
лч = 5-СфИф. Подставляя в эту формулу выра-
жение ДЛЯ S-, ПОЛуЧИМ Хм=(з-к/:,,2ф)Пф:ф =
= . Подставляя в формулу основного
времени вместо .vM его выражение по послед-
ней формуле, получим формулу основного (тех-
нологического) времени при зубофрезерова-
нии То = [(/> + х)1к/|-к Иф].| где з, — число
зубьев нарезаемого колеса, s — подача на один
оборот заготовки (мм/об), к — число заходов
фрезы, Пф — частота вращения фрезы (об/мин).
Для косозубьгх колес величину da„ заменя-
ют величиной d'(t (рис. 221, б), рассчитываемой
по формуле d’„ = Jo0(l + tg2'P) + da tg2 Р, где
р — угол наклона зубьев нарезаемого колеса,
da — диаметр выступов зубьев колеса.
Величина перебега для прямозубых колес
обычно принимается равной /, = 3—5 мм, а
для косозубых рассчитывается по формуле /( =
Рис. 222. Типы зубчатых колес, нарезаемых на зубо-
долбежных станках
Рис. 223. Схема долбления зубьев
184
3wtg(p -уга0) + (3...5), где т— модуль на-
резаемых колес, у т„ — угол подъема витка
фрезы.
§ 64. Нарезание цилиндрических
зубчатых колес
на зубодолбежных станках.
Выбор режимов обработки
Зубодолбление наиболее целесообразно при-
менять для нарезания блоков зубчатых колес
с близко расположенными венцами (рис. 222,
а), зубчатых колес с буртом, закрывающим
венец (рис. 222, б), колес внутреннего зацепле-
ния как с открытым венцом (рис. 222, в), так
и с закрытым (рис. 222, г).
Зубодолбление основано на принципе за-
цепления двух сопрягаемых зубчатых колес:
прямозубых (рис. 223, а) или косозубых
(рис. 223, б), одно из которых (заготовка 2)
только вращается, а второе (инструмент I. на-
зываемый долбяком) вращается и совершает
возвратно-поступательное движение Это дви-
жение долбяка в одну сторону рабочее, а в об-
ратную - холостое. Во время каждого холос-
того хода заготовка отводится от долбяка на
величину 0,4—0,5 мм, чтобы предохранить ре-
жущие кромки долбяка от затирания и износа, а
нарезаемые зубья — от повреждения дол-
бяком (в станках крупных размеров долбяк
отводится от заготовки).
Зубодолбежные станки, по расположению
оси изделия, как и зубофрезерные, подразделя-
ются на вертикальные и горизонтальные. Го-
ризонтальные используют в основном для на-
резания шевронных колес и оснащают двумя
долбяками.
В табл. 20 приведены основные техничес-
кие данные зубодолбежных станков, серийно
выпускаемых отечественной промыш зенно-
стью. Станки вертикальной компоновки охва-
тывают размеры обрабатываемых колес по диа-
метру от 80 до 2000 мм.
Сюда же входят и станки, работающие мно-
горезцовой головкой, которые отличаются
большой массой при относительно незначи-
тельном диаметре нарезаемого колеса. Эти
станки используются в крупносерийном и мас-
совом производстве.
Станки для долбления зубчатых реек явля-
ются специальными. Станок КН-28 для реек
длиной до 500 мм изготовляется на базе зубо-
долбежного станка 5122, а станок ЕЗ-9В —
для реек длиной до 1000 мм — самостоятель
ный станок.
chipmaker.ru
20. Технические данные зубодолбежных станков
Модель станка Наибольшие размеры обрабатываем ых зубчатых колес, мм Инструмент
диаметр модуль ширина венца
Вертика 1ьные
5111 80 1 20
5122 200 5 50
5122Б 200 4,5 30
ЕЗ-69 320 5 50
5140 500 8 100
5М15О 800 12 160 Круглый
5М161 1250 12 170 долбяк
ЕЗ-15В 2000 12 170
5А110 105 4 50
5А12О 200 6 50 Многорезио
5А130 250 10 Горизон 105 тальные вая головка
5171 800 10 150
5173 3200 24 450
Режим обработки при зубодолблении. На-
значение рациональных режимов обработки
при зубодолблении заключается в выборе ве-
личины круговой подачи и скорости резания.
Круговая подача обозначаемая л'кр, представля-
ет собой величину, вычисляемую по дуге дели-
тельной окружности долбяка, на которую он
повернется за один двойной ход в процессе
нарезания зубчатого колеса. Под скоростью
резания при зубодолблении понимается путь
перемещения режущей кромки долбяка в еди-
ницу времени при возвратно-поступательном
движении долбяка.
Нарезание зубчатых колес зубодолблени-
ем может производиться за один, два и ли три
рабочих хода долбяка по всей окружности за-
готовки до полного ее профилирования. При
обработке за один рабочий ход долбяк посте-
пенно одновременно с осуществлением кру-
говой подачи врезается радиально в заготовку
на всю глубину зуба, проходя примерно одну
четверть окруж.юсги заготовки. После этого
при дальнейшем совместном вращении долбяк
спрофилирует полный профиль зуба по всей
окружности колеса. При обработке за большое
число рабочих ходов долбяк с момента начала
резания и до конечного положения в радиаль
ном к заготовке направлении проходит по всей
окружности заготовки несколько раз (два или
три), после чего, пройдя еще примерно четверть
окружности, спрофилирует полный зуб.
Величину радиальной подачи настраивают
в размере 0,1—0,3 от выбранной по нормати-
вам величины круговой подачи (мм/дв.ход);
Зрал = (0,1—0,3) г ,р.
Круговая подача при зубодолблении уста-
иаваливается в зависимости от характера обра-
ботки (черновая и чистовая), от того, какая
предполагается дальнейшая обработка наре-
заемого колеса — долбление, шевингование
или шлифование, а также в зависимости от
величины модуля колеса и мощности привода
станка. Например, при черновом зубодолбле-
нии под последующую обработку долбяком
круговая подача выбирается в пределах 0,40—
0,45 мм на двойной ход долбяка при обработке
зубчатого колеса модуля 4 мм на станке с мощ-
ностью привода 1,6—2,5 кВт (станок модели
5122).
При зубодолблении под последующее ше-
вингование подача для этого случая выбирает-
ся в пределах 0,32—0,36 мм/дв.ход, а под
последующее шлифование — в пределах 0,36—
0,40 мм/дв. ход.
Чистовое нарезание зубьев по сплошному
металлу производится с круговыми подачами
0,25—0,3 мм/дв.ход для колес модулей 2—
3 мм и 0,22—0,25 мм/дв.ход для колес модулей
4—8 мм (предварительно обработанных).
Скорость резания при зубодолблении мож-
но выбирать по этим же нормативам в зави-
симости от выбранной величины круговой по-
дачи. Например, при подаче 0,26 мм/дв.ход
и модуле нарезаемого колеса 4 мм расчетная
скорость резания будет составлять 20 м/мин.
В зависимости от измененных условий ра-
боты в режимы резания вводят поправочные
коэффициенты. Например, при увеличении уг-
ла наклона зубьев скорость резания уменьшает-
ся до 30%, а при увеличении числа рабочих хо-
дов круговую подачу можно увеличивать до
20%. При увеличении твердости материала на-
резаемого колеса подачу и скорость резания
нужно уменьшить на 10—20%.
Частота движения долбяка устанавлива-
емая на станке, определяется по номограмме,
приведенной на рис. 224 или по формуле п =
= 1000' vfiUb + /j), где п — частота движения
долбяка, дв. ход/мин; v — скорость резания,
м/мин; b — ширина зубчатого венца, мм;
/] — величина перебега долбяка в обе стороны
от венца, мм, открытого (рис. 225, а) и закры-
того (рис. 225, б). Нормативную величину пе-
185
chipmaker.ru
Рис. 224. Номограмма определения частоты движения долбяка в зависимости
от скорости резания
Рис. 225. Длина хода долбяка
ребега можно определить по данным, приве-
денным ниже, или по фактически возможным
величинам для зубчатых колес с буртом или
близко расположенными венцами.
Ширина венца зубча-
того колеса, мм . . . 19 51 72 85 122 165
Перебег долбяка в обе
стороны, мм........... 5 8 12 15 20 25
186
Расчет времени операции зубодолбления. Ос-
новное (технологическое) время на операцию
зубодолбления определяется по формуле 70 =
= h/n-spm + [n-mz/n-s,p]-i, где h — высота
нарезаемого зуба, мм; и—частота движения
долбяка’, дв. ход/мин; т —модуль нарезаемо-
го колеса, мм; z — число зубьев нарезаемого
колеса; «рад — радиальная подача долбяка
при его врезании на высоту зуба, мм/двход;
<rp — круговая подача долбяка, мм/дв.ход;
। — число рабочих ходов долбяка при работе
с круговой подачей.
§ 65. Нарезание конических
зубчатых колес
Конические зубчатые колеса нарезают на
станках, работающих по методу копирования
или по методу обката. Метод копирования ис-
пользуют в зубопротяжных станках, а ме-
тод обката — в зубострогальных, зубофрезер-
ных и зуборезных станках.
Зуборезные станки для нарезания коничес-
ких колес в основном имеют компоновку, по-
казанную на рис. 226. В станках малого раз-
мера траверса можсг отсутствовать.
На станине/жестко закрепляется инструмен-
>альная бабка 2, несущая на себе поворотную
люльку 3. На переднем торце люльки, в зави-
симости от типа зубообрабатывающего стан-
ка, монтируются суппорты с резцами, фрезами
или резцовые головки 4. Люлька совершает
качательное движение, обеспечивая обкат ин-
струмента по профилю нарезаемого зуба. На
станине с правой стороны размещается стол 7,
имеющий возможность перемещаться в про-
дольном направлении. Это движение обеспе-
чивает наладочную установку заготовки на
размер, а также в ряде случаев рабочее вреза-
ние заготовки в инструмент. Стол несет на
себе бабку изделия 6, которую можно повер-
нуть на угол конуса зубчатого колеса.
В некоторых станках инструментальная баб-
ка 2 и бабка изделия 6 соединены между собой
Рис. 226. Компоновка станка для нарезания ко-
нических колес
траверсой 5, в которой проходит вал привода
шпинделя изделия.
В табл. 21 приведены технические данные
основных моделей станков, выпускаемых оте-
чественной промышленностью для нарезания
конических зубчатых колес.
Подготовка станков для нарезания кони-
ческих зубчатых колес к работе заключается
в установке узлов и механизмов станка в по-
ложение, согласно указаниям карты наладки,
а также в настройке кинематических цепей,
обеспечивающих заданное нормативное вре-
мя нарезания одного зуба.
Основное (технологическое) время обрабоч
ки зубострогания конических колес рассчиты-
вается по формуле То = Г- </60, где tz — время
21. Технические данные станков для нарезания
конических колес
Модель
станка
Основные размеры обрабатываемых зубчатых колес, мм
диаметр модуль конусное расстояние ширина венца
Зубострогальные для прямозубых колес
5Т23В 125 1,5 62 20
5236П 125 2,5 63 20
5С276П 500 10 250 80
5С286П 800 16 400 150
5Е283 1600 30 800 270
Зубофрезерные для прямозубых колес
5С237 125 2,5 63 20
ЗС267П 320 8 160 50
5С277П 500 12 250 80
Зуборезные для колес с круговыми зубьями
5С23П 125 2,5 75 20
5С26В 320 8 190 50
5С27ОП 500 10 250 80
527В 500 12 265 80
5С28ОП 800 16 435 125
5А284 1600 30 870 235
Зубопротяжные для колес с прямыми
и круговыми зубьями
5245 250 5 130 32
5С263 320 8 160 50
5С263 320 8 160 50
5С273 500 12 250 63
5Б231 500 10 225 63
5Е232 500 10 230 63
187
chipmaker.ru
обработки одного зуба, определяемое по нор-
мативам для различных условий работы, с;
г — число нарезаемых зубьев
§ 66. Контроль зубчатых колес
Контроль обработанных зубчатых ко-
лес производят исходя из необходимости обес-
печения определенных эксплуатационных ка-
честв колеса. Для каждого вида передачи раз-
работан соответствующий стандарт, в кото-
ром приведены допускаемые отклонения по
।рем независимым нормам: кинема г и-
ческой точности, плавности работа
и контакта зубьев. Для контроля зубча-
тых передач стандартами предусмотрен ряд
комплексов и показателей, которые устанавли-
ваются изготовителем передачи в зависимости
от применяемой технологии и принятой систе-
мы контроля. При этом учитываются точность
Основная окружность
Ч1 А
Границы
активного
оросриля
зуба
Номинальные
торцовые профили
зуба
-^Действительный торцовый
активный, профиль зуба
Действительная
делительная
линия зуба
Номинальные
делительные
линии зуба
•^'"\ширина венца
Рабочая ось
зубчатого колеси
Рис. 227. Погрешности цилиндрического зубчатого колеса
188
Контролируемое
Измерительное
chipmaker.ru
пе{«дачи, размер измеряемых колес, объем и
условия производства, а также наличие изме-
рительных средств. Показатели и комплексы
показателей норм точности приведены в стан-
дартах для контроля цилиндрических, кони-
ческих и червячных передач.
На рис. 227, а—з приведены погрешности
цилиндрических зубчатых колес и их обозна-
чения по ГОСТ 1643—81: а - профиль зуба,
б — накопленная погрешность, к — радиаль-
ное биение зубчатого венца, г — отклонение
шага, д — направление зуба, е— пятно контак-
та, ж — гарантированный боковой зазор, з -
измерительное межосевое расстояние.
Контроль кинематической
। очности зубчатого колеса проводят для
выявления полной погрешности его поворота
за один оборот колеса. Эта погрешность воз-
никает в результате непостоянства радиально-
го положения осей заготовки и инструмента
в процессе нарезания колеса, а также в резуль-
т ате погрешности цепи обката зубооб-
рабатывающего станка. В нормы кине-
матической точности входят следующие
показатели: кинематическая погрешность
зубчатого колеса (F‘ir), накопленная погреш-
ность по зубчатому колесу (Fpr) или на К ша-
гах (Fpkr), радиальное биение зубчатого венца
(Frr), погрешность обката (Fc г), колебание
длины общей нормали (Fvwr) и колебание из-
мерительного межосевого расстояния за обо-
рот зубчатого колеса (F"ir). Как указывалось
ранее, кинематическая точность колеса может
быть определена при использовании одного
из этих показателей или комплекса их, что pei -
ламентировано стандартом.
Рис. 228. Прибор фирмы «Цейс» для измерения погрешности окружного шага
189
chipmaker.ru
Накопленная погрешность шага Fpr может
быть определена абсолютным или относитель-
ным методом. При абсолютном методе конт-
роля положение зубьев колеса определяется
с помощью угломерного прибора, например
БВ-5015. При относительном методе контроля
производится последовательная запись от-
носительных отклонений окружного шага на
каждом зубе, по которым определяется сум-
марное значение этих отклонений. Для изме-
рения накопленной погрешности шага отно-
сительным методом используют приборы с
автоматическим измерением и записью, а так-
же приборы с ручным измерением, один из
которых изображен на рис. 228.
Зубчатое колесо устанавливают на оправке
в центра прибора, которые можно повернуть
на угол маховичком. Поворот колеса на угол
осуществляют для придания зубьям вертикаль-
ного положения, удобного для измерения. Пос-
ле этого каретку с измерительными головками
Рис. 229. Эвольвентомер универсальный
КЭУ-СМА
190
подводят к колесу и устанавливают измеритель
ные наконечники с касанием одноименных про-
филей соседних зубьев. Это положение прини-
мается за исходное нулевое.
Затем вручную осуществляют отвод карет-
ки от колеса, поворачивают колесо иа один
шаг и вводят измерительные наконечники в
следующую впадину зубьев. После прижатия
профиля зуба к неподвижному наконечнику
производят отсчет отклонения шага относи-
тельно первого, принятого за исходный, а пос-
ле прохождения по всем зубьям определяют
суммарное значение этих отклонений. Оценка
кинематической точности зубчатого колеса с
помощью проверки радиального биения его
зубчатого венца (Frr) можно произвести на
•лом же приборе или на специальном биение-
мере. Измерительный наконечник, вводимый
во впадину зуба, имеет на конце шарик.
Кинематическая точность колеса также мо-
жет быть оценена при комплексном двухпро-
фильном его контроле. В этом случае произво-
дится запись межосевого расстояния при об-
кате контролируемого колеса, находящегося
в плотном зацеплении с измерительным эта-
лонным колесом. Вследствие имеющейся по-
грешности зубьев контролируемого колеса про-
исходит смещение одного из колес. Величина
смещения фиксируется по индикатору или за-
писывается на бумаге.
Контроль плавности работы
зубчатых колес производят для определения
величины составляющих полной погрешности
угла поворота колеса за один оборот.
В нормы плавности входят следующие по-
казатели: циклическая погрешность зубчатого
колеса (jzkr), местная кинематическая погреш-
ность (f'ir), отклонение шага (/pt г), отклонение
шага зацепления (Jpbr), погрешность профиля
зуба (//г) и колебание измерительного межосе-
вого расстояния на одном зубе (f"ir).
Для оценки плавности работы зубчатого
колеса может быть использован один из этих
показателей или комплекс их согласно указан-
ному в стандарте.
Одним из распространенных методов конт-
роля плавности является контроль профиля
зуба. С отклонением профиля от теоретической
кривой связаны погрешности режущего инстру-
мента, поэтому эта проверка производится
как при приемке зубчатых колес, так и при от-
ладке технологического процесса.. Замер про-
филя зубьев производится на приборах, назы-
ваемых эвольвентомерами. В процессе контро-
ля прибор воспроизводит эвольвентную кри-
chipmaker.ru
вук* Существуют эвольвентомеры со сменными
висками обката и универсальные, не требую-
щие специальной оснастки. На рис. 229 по-
казан универсальный эвольвентомер КЭУ-
СМА, у которого теоретическая эвольвента
воспроизводится эвольвентным кулаком. По-
грешность профиля регистрируется записы-
вающим устройством в виде волнистой линии.
Идеальная эвольвента запишется в виде пря-
мой линии.
Контроль контакта зубчатых
колес производится для выявления суммарно-
го пятна контакта измеряемого колеса с пар-
ным колесом в передаче или с измерительным
колесом. Нормы контакта включают в себя
следующие показатели: отклонение осевых ша-
гов по нормали (Fpxnr), погрешность формы
и расположения контактной линии (Fkr), от-
клонение шага зацепления (Jpbr) и погрешность
направления зуба (Fp).
Для контроля пятна контакта боковую по-
верхность меньшего из колес или измеритель
ное колесо покрываю*: тонким слоем краски.
Обкат пары зубчатых колес производят на лю-
бом приборе или на контрольно-обкатном стан-
ке при легком подтормажиаании. После этого
визуально оценивают степень прилегания со-
прягаемых профилей. Пятно контакта должно
располагаться по середине зуба одинаково на
всех Зубьях.
Правильность контактирования зубчатых
колес также можно оценить по направлению
зуба. В этом с лучае получают точную величину
погрешности, оцениваемую прибором, напри-
мер ходомером или эвольвентомером.
Жесткая кинематическая связь между вра-
щением измеряемого колеса и перемещением
измерительного наконечника вдоль зуба поз-
воляет воспроизвести действительную винто-
вую линию зуба, сравниваемую с теоретической.
Контроль пятна контакта конических колес
осуществляется на специальных контрольно-
обкатных станках. Контролируемые колеса
устанавливают на шпинделях этих станков по
монтажным дистанциям и вращают поперемен-
но в обе стороны.
Контроль зубчатых колес
на шум. Проверке иа шум подвергаю г
зубчатые колеса, работающие в механизмах
с окружными скоростями более 3 м/с. Конт-
роль уровня шума может быть полным и сокра-
щенным. Прц полном контроле определяют
уровень звуковой мощности и его спектраль-
ный состав, а при сокращенном — только уро-
вень звуковой мощности в децибеллах (дБ).
Для проверки на шум зубчатая передача
устанавливается на специальный контрольно-
шумовой станок или на стенд и вращается с оп-
ределенной частотой. Запись уровня шума про-
изводится прибором, называемым шумомером.
Уровень шума зубчатой передачи зависит от
частоты зацепления зубьев (Гц): /. = и</60, где
п — частота вращения колеса, об/мин; z — чис-
ло зубьев этого колеса.
Допускаемый уровень шума в зависимости
от предела частоты зацепления зубчатых пе-
редач приведен ниже.
Предел частоты Допустимый
зацепления fx, Гц уровень шума, дБ
До 320 ... 83
Св. 320 до 800 80
Св. 800 до 2000 76
Св. 2000 до 5000 70
Контроль размеров зубьев и бокового зазора
зубчатых колес. В стандартах на точность зуб-
чатых колес предусмотрены следующие виды
сопряжений колес или червяка с колесом по
боковому зазору зубьев: А — с увеличенным
зазором; В — с нормальным зазором; С —
с уменьшенным зазором; D — с малым зазо-
ром; Е -— с особо малым зазором; Н — с ну-
левым зазором.
Для обеспечения работы зубчатой переда-
чи с нормальными условиями для смазки и
без возможного заклинивания при разогреве
для каждого из видов сопряжений принят оп-
] еделенный гарантированный зазор i„m,n меж-
ду зубьями (см. рис. 227, ж), который а пере-
даче можно проконтролировать непосредствен-
ным измерением с помощью щупа или инди-
катора.
Контроль размеров зубьев у отдельно взя-
того колеса производят по длине общей нор-
мали или толщине зубьев.
Длиной общей нормали зубчатого колеса
(рис. 230) называют отрезок прямой, касатель-
ной к основной окружности db и соединяющей
точки I и 2, принадлежащие разноименным
профилям зубьев и находящиеся на делитель-
ной окружности d. Контроль длины общей нор-
мали не требует применения промежуточной
базы и производится измерительными средст-
вами, имеющими плоскопараллельные губки,
например зубомерным микрометром (рис. 231).
Длина общей нормали обозначается буквой И й
указывается на чертеже зубчатого колеса с до-
пуском в минус от номинального значения
(в тело зуба).
191
Рис. 230. Схема измерения длины общей нормали
Рис. 231. Микрометр зубомерный М3-К-50
Расчетное значение длины общей нормали
для цилиндрических колес определяют по спе-
циальным таблицам, а допуск — по ГОСТ
1643—81.
Контроль толщины зуба в большинстве
случаев производят по постоянной хорде 5,
(рис. 232), являющейся отрезком прямой, со-
единяющей две точки разноименных боковых
поверхностей одного зуба, принадлежащие од-
ной цилиндрической соосной поверхности и
нормалям, проведенным к ним из одной точки
делительной окружности d. Для цилиндричес-
ких зубчатых колес с углом зацепления а =
= 20“ определяются: толщина зуба по постоян-
ной хорде 5Х = 1,38705 т, высота до постоян-
ной хорды hc =0,74758 т, где т — модуль
(убчатого колеса, мм.
Шероховатость поверхности
зубьев колес и витков червяков зависит
от способа их изготовления и назначается в
зависимости от точности передачи. Контроль
шероховатости поверхности зубьев может быть
произведен с помощью двойного микроскопа,
профилометра, волномера, а также по образ-
цам сравнения.
Рекомендуемые значения шероховатости
поверхности зубчатых колес и червяков в за-
Рис. 232. Контроль толщины зуба штангензубомером
192
chipmaker.ru
висимости от степени их точности приведены
в табл. 22.
22. Допускаемые значения шероховатости
поверхности зубьев
§ 67. Виды дефектов
при зубообработке и меры
их предупреждения
Изготовленное зубчатое колесо должно обес-
печивать заданные эксплуатационные качества,
определяемые степенью его точности. Полу-
чению качественных зубчатых колес способст-
вуют следующие общие условия. При конструи-
ровании колес необходимо закладывать их прос-
1ые геометрические формы, имеющие поверх-
ности для качественного базирования и обла-
дающие достаточной жесткостью. Требования
к точности зубчатых колес и шероховатости
их рабочих поверхностей не должны быть за-
вышенными по сравнению с предъявляемыми
к ним эксплуатационными требованиями. Об-
работка колес должна производиться на ис-
правном станке, нормально заточенным ин-
струментом, с использованием жестких уста-
новочных приспособлений, а также с доста-
точным поступлением СОЖ в зону обработки.
Ниже приведены наиболее характерные
погрешности, возникающие при зубообработ-
ке, указаны возможные причины их возникно-
вения и меры их предупреждения.
Большая погрешность про-
филя зубьев, отклонение шага
зацепления. Основной причиной этого ви-
да погрешности является плохое качество ин-
струмента. В частности, при зубофрезеровании
7-91
на профиль зубьев и на щаг зацепления нарезае-
мого колеса оказывают влияние погрешности
червячной фрезы.
При зубодолблении на качество профиля
и точность шага зацепления влияет погреш-
ность профиля зубьев долбяка.
При зубошевинговании на качество про-
филя зубьев колеса влияет отклонение профи-
ля зубьев и шага зацепления шевера, износ его
зубьев, использование шевера с неблагоприят-
ным числом зубьев, погрешность установки
угла скрещивания.
Основным способом уменьшения большой
погрешности профиля зубьев является замена
негодного инструмента.
Большая накопленная погреш-
ность окружных шагов, боль-
шая разность окружного шага.
Возможными причинами возникновения этого
вида погрешности является неправильное по-
ложение заготовки в установочном приспособ-
лении, приводящее к смещению оси зубчатого
венца относительно оси вращения колеса при
контроле его точности. Значительно уменьшить
эту погрешность можно устранением зазора
между оправкой и посадочным отверстием за-
готовки, биения оправки, отжима детали хо-
мутиком при работе в центрах, а также дове-
дением биения центров до нормативной вели-
чины.
На ошибку окружного шага нарезаемого
колеса влияет также неправильное зацепление
зубчатых колес гитары деления, устанавливае-
мых на поворотные оси.
Отклонение направления
зубьев в одну сторону по обо-
им профилям. При зубофрезеровании
эта погрешность возникает при неточной на-
ладке гитары деления, незакреплении ведо-
мого вала гитары дифференциала или ненадеж-
ном креплении заготовки. При зубодолбле-
нии отклонение направления зубьев в одну
сторону бывает при непараллельности направ-
ления движения штосселя относительно оси
вращения колеса в плоскости, касательной ко-
лесу, при нарезании прямозубых колес и неточ-
ности винтовых направляющих при нарезании
косозубых колес.
При зубошевинговании на направление
зубьев влияет как погрешность установки уг-
ла скрещивания, так и значительное отклонение
зубьев заготовки в одну сторону до шевинго-
вания.
Отклонение направления
зубьев, симметричное по обоим
193
chipmaker.ru
профилям, — конусообразность
s у б ь е в. Основной возможной причиной это-
ю вида погрешности является неправильное
движение инструмента относительно оси вра
щсния заготовки в радиальном к ней направле
нии. Исправить такую погрешность можно, от-
чалив станок соответственно геометрическим
нормам точности по движению инструмента
относительно'заготовки.
При зубофрезеровании конусообразность
зубьев может возникать при интенсивном из-
носе режущих кромок фрезы за время нареза-
ния одного колеса. В. этом случае необходимо
снизить режимы резания.
Большая шероховатость по-
верхности зубьев получается при пло-
хой заточке инструмента и нежестком его креп-
лении, нежестком креплении заготовки, боль-
шой величине продольной подачи, большом
загрязнении и неправильном выборе охлаждаю-
щей жидкости, недостаточном поступлении
охлаждающей жидкости в зону резания, а
также при повышенной вибрации станка. При-
чинами вибрации могут быть превышенные ре-
жимы резания и неисправности механической
части станка. В первом случае следует снизить
режимы, во втором — отремонтировать ста-
нок
При нарезании конических колес специфи-
ческой погрешностью является неправиль-
ная форма и расположение пят-
на контакта на зубьях сопряггемых
колес. Причиной этого может быть неправиль-
ный угол профиля резцов, неправильная налад-
ка станка, ослабление тормозного действия
в червячном колесе люльки. При большой под-
резке ножки или головки зуба конического ко-
леса необходимо проверить правильность рас-
положения заготовки относительно центра
станка.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие основные методы нарезания зубчатых ко-
лес вам известны?
2. Какими способами производят нарезание цилиндри-
ческих зубчатых колес?
3. Какие существуют компоновки зубофрезериых
станков?
4. Какие параметры режимов резания выбирают при
зубофрезеровании ?
5. В чем состоит принцип способа зубодолбления?
6. Что такое круговая подача при зубодолблеиии?
7. По каким основным нормам точности осуществля-
ют контроль зубчатых колес?
8. Как различают зубчатые передачи по боковому
зазору между зубьями?
Глава 12
ЗУБОФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
§ 68. Устройство универсального
зубофрезерного станка
Зубофрезерный универсальный станок мо-
дели 53А5О является полуавтоматом, работает
по методу обката и предназначен для нарезания
зубьев цилиндрических и червячных колес в
условиях мелкосерийного и серийного произ-
водства. В качестве инструмента используют-
ся червячные фрезы.
Полуавтомат выполнен по вертикальной
компоновке с неподвижной инструментальной
стойкой и подвижным в горизонтальном на-
правлении столом.
Полуавтомат мод. 53А5О (рис. 233) состо-
ит из станины /, в которой размещены гидро-
привод, привод смазки, транспортер стружки,
коробка главного привода, а также резервуары
гидросистемы и системы охлаждения. С левой
стороны станины на верхней ее плоскости жест*
194
ко закреплена стойка 10, в которой находятся
механизмы гитар деления и дифференциала.
По вертикальным призматическим направляю-
щим стойки перемещается каретка 12 с фрезер-
ным суппортом 14. К передней стенке корпуса
стойки прикреплена коробка распределения дви-
жений 4 и пульт управления 7. На передней
стенке станины слева расположена коробка
скоростей 2 со сменными зубчатыми колесами
гитары скоростей, а справа — коробка 23 с ко
нечными выключателями и сигнальными лам-
пами.
Стол 17 служит для установки изделия.
На корпусе стола, перемещаемом по горизон-
тальным направляющим станины, установле-
на задняя стойка 16 с контрподдержкой 15 дня
оправки детали. Управление станком осущест-
вляется рукоятками и кнопками, расположен-
ными на пульте управления 7. На коробке 4
находятся рукоятка 3 включения вертикальной
chipmaker.ru
1
Рис. 233. Зубофрезер-
ный универсальный
станок 53А50
1?. 13 U
15
Рис. 234. Пульт уп-
равления зубофре-
зерного станка 53А5О
7'
7 8 9 10 11 12 13 19 15
31 30 29 28 27 26 25 26
chipmaker.ru
23. Пульт управления зубофрезерного стайка
Номер
позиции
на рис.234
Органы управления
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Переключатель изменения направления
вращения фрезы
Переключатель работы правой или ле-
вой фрезой
Кнопка останова главного привода
Кнопка пуска главного привода
Переключатель включения и выключе-
ния освещения
Переключатель включения осевой пе-
редвижки фрезы в цикле
Переключатель установки частоты вра-
щения фрезы на первом рабочем ходу
Переключатель установки частоты вра-
щения на втором рабочем ходу
Кнопка пуска подачи вверх
Кнопка останова подачи
Кнопка пуска подачи вниз
Лампа, сигнализирующая о включении
напряжения
Переключатель подачи охлаждения
Переключатель установки величины по-
дачи на первом рабочем ходу
Переключатель установки величины по-
дачи на втором рабочем ходу
Лампа, сигнализирующая о включении
подачи вверх
Лампа, сигнализирующая о включении
подачи вниз
* Лампа, сигнализирующая о включении
радиальной подачи
Кнопка останова цикла
Кнопка пуска цикла
Кнопка включения ускоренного хода
стола вправо
Кнопка включения ускоренно'го хода
стола влево
Кнопка пуска гидравлики
. Лампа, сигнализирующая о включении
гидравлики
Кнопка «Общий стоп»
Кнопка включения ускоренного хода
суппорта вниз
Кнопка включения ускоренного хода
суппорта вверх
Переключатель установки цикла обра-
ботки: один рабочий ход, наладочный,
два рабочих хода
Переключатель установки метода обра-
ботки: попутный, попутно-встречный,
встречный, встречно-встречный, радиаль-
ное врезание
Кнопка включения осевой передвижки
фрезы в наладке
Лампа, сигнализирующая включение
осевой передвижки фрезы
подачи, квадрат 6 валика ручного перемещения
каретки и кнопка 5 включения золотника для
смазки ползушки суппорта. На стойке 10 рас-
положены рукоятка 9 реверса тангенциальной
подачи и рукоятка 11 переключения блока
тангенциальной подачи. Поворот суппорта на
угол производится вращением валика 13 за
его квадратный конец. На переднюю стенку
шдней стойки 16 выведена рукоятка 18, при
повороте которой происходит перемещение
контрподдержки. На корпусе стола ниже за,"
ней стойки расположены рукоятка 19 лубрика-
тора (ручного насоса) смазки, конец валика 20,
при вращении которого происходит переме-
щение стола, и рукоятка 21 перемещения упо-
ра стола. Ограничение хода каретки 12 произ-
водится с помощью упоров 8, а ограничение
хода стола 17 — с помощью упоров 22.
Расположение кнопок переключателей
и сигнальных ламп на пульте управления по-
казано на рис. 234 и в табл. 23.
Смазка механизмов станка централизован-
ная, за исключением смазки направляющих и
некоторых механизмов стола, которая осу-
ществляется ручным многоточечным наюсом.
Рукоятку 19 (см. рис. 233) насоса вращают
несколько раз в течение одной смены.
Принципиальная схема смазки станка по-
казана на рис. 235, на котором приведены мас-
лоуказатели: 1 — резервуара смазки и гидрав-
лики, 2 — суппортной стойки, 3 — каретм
суппорта, 4 — зубчатых колес суппорта, 5 —
суппорта, 6 — подшипников фрезерной оправ-
ки, 7 — каретки контрподдержки, 8 — - стола.
9, 10 — резервуара стола, II — редуктора шне-
кового транспортера.
Перед первоначальным пуском станка мас-
ло для смазки заливают во все резервуара
а также поливают им открытые участки на
правляющих. Контроль уровня масла в резео-
вуарах производят по маслоуказателям, по-
меченным на схеме черно-белыми круг
ками.
Основные технические данные зубофрезерного
полуавтомата 53А50
Наибольший диаметр обрабатывае-
мых колес, мм ................... 500
Наибольший модуль нарезаемых
колес, мм . 8
Наибольшее вертикальное переме-
щение суппорта, мм............... 400
Наибольший угол поворота суппор-
та, град........................+60
196
Рис. 235. Схема смазки зубофрезерного станка 53А50
Наибольшая длина зуба нарезаемых ко-
лес, мм:
прямозубых ................350
при угле наклона зуба 30е .230
» » » » 45° .180
» » » » 60° .130
Наименьшее число нарезае-
мых зубьев 12
Размеры устанавливаемых червячных
фрез, мм:
диаметр .180
длина .200
Наибольшее осевое перемеще-
ние фрезы, мм ........... .200
Частота вращения фрезы,
об/мин . 40—405
Пределы подач, мм/об:
вертикальной................0,75—7,5
радиальной . . 0,2—2,25
тангенциальной . 0,13—2,6
Мощность главного привода,
кВт................ . 8/10/12,5
Масса станка, т .10
Кинематическая схема полуав-
томата 53А50 (рис. 236) имеет следующие ос-
новные цепи: главного движения, деления, диф-
ференциала и подачи.
Цепь главного движения связывает враще-
ние трехскоростного главного электродвига-
теля с вращением инструмента (ин) следующим
образом: электродвигатель Ml (п=135/
985/1470 об/мин), цилиндрические зубчатые пе-
редачи 31156 и 56/62, сменные колеса гитары
197
chipmaker.ru
IJJ
X Uff
36 Г
681
\[80
201
28 W
T~JJ5|g5
29
501 I
33 г*М
1500об/мин
9 кВт
4/7r-
2/36
1/96
1/76
\27
1/36
\X-
0л
56
l(
31
Г; i;i ;
5Z7| 65l 65l
735/985/К 70 Об/мин
58
~ 1/65
58
В/10/12,5кВт
Рис. 236. Кинематическая схема зубофрезерного станка 53А50
'-H-1 П J 165 55
ij ' r< Cj
4/1 1
39
50
33
\62
скоростей а-, и fc3, конические зубчатые передачи
29/29, 29/29, 29/29, цилиндрическая передача
суппорта 29/80, инструмент (ин). Уравнение
кинематического баланса этой цепи: иМ1
х 31/56 • 56/62 • а3/Ь3 29/29 29/29 • 29/29 х
х 20/80 = пт.
Из уравнения находим формулу настройки
гитары скоростей а3/Ь3=8-п1Ш/пМ1.
Сменные зубчатые колеса а3 и Ь3 устанавли-
вают на валы с постоянным межосевым рас-
стоянием, при этом сумма чисел зубьев этих
колес составляет а3+Ь3 = 87.
Кинематическая цепь деления
связывает вращение инструмента (ин) с враще-
нием заготовки (заг). За один оборот одно-
заходной червячной фрезы стол с заготовкой
поворачивается на. угол, соответствующий од-
198
ному зубу нарезаемого колеса, т. е. на 1/z часть
оборота. Если червячная фреза имеет несколья
заходов (заходность фрезы принято обозначать
буквой К), то за один оборот фрезы заготовка
повернется на K/z часть оборота. Так как виток
червячной фрезы перемещается по линии зацеп-
ления непрерывно, то и процесс деления проис-
ходит также непрерывно.
Схема цепи деления: инструмент (ин), ци-
линдрическая передача суппорта 80/20, кони-
ческие передачи 29/29, 29/29, 27/27, конические
передачи дифференциала 27/27, 27/27, цилин-
дрическая передача- 58/58, сменные зубчатые
колеса гитары деления е/1\ а2/Ь2, c2/d2, цилин-
дрические передачи 33/33, 35/35, червячная де-
лительная передача стола 1/96, заготовка (заг).
Уравнение кинематического баланса: 1об к
iipmaker.ru
, 80/20 • 29/29 • 29/29 • 27/27 27/27 • 27/27
х 58/58 • е// • a2/b2 c2/d2 33/33 • 35/35 • 1/96 =
=K/z.
Отсюда находим формулу наладки гитары де-
ления: е// а2]Ь2 c2/d2=24 • K/z.
Зубчатые колеса ей/ устанавливают на
постоянные оси в сочетании e/j=54/54 при
нарезании колес с числом зубьев от 12 до 161
и в сочетании е//=36)72 при нарезании колес
с числом зубьев 162 и более.
Таблица наладки гитары деления приводится
в руководстве по эксплуатации станка.
Кинематическая цепь дифференциала вклю-
чается в работу при нарезании косозубых колес
для создания дополнительного вращения заго-
товки. Схема нарезания косозубых колес при-
ведена на рис. 237.
Нарезается зубчатое колесо 2 с правым
направлением зуба и углом наклона 0. Червяч-
ная фреза 1 перемещается вдоль оси колеса,
которое при делительном движении вращается
в направлении 4. При перемещении фрезы из
точки а в точку а, точка b зубчатого колеса
также должна переместиться в точку ах в дан-
ном случае в направлении 3, противоположном
делительному 4. При прохождении фрезой пути
из точки а в тотку а2, равному ходу зуба Р =
=п • т z/sinP, заготовка повернется на один
оборот.
В этой кинематической цепи основную роль
играет механизм, называемый дифференциа-
лом, назначение которого суммировать (скла-
дывать или вычитать) вращательные движения
двух цепей в одно движение в направлении
заготовки.
В зубообрабатывающих станках применяют
дифференциалы с коническими или цилиндри-
ческими колесами. Если передаточное отноше-
ние от вала на входе в дифференциал к валу
на выходе равно 1 и эти валы вращаются в
противоположные стороны, как показано на
рис. 170, то передаточное отношение от колеса,
находящегося на корпусе, к любому из цент-
ральных валов равно 2.
Уравнение кинематического баланса цепи
дифференциала составляется с учетом того,
что при перемещении инструмента на величину
хода зуба Л заготовка повернется на один
оборот. Схема цепи: ходовой винт 10x1, чер-
вячная передача 24//, коническая передача 33/22,
сменные зубчатые колеса гитары дифферен-
циала коническая передача 27/27,
червячная передача 1(45, дифференциал (1=2),
цилиндрическая передача 58/58, сменные зубча-
тые колеса гитары деления (i=24 K/z) при
Рис. 237. Схема нарезания косозубых колес
e/j=54/54, цилиндрические передачи 33/33,35/35.
червячная передача 1/96, заготовка (заг). Урав-
нение кинематического баланса Р- 1/(10 • 1) х
х 24/1 • 33/22 ajbt cjd, 27/27 • 1/45 2 х
х 58/58 • (24 • К)/: 33/33 • 35/35 1/96 = 1.
Подставив в это уравнение выражение Pz =
=п • т :/sin0 и преобразовав его, получим
формулу настройки гитары дифференциала
' cJdi =7,95775 sin0/m„-К,rp.ealblcidi —
числа зубьев сменных колес, 0 — угол наклона
зубьев нарезаемого колеса, К — число заходов
червячной фрезы, т„ — нормальный модуль
нарезаемого колеса.
Кинематическая цепь подачи связывает пере-
мещение инструмента от ходового винта про-
дольной или радиальной подачи с вращением
заготовки. Перемещение инструмента рассчи-
тывается в мм на один оборот стола и обозна-
чается буквой 5.
Схема цепи подач: заготовка (1 об), червяч-
ная передача 96/1, цилиндрические передачи
35/35, 33/33, червячная передача 2/2б, сменные
колеса гитары подач и (>4, цилиндрические
передачи коробки распределения движении
включаемые электромагнитными муфтами, и
далее на винт радиальной подачи через цилин-
дрические передачи 45/50, 34/6/ и червячную
передачу 1/36 или на винт продольной подачи
через цилиндрические передачи 50/45, 45/45 и
червячную передачу 1(14. Уравнение кинемати-
ческого баланса цепи радиальной подачи 1(об) х
х 96/1 • 35/35 • 33/33 • 2/26 • aJbA 1р.Яв 45/50 х
199
chipmaker.ru
х 34/61 1/36 ’ 10 = лр, отсюда лр=1.03 • ip.j,x
х ajbt.
Уравнение кинематического баланса цепи про-
дольной подачи: |(об) • 96/1 35/35 • 33/33 х
х 2/26 • ajbt /р.дв 50/45 • 44/45 • 1/24 10 = .so.
отсюда .v„ = 3,42 'if^ajb^.
При одной установке сменных зубчатых
колес гитары подач за счет различного сочета-
ния цилиндрических передач коробки распреде-
ления движения (|р.дв.1=0,4410; iPJlB.2=0,538; 1Рдв.з=
= 0,886; Гр,лв4=1.08) можно получить 4 различ-
ных величины радиальной или продольной
подач.
§ 69. Наладка и эксплуатация
зубофрезерных станков
Зубофрезерные станки работают в полу-
автоматическом режиме после выполнения ра-
бочим всех наладочных операций, предусмот-
ренных в руководстве по эксплуатации станка:
проверки исправности станка и готовности его
к работе; наладки гитар главного движения,
деления, подач и дифференциала; установки
инструмента, заготовки, суппорта на угол и
упоров ограничения хода стола и каретки с
инструментом.
Во время осмотра станка необходимо обра-
щать внимание на наличие масла в глазках
маслоуказателей и производить смазку направ-
ляющих поворотом рукоятки ручного насоса
19 (см. рис. 233). Убедившись в исправности
станка, приступают к его наладке.
Наладку станка 53А50 рассмотрим на при-
мере нарезания колеса из стали 45 с числом
зубьев z=62, модулем ди = 5 мм, углом наклона
зубьев р = 15 , направление зуба левое, ширина
венца 6=40 мм; инструмент — однозаходная
червячная фреза диаметром rfo = 100 мм и
длиной £=140 мм, правая, из быстрорежущей
стали Р18.
Нарезание производится за два рабочих
хода с попутно-встречной подачей. Режимы
резания определяются по нормативам или из
графиков, приведенных в руководстве по экс-
плуатации станка 53А50. В настоящем случае
из табл. 20 и графиков рис. 220 находим на
первом рабочем ходу (черновом) скорость ре-
зания г, =28 м/мин, подача л, =2,8 мм/об.
на втором рабочем ходу (чистовом) скорость
резания примем г2=48 м/мин, а подачу л2 =
= 1 мм/об.
Наладка гитары скоростей. Сменные зубча-
тые колеса гитары скоростей подбирают в
зависимости от выбранной скорости резания,
используя график, приведенный на рис. 238.
Проводя линии от скорости резания (черновой)
28 м/мин и диаметра фрезы 100 мм, как пока-
Рис. 238. Номограмма частоты вращения фрезы
200
:h ipmaker.ru
зано на рисунке жирной линией, находим, что
числа зубьев сменных колес гитары могут быть
36/51 или 41/46. Примем для установки первое
значение 36/51, по которому на пульте управле-
ния (см. рис 234) переключатель 7 устанавли-
вают в позицию П2, соответствующую
985 об/мин. Скорость резания на втором ра-
бочем ходу определяется установкой переклю-
чателя 8 в позицию 77/, что соответствует
1470 об/мин главного электродвигателя. Затем
по графику (см. рис. 238) для тех же чисел зубьев
сменных колес 36/51, но относящихся к идв = 1470,
находим скорость резания второго рабочего
хода t>2=40 м/мин, что хорошо соответствует
расчетной.
При использовании верхних значений частот
вращения фрезы, особенно для многозаходных
фрез, необходимо проверить выбранное зна-
чение на наименьшее число нарезаемых зубьев
по формуле гт,п=«ф К/8.
Например, при частоте вращения иф=200 и
числе ее заходов К =2 на станке можно нарезать
колеса с числами зубьев не менее zmin=200 х
х 2/8 = 50.
Наладка гитары деления. Гитара деления
обеспечивает связь между фрезой и заготовкой.
Сменные зубчатые колеса гитары деления а, Ь,
с, d, е, / (рис. 239) подбирают по таблице, поме-
щенной в руководстве по эксплуатации станка.
При настройке гитары на число нарезаемых
зубьев от 12 до 161 в гитару следует установить
зубчатые колеса е//= 54/54, а свыше 161 е//=
= 36/72.
Таблица составлена для работы однозаход-
Рис. 239. Установка
сменных зубчатых
колес гитары деле-
ния
ными фрезами. При работе двухзаходными
фрезами число нарезаемых зубьев, указанное
в таблице, необходимо уменьшить в два раза
Таблица не содержит настроек на число наре-
заемых зубьев, соответствующее простым чис-
лам от 101 и выше. При необходимости их наре-
зания на станке 53А50 следует изготовить
сменные зубчатые колеса с таким же числом
зубьев на каком-нибудь другом станке по ме-
тоду копирования пальцевой или дисковой мо-
дульной фрезой.
Наладка гитары деления на некоторые числа
зубьев производится двумя сменными колесами
and, определяемыми по -таблице, и третьим
между ними с любым числом зубьев. Например,
для нарезания z=62 гитара деления a/d= 24/62.
Наладка гитары подач. На станке модели
53А50 гитара подач обслуживает продольную,
радиальную и тангенциальную подачи. В гитару
подач входят две пары сменных зубчатых колес,
устанавливаемых на концы валов с постоянным
межосевым расстоянием.
В табл. 24 каждому сочетанию сменных колес
соответствуют четыре значения подач, опре-
24. Наладка подач
Числа зубьев Подача, мм/об изделия
продольная радиальная тангенциальная при блоке 1:2
сменных колес
Положение переключателей
о4 ь* S, % 54 s, *2 54 J2 S3 *4
32 64 0,75 0,92 1,5 1,85 0,22 0,28 0,45 0,56 0,13 0,16 0,26 032
[60] [oj| 1,1 1,82 [2jj 0,27 0,33 0,55 0,66 0,16 0,19 0,32 0,38
46 50 1,4 1,7 2,8 3,4 0,4 0,5 0.84 1,0 0,24 0,29 0,49 0,59
50 46 1,6 2,0 3,3 4,0 0,48 0,6 1,0 1,2 0,28 0,35 0,57 0,7
60 36 2,5 3,1 5,1 6,2 0,75 0,9 1,53 1,8 0,44 0,52 0,89 1,1
64 32 3,0 3,7 6,2 7,5 0,9 1,1 1,8 2,55 0,52 0,64 1,1 1,3
201
chipmaker.ru
деляемые положением переключателей 14 и 15
(см. рис. 234) на пульте управления станка,
которые включают в определенном сочетании
электромагнитные муфты коробки распределе-
ния движения.
Величина продольной подачи при черновой
обработке обычно назначается наибольшей из
величин согласно нормативам или графику
подач, приведенному в паспорте станка. При
чистовой обработке она в 2—3 раза меньше,
чем при черновой.
В рассматриваемом случае в гитару подачи
устанавливают сменные зубчатые колеса 36/60,
а на пульте управления — переключатель 14
первогс рабочего хода в позицию ,v4, что соот-
ветствует подаче 2,2 мм/об, переключатель 15
второго рабочего хода —в позицию st, что
соответствует подаче 0,9 мм/об.
Наладка гитары дифференциала. Сменные
зубчатые колеса гитары дифференциала наби-
рают по передаточному отношению, рассчи-
тываемому с точностью до седьмого знака
после запятой по формуле ai/bl • cJvFi —
= 7,95775 sin 0/m„ К.
Ввиду большого количества возможных зна-
чений передаточных отношений гитары диф-
ференциала таблица настроек в паспорте станка
не приводится. Числа зубьев сменных колес
подбирают по специальным таблицам, которые
составлены для передаточных отношений от
0,0580000 до 0,9998721. При этом для подавляю-
щего числа настроек использованы 29 сменных
зубчатых колес с числом зубьев от 23 до 100.
Пример. Нарезается колесо модуля т=6 мм
с углом наклона зубьев 0 = 15° (sin0 =0,2588) одно-
заходной фрезой (К=1). Расчетное передаточное
отношение гитары дифференциала 1^ = 7,95775 х
хО,2588/6 1 =0,3432442. По таблицам ближайшее
передаточное отношение равно 0,3432493 и отли-
чается от расчетного на 0,0000051, что дает ошибку
угла наклона зуба в 5 с или отклонение 0.5 мкм
на длине зуба в 50 мм.
Найденное в таблицах передаточное отношение
обеспечивается зубчатыми колесами ajbfcjd, =
= 30/92-100/9?, которые необходимо проверить на
сцепляемость по следующим условиям а, + i>, >
>С| +2,5 и с,+ >Ь, +25. В рассматриваемом слу-
чае оба условия выполнены (30 + 92) > (100 + 2.5)
и (100 + 951 >(92 + 25). Кроме этого, следует прове-
рить, не заняты ли зубчатые колеса, подобранные
зля гитары дифференциала, в других гитарах (ско-
ростей, деления, подач). В противном случае в
гитару дифференциала необходимо подобрать смен-
ные колеса по новому ближайшему передаточному
отношению или изменить колеса в других гитарах
202
Установка инструмента. Установка в суппорт
станка червячной фрезы производится таким
образом, чтобы обеспечить нормальное ее за-
цепление с нарезаемым колесом и экономично
использовать фрезу по длине. На рис 240 пока-
заны зоны, на которые условно разбивается дли-
на червячной фрезы. Величина буртика опреде-
ляется по стандарту или по чертежу. Зоны 1 и 5
по обе стороны фрезы составляют по величине
от 1 до 1,5 модулей и в работу не включаются
из-за неполноты профиля зуба. Зона 2 исполь-
зуется при черновом нарезании зубьев, зона 3
является зоной нормального зацепления, зона
4 используется для осевого перемещения фрезы
в процессе ее эксплуатации. Аналогично этому
введены обозначения: Ьп - - активная часть фре-
зы, bw — рабочая зона резания, состоящая из
be — входной части и Ьа — выходной части,
bv — величина возможной осевой передвижки.
Перед началом работы один из торцов
фрезы должен находиться от центра заготовки
на расстоянии, не меньшем чем с, определяемом
по формуле с=be +1,5 т+а.
Величины, необходимые для расчета уста-
новки фрезы, определяют по графику (рис. 241).
Пример. Нарезают зубчатое колесо с числом
зубьев с =62, модулем т=6 мм, углом наклона
0=15°, фреза диаметром rfa0 = 112 мм имеет длину
L = 160 мм и буртики а =4 мм. По графику (рис. 241)
находим: 6е = 2,8-(л-ш) = 2,8-3,14-6 = 52,8*53 мм.
ba = l,2(n-m) = 1,2-3,14-6 = 22,7 «23 мм.
Активная часть фрезы: bn = L—2а—2(1,5-ш)= 160-
-2-4—2-1,5-6=134 мм.
Величина возможной осевой передвижки: bt=bn-
—be—ba—134—53—23 = 58 мм.
Размер для установки фрезы: с = Ьс+ 1,5-т+а=
= 53 + 1,5-6 + 4 = 66 мм.
Перемещение червячной фрезы можно про-
изводить как после нарезания каждого зубчатого
колеса или пакета колес, так и после нарезания
определенного числа колес. Решающее значение
здесь имеет величина износа зуба фрезы по
задней грани, зависящая от материала инстру-
мента и детали, параметров нарезаемого колеса,
требований, предъявляемых к колесу, а также
от режимов обработки.
Обычно работу червячной фрезы рассчиты-
вают таким образом, чтобы ее замену на новую
производить не реже одного раза в смену.
При этом фреза, работая в течение смены,
не должна терять своих режущих свойств.
Осевое перемещение фрезы дает возможность
вводить в работу ранее не участвующие в ней
режущие кромки
chipmaker.ru
Величина осевого перемещения рассчиты-
вается исходя из величины возможной осевой
передвижки bv и количества нарезаемых колес
в течение смены Например, при Лг = 58 мм
и числе нарезаемых колес 20 шт. в смену фрезу
следует перемещать на Ьи, = 58/20 = 2,9 мм.
Если будет выявлено, что износ зубьев фрезы
после смены ее работы меньше допустимых
значений, то это свидетельствует о работе с
заниженными режимами резания, а следова-
тельно, с низкой производительностью. В этом
случае режимы резания следует увеличить и
соответственно уменьшить величину единичной
осевой передвижки.
Установка суппорта на угол. Правильное
расположение червячно-й фрезы относительно
нарезаемого колеса способствует получению
правильного профиля зуба. При повороте суп-
порта на угол следует учитывать как угол
наклона зуба и угол подъема витка фрезы, так
и то. какое сочетание направления зуба и заход-
ности фрезы применяется при нарезании дан-
ного колеса.
Угол подъема витка червячной фрезы обычно
указывают в стандартах и на самой фрезе,
но его можно определить из формулы tgуто =
^т K/da—2,4m, где уто— угол подъема витка
фрезы, dm, — диаметр вершин витка фрезы.
т --- модуль фрезы, К — число заходов.
Рис. 240. Схема установки червячной фрезы
Рис. 241. График определения рабочей длины червячной фрезы
203
chipmaker.ru
25. Установка суппорта на угол
Направление
зуба
нарезаемого
колеса
Направление
захода
червячной
фрезы
Эскиз установки
суппорта
Правое Правое
» Левое
Левое Правое
В табл. 25 приведены варианты установки
суппорта.
Для получения более высоких результатов
по качеству зубофрезерования рекомендуется
обрабатывать зубчатые колеса с углом наклона
свыше 10° и правым направлением зуба право-
заходными фрезами, а с левым направлением
зуба — левозаходными фрезами.
Точность установки угла поворота суппорта
при нарезании зубчатых колес 6—7-й степени
должна находиться в пределах 3—5 мин.
204
Установка заготовки. Заготовка должна быть
закреплена в установочном приспособлении же-
стко, не пружинить и не перемещаться в про-
цессе обработки под действием сил резания.
Конструкция установочного приспособления
должна учитывать размеры и конфигурацию
заготовки, а также требования по точности
нарезания. На рис. 242 показаны несколько
способов установки и крепления заготовок: за-
жим гидропатроном (а) и винтом (б), зажим
вал — шестерни в цанге (е). Опорный торец
приспособления должен располагаться по воз-
можности ближе к нарезаемому венцу, что
повышает жесткость системы деталь — приспо-
собление. Заготовки типа вал — шестерни уста-
навливают в центре стола станка и контрпод-
держки и жестко соединяют со столом механи-
ческими или гидравлическими устрой-
ствами.
При установке заготовки в приспособление
необходимо тщательно очищать от грязи и
стружки опорные и центрирующие поверхности,
а также периодически проверять их радиальное
и торцовое биение. Величина допустимого бие-
ния указывается в справочниках в зависимости
от требуемой точности обработки. Так, напри-
мер, для нарезания зубчатых колес диаметром
100—500 мм по 6-й степени точности необхо-
димо, чтобы торцовое биение опорной поверх-
ности не превышало 0,010 мм, а радиальное
биение центрирующей оправки не превышало
0,015 мм.
Кроме этого, рекомендуется проверять ра-
диальное и торцовое биение установленной
на станок заготовки, доводя их до величин,
указанных на чертеже.
Установка упоров глубины и длины зубо-
фрезероваиия. При нарезании зубчатых колес
глубина фрезерования h (рис. 243) определяется
глубиной зуба за вычетом припуска на после-
дующую обработку. Если в чертеже нарезаемого
колеса размеры зуба указаны по длине общей
нормали, то глубина фрезерования определя-
ется по формуле h = 2,25ги—1,462 A W, где А И —
припуск по длине обшей нормали на последую-
щую обработку. Если размер зуба выражается
его толщиной по хорде, то глубина фрезерова-
ния определяется'' по формуле h 2,25т—
—1,374AS, где А5—припуск на толщину зуба
по хорде, оставляемый на последующую обра-
ботку.
Установка упоров, обеспечивающих необ-
ходимые перемещения стола, производится в
следующем порядке. Сначала стол с заготов-
кой подводят к фрезе вручную вращением
Рнс. 242. Способу крепления заготовки при зубофрезеровании
валика 20 (см. рис. 233) до тех пор, пока фреза
не коснется заготовки примерно в середине
ее венца.
После этого вращением квадрата 21 пере-
мещают упор, находящийся внутри корпуса
стола, до того момента, когда он коснется
жесткого упора, после чего вращением этой
же рукоятки 21 отводят подвижный упор на
величину глубины врезания h, отсчитываемую
по круговой шкале, расположенной вокруг квад-
рата 21.
Следующим этапом является установка ог-
раничительных упоров. Для этого вращением
валика 20 отводят стол от фрезы на 0,5 мм
и в этом положении устанавливают крайний
правый упор (из упоров 22) в положение выклю-
чения быстрого подвода стола к фрезе в полу-
автоматическом режиме работы. Затем стол
отводят от фрезы еще на 15—20 мм для обеспе-
чения свободного съема и установки изде-
лия
В этом положении устанавливают крайний
левый упор, выключающий быстрый отвод
стола от фрезы.
Установка упоров продольного хода зависит
от принятого метода нарезания зубьев. На
рис. 244 показаны основные циклы обработки,
которые можно осуществить на станке 53А50.
Свое название циклы по пучили по совпадению
или несовпадению направлений относительного
движения заготовки и зуба фрезы. На рис. 244, а
изображено положение фрезы и заготовки перед
началом нарезания зубьев по методу попутного
фрезерования за один рабочий ход; на
рис. 244, б — по методу встречного фрезеро-
вания; на рис. 244, в — по методу попутного
Рис. 243. Глубина и длина зубофрезерс вания
фрезерования с радиальным врезанием; на
рис. 244, г — по методу попутного фрезерования
за два рабочих хода; на рис. 244, д — по методу
встречного фрезерования за два рабочих хода
и на рис. 244, е — по методу попутно-встречного
фрезерования.
Каждый из методов имеет свои особенности,
и выбор его применения зависит от конкретных
условий работы и требований, предъявляемых
к готовому зубчатому колесу.
Упоры 8 (см. рис. 233), ограничивающие
длину фрезерования, устанавливают следую-
205
chipmaker.ru
Рис. 244. Цикцы зубофрезерования цилиндрических колес
щим образом. При работе по методу попутного
фрезерования (рис. 244, а) суппорт с фрезой
опускают на такую величину, чтобы при под-
воде стола к фрезе до жесткого упора она ока-
залась бы заведомо ниже нижнего торца заго-
товки. Затем каретку с суппортом поднимают
вверх нажатием толчковой кнопки 27
(см. рис 234) до тех пор. пока между заготовкой
и фрезой не останется зазор 2—3 мм. В этом
положении устанавливают один из упоров 8
(см. рис. 233), который должен зафиксировать
нижнее положение фрезы. После этого стол
с заготовкой отводят от фрезы нажатием кнопки
21 «ускоренный ход стола назад» (см. рис. 234)
и затем нажатием кнопки 27 поднимают стол
на величину Н от нижнего его положения.
Величина Н состоит из пути врезания, ширины
нарезаемого венца и величины перебега. Обыч-
но верхнее положение суппорта определяют
по выходу центра поворота суппорта за венец
нарезаемого кслеса на величину 3—5 мм, что
определяется по центроискателю или какому-
нибудь другому приспособлению.
При нарезании косозубых колес величина
перебега рассчитывается по формуле, приведен-
ной на с. 184.
В верхнем положении каретки устанавли-
вают второй упор (один из упоров 8). При обра-
ботке за два рабочих хода третий упор устанав-
ливают для сокращения пути врезания или пере-
бега во время второго рабочего хода.
206
Установка переключателей на пульте управ-
ления. Назначение кнопок и переключателей
на пульте управления, приведенном на рис. 234.
обозначено символами. Перед началом работы
необходимо включить линейный выключатель,
расположенный на боковой стенке электро-
шкафа. О подаче напряжения на аппаратуру
управления сигнализирует дампа 12. После
этого переключатель 28 устанавливают в по-
ложение «наладка», кнопкой 23 вдлючают насос
смазки и гидравлики и производят дальнейшие
работы, относящиеся к наладке станка.
При наладочных работах можно проверить
правильность направления вращения фрезы на-
жатием кнопок 4 и 3 «пуск» и «стоп» главного
привода. Перемещение каретки вверх и вниз
производится от кнопок 9 и 11, а останов —
от кнопки 10, если перемещение каретки не-
обходимо прекратить до подхода ее к ограни-
чительным упорам, ускоренное перемещение
стола вперед и назад осуществляется при нажа-
тии кнопок 21 и 22. При их отпускании стот
останавливается. Для осуществления заданнотс
полуавтоматического режима работы необхс
димо установить (для описываемого примера)
переключатели: 7 — в положение П2, соответ
ствующее частоте вращения главного электро-
двигателя 985 об/мин, 8 — в положение П1
(частота вращения главного электродвигателя
1470 об/мин), 28 — в положение 2, соответст-
вующее двум рабочим ходам, 29 — в положение
chipmaker.ru
попутно-встречного фрезерования, 14 — в по-
ложение S4, а 15 — в положение SI, соответ-
ствующее величине выбранной подачи на чер-
новом и чистовом рабочих ходах, 1 — в поло-
жение правого направления вращения фрезы,
а 2 — в положение работы правой фрезой.
Перед пуском необходимо убедиться, что стол
находится в подведенном к фрезе положении
а фреза — под нижним торцом заготовки. После
этого включают подачу охлаждения (переклю-
чатель 13) и начинают цикл обработки нажа-
тием кнопки 20 «пуск цикла». При этом фреза
начинает свое движение на первом рабочем
ходу от нижнего торца к верхнему, а на втором
наоборот. После окончания нарезания зубчато-
го колеса стол на ускоренном ходу отходит
от фрезы, а фреза прекращает свое вращение.
Отключение подачи охлаждения производится
переключателем 13 на пульте.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из каких основных узлов состоит зубофрезериый
ставок?
2. Какие основные кинематические цепи содержит
кинематическая схема зубофрезериого станка?
3. Какие операции производят при наладке зубофре-
зерного станка?
4, Какие основные циклы наре синя цилиндрических
зубчатых колес вы зиаете?
Г лава 13
ЗУБОДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
§ 70. Устройство зубодолбежного
станка
Зубодолбежный станок 5122 предназначен
для нарезания долбьком цилиндрических зуб-
чатых колес внешнего и внутреннего зацепления,
а также зубчатых реек и зубчатых секторов.
Ось нарезаемого изделия располагается на стан-
ке вертикально. Установка межосевого расстоя-
ния, а также врезание на глубину зуба осуще-
ствляется перемещением стола с изделием.
Зазор между долбяком и нарезаемым колесом
при холостом ходе долбяка создается отводом
долбяка в направлении общей оси долбяка и
колеса или под углом к основному отводу за
счет одновременного с отводом смещения стой-
ки в поперечном направлении. Работа станка
происходит в полуавтоматическом режиме.
Полуавтомат 5122 (рис. 245) состоит из ста-
нины 1, внутри которой находятся резервуары
для охлаждающей жидкости и гидравлики, а
также емкость для сбора стружки. Сверху на
станине закреплен промежуточный корпус 12,
называемый прокладкой, несущей на себе стой-
ку 9. В прокладке размещены механизм врезания
с гидроцилиндрами клиновой ползушки и под-
вода стола, а также поворотный корпус с зуб-
чатым колесом реверсирующим вращение сто-
ла. Сюл 3, устанавливаемый на направляющие
станины, содержит в себе червячную делитель-
ную передачу со шпинделем изделия. В столе
также расположен механизм настройки на меж-
осевое расстояние, выполненный в виде винта и
передвижного упора. Лимб 2 настройки на меж-
осевое расстояние находится сбоку стола. Стой-
ка 9, установленная на верхней плоскости про-
кладки 12, может быть смещена в поперечном
направлении и зажата на прокладке винтами
в Т-образных пазах.
На верхней плоскости стойки смонтирован
главный привод, доступ к которому осуще-
ствляется при снятии крышки 10. Под дверкой
расположен кулисный механизм, передающий
движение штосселю суппорта, а под дверкой
11 — механизмы гитары подач. Пульт управле-
ния 8 находится с правой стороны стойки, а
с левой — квадратный конец 4 вала ручного
поворота приводного вала. Сверху на стойке
укреплены суппорт 7 и коробка круговых подач
6. В суппорте находятся штоссель с червячной
делительной передачей и пружина штосселя.
Коробка круговых подач содержит зубчатые
колеса цепи подач и сменные колеса гитары
подач. Переключение с черновых подач на
чистовые производится электромагнитными
муфтами.
Гидростанция 14 расположена с правой сто-
роны станка, а электрошкаф 13 сзади. Располо-
жение кнопок и переключателей, находящихся
на пульте управления 8, приведено на рис 246
и в табл. 26.
207
chipmaker.ru
Рис. 245. Зубодолбежный станок 5122
26. Органы управления зубодолбежного станка
Номер
поз. на
рис. 246
/
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Органы управления
Кнопка пуска цикла
Переключатель установки режима ра-
боты: быстрого и медленного
Кнопка включения продолжения цикла
после его прерывания*
Кнопка включения ускоренного враще-
ния стола
Кнопка пуска главного привода
Кнопка останова главного привода
Переключатель установления чистовой
или черновой подачи
Переключатель установления режима
работы
Лампа, сигнализирующая о включении
напряжения сети
Переключатель включения вывода ин-
струмента вверх
Переключатель включения работы с кру-
говой подачей
Лампа, сигнализирующая о нахождении
узлов станка в исходном положении
Переключатель включения охлаждения
Счетчик одного оборота стола
Переключатель зажима и отжима за-
готовки
Кнопка кратковременного включения
главного привода
Переключатель включения подвода и
отвода стола
Переключатель установки
Кнопка выключения гидравлики и всего
станка
Кнопка включения гидравлики
Основные технические данные станка
Наибольший диаметр
устанавливаемого изделия,
мм 200
Наибольший модуль
нарезаемых зубчатых
колес, мм........... 5
Наибольшая ширина
венца нарезаемого ко-
леса, мм............ 50
Номинальный диаметр
Риг. 246. Пульт управления зубодолбежного
станка 5122
208
устанавливаемого дол- бяка, мм 100
Частота движения долбяка, дв. ход/мин 200 .850
Пределы круговых подач, мм/дв.ход 0,16 . . .1,6
Пределы радиальных подач, мм/дв.ход 0,003 .0,286
Мощность главного привода, кВт . . 2,1/3
Масса станка, т . . . 4,4
chipmaker.ru
Рис. 247. Кинематическая схема зубодолбежного станка 5122
Кинематическая схема полуавтомата 5122
(рис 247) содержит следующие основные цепи:
главного движения, круговых подач и деления.
Остальные кинематические цепи имеют вспо-
могательное значение.
Цепь главного движения свя-
зывает вращение двухскоростного электродви-
гателя с кулисным механизмом (КМ), передаю-
щим штосселю возвратно-поступательное дви-
жение Схема цепи следующая: электродвига-
тель Ml, клиноременная передача со шкивами
D] и Л2, приводной вал с кулисным механизмом
(КМ). Частота движения штосселя соответст-
вует частоте вращения приводного вала. Урав-
нение кинематического баланса этой цепи:
n„, xD1/D2=mbh> откуда получим формулу
наладки: и„„ = nMl DJD2-
Кинематическая цепь круго-
вых подач связывает возвратно-поступа-
тельное движение долбяка с его вращением
от червячной передачи. Круговая подача лкр
представляет собой длину дуги по делительной
окружности долбяка, на которую он повернется
за один двойной ход, т. е. совершит sKp)n'da
оборота.
На станке 5122 цепь круговых подач разде-
ляется на цепь черновых подач и цепь чистовых
подач. Во время осуществления черновых по-
дач в гитаре подач работают сменные колеса
а и Ь, а во время чистовых подач — все колеса
гитары а Ь, с и d. Схема цепи черновых подач
следующая: кулисный механизм (КМ), цилинд-
рические передачи 50)80, 80)70, коническая пе-
редача 15)30, сменные колеса а и b гитары по-
дач, цилиндрические передачи 50)50,50/50,50)50,
39)39, 39)65, червячная передача 1/90. Уравне-
ние кинематического баланса этой цепи: 1(об) х
х 50/80-80/70-15/30-д//г50/50-50/50-50/50-39/39 х
х 39/65-1/90 = лкр /л-da. Отсюда находим
формулу для определения величины черновой
круговой подачи хжр черн (мм/дв.ход) в за-
висимости от установленных сменных колес:
•' «р черн= ^д/140 а)Ь. Формула для определения
величины чистовой подачи: s,p чнст= <7я/140 х
х a/b'cld.
Цепь деления осуществляет кинематическую
209
chipmaker.ru
связь между инструментом (ин) и заготовкой
(заг). При повороте долбяка на угол, соответст-
вующий одному зубу, заготовка также пово-
рачивается на угол, соответствующий одному
зубу нарезаемого колеса. Схема цепи следую-
щая: долбяк (ин), червячная передача 90/1,
цилиндрические передачи 65/39, 39/39, 50/50
конические передачи 21/21, 21/21, сменные зуб-
чатые колеса гитары деления aibicidx, цилинд-
рическая передача 32/40, червячная передача
1/120, заготовка (заг). Уравнение кинематичес-
кого баланса цепи деления: 1/сд'90/Г65/39 х
х 39/39 50/50 21 /21 21/21 ajb.cjd, - 32/40-1/120=
— I/:. Отсюда находил формулу наладки гита-
ры деления: al/bl-ci/dl=za/z Таблица налад-
ки гитары деления на число нарезаемых зубьев
от 10 до 204 приведена в руководстве по
эксплуатации станка.
§ 71. Наладка и эксплуатация
зубодолбежных станков
Наладка зубодолбежного станка на режим
работы сводится к выполнению следующих
операций: установка долбяка и заготовки, на-
стройка цепей деления, подачи и главного дви-
жения, установка хода долбяка относительно
заготовки и установка межосевого расстояния.
Наладку станка 5122 рассмотрим на примере
нарезания косозубого колёса из стали 40Х с
числом зубьев z = 35, модулем ш=3 мм, шири-
ной венца Ь = 25 мм, углом наклона зубьев
Р = 23 и правым направлением зубьев. Дол-
бяк класса А, материал — сталь Р18. Нарезание
производится по сплошному металлу с
точностью по 7-й степени (ГОСТ 1643—81).
Режимы резания определяются по нормати-
вам. В нашем случае скорость резания выби-
рается г = 20 м/мин, круговая подача зжр =
— 0,30 мм/дв.ход, радиальная подача
0,06 мм/дв.ход.
Установка инструмента. Установку долбяка
в шпиндель станка производят, исходя из его
типа, как показано на рис. 248: а — чашечного.
б — дискового, в — хвостового. Оправку 4 или
втулку 6 подгоняют по шпинделю 3 таким об-
разом, чтобы при установке их от руки между
горцом шпинделя и оправки оставался зазор
0,07—0,10 мм, который затем полностью вы-
бирается при затягивании винтов 5. Чашечные
2 и дисковые 8 долбяки закрепляют на оправке
гайками 1, а хвостовые 7 плотно вставляют
в конусное отверстие втулки 6. Под торец дол-
бяка большого диаметра устанав швают про-
межуточное ко..1ьцо 9 для увеличения размера
опорного торца. Насаживать долбяк на оправку
нужно без ударов, слегка его поворачивая.
Во время установки долбяка необходимо
соблюдать особую осторожность, поскольку
долбяк приходится держать рукой за острые
кромки зубьев.
Одним и тем же долбяком можно нарезать
зубчатые колеса с различным числом зубьев,
однако желательно выбирать долбяк с числом
зубьев, не равным и не кратным числу зубьев
нарезаемого колеса. В рассматриваемом слу-
чае это будет долбяк номинального диаметра
da = 100 мм с числом зубьев z„ = 32.
Установка заготовки. Заготовку зубчатого
колеса устанавливают в специальные приспо-
собления, изображенные на рис. 249 а, б: а —
для колес внешнего зацепления, б — для колес
внутреннего зацепления. Приспособление со-
стоит из подставки 2, которая закрепляется на
шпинделе 1 станка. В подставку вставлена
оправка 3 с обратным конусом, который при
затягивании гайки 5 плотно соединяется с под-
ставкой. Между гайкой 5 и заготовкой 6 нахо-
дится быстросменная шайба 4 (с пазом), что
дает возможность снять с оправки заготовку
только немного отвернув гайку. Причем наруж-
ный диаметр гайки должен быть меньше диа-
метра посадочной шейки оправки.
Рис. 248. Крепление долбяков
210
Рис. 249, Крепление и готовки
chipmaker.ru
Конструкция приспособления зависит от
конкретных размеров детали и условий произ-
водства, но во всех случаях опорный торец
следует располагать по возможности ближе
к нарезаемому венцу и оставлять свободное
пространство для выхода зубьев долбяка, как,
например, показано на рис. 249, б при креп-
лении колеса 7 внутреннего зацепления. Здесь
использовано специальное центрирующее
кольцо 8, которое закреплено на подставке 2,
изображенной также на рис. 249, а.
Вал-шестерни крепят на станке с помощью
цангового зажима. Установленную заготовку
выверяют при вращении стола со скоростью
3 об/мин от электродвигателя М2 через цеп-
ную передачу 11 /22. При этом в гитаре деления
одно из колес необходимо снять.
Установка стойки для обеспечения отвода
долбяка под углом. При нормальной работе
станка долбяк во время холостого хода отво-
дится от заготовки по линии, соединяющей оси
центров долбяка и заготовки. Однако в ряде
случаев, особенно при нарезании косозубых
колес с увеличенными круговыми подачами,
при холостом ходе долбяка происходит зати-
рание его зубьев по нарезанному зубу заготов-
ки. Для ликвидации этого явления необходимо
сместить стойку с суппортом вправо или влево
на расстояние до 20 мм. Направление смеще-
ния стойки при нарезании колес внешнего (с)
и внутреннего (б) зацепления показано на
рис. 250. Величина смещения 1 может быть оп-
ределена аналитически, однако на практике
она выявляется при пробных рабочих ходах
постепенным смещением стойки до того момен-
та, когда на зубьях нарезаемого колеса не ис-
чезнут следы затирания.
Наладка цепи деления. Наладка цепи де-
ления производится путем подбора сменных
зубчатых колес гитары деления (см. рис. 247)
по формуле a{lb^c{ld, =z„lz, где za — число
зубьев долбяка, z — число зубьев нарезаемого
колеса.
При определении числа зубьев сменных ко-
лес необходимо учитывать следующие условия
их сцепляемости: с^96; с^+Ь, = 120; с,+
+ dt >107 при нулевом смещении стойки; с, +
+ 102 при крайнем левом смещении стой-
ки; С] + dt > 115 при крайнем правом смещении
стойки.
При нарезании зубчатых колес внутреннего
зацепления меж«у сменными колесами ct и
d, устанавливают дополнительное колесо с
числом зубьев е„ удовлетроряющим требова-
нию <71+е1>121; При этом заготовка и дол-
бяк будут иметь одинаковое направление вра-
щения.
В руководстве по эксплуатации станка 5122
приведена таблица наладки гитары деления
на число нарезаемых зубьев (10—204), причем
на каждое значение числа зубьев приведены
два варианта настроек, зависящие от числа
зубьев используемого долбяка. В одном вариан-
те число зубьев сменного колеса ct равно чис-
лу зубьев долбяка (с(= гд), а во втором в 2 раза
больше его (с1=2гд). Выбор варианта зависит
от обеспечения условия сцепляемости по сум-
ме чисел'зубьев колес с, и dt.
Схема расположения зубчатых колес гитары
деления приведена на рис. 251. Колеса аьЬ, и
с, устанавливают на поворотном кронштейне
на валах с постоянным межосевым расстоя-
нием, затем, поворачивая кронштейн, вводят
зсбья колеса ct в зацепление с зубьями колеса
<7, до обеспечения зазора 0,05—0,10 мм.
Установка величины хода долбяка. Режущие
кромки долбяка во время нарезания зубчатых
колес в крайних положениях хода должны вы-
ходить за пределы нарезаемого венца, как по-
казано на рис. 225.
Величина перебега зависит от ширины на-
резаемого венца. Однако при закрытых венцах
(см. рис. 225, б), особенно с узкими канавками,
перебег к закрытому венцу зависит от ширины
канавки. В этом случае долбяк не должен до-
ходить до противоположной стороны канавки
на 1—2 мм.
Рнс. 250. Смещение стойки при нарезании колес
Рис. 251. Схема уста-
новки сменных зубча-
тых колес гитары деле-
ния
211
chipmaker.ru
Рис. 252. Механизм установки эксцентриситет а
пальца кривошипа
мую частоту движения долбяка. В рассматри-
ваемом случае при скорости резания г =
= 20 м/мин и длине хода L—30 мм частота
движения долбяка будет 305 дв.ход/мин.
Диаметры сменных шкивов определяют по
табл. 27, приведенной из руководства по экс-
плуатации станка. Для п — 305 дв.ход/мин не-
обходимы шкивы диаметров Р,=90 мм и
D2 = 420 мм, а главный электродвигатель дол-
жен работать на второй ступени с частотой
вращения 1440 об/мин.
Сменные шкивы устанавливают на концы
валов, выходящих в нишу, расположенную с
задней стороны станка. Натяжение ремней на
шкивах производится вращением квадрата, на-
ходящегося ниже крышки 10 (см рис. 245).
27. Наладка частоты движения долбяка
Длина хода долбяка L,mm
Рнс. 253. Номограмма частоты движения долбяка
Установка величины L хода долбяка про-
изводится установкой эксцентриситета R кри-
вошипного пальца и должна быть не меньше
величины, определяемой по формуле Ь-=Ь/0,Ы;
R L/2, где b — ширина венца нарезаемого
колеса
На рис. 252 изображен механизм кривошип-
ного пальца. Для установки эксцентриситета
необходимо отпустить клин I фиксации и вра-
щением винта 2 переместить ползушку 3 на
требуемую величину, отсчитывая ее по шкале
линейки 4. Величина смещения ползушки не
должна быть более 30 мм.
Наладка частоты движения долбяка. Час-
тота движения долбяка зависит от длины хода
штосселя и принятой средней скорости резания.
По этим двум величинам, используя график,,
приведенный на рис. 253, определяют требуе-
212
Частота движения долбяка п, дв.ход/мин Диаметры шкивов, мм Частота вращения электро- двигателя, об/мии
200 90 420 940
280 118 390 940
13051 | 90 | 1420, |144б|
400 180 420 940
430 118 390 1440
560 230 390 940
615 180 420 1440
850 230 390 1440
Требуемая частота движения и (дв.ход/мин)
долбяка может быть также подсчитана по
формуле « = 1000т’/2 L затем по табл. 27 для
ближайшего значения п находят диаметры
сменных шкивов. Например, для рассматри-
ваемого случая п = 1000'20/2'30 = 333 дв.ход/
/мин. Ближайшее значение по таблице п -
= 305 дв.ход/мин.
Наладка гитары круговых подач. Гитара
круговых подач содержит две пары зубчатых
колес, одна из которых — а/Ь (рис. 247) на-
страивается по значению черновой подачи, а
две одновременно (а/Ъ и c/d) участвуют в ра-
боте при чистовой подаче.
Сменные колеса устанавливают на концы
валов с постоянным межосевым расстоянием,
при этом сумма чисел зубьев должна удовлет-
ворять условиям: а + Ь =100; с + </=100. Ис-
ходя из формулы настройки цепи круговых
подач «//> = 140\^р.,ерн/</д и albc/d—\AO'stp.4Kd
/d3 и принимая диаметр долбяка </д = 100 мм.
chipmaker.ru
28. Наладка круговых подач
Черновые подачи, мм'дв.ход Числа зубьев сменных колес Чистовые подачи, мм/дв.ход
при cjd = 44/56 при с/с/==39/61
а Ь
0,25 26 0,20 0.16
10.315| |ЗТ| 0,25 | 0.201
0,40 36 64 0,315 0,25
0,50 41 59 0,40 0,315
0,63 47 53 0,50 0,40
0,80 53 47 0,63 0,50
1,00 59 41 0,80 0,63
1,25 64 36 1,00 0,80
1 60 69 31 1,25 1,00
была составлена табл. 28, по которой произ-
водится выбор числа зубьев сменных колес.
Если на станке установлен долбяк с диаметром
делительной окружности <1Я, отличающимся
от 100 мм, то величину подачи, взятую из таб-
лицы, следует умножить на коэффициент, рав-
ный dJIOO.
Для рассматриваемого случая наладки крз
говая подача s4epH =30 мм/дв.ход устанавли-
вается сменными колесами a!b = 31J69, а чис-
товая при сменных колесах с/11=39/61 составит
S чист = 20 мм/дв.ход.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Из каких основных узлов состоит зубодолбежный
станок?
2. Каковы основные кннематнческне цепи зубодол-
бежного станка?
3. Для какой цели применяется отвод долбяка от
изделия под углом?
4. В чем состоит особенность нарезания долбяком
закрытых зубчатых венцов?
Глава 14
ЗУБОШ ЕВ ИН ПОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 72. Устройство
зубошевинговального станка
Зубошевингование является отделочной
операцией, при помощи которой производят
исправление погрешностей зубчатого венца по
нормам плавности, контакта и радиальному
биению.
Зубошевингование дисковым ше-
в е р о м основано на воспроизведении в про-
цессе обработки зацепления зубчатых колес
цилиндрической винтовой передачи со скре-
щивающимися осями (рис. 254). При этом зубья
шевера, снабженные канавками, скользят по
профилю зубьев колеса и снимают с них тон-
кую стружку В процессе обработки шевер вра-
щается прину тительно, а колесо — от зацепле-
ния с шевером или наоборот. Для обеспечения
более равномерного съема стружки по обеим
сторонам зуба направление вращения шевера
периодически изменяется. Снятие стружки по
всей длине зуба, а также по глубине обеспечи-
вается за сче'1 перемещения заготовки.
Схемы шевингования в зависимости от на-
правления подачи приведены на рис. 255. Наи-
большее распространение имеет способ шевин-
гования с продольной подачей параллельно
оси колеса (рис. 255, а), на рис. 255, б—г по-
казаны схемы шевингования с продольными
подачами под различными углами к оси колеса.
Из выпускаемых отечественной промышлен-
ностью зубошевинговальных станков наиболь-
шее распространение получил станок 5702В,
предназначенный для обработки цилиндричес-
ких колес внешнего зацепления.
Станок 5702В (рис. 256) состоит из стани-
ны /, по вертикальным направляющим 3 ко-
торой перемещается механизм подачи 19 с ба-
рабаном управления, находящимся под
крышкой 2. В передней части основания ста-
нины закреплена гайка 20 винта подъема ме-
ханизма подач. В основании станины разме-
щены резервуары для масла гидравлики и ох-
лаждающей жидкости. В боковых нишах под
крышкой 4 размещено гидрооборудование, а
с противоположной стороны — электрообо-
рудование. На приводе подач сверху находит-
ся поворотная плита 15, несущая на себе осно-
вание стола 5. Плиту можно повернуть отно-
сительно центра станка на угол до 90 в обе
стороны. Угол поворота отсчитывается по шка-
ле круговой линейки 16. Внутри основания сто-
213
Рис. 254. Образование угла скрещивания
осей шевера и изделия
ла на оси 13 смонтирован качающийся стол,
качание которого используется при шевинго-
вании бочкообразных зубьев. При шевингова-
нии зубчатых колес без бочкообразности ка-
чающийся стол зажимается фиксаторами 6.
На верхней плоскости станины расположен
привод шеверной головки 7, на нижней сторо-
не которого прикреплена шеверная головка 11,
несущая в себе инструментальный шпиндель
и зубчатые передачи привода шпинделя. Ше-
верная головка может быть повернута вручную
за квадрат 10 в обе стороны на угол до 35 е.
Отсчет угла поворота производится по шкале
круговой линейки 9.
Ручное перемещение механизма подач 19
осуществляется вращением валика 17. Валик
18 служит для соединения штока-рейки гидро-
цилиндра с винтом подъема механизма подач.
Рабочая зона закрыта ограждением 12 с крыш-
кой 8.
Управление работой станка производится
с пульта управления 14. Расположение пере-
Рис. 255. Схемы шевингования зубчатых колес
214
chipmaker.ru
ключателей на пульте приведено на рис. 257
и в табл 29.
29. Органы управления зубошевннговалыюго станка
Номер
поз. на
рис. 257
Т~
2
3
4
5
б
7
8
9
10
II
12
13
14
15
16
17
Органы управления
Переключатель включения и выключе-
ния зажима заготовки
Кнопка включения перемещения сто-
ла при наладке
Лампа, сигнализирующая о готовности
станка к работе по циклу
Лампа, сигнализирующая о работе стан-
ка в полуавтоматическом цикле
Переключатель установки режима ра-
боты в наладочном с ручным управлением
или полуавтоматическом цикле
Переключатель включения и выключе-
ния освещения
Лампа, сигнализирующая о работе гид-
равлики
Переключатель установки перемещения
стола при наладке вверх и вниз
Кнопка включения перемещения стола
Переключатель установки числа ходов
стола при выхаживании
Переключатель установки работы с ре-
версом шевера или без реверса
Переключатель установки направления
вращения шевера
Кнопка включения работы смазки
Кнопка включения работы гидравлики
Кнопка останова работы станка (общий
стоп)
Кнопка останова работы по циклу
Кнопка пуска работы станка по циклу
Рис. 256. Зубошевинговальный станок 5702В
Рис. 257. Пульт управления зубошевинговального станка 5702В
215
chipmaker.ru
Основные технические данные станка
Наибольший диаметр устанавли-
ваемого изделия, мм . . 320
Модуль шевингуемых зубчатых
колес, мм......................1,5—6
Наибольшая ширина венца шевингуемых
колес, мм:
с продольной подачей 100
с диагональной подачей 50
с поперечной подачей . . 30
Наибольшая длина устанавли-
ваемой заготовки, мм 500'
Пределы продольных подач,
м’м/мин.....................18—300
Пределы радиальных подач,
мм/ход . 0.02—0.06
Номинальный диаметр уста-
навливаемого шевера, мм . . 240
Наибольшая ширина шевера,
мм .40
Частота вращения шевера,
об/мин .................. 63—500
Наибольший угол поворота
направляюших стола от сред-
него положения, град 90
Наибольший угол поворота
шеверной головки от среднего
положения, град. . 35
Мощность главного привода
кВт............. 3
Масса станка, т . 5,3
Кинематическая схема полу
автомата 5702В (рис. 258) состоит из следую-
щих основных кинематических цепей: главного
движения, продольной подачи стола и радиаль-
ной подачи стола.
Цепь главного движения свя-
зывает вращение главного электродвигателя-
с вращением инструмента следующим образом.
Электродвигатель Ml (п = 1365 об/мин), чер-
вячная передача 3/28, сменные зубчатые ко-
леса а и b гитары скоростей, конические переда-
чи 28)30 и 30)28. цилиндрическая передача
45136, инструмент (ин). Уравнение кинемати-
ческого баланса этой цепи: 1365 (об/мин)-3/28 х
х а/6'28/30’30/28’45/36 =ив„. Отсюда нахо-
дим формулу настройки частоты вращения
шевера: ивв = 183-д/Ь, где а и b — числа зубьев
сменных зубчатых колес гитары скоростей.
Кинематическая цепь про-
дольной подачи связывает вращение
злектродвигателя подачи с горизонтальным пе-
ремещением стола. В конце хода стола произ-
водится реверсирование вращения электродви-
(ателя, что изменяет направление перемеще-
ния стола.
Схема цепи подачи: электродвигатель М2
(1320 об/мин), червячная передача 1/30, смен-
ные зубчатые колеса с и d гитары подачи, ко-
нические колеса 15/45 и 24/32, винтовая пере-
дача 6x1, стол. Уравнение кинематического
баланса цепи подачи: 1320 (об/мин) l/30c/J х
х 15/45-24/32-6 = 5. Решая это уравнение, на-
ходим формулу наладки гитары подач: 5 =
= Ьб с/d, где 5 •— продольная подача, мм/мин:
с и d — числа зубьев сменных колес гитары
подач.
Кинематическая цепь ради-
альной подачи связывает вращение
кулака (Кул) с вертикальным перемещением
стола. На одной оси с кулаком расположен
Рис. 258. Кинематическая схема зубошевин-
1 овального станка 5702В
216
chipmaker.ru
барабан (Бар), снабженный упорами, число
интервалов между которыми определяет угол
поворота кулака. Кулак имеет по торцу сту-
пеньки с перепадом 1,45 мм между каждой сту-
пенькой.
Схема цепи: барабан (Бар) с числом интер-
валов между упорами и, кулак (Кул), реечная
пеоедача (с колесом z = 21, т = 3,5), передача
с коническими колесами 17/32, винтовая пере-
дача 6x1, стол. Уравнение кинематического
баланса: л'1,45/ти-3,5'21'17/32’6 = $р. Отсюда
получаем формулу наладки цепи радиальной
подачи: 5Р = 0,02 л, где sp — величина радиаль-
ной подачи в мм на ход стола, п — число ин-
тервалов между соседними упорами на бара-
бане.
§ 73. Наладка и эксплуатация
зубошевинговальных станков
В наладку станка входят следующие опера-
ции: наладка частоты вращения шевера, на-
ладка продольной подачи, настройка угла по-
дачи, установка угла скрещивания, установка
межосевого расстояния, установка заготовки
на станок, наладка величины хода стола, на-
ладка механизма радиального врезания, на-
ладка механизма бочкообразования.
Наладку зубошевинговальных станков рас-
смотрим на примере станка 5702В, налаживае-
мого на обработку зубчатого колеса, имею-
щего модуль т = 4 мм, число зубьев z = 48,
ширину венца 6 = 40 мм, угол наклона зубьев
Р =10°, направление зуба правое, материал
колеса — сталь 40Х, твердость НВ 156—207.
Инструмент — шевер диаметра <(о=240 мм;
шириной £>О = 25 мм, угол наклона зубьев 15 ,
шевер — правый, гш = 53. Необходимо полу-
чить колесо 6-й степени точности с шерохова-
тостью поверхности зубьев Ra 80 мкм.
Наладка частоты вращения шевера. Часто-
та вращения шевера определяется по формуле
п = 1000' /ifda0, где v — окружная скорость
шевера, выбираемая в пределах 80—150 м/мин
в зависимости от твердости обрабатываемого
материала. По нормативам выбираем v =
= 125 м/мин.
Диаметр выступов шевера da0 = 240,71 мм,
тогда «= 1000-125/3,14 240,71 =165 об/мин.
По табл. 28 выбираем ближайшее меньшее
значение 160 об/мин и соответствующие ему
сменные зубчатые колеса с числами зубьев
39 и 45, которые устанавливают на валы гита-
ры скоростей с постоянным межосевым рас-
стоянием. Гитара скоростей расположена с
30. Наладка частоты вращения шевера
Частота вращения шевера, об/мин о Число зубьев сменных колес Частота вращения шевера, об/мин Число зубьев сменных колес
а ь а ь
63 22 62 200 45 39
80 26 58 250 49 35
100 30 54 315 54 30
125 35 49 400 58 26
1160 | [39] [45] 500 62 22
правой стороны привода шеверной головки
(поз. 7, рис. 256).
Наладка продольной подачи. По нормати-
вам шевингования продольная подача для ко-
леса с числом зубьев свыше 40 до 100 устанавли-
вается в пределах 0,50—0,60 мм за один обо-
рот детали. Для колеса с числом зубьев z = 48
и для получения 6-й степени точности подачу
примем 5 = 0,50 мм/об.
На станке наладка продольной подачи осуще-
ствляется сменными зубчатыми колесами с и d
(см. рис. 258) исходя из ее выражения в мм/мин,
что определяется по формуле 5 (мм/мин)=
= 5 (мм/мин) • пвзд (об/мин). Учитывая, что
"изд = "ВВ • , получим 5 (ММ/МИН) =
= 5 (мм/об) • nBB XzBB/zB3fl , или в числовом
выражении для рассматриваемого примера:
5 = 0,50X160-53/48=88,3 мм/мин. По таблице
из руководства по эксплуатации станка выби-
раем ближайшее значение подачи 5 =-90 мм/мин,
которбе обеспечивается сменными колесами
с числом зубьев с = 56, J=40. Колеса устанав-
ливают на валы гитары подач, расположен-
ные с правой стороны механизма подач (см.
рис. 256, поз. 19).
Установка угла скрещивания. Угол скрещи-
вания, образуемый осями шевера и обрабаты-
ваемого колеса, определяется по формуле у =
= Р± Рш , где у — угол скрещивания, 0 —
угол наклона зубьев колеса, Р ш — угол накло-
на зубьев шевера. Знак «плюс» ставится при
одноименном, знак «минус» — при разноимен-
ном наклоне зубьев колеса и шевера.
Установка шевера на угол производится
поворотом шеверной головки 11 вращением
квадрата 10 (см. рис. 256) с отсчетом угла по
шкале круговой линейки, находящейся над ше-
верной головкой. Более точно шеверную голов-
ку устанавливают с помощью индикатора.
С помощью индикатора также осуществляют
217
chipmaker.ru
Рис. 259. Схема определения величины коррекции
угла скрещивания
Рис. 260. Схема установки изделия на станок
коррекцию положения шеверной головки по
результатам шевингования первого колеса.
При обнаружении отклонения направления
зубьев колеса, особенно при работе с углами
скрещивания 10—15°. рекомендуется повер-
нуть ось шевера в направлении, обратном об-
наруженному отклонению.
Определение величины коррекции приведе-
но на рис. 259.
Величина а (мкм) перемещения щупа ин-
дикатора определяется по формуле a = 2'fa х
х Leos Р/Л, где /в — отклонение направления
зуба, мкм; L— длина плеча от оси поворота
шеверной головки до щупа индикатора (для
станка 5702В L — 340 мм); Р — угол наклона
218
зуба колеса; Ь — ширина венца шевингуемого
колеса.
Установка угла подачи. Шевингование с по-
дачей под углом к оси обрабатываемого колеса
называют диагональным. Угол направления
подачи, обозначаемый с (см. рис. 255, б), уста-
навливается при диагональном шевинговании
поворотом нижней плиты стола 15 (см.
рис. 256). Величина угла подачи определяется
по формуле tg£ =0,77?ш •siny/((>—0,7‘bm cosy),
где Ь — ширина венца шевингуемого колеса,
b ш — ширина шевера, у — угол зкрещива
ния.
Необходимая активная ширина шевера при
диагональном шевинговании определяется по
формуле £>ш =b’sin£/sin(£ ±у). Знак «плюс»
ставится при ширине колеса b большей, чем
ширина шевера Ьш; знак «минус» ставится
при ширине колеса b меньшей, чем ширина
шевера.
Установка межосевого расстояния осуществ-
ляется в наладочном режиме работы станка.
Переключатель 8 (см. рис. 257) устанавливает-
ся в положение перемещения стола вверх, и
нажатием кнопки 9 стол приво ;ится в крайнее
верхнее положение. Затем необходимо расце-
пить мелкозубую муфту вращением квадра-
та 18 (см. рис. 256) и вращением квадрата ва-
лика 17 опустить стол с механизмом подач
на расстояние заведомо большее, чем межосе-
вое расстояние межцу шевером и обрабатывае-
мым колесом.
Начальное межосевое расстояние устанав-
ливают, когда на станке уже стоит обрабаты-
ваемое колесо. При этом между зубьями шеве-
ра и колесом должен быть боковой зазор 0,02—
0,05 мм, чтобы избежать заклинивания шевера
и колеса в начальной стадии работы.
После обработки первого колеса и замера
толщины его зубьев межосевое расстояние кор-
ректируют, учитывая, что для снятия припуска
AS по толщине зубьев необходимо уменьшить
межосевое расстояние на b = A5/2’tga (h =
= 1,37AS при a = 20°).
При снятии припуска, замеренного по дли-
не общей нормали зубьев ДИ, межосевое рас-
стояние необходимо уменьшить на й= ДИ/2 х
х sina (й = 1,46 ДИ при a = 20°).
Установка изделия на станке. Для получения
правильного профиля зуба колеса по его .глине
и высоте необходимо установить колесо сим-
метрично ширине шевера. Это осуществляет-
ся при помощи указателя 1 (рис. 260) середины
венца обрабатываемого колеса 2, которая долж-
на находиться по оси 4 качания стола и по оси
chipmaker.ru
поворота шевера 3. Радиальное и торцовое
биение заготовки, установленной на оправку,
не должно превышать 0,006—0,012 мм.
Наладка величины хода стола. Величина
хода стола, определяемая установкой упоров,
зависит от ширины венца шевингуемого колеса
и принятого способа обработки и определяет-
ся по следующим формулам:
при шевинговании с продольной подачей
L=b + (2—4),
при шевинговании с угловой подачей (диа-
гональное шевингование) L= Л—(0,7—
—0,8)Ьш cosy, если Ь>ЬШ; £=(0,7—0,8)Ьш
cosy—b, если Ь<ЬШ ;
при шевинговании с подачей, перпендику-
лярной к оси изделия (без радиального вреза-
ния). £ = у/ 2,7 2AS • а и + [£> + (4 — 6) • sin у] ;
при шевинговании с подачей, перпендику-
лярной к оси шевера (без радиального врезания),
£ = х/ 2,7 • 2Д5 • а к + [А + (4 — 6) • tg у],
где а „ — номинальное межосевое расстояние,
Д5 — припуск на сторону зуба, b — ширина
венца шевингуемого колеса, Ьщ — ширина
шевера, у— угол скрещивания.
Настройка механизма радиального врезания.
Общая величина радиального врезания опре-
деляется величиной принятого припуска на
обработку по толщине зуба, преобразованной
в припуск по межосевому расстоянию. При-
пуск на шевингование по толщине зуба наз-
начают в пределах 0,3—0,4 от модуля прямо-
зубого колеса или 0,4—0,5 от модуля косозу-
бого колеса. Меньшие значения припуска при-
меняют для колес с числом зубьев до 50 В спра-
вочниках часто приводят припуски по межосе-
вому расстоянию, рассчитанные для зубчатых
колес с различными углами зацепления (15,
20, 25 и 30°).
Величина радиальной подачи за каждый
рабочий ход стола определяется расположе-
нием винтов-упоров на периферии барабана уп-
равления (рис. 261). Винты располагаются в
2 ряда в шахматном порядке с интервалами,
которые соответствуют радиальным подачам
0,02 мм на ход стола. Первый винт 1 устанавли-
вают на барабане 6 против отметки «0», а
последний 4 -— всегда в одном ряду с первым
против отметки, соответствующей полной ве-
личине радиального врезания (на рис. 261 винт
установлен против отметки 0,22). Против такой
же отметки в пазу на торце барабана устанав-
ливают винт 5, который нажимает на ролик
конечного выключателя 3 для осуществления
ходов выхаживания после всех рабочих ходов
с радиальным врезанием. Число ходов выха-
Рис. 261. Барабан управления радиальной по-
дачей
живания устанавливают на панели управления
(см. рис. 257) переключателем 10.
Винты первого ряда имеют правую резьбу,
а второго ряда — левую, чтобы при перебросе
упора 2 (рис. 261) с одного ряда на другой пред-
дотвратить их вывинчивание. Все лишние вин-
ты заворачивают в свободные отверстия на
периферии барабана б, расположенные за по-
следним рабочим винтом. Число устанавли-
ваемых винтов рабочей подачи зависит от
требований к качеству поверхности шевингуе-
мых зубьев, а также от твердости обрабатывае-
мого материала. Чем выше требования к ка-
честву поверхности и чем больше твердость
материала, тем величина радиальной подачи
должна быть меньше
Пример. Настраивают упоры барабана для сня-
тия припуска на сторону зуба AS=0,16. При угле
>ацепления а=20с величина общей радиальной
подачи составляет « = 1,37-0,16=0,22 мм.
Разбиваем эту величину общей подачи на рабо-
чие ходы так, чтобы вначале на каждый ход была
большая подача, а в конце уменьшалась, тогда
потребуется меньшее число выхаживаний. Устано-
вим следующие единичные подачи: 0; 0,04; 0,06;
0,04 0,04; 0,02; 0,02; 0; 0; 0, что в сумм- составляет
0,22 мм. Затем на периферии барабана завертываем
винты-упоры в два ряда в шахматном порядке:
1 -й ряд: 0—0,10—0,18—0 22; 2-й ряд: 0,04—0,14—0,20.
На торце барабана завертываем винт против цифры
0,22, а на пульте управления (см. рис. 257) переклю-
чатель 10 числа выхаживаний устанавливаем в
положение 3.
219
chipmaker.ru
При обработке первого пробного колеса винт
конца цикла можно установить против цифры,
находящейся ближе к начальным винтам (например,
0,18 или 0,10), и в дальнейшем уточнить, на какой
величине следует закончить шевингование.
При работе с поперечной или диагональной
подачей, когда весь припуск снимается за один
ход стола, механизм радиального врезания
настраивается следующим образом. На торце
барабана заворачивают винт 7 (рис. 261), со-
ответствующий первому винту, воздействую-
щему на конечный выключатель 3 против чис-
ла 0,06 мм. Остальные винты-упоры могут
быть завернуты за цифрой 0,06 в любом по-
рядке, так как они в работе не участвуют. На
периферии барабана в первом ряду также уста-
навливают винт против цифры 0,06, а осталь-
ные, неработающие, в любом порядке. Меж-
осевое расстояние устанавливают сначала при
плотном зацеплении шевера и заготовки, за-
тем отводят стол в крайнее положение настро-
енного хода и уменьшают межосевое расстоя-
ние на величину радиального припуска. Число
ходов выхаживания устанавливают переклю-
чателем 10 (см. рис. 257) на пульте управления.
Наладка механизма бочкообразовання. Зуб-
чатые колеса, имеющие форму зуба, изображен-
ного на рис. 110, работают в передаче с зоной
касания, отстоящей от торцов венца, вершины
и дна впадины. Такая форма зуба называется
бочкообразной. Колеса с бочкообразными
зубьями широко применяют в соединительных
муфтах, трансмиссионных передачах и других
механизмах, в которых необходимо исключить
возможность кромочного касания, повысить
износостойкость, снизить уровень шума или
уменьшить чувствительность к перекосу осей
Шевингование цилиндрических колес с боч-
кообразностью по длине зуба производят ка-
чанием стола, как показано на рис. 262. При
этом для снятия у торцов зубьев слоя толщи-
ной больше, чем в середине венца, на величину
Д необходимо углубиться в колесо на величи-
ну Ай = Д/tga, где a — угол профиля зацепле-
ния. Для зубчатых колес средних модулей (по-
рядка 2—8 мм) утонение зубьев Д обычно
бывает 0,01—0,025 мм, а для колес более круп-
ных модулей 0,02—0,06 мм.
В зависимости от расположения колеса 2
относительно оси 5 качания стола 1 можно по-
лучить зубья с равномерной или неравномер-
ной бочкообразностью по длине зуба. Угол по-
ворота 6 копира 4 зависит от ширины венца
обрабатываемого колеса и величины продоль-
ной модификации. Ориентировочно этот угол
может быть подсчитан по приведенной ниже
формуле, а окончательно установлен после
замера бочкообразное™ пробного колеса. Фор-
Рис. 262. Схема шевингования бочкообразных зубьев
220
chipmaker.ru
мула для расчета угла установки копира tg<5 =
= [/ sin ip + c(cos <р—1)]/[(/ +Л>/2) cos ф—(с +/) :
х sin<p +1], где /=435 мм, с =185 мм,/=270 х
х d/2 мм, b — ширина венца колеса, а уго. i
с в свою очередь определяется из формулы
sin <Р = 2[(^h+f) - b+J у/ b2 — 4Л/12 — 8Л/1 х
х/}//’2 + 4/2.
Перед поворотом копира 4 на угол 5 необ-
ходимо освободить фиксаторы стола, а в ко-
пир вставить специальный палец. В установлен-
ном положении копир зажимают. При шевин-
говании бочкообразных зубьев угол скрещива-
ния у устанавливают и проверяют на шевин-
говании пробного колеса без бочки. Длина про-
дольного хода стола выбирается таким обра-
зом, чтобы шевер 3 выходил за торец колеса
менее половины своей ширины (несколько
меньше, чем при обычном шевинговании).
Особенности шевингованвя блочных колес
и колес с буртом. Перед шевингованием зуб-
чатых колес с несколькими венцами или с бур-
том по диаметру большим, чем диаметр вер-
шин зубьев, необходимо проверить не будет
ли шевер в крайних положениях врезаться
в большой венец или бурт. Шевиш ование та-
ких колес возможно, если будет удовлетворено
условие, приведенное в формуле о н = VRд0—
— (/—/cos y/sin у)2+х/ЛО2—-(/ cosy — //sinyK,
где aw — межосевое расстояние между шеве-
ром и колесом в конце обработки, Ло0 и Т?о2 ~•
радиусы выступов зубьев шевера и большего
колеса, / — расстояние точки скрещивания
осей от торца шевера, / — расстояние между
торцами венцов или торцами венца и бурта.
Определение возможности шевингования
блочных колес может быть осуществлено и
графически. На рис. 263 изображен ход опре-
деления величины перебега у точки скрещива-
ния М за торец малого венца. Сначала на пра-
вой проекции находим точку К пересечения
окружности выступов шевера da(, с окружностью
выступов большего колеса da2. Затем сносим
эту точку на левую проекцию и через нее (К,)
Рис. 263. Схема шевингования зубчатых колес
с буртом
вычерчиваем шевер под углом скрещивания
у, как показано на рис. 263. Пересечение осей
шевера и колеса определяет точку М. Если
при этом точка М находится на расстоянии
требуемого перебега у, определяемом по фор-
муле у = L—/>/2, где L— величина хода стола,
b — ширина зубчатого венца или больше его,
то шевингование данного блочного колеса воз-
можно
Основное (технологическое) время обработ-
ки одного зубчатого колеса при шевинговании
определяется по формуле То= Ez i/s'z„-пт.
где L— величина хода стола; z — число зубьев
обрабатываемого колеса; i — число рабочих
ходов шевингования л — продольная подача,
мм/об; гин — число зубьев шевера, пяи —
частота вращения шевера.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Из каких основных узлов состоит зубошевннго-
вальный станок?
2. В чем заключается принцип отделки зубьев шевин-
гованием?
3. Какие вам известны схемы зубошевинговании?
4. Какое зйаченве имеет угол скрещивания осев ше-
вера н обрабатываемого колеса при зубошевинго-
ванни?
5. В чем состоит особенность шевингования блочных
зубчатых колес и колес с буртом?
chipmaker.ru
Глава 15
ПРИВОДЫ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ФРЕЗЕРНЫХ
И ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
§ 74. Понятие о гидравлическом
и пневматическом приводах
металлорежущих станков
В современных фрезерных и зуборезных
станках гидравлический привод используют для
бесступенчатого и автоматического регулиро-
вания поступательных и вращательных дви-
жений рабочих органов станка, а также для
выполнения вспомогательных функций типа
зажима узлов и заготовок.
В состав гидропривода входят насосная
установка, гидроцилиндры, золотниковые рас-
пределители, различные клапаны, фильтры,
дроссели и другая аппаратура. Совокупность
всех гидроустройств и гидросети станка назы-
вается гидросистемой.
Входным элементом гидравлическо-
г о привода является насос. В металло-
режущих станках используют шестеренные,
пластинчатые и поршневые насосы. Все насо-
сы работают по принципу переноса рабочей
жидкости из камеры всасывания в камеру нагне-
тания, откуда она поступает в рабочий силовой
орган станка и частично возвращается в гидро-
бак через систему клапанов. Подача рабочей
жидкости насосом зависит от частоты вращения
его ротатора и от объема рабочих камер. Часто
в гидроприводах станка применяют сдвоен-
ные насосы. Если они включены в гидросисте-
му последовательно, то в гидроцилиндре стан-
ка увеличивается давление, что необходимо
для обеспечения рабочих перемещений тяже-
лых узлов станка. Если насосы включены па-
раллельно, то увеличивается количество по-
даваемой в рабочий орган жидкости, что необ-
ходимо для обеспечения быстрых ходов узлов.
Устройство шестеренного насоса показано
на рис. 264. Зубчатые колеса 2 и 3 размещены
в корпусе 1 с посадкой скольжения по диамет-
ру вершин зубьев и торцам. При вращении ко-
лес во впадинах зубьев образуются закрытые
камеры, наполненные маслом, которое пере-
носится из камеры всасывания (Вх) в камеру
нагнетания (Вых).
Устройство пластинчатого насоса показано
на рис. 265. В отличие от шестеренного здесь
камеры, переносящие масло, образуются парой
.выдвижных пластин (например, / и2), которые,
проходя над отверстиями 5 всасывания, зах-
ватывают объем масла и переносят его к от-
верстиям 4 нагнетания в гидросистему станка.
Увеличение и уменьшение объема рабочих ка-
мер осуществляется за счет статорного кольца
3, которое имеет эллиптическую внутреннюю
форму.
В аксиально-поршневом насосе, показан-
ном на рис. 266, масло из полости всасывания
Рис. 264. Шестеренный насос
222
chipmaker.ru
Рис. 265. Пластинчатый насос
Рис. 266. Аксиально-поршневой насос
223
chipmaker.ru
Рис. 267. Гидроцилиндр
Рис. 268. Предохра-
нительный клапан
с переливным золот-
ником
в полость нагнетания распределителя 4 пере-
носится поршнями 5, находящимися в роторе
3. Поршни своими сферическими головками,
снабженными подвижными подпят никами, при-
жаты к наклонной траверсе 2 и при вращении
валом 1 ротора 3 совершают возвратно-посту-
пательное движение, всасывая и нагнетая ра-
бочую жидкость. Траверса 2 может поворачи-
ваться вручную, изменение углового ее поло-
жения вызывает изменение длины хода порш-
ней, благодаря чему осуществляется регули-
рование производительности насоса.
Силовым органом станка чаще всего явля-
ется гидравлический цилиндр. В металлоре-
жущих станках применяют как стандартные,
гак и оригинальные гидроцилиндры. На
рис. 267 показан стандартный гидроцилиндр,
224
корпус 1 которого прикреп пяется к станку по-
лукольцами и кронштейнами.
Гидроцилиндр состоит из корпуса 1, в ко-
тором перемещается поршень 5, закрепленный
на штоке 4. С одной стороны корпуса у станов-
лен фланец 2 с уплотнительными резиновыми
манжетами 3 для штока, а с Другой стороны —
глухая заделка. На поршне также имеются
резиновые манжеты 6, препятствующие пере-
течкам масла из одной полости гидроцилиндра
в другую. Соединение с исполнительным орга-
ном станка производится через резьбовое от-
верстие штока 4.
Регулирование давления и количества про-
текающей рабочей жидкости осуществляется
различными гидроклапанами и гидродросселя-
ми. На рис. 268 показан предохранительный
клапан с переливным золотником,' предназна-
ченный для предохранения гидросистемы от
давления, превышающего установленное.
Для функций управлении используют зо-
лотниковые гидрораспределшели с электри-
ческим, ручным или гидравлическим управле-
нием. Распределители изменяют направление
движения потока рабочей жидкости или оста-
навливают его. На рис. 269 гьображен золот-
никовый распределитель с э < ктрическим уп-
равлением, который состоим из корпуса 4,
собственно золотника 5, пружин 2 и 6,’толка-
телей 3 и 7 и электромагните! I и 8. В корпусе
4 сделаны проточки подвода, слива и -две ци-
линдровые. При включении одного из электро-
магнитов I или 8 толкатели * двинут золотник
в одну сторону, что соедини! соответствую-
щую магниту цилиндровую проточку с напор-
ной линией, а вторущ цилиндровую проточку
со сливом. При отключении обоих магнитов
золотник 5 под действием пружин 2 и 6 воз-
вратится в среднее положение и запрет обе
полости цилиндров.
В качестве рабочей жидко! ги в гидросисте
мах'станков применяют чисц.:е минеральные
масла типа «Турбинное 22» и др. Основной ха-
рактеристикой масел является вязкость, сжи-
маемость, склонность к ценообразованию и
стойкость к эмульгированию Вязкость масла
выражается в сантистоксах (cl 1). В гидросис-
темах металлорежущих станков применяют
масло с вязкостью от 15 до 213 i Ст при темпе-
ратуре от +10 до +60°С..
Сжимаемость масла незнании льная, но она
может резко увеличиваться при попадании в
гидросистему воздуха, о чем свидетельствуя
пена на поверхности масла в гидробаке, а так-
же изменение цвета масла Чтооы исключить
chipmaker.ru
Рис. 269. Золотниковый гидрораспределитель с электрическим управлением
возможность попадания воздуха в гидросис-
тему, необходимо тщательно уплотнять все сое-
динения в магистралях, а также поддерживать
уровень масла в резервуаре выше концов вса-
сывающей и сливной труб.
Пневматические устройства в ме-
таллорежущих станках используют в основном
для автоматизации рабочего процесса, а также
в установочных приспособлениях. В качестве
рабочего тела в пневмосистемах используют
сжатый воздух. Перед поступлением в систему
воздух очищается фильтрами от влаги и меха-
нических примесей, а также насыщается парами
масла для смазки элементов пневмопривода.
Пневматические системы включают в себя ис-
точники питания, пневмодвигатели, управляю-
щие устройства, датчики, коммуникационные
клапаны и аппаратуру подготовки воздуха.
Из управляющих устройств наибольшее рас-
пространение получили мембранные.
В качестве пневмодвигателей применяют
пневмоцилиндры, которые по конструкции ана-
логичны гидравлическим цилиндрам, но с мень-
шей степенью защиты штоков от пропускания
рабочей среды. В пневмосистемах воздух из
нерабочей камеры выпускается в атмосферу.
Основным преимуществом пневмосистем
перед гидросистемами является возможность
работать в широком диапазоне температур:
особенно при низких температурах.
8-91
§ 75. Назначение
и классификация электроприводов
фрезерных и зубообрабатывающих
станков
Электрическим приводом называют элек-
тромеханическое устройство, состоящее и i
электродвигателя, механических передач пус-
корегулирующей аппаратуры, аппаратуры за-
щиты и электроизмерительных приборов.
Электроприводы делятся на регулируемые и
нерегулируемые. В нерегулируемых приводах
в качестве исполнительного органа применяют-
ся асинхронные и синхронно-реактивные элект-
родвигатели переменного тока, в регулируемых
приводах — электродвигатели постоянного то-
ка и шаговые двигатели.
Электродвигатели приводов металлоре
жущих станков рассчитаны на стандартное на-
пряжение 127, 220 и 380 В. имеют мощность
от 0,06 до 400 кВт и частоту вращения до
3000 об/мин. Специальные асинхронные элект-
родвигатели, используемые в электрошпинде-
Лях для шлифования отверстий малых диамет-
ров, имеют частоту вращения до 150 000 об/мин.
Наиболее компактными, простыми по кон-
струкции и надежными в эксплуатации явля-
ются трехфазные асинхронные электродвигате-
ли переменного тока. В СССР в настоящее время
асинхронные электродвигатели изготовляю i
225
chipmaker.ru
1
Рис. 270. Асинхронный электродвигатель перемен-
ного тока
Рис. 271. Соединение фаз в коробке асин-
хронного электродвигателя
единой серии 4А. По степеням защиты электро-
двигатели делятся на закрытые обдуваемые и
защищенные. Элек1родвигатели основного ис-
полнения предназначены для работы в приво-
дах, к которым не предъявляют особых требо-
ваний к пусковым характеристикам, скольже
нию, энергетическим показателям и др. Они
работают безотказно при температуре окру-
жающего воздуха от —40 до +40°С и отно-
сительной его влажности до 98% при темпера-
туре + 25°С.
Кроме основного исполнения изготовляют
ряд модификаций асинхронных электродвига-
телей, например двигатели сповышенным
пусковым моментом, предназначен-
ные для приводов механизмов, обладающих
большими статическими и инерционными на-
226
грузками в момент пуска; многоскорост-
ные дейт атели, предназначенные для приво-
дов механизмов со ступенчатой регулировкой
частоты вращения; малошумные дви-
гатели, предназначенные для работы в приво-
дах с повышенными требованиями к уровню
шума, и др.
Условное обозначение асинхронных элект-
родвигателей имеет определенную структуру.
Обозначение 4АНА16ОМ4УЗ расшифровыва-
ется следующим образом: 4 — порядковый
номер серии; А — вид двигателя (асинхрон-
ный); Н — исполнение двигателя по способу
защиты от окружающей среды (Н — защищен-
ное, при отсутствии данной буквы — закрытое
обдуваемое); А — исполнение двигателя по
материалу станины и щитов (А — станина и
щиты алюминиевые, X — любое сочетание
чугуна и алюминия в качестве материала стани-
ны и щитов, отсутствие знаков означает, что
станина и шиты чугунные или стальные); 160—
(три или две цифры) высота оси вращения;
М — установочный размер по длине станины
(5, М или L); 4 — число полюсов '2, 4, 6, 8.
10 и 12); УЗ — климатическое исполнение и
категория размешения.
Устройство асинхронного двигателя при-
ведено на рис. 270. Двигатель состоит из не-
подвижного корпуса 6. называемого статором
и подвижного цилиндра 7, называемого рото-
ром. Ротор собран из листового железа и на-
сажен на вал 1, вращающийся в подшипниках
2 и //, установленных в щитках 3 и 10. На на-
ружной поверхности ротора в продольные па-
зы уложены медные или алюминиевые стерж-
ни, концы которых прикреплены к кольцам 5
и 9, образующим вместе со стержнями конст-
рукцию короткозамкнутого ротора, так назы-
ваемое «беличье колесо». В корпусе статора б
уложена обмотка 8, концы которой выведены
в зажимную коробку 4. В коробке расположены
зажимы, около которых нанесены цифры на-
чала и конца фазы. Напряжение из сети под-
водится к зажимам Cl, С2 и СЗ (рис. 271).
Второй ряд зажимов может быть соединен
между собой пластинками, образуя соединение
«звезда» (рис. 271, а), или соединен с зажимами
первого ряда, образуя соединение «треуголь-
ник» (рис. 271, б). Потребителю электродви-
гатели поставляются с пластинками, установ-
ленными по схеме «звезда», при которой их
можно включать в сеть с большей на V3 вели-
чиной напряжения, указанной на табличке дви
гателя.
Устройство электродвигателя постоянного
chipmaker.ru
Рис. 272. Электродвигатель постоянного тока
тока приведено на рис. 272. В статоре 3 дви! а-
геля закреплены полюса 7 с обмотками 8.
соединенными между собой последовательно.
Якорь 6 представляет из себя цилиндр, собран-
ный из листового железа, в продольные пазы
которого уложена обмотка 9. якорь монтиру-
ется на валу 12 вместе с коллектором 5 и венти-
лятором 10. Коллектор состоит из медных
сегментов, изолированных друг от друга и
от вала. В щитах 2 и 11 также находятся под-
шипниковые опоры вала 12. Подвод тока к
коллектору производится yi ольными или гра-
фитовыми щетками 4, соединенными провода
ми с внешней сетью.
На щите 2 укреплен тахогенератор 1, ко-
торый служит для контроля частоты вращения
электродвигателя. Тахогенератор является ге-
нератором постоянного гока малой мощности,
получающим вращение от вала двигателя и
связанным с двигателем обратной связью. Нап-
ряжение на щетках тахогенератора пропорцио-
нально частоте вращения вала. С возрастанием
напряжения на щетках тахогенератора умень-
шается напряжение, подаваемое на двигатель,
и, следовательно, уменьшается частота его вра-
щения. И наоборот, с уменьшением напряжения
на щетках тахогенератора возрастает напря-
жение, подаваемое на двигатель. Таким об-
разом, на двигателе поддерживается заданная
частота вращения.
В обмотку 8 электродвигателя подают
постоянный ток от постороннего источника
питания. Обычно машиностроительные заво-
ды не имеют общезаводской сети постоянного
тока, поэтому для работы электродвигателя
постоянного тока используют специальные при-
воды с выпрямителями переменного тока.
Двигатели постоянного тока тяжелее асин-
хронных, и их эксплуатация более сложна,
однако они дают возможность бесступенчаго
и экономично регулировать частоту вращенчя
В качестве регулирующей аппаратуры исполь-
зуют различного рода реостаты, а также ти-
ристорные усгройства
§ 76. Изображение электрических
схем
Современные металлорежущие станки осна-
щены большим количеством электрообору-
дования, которое обеспечивает заданный
цикл работы станка. Основные сведения о ра-
боте электрооборудования и его взаимных свя-
зях содержатся в принципиальной схеме внеш-
них соединений, а также указаниях по монтажу
и обслуживанию электрооборудования станка.
В принципиальной электросхеме
все электрооборудование располагается неза-
висимо от установки аппаратов на станке.
Такая схема обеспечивает простой и нагляд-
227
8'
Ряс. 273. Принципиальная электросхема
ный способ объяснения принципа работы элек-
трооборудования станка. В монтажной
схеме аппараты и приборы изображают в соот-
ветствии с действительным их размещением
на панелях станка, пульте управления и в элек-
трошкафах.
На рис. 273 приведена принципиальная
электросхема консольного фрезерного станка.
Элементы схемы согласно стандартам обозна-
чены латинскими буквами. Цифры обозначают
порядковый номер элемента па схеме. Электро-
схема обеспечивает работу трех асинхронных
электродвигателей: Ml — электронасоса; М2 —
шпинделя инструмента и М3 — подачи. Нап-
равление вращения шпинделя задается ревер-
сивным переключением QF4. Подготовка для
включения в работу электронасоса осущест-
нчяется выключателем QF3. Перед пуском стан-
ка в работу необходимо проверить положение
юлкателей тепловых реле FR3, FR4 и FR5
цолкатели должны быть утоплены), а также
автоматического выключателя QFI. Кроме это-
। о, необходимо проверить целостность плавких
предохранителей F3 I и FV2.
228
Подключение станка к электросети произ-
водится вводным автоматическим выключате-
лем QF1 После этого можно включать электро-
двигатели М2 и М3 кнопками SB1 и SB2 через
магнитные пускатели КМ1 и КМ2, причем
сначала включается электродвигатель М2, за-
тем М3. Остановка обоих электродвигателей
происходит как при нажатии на кнопку SB3
«общий стоп», так и при срабатывании ава-
рийного выключателя SB4, которые разрывают
цепь питания катушек пускателей.
Кнопка SB5 «толчок шпинделя» предназна-
чена для кратковременного включения электро-
двигателя шпинделя М2, которое облегчает
переключение скоростей. При нажатии на кноп-
ку SB5 нормально открытый (н. о.) контакт
замкнется и включит магнитный пускатель
КМ1 по цепи: SB5, нормально закрытый контакт
(н. з.) КТ, катушка КМ1. Магнитный пускатель
KMI нормально открытыми контактами вклю-
чит реле времени КТ, которое отключит своими
нормально закрытыми контактами (н. з.) пуска-
тель KMI.
Длительность работы электродвигателя М2
chipmaker.ru
шпинделя в толчковом режиме не зависит от
продолжительности нажатия кнопки SJB5. Уско-
ренный останов электродвигателя шпинделя
после отключения от сети осуществляется тор-
мозной муфтой КТ, питание на которую пода-
ется по цепи: н. з. контакт магнитного пускателя
КМ 1, н. о. контакт реле времени КТ, селеновый
выпрямитель УС. Время нахождения электро-
магнитной муфты УС под напряжением опре-
деляется настройкой реле времени КТ. При
включении выключателя QF3 электронасос М!
включается одновременно с электродвигателем
шпинделя М2.
Питание лампы Е L освещения зоны резания
производится безопасным напряжением 36 В
от трансформатора ТС1. Питание электро-
магнитной муфты УС осуществляется через
понижающий трансформатор ТС2 и селеновый
выпрямитель УС. Лампа Н L служит для инди-
кации подачи напряжения на трансформатор
ТС2.
Нулевая защита электродвигателей станка
обеспечивается магнитными пускателями Защи-
та элементов электрооборудования от повреж-
дений в случае короткого замыкания осуще-
ствляется автоматическими выключателями
QFI и QF2, а также плавкими предохраните-
лями РУ1 и FV2. Защита электродвигателей
от перегрева при длительных перегрузках обес-
печивается соответственно тепловыми реле
FR3, FR4 и FR5 электродвигателей. Указанные
тепловые реле своими н. з. контактами разры-
вают цепь питания управления станка.
§ 77. Аппаратура управления,
защиты и автоматики
Электрическая аппаратура, используемая в
металлорежущих станках, разделяется на аппа-
ратуру ручного (непосредственного) управле-
ния, дистанционного управления, аппаратуру
защиты и аппаратуру управления по пути,
скорости и времени.
Среди аппаратов ручного непосредственного
управления самым простым является р у-
б и л ь н и к, который используется для снятия
напряжения со станка при длительных пере-
рывах в его работе. Рубильник в основном уста-
навливают в цеховых распределительных шка-
фах. На шкафах электроавтоматики станков
для этой же цели устанавливают автома-
тические выключатели (рис. 274).
которые включаются вручную, но могут отклю-
чаться автоматически при возрастании тока.
На пульте управления станков для пуска
Рис. 274. Автоматический выключатель
электродвигателей, включения цепей управле-
ния и сигнализации применяют пакетные
переключатели, представляющие собой
набор однополюсных поворотных выключате-
лей. Для включения ламп местного освещения
и элементов автоматики малой мощности при-
меняют выключатели, называемые тумбле-
рами (рис. 275), которые имеют подпружинен-
ный контакт с мгновенным переключением.
На панелях управления станков распола-
гают кнопки, в которых могут быть замы-
кающие, размыкающие контакты или те и
другие контакты вместе Конструкция кнопоч-
ного элемента показана на рис. 276. При нажа-
тии на кнопку J подвижные контакты 2 замы-
кают неподвижные 3. При помощи кнопок
управляют работой электродвигателей, вклю-
чая различного рода пускатели, располагаемые
в электрошкафах.
К аппаратуре дистанционного управления
относятся различного рода путевые вы-
ключатели, которые могут быть контакт-
ными и бесконтактными. Путевые выключатели
применяют для ограничения хода узлов и меха-
229
chipmaker.ru
Рис. 277 Путевые выключатели
низмов станка, а также для автоматизации
рабочего процесса (переключения скоростей,
выдачи команд в определенных точках пути,
реверсирования движения и др.), а также для
кодирования и управления процессом в станках
с ЧПУ. На рис. 277, а-—е приведен ряд конст-
руктивных исполнений путевых выключателей:
а) с толкателем, б) с роликом на толкателе,
в и г) с роликом на рычаге, д) с креплением
гайками, е) безконтактный.
Большое значение в обеспечении безаварий-
ной работы электрооборудования станков имеет
аппаратура защиты. При возникновении корот-
кого замыкания в цепи электродвигателя или
в схеме управления немедленное их отключение
производится расплавлением вставки предо-
хранителя. Плавкие вставки выполняются в
виде калиброванной проволоки или металли-
ческой пластины и помещаются в фибровую
трубку или резьбовой патрон. Для защиты
асинхронных короткозамкнутых электродвига-
телей плавкую вставку выбирают на ток, в
2—2,5 раза меньший пускового, который дей-
ствует кратковременно и не успевает расплавить
вставку. Однако плавкая вставка не защищает
электродвигатель от значительных перегрузок.
В этом случае применяют тепловое реле, кото-
рое имеет биметаллическую пластину, нагревае-
мую значительно медленнее плавкой вставки.
Для обеспечения надежности работы двигателей
в станках применяют одновременно и тепловые
реле и плавкие предохранители.
Для защиты электродвигателей постоянного
тока от перегрузок применяют реле максималь-
ного тока и другие реле, обеспечивающие более
надежную защиту, чем плавкие предохранители.
Электроизмерительные приборы непосред-
ственно в панели управления или в электро-
шкафы станков обычно не устанавливают, но
они являются незаменимым инструментом при
непосредственной оценке электрических пара-
метров цепи. Широкое распространение имеют
амперметры, вольтметры, ваттметры и др.,
по отсчетному устройству которых находят
численное значение измеряемых величин
Некоторые приборы имеют одинаковые из-
мерительные механизмы, состоящие из катушки
1, стального сердечника 2 с пружиной и стрелкой
3, алюминиевого сектора-успокоите.ы 4 и маг-
нита 5 (рис. 278) Но эти приборы включаются
в измеряемую цепь по-разному: например, ам-
перметры — последовательно (рис. 279, а), а
вольтметры — параллельно (рис. 279, 6). Зная
показания амперметра и вольтметра, можно
определить мощность Р (Вт) по формуле Р=
chipmaker.ru
Рис. 279. Схема включения приборов в электри-
ческую цепь
= III, где U — напряжение. В; I — сила тока, А.
Эту же мощность можно измерить электро-
динамическим ваттметром, который имеет две
катушки: токовую (последовательную) и напря-
жения (параллельную). Схема включения ватт-
метра а измеряемую цепь показана на рис. 279 в.
§ 78. Понятие о правилах
эксплуатации
электрооборудования станка
Для обеспечения надежной работы электро-
оборудования необходимо соблюдать следую-
щие правила его эксплуатации. При установке
станок должен быть надежно заземлен под-
соединением к общей цеховой системе зазем-
ления. Для этой цели на станке имеются специ-
альные болты и шайбы, изготовленные из брон-
зы или покрытые цинком. Также необходимо
заземлить отдельно стоящие от станка агрегаты
типа гидростанции, бака охлаждения и др.
В период эксплуатации станка следует пе-
риодически проверять состояние пусковой и
релейной аппаратуры, обращая внимание на
надежность замыкания и размыкания контактов
и надежность крепления проводов винтами.
Технические осмотры электродвигателей и
их профилактические ремонты необходимо про-
изводить в зависимости от производственных
условий эксплуатации станка, но не реже одного
раза в два месяца. При профилактическом
ремонте должна осуществляться разборка дви-
гателя, внутренняя и наружная его чистка и,
если необходимо, замена смазки подшипников.
При нормальных условиях эксплуатации замену
смазки производят через 4 000 ч работы двига-
теля, но при эксплуатации в условиях пыльной
и влажной среды смазку можно менять и чаще.
Во время ремонта или осмотра станка его
электрооборудование должно быть отключено
вводным автоматическим выключателем. Пе-
ред первоначальным пуском электрооборудо-
вания кроме проверки наличия заземления и
исправности внешних проводов необходимо
проверить на соответствие таблице плавкие
вставки, нагревательные тепловые реле и дру-
гие элементы защиты.
Первоначальный пуск электрооборудования
производят, соблюдая указания, приведенные
в руководстве по эксплуатации станка. Убедив-
шись в исправности электрооборудования,
вводным выключателем подают напряжение
к аппаратуре управления и проверяют работу
всех цепей управления как в наладочном, так
и в рабочем режиме, но без обработки резанием.
Заканчивают проверку элек грооборудования
проверкой исправности работы аппаратуры ава-
рийного отключения механизма станка и всех
блокировок.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие функции выполняет в стайке гидравли-
ческий привод?
2. Какие вы знаете типы гидравлических насосов?
3. Из каких частей состоит гидроцилиидр?
4. Какие функции в станке выполняет электрический
привод?
5. Из каких основных частей состоит электродвига-
тель?
6. Какие примениют схемы соединения концов об-
моток асинхронного электродвигателя?
7. Какай электроаппаратура управлении, защиты и
автоматики применяется в металлорежущих станках?
Г л а в а 16
ОСНОВЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
§ 79. Основные понятия
о программном управлении
Кодирование. Человек и машина могут об-
щаться между собой при помощи языка, понят-
ного машине. Машина должна прочитать прог
рамму, записанную человеком, и осуществить
действия, предписанные программой.
Алфавитом кода называется набор сим-
волов, используемых при кодировании. Совре-
менные элементы автоматики имеют т’олько
два устойчивых состояния: контакты замкнуты
или разомкнуть,, в ячейке перфоленты имеется
отверстие или оно отсутствует и т. д. Одному
из этих состояний соответствует символ 1,
другому — символ 0. Поэтому алфавит машин-
231
chipmaker.ru
кого языка, или алфавит кода, содержит только
1ва< символа: {0, 11. По аналогии с обычным
языком набор символов из алфавита называется
кодовым словом или кодовой ком-
бинацией. Число символов в коде называ-
ется длиной кодовой комбинации (слова). Упо-
рядоченный набор кодовых комбинаций назы-
вается словарем или кодом. Число единиц
в кодовой комбинации называется ее весом
Единичный, или унитарный,
(год - код, в котором число выражается коли-
чеством цифровых знаков 1. Например, первые
десять чисел будут выражаться, следующим
образом:
1 .. 2 .. 1 11 6 ... 7 ... S 111111 4|1П1 1
3 .. 111 8 ... 11111111
4 .. . 1111 9... 111111111
5 .. . 11111 10 .. . 1111111111
Назначение символа
Начало программы
Забой (на структуру кадра не в 1ияеi)
П робел (на crpyx i уру кадра не н i и нет j
Цифра О
Цифре 1
Цифра 2
Цифра 3
Цифра 4
Цифра 5
Цифра 6
Цифра 7
Цифра 8
Цифра 9
Начальная координата дуги Хо
Начальная координата душ ¥<>
Начальная коорлината пути Zo
Величина подачи
Пот отовительнзя функция
Коррекция
Технологическая команда
Номер кадра
Технологическая команда
Технологическая команда
Перемещение по координате X
Перемещение по координате У
Перемещение по координате Z
Знак перемещения „минус"
1нак перемещения „плюс”
Конец кадра __________________
Перемотка перфоленты
Рис. 280. Кол ИСО-7 бит на восьмидорожечной
ченте
Двоичный код. Основанием двоичной
системы счисления является число 2. Возводя
число 2 в целую степень (0, 1, 2, 3, 4 и т. д.),
получим ряд 2°, 21, 22, 23, 2* и т. д., который
соответствует ряду 1, 2, 4, 8, 16 и т. д. Любое
число в двоичной системе может быть пред-
ставлено как сумма нескольких чисел, слагае-
мые которой являются числом 2 в различных
степенях. Числа в двоичной системе счисления—
Делимое и частное Остаток
43.................
21 1
10 .1
5 ...... 0 ’
2 1
1 0
0 1
это комбинация из алфавита 0, 1. Чтобы пре-
образовать число из десятичной системы счи-
сления в двоичную, необходимо производить
последовательно деление десятичного числа на
2, как показано ниже на примере числа 43.
Таблицу составляют следующим образом:
делимое делят на 2 и частное записывают под
делимым, а остаток — рядом. Правый столбец,
составленный из остатков после деления на 2,
представляет собой изображение исходного чис-
ла в двоичной системе. При этом число в двоич-
ной системе счисления получается в правой
колонке при чтении снизу вверх, т. е. 43= 101 011
(43=1 • 25 + 0 • 241'23+0 22 + 1 21 +1 • 2е).
В последнее время проведена большая ра-
бота по унификации языков программирования.
Эта работа координируется специальным Ко-
митетом международной организации по стан-
дартизации (ИСО).
К языку программирования предъявляется
ряд требований: минимальное число символов,
возможность простой проверки правильности
сделанной записи, однозначность чисел и слов,
простота изучения, достаточный объем инфор-
мации др. Указанным требованиям отвечает,
например, код ИСО-7 бит (ГОСТ 13052—
74) для восьмидорожечной ленты шириной
25,4 мм, с шагом перфорации 2,5 мм. На рис. 280
показана часть перфоленты с программой в
коде ИСО-7 бит. Этот код является семираз-
рядным и позволяет кодировать 128 символов.
В нем обеспечивается всегда четное число пер-
фораций (отверстий) в строке, что позволяет
контролировать правильность считывания прог-
раммы.
232
chipmaker.ru
Дорожкам № 1, 2, 3. 4 и 5 приданы веса
в соответствиии с двоичным кодом 1, 2, 4, 8
и 16. Каждому символу кода соответствует
десятичное значение перфорации (например,
символ «+» соответствует числу 43, символ
«De/» — числу 127 и т. д.). В качестве адресов
команд использованы буквы латинского алфа-
вита, причем код буквы соответствует ее поряд-
ковому номеру в алфавите. Признаком буквы
является пробивка по 7-й дорожке; признаком
цифры является пробивка по 5-й и 6-й дорож-
кам; 8-я дорожка используется для дополнения
числа пробивок в строке до четного числа; F —
дорожка с транспортными (синхронизирую-
щими) отверстиями.
Программоносители. Запись программы в уст-
ройствах числового программного управления
осуществляется на программоносителе. Разли-
чают два типа представления управляющей
информации; кодированный и декодированный.
Если запись программы осуществляется в еди -
ничном коде, то соответствующее представле-
ние управляющей информации называется д е-
к одированным. Если запись программы
производится в любом другом коде, то соот-
ветствующее представление управляющей ин-
формации называется кодированным.
Информация в декодированном виде записы-
вается, как правило, на магнитную ленту, а
в кодированном виде — на перфоленту или
перфокарту.
Перфорированной лентой, или
перфолентой, называется специального
типа лента, на которой пробиты отверстия.
В зависимости от назначения различают два
типа отверстий на ленте: транспортные и кодо-
вые.
Магнитная лента представляет со-
бой двухслойную композицию, состоящую из
тонкой пластмассовой основы и рабочего слоя
из порошкового ферромагнитного материала.
Принцип записи на ленту основан на свойстве
ферромагнитных материалов сохранять намаг-
ниченное состояние. Запись электрических им-
пульсов (числовых кодов) на магнитную ленту
производится в результате намагничивания от-
дельных участков ленты с помощью специаль-
ных миниатюрных электромагнитов — магнит-
ных головок. При проигрывании магнитной
ленты записанные на ней сигналы после про-
хождения через дешифратор (устройство для
расшифровки записанной на ленте программы)
заставляют рабочие органы станка совершать
движения, необходимые для изготовления дета-
ли. Записанная на магнитную ленту программа
работы станка может быть многократно вос-
произведена.
Перфоратором называется устрой-
ство, осуществляющее запись информации на
программоноситель. Каждый перфоратор имеет
два основных узла: лентопротяжный и перфо
рационный. Лентопротяжный узел служит для
периодического перемещения ленты и фикси-
рования ее в позиции пробивки отверстий.
Перфорационный узел предназначается для пер-
форации ленты.
Считывающие устрой'ства пред-
назначены для воспроизведения (считывания)
программы, записанной на перфоленту, или
магнитную ленту, базируются в основном
на фотоэлементах и магнитных головках
Интерполяторы предназначаются
для преобразования исходной информации в
последовательность импульсов, управляющих
шаговыми двигателями, т. е. они осуществляют
перевод информации в единичный (унитарный)
код.
§ 80. Системы, элементы и узлы
программного управления
станками
При механической обработке заготовок не-
обходимо обеспечить определенную последо-
вательность рабочих и вспомогательных дви-
жений в станках, которую называют прог
р а м м о й.
Системами управления называют
устройства, воздействующие на приводные ме-
ханизмы исполнительных органов станка.
Ручное управление при обработке
на станках предусматривает выполнение прог-
раммы самим оператором на основе исходной
информации (чертеж, технологическая докумен-
тация), а также текущей информации по резуль-
татам измерений и наблюдений за работой
станка и инструмента.
Автоматическое управление
станком (или линией) предусматривает запись
и выполнение всей программы (или ее части)
при использовании специального программо-
носителя — запоминающего устройства. В ка-
честве программоносителей применяют регу
лируемые упоры, кулачки, копиры, наборные
устройства и др. Программное управление бы-
вает числовое и цикловое.
Числовое программное управление (ЧПУ.
ЧПУ является разновидностью автоматическо-
го управления и предусматривает запись прог-
раммы в виде буквенно-цифрового кода (на
233
chipmaker.ru
Рис. 281. Системы числового программного управ-
ления
перфоленте или магнитной ленте переключате-
лями, штекерными панелями), либо хранится
в памяти управляющей вычислительной маши-
ны. При числовом управлении в состав
задаваемой программы входит информация о
цикле и режимах обработки, а также о пути
перемещения рабочих органов станка.
Числовые системы программного управле-
ния, применяемые на фрезерных станках, бы-
вают двух видов: разомкнутые (или без обрат-
ной связи) и замкнутые (или с обратной связью).
В разомкнутых системах (рис. 281, а)
имеется один поток информации, направленный
от считывающего устройства I к вспомога-
тельному механизму 5. При прохождении лен-
ты с программой через считывающее устрой-
ство 1 и дешифратор 2 на его выходе возникают
командные сигналы. Однако обычно эти сигна-
лы не обладают достаточной мощностью для
приведения в действие исполнительных органов.
Поэтому в системах автоматических устройств
часто используют усилители 4 для усиления
сигналов. После усиления сигналы поступают
в привод М, который перемешает определенный
узел 5 станка в требуемое положение непосред-
ственно или через промежуточные механизмы.
Перемещение рабочих органов здесь точно
дозировано шаговыми двигателями. Эта систе-
ма отличается простотой и невысокой стои-
мостью, однако надежность и точность этой
системы уступают системам управления с об-
ратной связью.
В замкнутых системах (рис. 281,6)
в процессе обработки детали ведется непре-
рывное сопоставление действительного размера
обрабатываемой заготовки или действитель-
ного перемещения узла станка с заданной
программой. При считывании заданной прог-
раммы на выходе считывающего устройства
и дешифратора 2 возникают командные сигна-
лы, которые поступают в сравнивающее устрой-
234
ство 3. В него же поступают сит налы датчика
обратной связи 6. Датчик 6 производит измере-
ние действительного перемещения узла станка
или размера заготовки и преобразует его в
сигнал обратной связи, направляемый в сравни-
вающее устройство 3. В сравнивающем устрой-
стве сравниваются сигналы от датчика обратной
связи с сигналами от считывающего устройства
и дешифратора. В случае разницы между задан-
ными и фактическими величинами перемещений
(или размеров) на выходе сравнивающего уст-
ройства 3 появляется сигнал, соответствующий
величине рассогласования. Этот сигнал через
усилитель 4 подается к исполнительному уст-
ройству, которое производит регулировку ра-
боты станка в соответствии с заданной прог-
раммой.
В аналоговых системах программного
управления информация поступает в сравни-
вающее устройство от задающей программы
и от датчика обратной связи не в числовом коде,
а в преобразованном виде. Используется аналог
(напряжение, фаза), пропорциональный задан-
ному числу. В этих системах используют индук-
тивные и потенциометрические датчики обрат-
ной связи.
Кодовые системы программного управ-
ления основаны на использовании специальных
кодовых датчиков. Показания о фактическом
перемещении в числовом коде снимают с дат-
чика и сравниваю! с программой, считываемой
с перфоленты в том же условном коде.
В импульсных системах программ-
ного управления используется принцип срав-
нения числа импульсов, поступающих с исход-
ной программы, с числом импульсов, вырабо-
танных датчиком обратной связи в соответст-
вии с величиной фактического перемещения.
При совпадении числа заданных и числа отра-
ботанных датчиком обратной связи импульсов
двигатель привода отключается.
По технологическому назначению системы
программного управления делят на позицион-
ные и контурные. Позиционные системы
ЧПУ для независимого перемещения рабочих
органов станка функционируют, как правило,
в прямоугольных координатах. Их используют
для автоматизации сверлильных и координатно-
расточных станков. Контурные системы
ЧПУ предназначаются для обработки деталей
сложной формы согласованным перемещением
рабочих органов по нескольким координатам.
Применяются двухкоординатные, трехкоорди-
натные, четырехкоординатные и даже пятикоор-
тинатные системы числового программного
chipmaker.ru
управления (три прямолинейных перемещения
по взаимно перпендикулярным направлениям
и два вращательных движения).
Контурные системы числового управления
станками конструктивно выполняют в виде
отдельных пультов. Они изготовляются спе-
циальными заводами из отдельных унифици-
рованных узлов: устройств считывания инфор-
мации с перфоленты или магнитной ленты,
блоков реализации технологических команд и
др. Один и тот же пульт может быть использо-
ван для управления станками различных групп
(фрезерными, токарными и др.). Пульты управ-
ления делятся на две группы: без встроенного
и со встроенным интерполятором. В случае
без встроенного интерполятора управляющая
программа представляется в кодированном ви-
де на перфоленте, а в случае со встроенным ин-
терполятором — в декодированном виде на маг-
нитной ленте.
Пульты Н331, Н332, Н531, Н532, У221,
У521, У 522, У 331, У332 являются управляющи-
ми третьего поколения. Для обозначения пульта
используется индекс, состоящий из буквы и
трех цифр: буква — тип системы: П — пози-
ционная, Н — непрерывная (контурная); У —
универсальная (контурно-позиционная); первая
цифра — число управляемых координат; вто-
рая — число одновременно управляемых коор-
динат; третья — тип привода подачи. Цифрой
1 обозначают привод с шаговым двигателем,
цифрой 2 — следящий или следящерегулируе-
мый привод с датчиками обратной связи; вра-
щающийся трансформатор и вращающийся
винт. Буква М обозначает модернизацию пуль-
та: Н332М, H33IM и др.
Чтобы сократить время простоев, связанных
с отказом оборудования, в последнее время
большое внимание уделяется вопросам диаг-
ностики системы «станок — устройство ЧПУ».
Так, устройства ЧПУ типа CNC контролируют
следующие параметры: ошибки программиро-
вания. ошибки обслуживания станка, отказы
электронных блоков, повышение температуры
в шкафу управления выше установленного зна-
чения, состояние приводов, состояние меха-
нических узлов станка и др.
Нашли применение упрощенные системы
с ручным вводом управляющей программы с
клавиатуры непосредственно на рабочем месте.
Они предназначены для контурного управления
универсальными станками в единичном и мел-
косерийном производстве. Применение таких
систем уменьшает время переналадки станка
при сохранении высокой точности. Малый га-
барит системы позволяет встраивать ее непо-
средственно в станок.
Система группового управления
станками с устройствами ЧПУ (для управления
несколькими станками) осуществляют следую-
щие функции: распределение программы обра-
ботки деталей; контроль за работой станков
и диагностику ошибок; выдачу данных для
управления станками; оценку состояния стан-
ков; проверку и корректировку программ на
рабочем месте и др.
Цикловое программное управление (ЦПУД
Цикловые системы программного управления
отличаются от числовых сравнительной прос-
тотой структуры, однако имеют меньшие тех-
нологические возможности. В системах цикло-
вого управления программа содержит только
информацию о цикле и режимах обработки,
а величину перемещения рабочих органов за-
дают наладкой упоров.
В качестве программоносителя использу-
ют штепсельные и шпоночные коммутаторы.
Заданную программу обработки детали на
станке с цикловым управлением выполняют
с помощью установки штекеров в соответст-
вующие гнезда штекерной наборной панели
(коммутатор помимо штепсельного), применя-
ется также шпоночный коммутатор, в котором
штепсельные гнезда заменены кнопочными пе-
реключателями. Устройства циклового прог-
раммного управления имеют более высокую
надежность, чем устройства ЧПУ, они просты
в эксплуатации и наладке.
Оперативные системы управления (ОСУ).
В современном машиностроении наряду с сис-
темами ЧПУ высоких уровней (типа NC, CNC,
HNC и др.) все большее распространение полу-
чают системы «малой» программной автома-
тизации на базе устройств цифровой индика-
ции (ЦИ) перемещений. На фрезерных станках,
оснащенных системами упрощенного програм-
много управления, возможна обработка до
75% деталей, изготовляемых в серийном, мелко-
серийном и единичном производствах. Станки
с такими системами позволяют осуществлять
подготовку, ввод программы и ее коррекцию
во всем объеме непосредственно у станка.
Широкое использование станков с оператив-
ными системами ЧПУ сокращает число обслу-
живающего персонала благодаря простоте под-
готовки, ввода и коррекции программы. Воз-
можность многостаночного обслуживания
станков, оснащенных упрощенными системами
ЧПУ, позволяет решить проблему дефицита
квалифицированных кадров.
235
chipmaker.ru
Устройство цифровой инди-
кации для фрезерных станков
Л Ю М О - 6 1 обладает следующими преиму-
щест вами перед другими отечественными и
зарубежными устройствами числовой инди-
кации: комплектное малогабаритное исполне-
ние для трех координат на микропроцессорной
базе; запоминание до восьми диаметров фрез
с легким выбором требуемого размера; авто-
матическое вычисление и индикация правой
или левой эквидистанты точки формообразо-
вания либо центра инструмента по каждой
координате; индикация направления подхода
к точке обработки, что существенно снижает
брак; преднабор и автоматическое позицио-
нирование не менее 30 (возможно до 100) точек,
что делает систему фактически простой систе-
мой позиционного и прямоугольно-контур-
ного программного управления; дискретность
1 — 2 мкм.
Устройства ЛЮМО-61 могут использовать-
ся после несложной привязки (согласование
с электрооборудованием станка) на фрезерных
станках ГЗФС и ДЗФС и др. Станки с устройст-
вами цифровой индикации обеспечивают по-
вышение производительности в среднем на
20—30%. Особенно эффективно использование
этих устройств при обработке деталей высокой
точности. Для изготовления деталей с криво-
линейным контуром программа задается дву-
мя способами: математическое задание кривой
в виде соответствующей формулы; определение
кривой по координатам базовых (опорных)
точек.
Адаптивные системы (АС) управления. Эти
системы предусматривают переработку теку-
щей информации об изменениях в станке, об-
рабатываемой заготовке или инструменте для
внесения соответствующих изменений в прог-
рамму обработки. Они применяются главным
образом на станках с ЧПУ. В настоящее время
различают адаптивные системы предельного
регулирования (АСР) и адаптивные системы
оптимизации (АСО). Они в свою очередь де-
лятся на две группы — геометрические, пред-
назначенные для повышения точности обра-
ботки, и технологические — для повышения
производительности при снижении себестои-
мости.
При использовании технологических АСР
желаемый эффект достигается благодаря тому,
что при смене условий обработки, приводящих
к изменению регулируемого параметра (на-
пример, мощности или силы резания), изменя-
ется регулирующий параметр (например, по-
236
дача) Фиксируя и поддер: сивая регулируемый
параметр на некотором заданном уровне, мож-
но управлять ходом процесса обработки —
подавать команды на переход от холостого
хода к резанию, на смену инструмента, изменять
режим резания, обеспечивать защиту инстру-
мента и станка от поломок и т. п. При исполь-
зовании АСО желаемый эффект достигается
благодаря тому, что при изменении условий
обработки автоматически устанавливается ре-
жим резания, близкий к оптимальному.
§ 81. Сведения
о программировании
Элементы ручного программирования. Руч-
ное программирование предусматривает про-
ведение следующих работ: изучение чертежа
детали; разработку технологического процес-
са ее изготовления; выбор режущего инстру-
мента, способа крепления (базирования) за-
готовки; опрелеление движений инструмента
(разделение на рабочие); определение режимов
резания; расчет траектории инструмента (оп-
ределение опорных точек, эквидистант); опре-
деление отдельных слов и команд; кодирование
команд; написание вручную содержания пер-
фоленты; получение распечатки (выдача прог-
раммы на бумагу); проверку распечатки; на-
бивку программы на ленту; проверку ленты
и др.
Многие элементы процесса программирова-
ния постоянно повторяются и поэтому могут
быть автоматизированы. Однако перфолента
при любом методе программирования должна
получиться одинаковой. Программа должна
быть составлена так, чтобы осуществить все
требования, предъявляемые к качеству детали
при наименьшей стоимости ее изготовления.
Это условие относится как к ручному програм-
мированию, так и к программированию с по-
мощью вычислительных машин.
При автоматическом программировании
для подготовки программ используют элект-
ронно-вычислительные машины СМ-1, СМ-2,
СМ-3, СМ-4, ЕС-1022, ЕС-1033, ЕС-1045 и др.
Программа обработки записывается на пер-
фоленте в виде последовательности символов,
наносимых с помощью специальных устройств
для подготовки данных на перфоленте, напри-
мер АПДЛ типа «Брест-1Т», «Optima» и др.
Запись осуществляется построчно в виде по-
следовательности кадров переменной длины
в зависимости от объема кодируемой npoi
раммы.
chipmaker.ru
Технологический процесс обработки дета-
ли при его программировании разбивается на
отдельные движения. Каждое из этих движений
должно быть закодировано в отдельном кадре
в соответствии с требуемой структурой управ-
ляющего кадра. Для каждого кадра програм-
мист должен задать: номер кадра (адрес №);
движение, которое должно программировать-
ся, — прямолинейное или движение при подаче
по дуге окружности и т. д. (адрес G); скорость
подачи (адрес F); включение шпинделя, вклю-
чение шпинделя и охлаждения, отключение
шпинделя и охлаждения (адрес Л/) и др. Да-
дим некоторые определения и пояснения.
Система координат. Нулевые точки. Меж-
дународная организация по стандартизации
(ИСО) рекомендует в качестве основной счи-
тать правостороннюю декартову систему ко-
ординат. Начало координат — начало отсчета
(«нуль станка») определено из условия: ось
шпинделя совпадает с осью центрального от-
верстия стола, и ползун находится в крайнем
верхнем положении. При программировании
необходимо использовать систему координат
инструмента (рис. 282), так как в этом случае
можно описывать траекторию движения инст-
румента независимо от того, приближается
инс грумент к заготовке или заготовка к инстру-
менту.
Из нулевой точки для станка 6Р13ФЗ-37
возможны следующие движения: перемещение
стола влево (+%'), вправо (—А") на 500 мм;
перемещение стола от станины назад ( + У ) и
к станине вперед (— К') на 200 мм; перемещение
ползуна вверх (+Z’) и вниз (—Z') на 150 мм.
Строкой называется ряд кодовых
отверстий, расположенных перпендикулярно
направлению транспортирования перфолен-
ты. Слова и числа в коде ИСО-7 бит требуют
столько строк, сколько букв или цифр в них
содержится. Кадр — последовательность
слов, образующих информацию для осущест-
ления на станке одной рабочей операции. Кадр
состоит из нескольких слов. Слово — опре-
деленная последовательность используемых
символов для программирования.
Структура слова, адреса. Слово состоит из
буквы, адреса и последовательности цифр с
предшествующим знаком или без него. Назва-
ние слов с перечнем используемых символов
и количеством занимаемых на перфоленте
строк без адреса приведено в табл. 31.
Рис. 282. Система координат станка
31. Структура слова, а дреса
Символ адреса Название слова
А Номер кадра
С Адрес подготовительного движения (подготовительная функция)
X Параметр перемещения по оси X
У Параметр перемсщсьия по оси У
Z 1 Параметр перемещения по оси Z Координата Xначальной точ- ки центра дуги для круговой ин- терполяции
j Координата У начальной точ- ки центра дуги для крут ивой ин- терполяции
к Координата Z начальной точ- ки центра дуги для кру1 свой ин- терполяции
S Адрес частоты врашмшя шпинделя (функция скорое ги шпинделя)
т Адрес номера инет г умета (функция инструмента)
м Адрес станочных перецчю- чаюгцих команд (техн. • тог иче- ская функция)
F Адрес величины и- дачи (функция подачи)
L Адрес коррекции
I, 31 1имаемых
1 ;трок "ез
1 иреса
chipmaker.ru
§ 82. Подготовка управляющих
программ
Начало программы. Программа
начинается со специального символа «%» -
«начало программы». Конец програм-
м ы кодируется также специальным симво-
лом «FEV» (перемотка ленты). При автомати-
ческой перемотке ленты конец программы не
задас гея.
Номер кадра (адрес N). Каждому
кадру приписывается некоторый номер, на-
пример N 001, 002.N 053,..., N 999. Макси-
мальный объем программы для фрезерных
станков 6Р13ФЗ и 6Р13ФЗ-37 составляет 999
кадров.
Подготовленная функция (ад-
рес подготовительного режима
движения) G. При программировании на
фрезерных станках используются следующие
под1 отовительные режимы работы (табл. 32).
32. Режимы движения
Код
функции
Назначение
G01
G02
G03
G04
G17
G18
G19
G40
G41
G42
G43
G50
G51
G52
G53
Линейная интерполяция (прямолиней-
ное движение при подаче)
Круговая интерполяция при подаче ин-
струмента по часовой стрелке
Круговая интерполяция при подаче ин-
струмента против часовой стрелки
Технологический перерыв — выдержка
времени для смены инструмента
Выбор плоскости XV
Выбор плоскости XZ
Выбор плоскости YZ
Отмена коррекции
Выход на «эквидистанту плюс», коррек-
ция радиуса инструмента, смещение впра-
во
Коррекция на радиус инструмента по-
ложительная, по часовой стрелке
Коррекция на радиус инструмента по-
ложительная, Против часовой стрелки
Функция расчета коррекции радиуса фре-
зы при отходе от эквидистантного про-
филя
Выход на «эквидистанту минус», кор-
рекция радиуса инструмента, смещение
влево
Коррекция на радиус инструмента от-
рицательная, по часовой стрелке
Коррекция иа радиус инструмента от-
рицательная, против часовой стрелки
При включении УЧПУ автоматически уста-
навливае'ся функция G 01. Функция G всегда
задается непосредственно после номера кадра.
При отсутствии в кадре слова «Подготови-
тельная функция» выполняется команда пре-
дыдущего кадра, в котором встречается слово
«Подготовительная функция».
Команда подачи F. Величина по-
дачи (мм/мин) задается словом, содержащим
адрес F и следующую за ним функцию подачи,
состоящую из четырех цифр (4 строки), на-
пример:
F 0315 — величина подачи 0,15'10' 1 =
= 0,1 мм/мин (минимальная рабочая подача
для УЧПУ);
F 0465 - величина подачи 0,65'1 (Л 3 =
= 6.5 мм/мин;
F 0525 — величина подачи 0,25 I0^J =
= 25 мм/мин;
F 0675 — величина подачи 0,75'106 ' =
= 750 мм/мин:
F 0720 величина подачи 0,20'107 =
= 2000 мм/мин;
F 0748 величина подачи 0,48'107-3 =
= 4800 мм/мин (быстрый).
Технологические команды
функции ' М. Технологические команды
в станке 6Р1ЗФЗ-37 задаются с помощью команд
адреса М. В станке используются следующие
технологические команды:
МОЗ — включение шпинделя. Реверс осу-
ществляется переключателем «£/», располо-
женным на дверке шкафа,
MI3 включение шпинделя и охлаждения;
МОЗ — отключение шпинделя и охлаждения.
В одном кадре можно задавать только одну
технологическую команду данного адреса, на-
пример адреса М.
Технологическим командам М00, М01 и
М02 присвоены постоянные значения:
М00 — безусловный останов отработки прог-
раммы с дальнейшим пуском от кноп-
ки «Работа» на пульте оператора;
M0I - - условный (выборочный) останов отра-
ботки программы. Останов осуществля-
ется при включенной на пульте операто-
ра кнопке «Технологический останов»
или тумблере на ручном пульте управле-
ния станком. Технологический останов
действует аналогично функции М00
При отключенной кнопке «Техноло-
гический останов» команда M0I не вос-
принимается устройством;
М02 — конец программы. Можно задавать
отдельным кадром и в кадрах с цифро
238
chipmaker.ru
вой информацией. Функцию М02 ре-
комендуется задавать отдельным кад-
ром.
Программирование линейных перемещений
(линейная интерполяция). В управляющей про-
грамме задается, как правило, перемещение
центра фрейм Прямолинейный участок интер-
поляции задается одним кадром, который
включает подготовительную функцию «G 01»
(если она не была запрограммирована раньше)
и параметры (величины) перемещений по ко-
ординатным осям X, У, Z. Перемещение вдоль
оси X кодируется буквой X, количество строк
в адресе 7. Первая строка, следующая после
признака адреса, отводится для кодирования
направления перемещения. Движение в поло-
жительном направлении кодируется знаком
«+», а в отрицательном — знаком «—». По-
следующие шесть строк отводятся для коди-
рования величины перемещения, причем 2-я
строка после адреса имеет вес 10', 3-я — 104.
4-я — 10', 5-я — 102, 6-я — 10’ и 7-я — 10’’
Например, перемещение в положительном на-
правлении вдоль оси X на величину 18 ООО
дискрет, т. е. на 180 мм (при дискретности
0,01 мм), должно быть закодировано так:
А 001 G 01%+001 800+0660.
Максимально возможное перемещение, зада-
ваемое в одном адресе, не должно превышать
9999,99 мм. Перемещение вдоль осей У и Z
кодируется аналогично адресу X с числом строк
в адресе 7.
На рис. 283 дан пример программирования
участка при линейной интерполяции. Для пе-
ремещения из точки А в точку С по заданной
траектории необходимо два кадра. Переме-
щение по координате X в первом кадре от
точки А до точки В Х = +60—(—20) = +80 мм.
по координате У У ——10—50=—60 мм.
Аналогично для второго кадра (от точки В
до точки С): ¥=-50 60=—100 мм; У =
= —30—(—10) = —20 мм. Указанное переме-
щенение должно быть закодировано так (при
дискретности 0,01 мм): N 001 G01Х+ 008000 У—
—006000F0660; А 002¥—011000 У — 002000.
Фиктивное перемещение (выдержка време-
ни) программируется заданием кадра с пере-
мещением по оси X и содержащим функцию
G04. Рекомендуется задавать скорость подачи
60 мм/мин (100 Гц) При этом задаваемая гео-
метрическая информация будет соответство-
вать времени паузы в сотых долях секунды,
например: А001G04X+000500F560, пауза 5 с,
A002G04¥ + 012000, пауза 120 с.
Для задания коррекции траектории переме-
Рис. 283. Программирование участка при ли
нейной интерполяции
щения инструмента используется адрес «Г».
Число строк в адресе 3. Назначение vipoK сле-
дующее: 1-я строка — вид коррекции. Код
первой строки имеет указанное ниже назначе-
ние коррекции: 0 — подход к внешнему экви-
дистантному контуру либо коррекция внешнего
контура; 1 — коррекция по оси Х\ 2 - - коррек-
ция по оси У; 3 — коррекция по осям ¥ и У;
4 — коррекция по оси Z; 5 — коррекция по
осям X и Z; 6 — коррекция по осям У и Z;
7 — коррекция по осям X, У и Z; 8 подход
к внутреннему эквидистантному контуру ли-
бо коррекция внутреннего контура.
Вторая и третья строки в адресе номер
переключателя коррекции. Адрес «Г» всегда
располагается перед концом кадра «L.F». Не-
обходимая величина коррекции набирается на
переключателях, расположенных на техноло-
гическом пульте устройства. В устройстве име-
ется 18 переключателей, каждый из которых мо-
жет быть использован для любого вида кор-
рекции. Коррекция длины инстру-
мента, например, позволяет компенси-
ровать разность между запрограммированной
и фактической длиной инструмента. Это про-
исходит, в частности, после переточки инстру-
мента (сверла или фрезы), а также при исполь-
зовании инструмента, фактическая длина ко-
торого не соответствует длине, предусмотрен-
ной в программе (рис. 284). Изменение уста-
новленной в переключателе величины коррек-
ции в процессе работы не допускается. Анало-
гично выполняется коррекция на смещение фре-
зы вдоль координатных осей в положительном
или отрицательном направлении.
Контур детали и его эквидистанты. При фр
зеровании прямолинейных и криволинейных
239
chipmaker, ru
Рис. 284. Коррекция длины инструмента
Рис 285. Контур детали и его эквидистанта
участков контура детали (рис. 285) траектория
движении центра фрезы не совпадает с конту-
ром детали, а отстоит от него на некоторую
постоянную величину, равную радиусу фрезы.
В геометрии подобные кривые называются экви-
дистантами. На рис. 285 внутри показан кон-
тур детали, а снаружи эквидистанта этого кон-
тура, т. е. траектория центра фрезы, эквидис-
тантная к контуру детали. При этом предпо-
•240
Рис. 286 Выход на эквидистанту
латается, что радиус фрезы во время обработки
контура детали остается постоянным.
Задание перемещений при круговой интер-
поляции. При круговой интерполиции всегда ука-
зывается плоскость обработки. Заданная плос-
кость делится на четыре квадранта двумя вза-
имно перпендикулярными прямыми, приняты-
ми в качестве осей координат В одном кадре
можно запрограммировать только дугу, цели-
ком лежащую в каком-либо одном квадранте.
Если окажется, что дуга одной окружности ле-
жит в разных квадрантах, то прн программи-
ровании она разбивается на участки, лежа-
щие в одном квадранте, и для каждою такого
участка дуга окружности программируется от-
дельным кадром. Начало координат всегда
находится в центре окружности, т. е. использу
ется относительная (местная) система коорди-
нат.
При круговой интерполяции в программе
задается: плоскость обработки — 6/7, G18,
G19\ выход на эквидистанту; функция, опреде-
chipmaker.ru
лающая вид работы, — G02 (интерполяция
по часовой стрелке); G03 (интерполяция про-
тив часовой стрелки); координаты центра на-
чальной точки дуги — i (координата начальной
точки X); j (координата начальной точки У);
К (координата начальной точки Z); функция
«£» коррекции эквидистантного контура с ука-
занием признака внешнего или внутреннего
контура.
Выход на эквидистанту. Подход режущего
инструмента к обрабатываемой заготовке дол-
жен производиться по нормали к обрабатывае-
мому контуру. Возможен подход как к внеш-
нему, так и к внутреннему контуру. Признаком
подхода к внешнему контуру (рис. 286, а) яв-
ляется необходимость увеличения абсолютно-
го перемещения ОА при увеличении радиуса
фрезы В программе признак внешнего контура
задается цифрой «О» в первой строке адреса
коррекции. При выходе на эквидистанту в
программе задаются следующие величины:
признак линейной интерполяции G01, вели-
чины приращений по координатам с учетом
знака, функция коррекции эквидистантного кон-
тура. Признаком выхода к внутреннему кон-
туру является необходимость уменьшения аб-
солютного перемещения ОА при увеличении
радиуса фрезы (рис. 286, б). В программе
внутренний контур задается цифрой «8» в пер-
вой строке коррекции «Ъ>.
Конец кадра задается символом
«.LF». При использовании специализированных
устройств подготовки данных на перфоленте
пробивается автоматически при переводе ка-
ретки печатающего устройства на новую стро-
ку. На распечатке программы символ «LF»
не печатается.
Числовая информация в каждом кадре запи-
сывается в определенной последовательности
адресов. Максимальный объем кадра может
содержать следующую информацию: номер
кадра; вспомогательную функцию, перемеще-
ние по координате X; перемещение по коорди-
нате F; перемещение по координате Z; инфор-
мацию о круговой интерполяции в одной из
плоскостей XY, ZY и XZ; технологическую
команду адреса «5»; технологическую коман
ду адреса «Г»; технологическую команду ад-
реса «Л/»; признак скорости; признак коррек-
ции; конец кадра. Неиспользуемая информация
опускается.
Каждый станок с ЧПУ имеет свой собствен-
ный «язык»: определенный способ кодирования
размерной информации, свою систему команд
и способ кодирования каждой команды. Ста-
нок воспринимает только свой «язык», поэто-
му программа должна быть составлена на
«языке» данного станка.
Требования к конструкции деталей, обрабаты-
ваемых на станках с ЧПУ. Для деталей, обра-
батываемых на станках с ЧПУ и обрабатываю-
щих центрах, необходимо, чтобы базовые по-
верхности были определены на стадии проекти-
рования. Простановка размеров должна быть
удобной для осуществления программирова-
ния. Конструкция деталей должна иметь по
возможности формы, пригодные для систем
оперативного программирования, — с програм-
мированием по прямоугольным циклам. Такое
программирование значительно проще и за-
нимает меньше времени. Станки с оператив-
ными системами ЧПУ также значительно про-
ще в эксплуатации.
Детали из листового материала следует
конструировать так, чтобы можно было обра-
ботать контур сразу у нескольких заготовок,
закрепленных друг над другом с помощью
предварительно просверленных отверстий.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Что называется кодированием?
2. Что такое программное управление?
3. Что понимают под адаптавным управлением?
4. Какие виды подготовительных режимов использу-
ют при программировании?
5. Что такое коррекция длины инструмента?
6. Чту понимают под экниднетаитой?
chipmaker.ru
Глава 17
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
§ 83. Типизация
технологических процессов
Разработка технологического процесса ме-
ханической обработки представляет собой до-
вольно сложную и трудоемкую работу. Тех-
нолог, разрабатывающий технологический про-
цесс, обычно руководствуется своим лич-
ным опытом. Поэтому часто одни и те же
технологические задачи технологами решают-
ся по-разному. Создание типов технологичес-
ких процессов обработки для определенных
классов деталей (валов, втулок, зубчатых ко-
лес и др.) позволяет ускорить и улучшить par
работку технологических процессов.
Идея разработки типовых технологических
процессов механической обработки (для дета
1ей одного класса) принадлежит’ профессору
А. П. Соколовскому. Работа по типизации тех-
нологических процессов предусматривает пред-
варительную классификацию деталей и приве-
дение теоретически бесконечного числа ком-
бинаций форм и размеров деталей к минималь
ному количеству типов, для которых можно
разработать типовые технологические процес-
сы обработки в нескольких вариантах с даль-
нейшим использованием применительно к конк-
ретным деталям и условиям работы данного
завода.
Детали, обрабатываемые на фрезерных
станках, можно классифицировать по следую-
щим основным признакам: конфигурация об-
рабатываемых деталей; тип инструмента, с по-
мощью которого целесообразно производить
обработку поверхностей деталей; размеры об-
рабатываемых поверхностей деталей; точность
(размеров и формы) обрабатываемых поверх-
.юстей; вид применяемого оборудования.
По первому признаку можно создать класс,
состоящий из деталей с наиболее распростра-
ненными сочетаниями поверхностей (открытые
плоскости, многогранники, плоскости с паза-
ми, шпоночные пазы, сочетание вертикальных
или горизонтальных плоскостей с наклонными,
поверхности с винтовыми канавками, типовые
фасонные поверхности и др.). По вт орому при г-
наку (тип инструмента) можно образовать клас-
сы деталей, которые экономически выгодно
обрабатывать различными тинами фрез или
242
набором фрез: торцовыми твердосплавным!
(головками), цилиндрическими, торцовыми,
дисковыми, концевыми, угловыми и др. —
в зависимости от размера партии или размеров
обрабатываемых поверхностей деталей в усло-
виях фрезерования единичной детали или
группы одновременно обрабатываемых дета-
лей. При этом в обоих случаях должны быть
учтены размеры обрабатываемых поверхнос-
тей (масштабный фактор), требуемая точность
размеров и класс шероховатости обработанной
поверхности.
К каждому классу типовых деталей предъяв-
ляются специфические технологические тре-
бования. Так, например, при обработке де-
талей, ограниченных плоскостями, необходимо
соблюсти в заданных пределах следующие па-
раметры: плоскостность, точность размеров,
точность расположения, шероховатость оора-
ботанной поверхности, качество поверхностно
। о слоя и др. Для пазов и уступов основные тех-
нологические требования — обеспечение точ-
ности размеров по ширине и глубине, симмет-
ричности расположения паза (или уступа)
и др.
Основным требованием при обработке де-
талей, ограниченных фасонными поверхностя-
ми, является обеспечение заданного профиля
расположения, размеров и шероховатости по-
верхностей. Детали, обрабатываемые на уни-
версальных фрезерных станках, можно раз-
делить на четыре класса. Детали 1-го класса —
плоские планки, крышки, фланцы и др. Они
обрабатываются на вертикально-фрезерных
станках концевыми и торцовыми фрезами. Точ-
ность обработки в пределах 0,15 мм. Детали
2-го класса кулачки, копиры, матрицы и
пуансоны вырубных штампов и др. — обраба-
ваются 'в основном концевыми фрезами. Точ-
ность обработки соответствует ±0,05 мм. Де-
тали 3-го класса — рычаги, кулисы, ланжеро-
ны, рамы текстильных машин, объемные штам-
пы и др. — обрабатываются в основном конце-
выми, копирными, торцовыми и фасонными
фрезами на вертикально- и горизонта тьно-
фрезерных станках с точностью до 0,05 мм.
Детали 4-го класса — корпусные детали, изго-
тавливаемые из серого чугуна, стали, алюминия
и сплавов, обрабатываются на различных фре
chipmaker.ru
зерных станках торцовыми, цилиндрическими,
концевыми и другими фрезами.
В условиях единичного и мелкосерийного
производства находит применение метод
групповой обработки деталей.
Сущность группового метода, разработанного
профессором С. П. Митрофановым, заключа-
ется в следующем. В отличие от схем класси-
фикации деталей, применяемых при типизации
технологических процессов при групповом ме-
тоде в основу положен принцип классификации
деталей по видам обработки т. е. создаются
классы деталей, обрабатываемых на автома-
iax, револьверных, токарных, фрезерных, свер-
лильных и других станках. Для деталей, вхо-
дящих в одну классификационную группу, раз-
рабатывается общий технологический процесс,
который позволяет обрабатывать любую де-
таль группы без значительного отклонения от
общей технологической схемы.
При групповом методе применяется общая
технологическая оснастка, в том числе приспо-
собления, в которых могут быть установле-
ны детали нескольких наименований. Чаще
всего эти приспособления снабжают сменны-
ми установочными элементами. На рис. 287, а
показана группа деталей (рычагов), фрезеро-
вание которых производится в одном группо-
вом приспособлении, а на рис. 287, б — группа
сложных рычагов, для фрезерования которых
используют также одно легко переналаживае-
мое приспособление.
§ 84. Технология обработки
зубчатых колес
на зубообрабатывающих станках
Классификация зубчатых колес. Различают
цилиндрическиё зубчатые колеса внешнего и
внутреннего зацепления. Цилиндрические зуб-
чатые колеса внешнего зацепления делятся:
по конструкции — на валы-шестерни,
колеса насадные целг иые, колеса насадные со-
ставные; по числу венцов -на одно-
венцовые и многовенцовые; по форме от-
верстия — с коническим отверстием, глад-
ким цилиндрическим отверстием, шлицевым
отверстием, отверстием с одной или двумя
шпоночными канавками; по форме зу-
ба-— на прямозубые, косозубые и шевронные;
по материалу колеса — на коЗгеса
из конструкционной углеродистой стали, леги-
рованной стали, серого и модифицированною
чугуна, бронзы, легких сплавов, пластмасс
и др.; поточности - на 12 степеней точ-
Рис 287. Группа деталей (рычагов) для фрезеро-
вания
ности, обозначаемых в порядке убывания точ-
ности 1, 2, 3, ..., 12 (ГОСТ 1643—81). В табл. 33
приведены разновидности цилиндрических и
конических зубчатых колес по конструкции.
Технологический процесс изготовления зуб-
чатых колес. Технологический процесс зависит
от геометрической формы и размеров колес,
требований к точности, масштаба производст-
ва и характера термической обработки. Типо-
вой технологический процесс обработки ци-
линдрических и конических зубчатых колес со-
стоит из четырех этапов, выполняемых после-
довательно: механическая обработка заготовки
до зубообработки, зубообработка термическая
обработка, отделочные операции после термо-
обработки
Механическая обработка до зубообработки
производится по следующему технологическо-
му маршруту: сверление или зенкерование цент-
рального отверстия, протягивание гладкого от-
верстия и шлицев, предварительная обработка
наружного контура, калибрование шлицевого
отверстия, окончательная обработка наружно-
го контура, подрезка горцов и выточек на тор-
цах, снятие фасок, тонкая подрезка базового
243
chipmaker.ru
33. Разновидности зубчатых колес по конструкции
Вид
зубчатого
колеса
К онструктивная
разновидность
Эскиз
Цилиндри-
ческие
Вал-шестерня:
а) односторонний
б) двусторонний
в) с врезным вен-
цом
Конические
Одновенцовые:
а) плоские
б) плоские с выточ-
кой
в) с одной ступицей
г) с двумя ступица-
ми
Я) со ступицей и
выточками
Многовенцовые:
а) двухвенцовые
б) трехвенцовые
в) четырехвенцовые
Составные:
а) со ступицей
б) с валом
а) вал-шестерня
б) плоские
в) со ступицей
торца и зачистка заусенцев. В зависимости от
масштаба производства, конфигурации и раз-
меров зубчатых колес указанный маршрут при-
меняется в различных вариантах. Наиболее
сложными и трудоемкими операциями при
обработке зубчатых колес являются операции,
связанные с образованием зубьев.
Геометрическая форма зубчатых колес по
возможности должна быть образована прос-
тыми поверхностями, не иметь лишних выто-
чек, если это не обусловлено требованиями
уменьшения массы детали. Если выточки об-
разуются механической обработкой, то они
244
должны быть цилиндрическими и сопряжен-
ными с диском переходными поверхностями
одного радиуса. Торцы зубчатых венцов и ст]
пицы рекомендуется сочетать с диском фас
ками.
Степень точности готового зубчатого коле-
са оказывает влияние на структуру операции
в технологическом процессе, выбор класса точ
ности станка и инструмента, а также опреде-
ляет необходимость дополнительных опера-
ций по обработке базовых поверхностей, вь
бор режимов обработки и качество сснастки
Зубья цилиндрических колес в машинострое-
chipmaker.ru
нии нарезаются червячными зуборезными фре
зами, зуборезными долбяками и другими ин-
струментами. Зубофрезерование продолжает
оставаться наиболее распространенным спосо-
бом нарезания зубчатых колес, обеспечиваю-
щим достаточно высокую их точность при вы-
сокой производительности обработки.
В табл. 34 приведены рекомендуемые стан-
дартами классы точности инструмента для на-
резания цилиндрических зубчатых колес раз-
личных степеней точности
Для нарезания зубчатых колес комбиниро-
ванных степеней точности класс фрезы выби-
рается по нормам плавности колеса.
Большое значение в технологии зубообра-
ботки придается технологическим базам и тех-
нологической оснастке. Если позволяют форма
и размер зубчатого колеса, то все операции,
связанные с обработкой и контролем колеса,
следует производить от тех поверхностей, ко-
торые являются базами при монтаже.
Выбор технологических баз производится
исходя из конфигурации зубчатого колеса и
требований к его точности.
Валы-шестерни, не подвергаемые термичес-
кой обработке, следует устанавливать в люне-
ты, которые базируют деталь по посадочным
шейкам, и опирать на торец или шейки. Для
колес с модулем менее 6 мм возможно в качест-
ве баз использовать центровые гнезда на тор-
цах валов. Закаливаемые валы-шестерни при
отделке зубьев, как правило, базируют в
центрах.
Насадные зубчатые колеса с цилиндри
ческим гладким или шлицевым отверстием
базируют по отверстию и любому опорному
торцу, которые обрабатывают с одной уста-
новки детали. У колес с конусным отверстием,
подвергаемых термической обработке, для зу-
бонарезания отверстие делают сначала цилинд-
рическим и базируют колесо на него и торец,
находящийся со стороны малого диаметра ко-
нуса. После термической обработки отверстие
шлифуют на конус с установкой детали по на-
резанному зубчатому венцу и торец, используе-
мый как база на предыдущей операции. Для
колес среднего размера опорным торцом явля-
ется торец ступицы, а для колес крупного разме-
ра — торец зубчатого венца.
При изготовлении насадных зубчатых ко-
лес со шлицевым отверстием в качестве цент-
рирующей базы принимают внутренний диа-
метр шлицевого отверстия независимо от при
нятой системы центрирования соединения в
рабочем механизме.
Во всех случаях зубообработки для обеспе-
чения требуемой точности зубчатого колеса
технологические базы должны удовлетворять
определенным требованиям по точности рас-
положения и геометрической форме.
Опорный торец зубчатого колеса
оказывает непосредственное влияние на на-
правление зуба, поэтому с увеличением шири-
ны венца требования к точности опорного тор-
ца следует увеличивать.
Биение опорного торца FT (мкм) допускает
ся обычно не более вычисленного по формуле
Ft = 0,5-ld/byFp, где d — делительный диаметр
колеса, мм; b — ширина зубчатого венца, мм;
F|t — допуск на направление зуба, мкм.
При использовании наружной цилиндри-
ческой поверхности заготовки для выверки на
станке допуск на радиальное ее биение опре-
деляется по формуле Fda = 0,6'Fr, где Fr —
радиальное биение зубчатого венца (мкм) по
ГОСТ 1643—81.
Если поверхность выступов зубчатого ко-
леса используется при контроле размеров
зубьев, то допуск на радиальное биение наруж-
ной поверхности заготовки определяется по
формуле Fda =0,25 Ти, где Тк — допуск на
смещение исходного контура (мкм) по ГОСТ
1643—81.
В остальных случаях, когда наружная по-
верхность заготовки и колеса не используется
в качестве базовой, ее биение не должно пре-
вышать значений, определяемых по форму-
ле Fda =0,1ти, где m — модуль зубчатого ко-
леса.
245
chipmaker, ru
§ 85. Типы машиностроительных
производств
Потребность народного хозяйства в маши-
нах различного типа неодинакова Некоторые
из них требуются в больших количествах, дру-
гие же необходимо иметь в малых количествах,
исчисляемых в десятках или даже в единицах.
Объем выпуска изделий (масштаб производ-
ства) — количество изделий определенного
наименования, типоразмера и исполнения, из-
готовляемых или ремонтируемых объедине-
нием, предприятием или его подразделением
в течение планируемого интервала времени.
Различают три типа производства: единич-
ное, серийное и массовое. Они
отличаются коэффициентом закрепления опе-
раций. По ГОСТ 3.1108—74 коэффициен-
том закрепления операций (К3<1)
называется отношение числа различных опе-
раций (О), выполняемых в течение месяца,
к числу рабочих мест (Р), выполняющих эти
операции, т. е. Кзо=О/Р. Для Массового и
крупносерийного производства Х'зо= 1, Для се-
рийного — 10<Кчо<20, для мелкосерийного
20<К3.о**40 и для единичного К1е>40.
Каждому типу производства соответствует
определенная форма его организации и степень
оснащенности технологического процесса. Сле-
дует отметить, что на одном и том же пред-
приятии и даже в одном и том же цехе могут
быть различные виды производства. Так, на-
пример, в Тяжелом машиностроении, имею-
щем характер единичного производства, мел-
кие детали, требующиеся в большом количестве,
могут изготовляться по принципу серийного
или даже массового производства.
Единичным называется производство,
характеризуемое широкой номенклатурой из-
готовляемых или ремонтируемых изделий, ма-
лым объемом выпуска изделий. Поэтому ему
свойственны следующие основные технологи-
ческие признаки: применение универсального
оборудования; загрузка рабочих мест различ-
ными заготовками без какой-либо закономер-
ной смены последних; применение универсаль-
ных приспособлений и стандартного режущего
инструмента; разработка технологических про-
цессов, как правило, по наиболее простым
формам (маршрутные карты), расстановка стан-
ков группами по типам и размерам; примене-
ние пригоночных работ при сборке; высокая
квалификация рабочих и др.
Серийное производство характеризу-
ется ограниченной номенклатурой изделий, из-
246
готовляемых или ремонтируемых периодичес-
ки повторяющимися партиями, и сравнительно
большим объемом выпуска. В зависимости
от количества изделий в партии или серии раз-
личают мелкосерийное, среднесе-
рийное и крупносерийное произ-
водства. Основные технологические признаки
серийного производства: закрепление за каж-
дым рабочим местом нескольких операций;
обработка заготовок по технологическому про-
цессу, разделенному на отдельные операции;
применение универсального оборудования и
специализированных станков для изготовления
основных деталей; расстановка оборудования
соответственно технологическому процесс) об-
работки деталей с учетом характерных направ-
лений грузопотоков; широкое применение спе-
циальных приспособлений и инструментов; раз-
личная квалификация рабочих (высокая, сред-
няя и низкая), широкое внедрение взаимоза-
меняемости при сохранении небольшого объе-
ма пригоночных работ.
Массовое производство характеризу-
ется узкой номенклатурой и большим объемом
выпуска изделий, изготовляемых или ремонти-
руемых в течение продолжительного времени.
Производство, при котором операции обработ-
ки заготовок (или сборка машин) закреплены
за рабочими местами, расположенными а
порядке выполнения операций, а обрабатывае-
мые заготовки (или собираемые узлы машины)
последовательно перемещаются с одного ра-
бочего места на другое, называется поточ-
ным. В основу массового производства поло-
жены следующие основные технологические
признаки: закрепление за каждым рабочим
местом одной постоянно повторяющейся опе-
рации; обработка заготовок и сборка машин
по непрерывно поточному методу; широкое
применение агрегатных, автоматических и спе-
циальных станков, а также автоматических ли-
ний; расстановка оборудования соответствен-
но технологическому процессу обработки дета-
лей; высокая степень оснащенности спениа яв-
ными приспособлениями, инструментами и ав-
томатическими измерительными устройст-
вами; полная взаимозаменяемость при допуще-
нии в некоторых случаях подбора; невысокая
квалификация рабочих на операционных лан-
ках при наличии наладчиков высокой квали-
фикации.
В условиях авгоматизированного произ-
водства от каждой операции зависит на 1еж-
ность всей линии, поэтому здесь нет главных
и второстепенных операций. В автоматизиро-
chipmaker.ru
ванном производстве все элементы техноло-
гического процесса — подача заготовки, ее
ориентирование и закрепление, обработка, сня-
тие готовой детали, контроль, межоперацион-
ное транспортирование и т. п. — решаются
комплексно. Как правиле почти все техноло-
гические процессы изготовления деталей в не-
автоматизированном производстве при пе-
реходе к автоматизированному требуют ко-
ренной переработки. Основными отличитель-
ными особенностями технологии автоматизи-
рованного производства являются; применение
экономичной заготовки, высокая степень кон-
центрации операций, применение высокопро-
изводительных режущих инструментов с вы-
сокой стойкостью, синхронизация технологи-
ческих операций, высокая стабильность тех-
нологических процессов, меньшая трудоем-
кость и сокращенный цикл изготовления детали,
высокое качество готовых деталей. Техноло-
гические процессы, разработанные для автома-
тических линий, дают значительный экономи
ческий эффект за счет увеличения производи-
тельности труда, повышения качества продук-
ции, ее стабильности, сокращения длительнос-
ти производственного цикла, облегчения усло-
вий труда и т. д.
§ 86. Сведения о станочных
приспособлениях
Станочными приспособления-
м и называют дополнительные устройства
к металлорежущим станкам, применяемые для
установки и закрепления заготовок, необходи-
мым образом ориентированных относительно
станка и режущего инструмента. Применение
станочных приспособлений является одним из
основных путей повышения производительнос-
1 и труда, позволяет производить обработку за-
готовок без предварительной разметки и
выверки.
При применении приспособлений с пневма-
тическими, гидравлическими, пневмогидрав-
лическими и другими приводами значительно
облегчаются условия труда фрезеровщика и
зуборезчика. Процесс закрепления заготовок
в таких приспособлениях сводится к повороту
рукоятки вместо длительных и утомительных
действий гаечным ключом. Приспособления
используют для расширения технологических
возможностей станков.
Приспособления классифицируют по не-
скольким признакам. По типу станков приспо-
собления делятся на токарные, фрезерные, свер-
лильные и т. д. По степени специализации при-
способления делят на универсальные, перена-
лаживаемые (групповые) и специальные. Уни-
версальные приспособления разделяют на без-
наладочные и наладочные. Универсаль-
ные безналадочные приспособления
предназначены для закрепления заготовок раз-
личной формы и габаритов. К ним относятся
универсальные патроны, машинные тиски, са-
моцентрирующие тиски, круглые поворотные
столы, делительные головки ит.д.Универ-
с а л ь н о-н аладочные приспособления
состоят из двух частей: универсальной и смен-
ной. Наладочная часть приспособления состо-
ит из сменных наладок, которые изготовляют
в зависимости от формы и размеров группы
деталей, обрабатываемых в данном приспособ-
лении. Их применяют в мелкосерийном и се-
рийном производствах для групповой обработ-
ки деталей, имеющих различную форму и га-
баритные размеры. К ним относятся: универ-
сальные патроны со сменными кулачками, уни-
версально-наладочные тиски со сменными губ-
ками, групповые приспособления.
Специализированные безна-
ладочные приспособления используют для
закрепления заготовок, близких по конструк-
тивно-технологическим признакам, с одина-
ковыми базовыми поверхностями требующих
одинаковой обработки. При осуществлении од-
нотипных операций в таких приспособлениях
необходимо производить регулирование эле-
ментов. К ним относятся приспособления для
групповой обработки деталей типа фланцев,
дисков, кронштейнов, корпусных деталей, ва-
лов и г. д.
Специализированные нала-
дочные приспособления применяют для
установки и закрепления группы деталей, близ-
ких по конструктивно-технологическим разме-
рам, способам обработки и общности устано-
вочных поверхностей. Эти приспособления со-
стоят из двух частей: универсальной и сменной.
Универсальная часть приспособления является
постоянной и состоит из корпуса, привода и
т. д. Сменная часть состоит из сменных накла-
дов, изготовляемых в соответствии с формами
и размерами группы деталей, обрабатываемых
в данном приспособлении. На рис. 288 пока-
зана схема переналаживаемого приспособления
тисочного типа для групповой обработки со
встроенными пневмоцилиндром и рычажной
системой. Приспособление состоит из корпуса
/, сменной наладки 2 и закрепленных в корпусе
обрабатываемых заготовок 3. Специализиро-
247
chipmaker, ru
Рис. 288. Схема переналаживаемого приспо-
собления
Рис. 289. Универсально-сборное приспо-
собление для фрезерования проушины
штуцера
ванные наладочные приспособления аналогич-
ны специализированным безналадочным при-
способлениям, но их возможности шире.
Специальные приспособления ис-
пользуют для выполнения определенной опе-
рации при обработке конкретной детали, они
являются одноцелевыми; их применяют глав-
ным образом в крупносерийном и массовом
производстве.
Универсальн о-с борные приспо-
собления (УСП) используют для закрепления
заготовок широкой номенклатуры при выпол-
нении различных операций. Все элементы УСП,
имеющиеся на зав< це, находятся в непрерывном
обращении. Из одних и тех же взаимозаменя-
емых, износоустойчивых деталей и узлов мно-
гократно собирают всевозможные приспособ-
ления для различных видов механической об-
работки. После того как обработана партия
248
заготовок, универсально-сборное приспособле-
ние разбирают, а ею детали и узлы использу-
ют для сборки других приспособлений. Комп-
лект стандартных деталей состоит из 15—
25 тыс. деталей и определенного количества
стандартных неразборных узлов. Применение
системы универсально-сборных приспособле-
ний значительно сокращает сроки технологи-
ческой подготовки и освоения производства в
условиях единичного и мелкосерийного произ-
водства.
На рис. 289 показано приспособление для
фрезерования проушины в штуцере /, собран-
ное из элементов УСП. Обработка производит-
ся на горизонтально-фрезерном станке на-
бором фрез. Заготовка поступает на эту опе-
рацию с обработанной установочной базой, а
также с двумя обработанными отверстиями,
по которым она базируется на два фиксирую-
щих пальца. Приспособление смонтировано на
базовой плите 6, на которой закреплены также
четыре установочные планки 4. Эти планки
с фиксирующими пальцами служат опорой для
заготовки. Крепление заготовки осуществляет-
ся двумя вильчатыми прихватами 2 с помощью
крепежных болтов 3, которые установлены в
Т-образных пазах опор 5.
Задача сокращения сроков переподготовки
производства и снижения себестоимости про-
дукции требует перехода от традиционной спе-
циальной (необратимой) оснастки к новой про-
грессивной оснастке — переналаживаемой ос-
настке многократного применения. Для еди-
ничного и мелкосерийного производства оснаст-
кой, отвечающей современным требованиям,
является система универсально-сборных при-
способлений (УСП). Однако эти приспособле-
ния непригодны для применения в условиях се-
рийного и крупносерийного типов производст-
ва. Для серийного и крупносерийного произ-
водства эффективна переналаживаемая оснаст-
ка многократного применения ооеспечивающая
возможность быстрой переналадки сменой спе-
циальных наладок, регулировкой и перекомпо-
новкой элементов. Такие приспособления уни-
фицированы с соблюдением единства поисое-
динительных размеров наладок и приводов
к базовым узлам, удобны в обслуживании
обеспечивают высокий уровень механизации
ремонтопригодны. Эти приспособления изю-
товляются централизованно.
Все большее применение находят гидрав
лический и пневматический приводы станоч-
ных приспособлений. Они позволяют ооеспг
чить надежное и жесткое закрепление загото
вок, сократить вспомогательное время на за-
крепление и освобождение заготовок (вслед-
ствие быстродействия гидравлических зажи-
мов), облегчить труд рабочего, сократить, при-
меняя специальные выталкиватели и др., вспо-
могательное время на съем заготовок.
Пневматическое приспособление для метал-
лорежущих станков состоит в основном и <
двух частей: корпуса с элементами для уста-
новки и зажима обрабатываемой заготовки
и пневматического агрегата.
Пневмогидравлические при-
воды имеют ряд преимуществ как пневмати-
ческого, так и гидравлического привода. Они
питаются сжатым воздухом от цеховой сети
через пневматическую аппаратуру под давле-
нием 0,4—0,6 МПа при давлении масла в гид-
равличес кои части привода 6— 10 МПа. Высо-
кое давление масла в пневмогидроприводе соз-
дается пневмогидравлическими преобразова-
телями, превращающими давление сжатого
воздуха в высокое давление масла. Пневмо-
гидравлические приводы сочетают в себе прос-
тоту конструкции пневматических с силовыми
и регулировочными свойствами гидравличес-
ких приводов. Они обеспечивают быстроту
перемещения зажимных устройств, небольшие
абариты конструкции, создают большую силу
<ажима и имеют сравнительно небольшую
стоимость.
Принципиальная схема действия пневмо-
гидропровода (рис. 290) основана на преобра-
зовании давления сжатого воздуха в высокое
давление масла. Пневмогидропривод состоит
из пневмоцилиндра 2 одностороннего дейст-
вия с поршнем 4 и гидравлического цилиндра I
одностороннего действия с поршнем 6. Сжа-
тый воздух поступает из воздушной Сети через
распределительный кран в бесштоковую по-
лость 3 пневмоцилиндра 2 и перемешает пор-
шень 4 со штоком 5 влево. Шток 5 давит на
масло, которое перемешает в гидроцилиндре 1
поршень 6 со штоком 7 влево. При этом
шток 7 через промежуточные звенья перемеща-
ет зажимные устройства приспособления при
зажиме заготовки. При разжиме детали поршни
4 и 6 со штоками пружинами перемещаются
вправо.
В последнее время разработан комплект
деталей сборно-разборных приспособлений для
обработки заготовок на фрезерных станках с
ЧПУ, а также на универсально-фрезерных стан-
ках. Этот комплект снабжен необходимым ко-
личеством переходников, посредством кото-
рых его детали и сборочные единицы можно
Рис. 290. Схема действия пневмогидропривода
Рис. 291. Сборно-разборное приспособление для
станков с ЧПУ
соединять с элементами УСП. Одной из осо-
бенностей указанного комплекта является то,
что он обеспечивает механизированное закреп-
ление заготовок в приспособлениях. Для этой
цели служат входящие в комплект прямоуголь-
ные и круглые плиты со встроенным гидрав-
лическим приводом и гидравлические прижимы.
На рис. 291 показан пример- гидрофицирован-
ного сборно-разборного приспособления. На
плите I установлены два одинаковых зажимных
приспособления для закрепления заготовок 2
с прижимами 3, которые с помощью гидроци-
линдров осуществляют зажим заготовок.
§ 87. Пути повышения
производительности труда
Повышение производительности труда -
одна из важных задач, стоящих перед социалис-
тической промышленностью, решение которой
должно быть неразрывно связано с уменьше-
нием себестоимости и снижением трудоемкос-
ти выпускаемых изделий. Основными путями
повышения производительности труда и умень-
шения себестоимости изделий являются: по-
вышение уровня комплексной автоматизации
и механизации технологических процессов; соз-
дание новых, более совершенных и техноло-
249
chipmaker.ru
гических конструкций машин; расширение при-
менения станков-автоматов и полуавтоматов,
а также станков с программным управлением;
увеличение числа автоматических линий и за-
водов-автоматов; повышение режимов реза-
ния за счет улучшения старых и создания новых
конструкций режущих инструментов, примене-
ния твердосплавных, минералокерамических и
алмазных инструментов; снижение вспомога-
тельного времени за счет совершенствования
приспособлений и методов контроля; получе-
ние заготовок пластической деформацией
(штамповкой, высадкой, выдавливанием, на-
катыванием и др.), точным литьем, профиль-
ным прокатом и другими прогрессивными ме-
тодами; непрерывное совершенствование дей-
ствующих и внедрение новых прогрессивных
технологических процессов.
Пути сокращения основного технологического
(машинногп| времени. Основное технологичес-
кое (машинное) время составляет значительную
часть от времени, необходимого на обработку
деталей. Даже в условиях мелкосерийного про-
изводства при работе на консольных фрезерных
станках оно составляет 40—50% штучного вре-
мени. В крупносерийном и массовом произ-
водстве доля основного технологического вре-
мени значительно возрастает. Рассмотрим
методы, позволяющие-его сократить.
1. Повышение технологичности конструк-
ции обрабатываемых деталей.
Чтобы снизить трудоемкость изготовления
деталей, при проектировании необходимо учи-
тывать следующие основные технологические
требования, конфигурация детали должна со-
стоять по возможности из поверхностей прос-
тых форм (плоскости, цилиндрические, кони-
ческие, простые фасонные поверхности и др.);
деталь должна обладать достаточной проч-
ностью во избежание деформаций и снижения
режимов фрезерования; базовые поверхности
должны иметь достаточную протяженность и
давать возможность производить быструю ус-
тановку заготовки; обрабатываемые поверх-
ности детали должны быть открыты, доступны
для подхода режущего инструмента при вре-
зании и для его выхода должны соблюдаться:
условие единства конструкторских, технологи-
ческих и измерительных баз; правильный вы-
бор марки материала заготовок; возможность
расчленения машин на отдельные сборочные
единицы, собираемые и разбираемые независи-
мо друг от дру а и др.
2. Выбор рационального метода обра-
ботки.
250
Сокрашение основного технологического
времени достигается за счет еле гующих факто-
ров: увеличение количества одновременно об;
рабатываемых заготовок; увеличение количест-
ва одновременно работающих фрез; уменьше-
ние длины рабочего хода, приходящейся на
одну деталь, за счет рационального располо-
жения заготовок; увеличение величины вреза-
ния и перебега; выбор оптимального для за-
данных условий варианта технологического
процесса и др.
3. Применение оптимальных типоразме-
ров станков, рациональных конструкций фрез
и режимов фрезерования.
Для сокращения основного технологичес-
кого времени необходимо для заданных усло-
вий обработки произвести оптимальный вы-
бор станка,’ фрезы, способа фрезерования (по-
путное или встречное, симметричное или не-
симметричное), направления вращения шпин-
деля при обработке цилиндрическими и конце-
выми фрезами с винтовыми зубьями, смазоч-
но-охлаждающей жидкости, режимов фрезе-
рования, средств, исключающих или снижаю-
щих интенсивность вибраций при фрезерова-
нии.
4. Автоматизация операции может быть
осуществлена за счет применения автомати-
ческих загрузочных, зажимных и других уст-
ройств, полуавтоматических н автоматических
циклов обработки; обработки заготовок с при-
менением быстросменных или групповых нала-
док; широкого использования станков с прог-
раммным управлением; использования копиро-
вально-фрезерных станков для обработки фа-
сонных поверхностей; внедрения автоматичес-
кой сигнализации в случае неполадок в работе
станка. '
5. Рациональный выбор заготовки, общих
и промежуточных припусков на ооработку, а
также применение прогрессивных способов по-
лучения заготовок, близких по форме и разме-
рам к готовой детали; уменьшение общих и
промежуточных (межоперационных) припус-
ков на обработку позволяет сократить основ-
ное технологическое время.
Пути сокращения вспомогательного времени
В состав вспомогательного времени входит
время, затрачиваемое на установку, выверку,
крепление заготовки и снятие обработанной
детали, на подвод и отвод заготовки относи-
тельно фрезы, на установку и смену фрез, на
измерение деталей, на управление станков и
др.
Сокращение вспомогательного времени при
chipmaker.ru
фрезеровании оказывает такое же влияние на
повышение производительности труда, как и
снижение основного • технологического вре-
мени.
Применение специальных съемных губок
позволяет упростить и ускорить установку мел-
ких и средних заготовок деталей сложной кон-
фш урации, а применение быстрозажимных
приспособлений значительно сокращает вре-
мя на закрепление заготовок. Одним из таких
приспособлений являются тиски с эксцентри-
ковым зажимом. Особенно эффективно при-
менение быстрозажимных гидравлических
и пневматических приспособлений. Исполь-
зование электромагнитных, магнитных и дру-
гих плит, в особенности при обработке нежест-
ких заготовок, также приводит к сокращению
вспомогательного времени.
Сокращение затрат времени на управление
станком достигается применением ускоренных
холостых ходов стола; автоматизации обработ-
ки на различных циклах; введения преселек-
тивного включения и выключения скоростей
и подач; применения мнемонического одно-
рукоятного управления; введения одновремен-
ного трехкоординатного перемещения стола
и др.
Вспомогательное время может быть сокра-
щено за счет упрощения и усовершенствования
установки и съема фрез, применения быстроза-
жимных патронов для крепления фрез без
шомпола, механизации закрепления фрез с ко-
ническим хвостовиком.
Существенная часть вспомогательного вре-
мени уходит на установку фрез на размер, из-
мерения в процессе обработки и контрольные
измерения обработанной поверхности. Сокра-
щение времени на измерение может быть до-
стигнуто при использовании калибров и шабло-
нов или универсальных инструментов, установ-
ленных заранее на заданный размер. Контроль
размеров с помощью шаблонов и калибров
занимает в 1,5—2 раза меньше времени, чем
измерение с помощью универсальных измери-
тельных инструментов (штангенциркуля, мик-
рометра и др.). При установке фрез пользуют-
ся габаритами и специальными приспособле-
ниями, сокращающими время на установку.
Вспомогательное время может быть уменьше-
но за счет его совмещения с основным (нози
ционное фрезерование, непрерывное фрезе-
рование, многостаночное обслуживание
и др).
§ 88. Многостаночное
обслуживание
Многостаночное обслуживание заключает-
ся в одновременной работе одного рабочего
(или бригады) на нескольких станках. Все руч-
ные работы на каждом из обслуживаемых
станков (установка и закрепление обрабатывае-
мой заготовки, пуск и остановка станка, снятие
готовой детали и т. д.) производятся за время
работы всех остальных станков.
Возможность организации многостаноч-
ной работы определяется наличием такого со-
отношения машинного и ручного времени, при
котором время машинной работы на одном
станке должно быть равно или больше суммы
времён, необходимых для выполнения руч-
ных приемов на всех остальных одновременно
обслуживаемых станках. Многостаночное об-
служивание является эффективным способом
повышения производительности труда.
При многостаночном обслуживании необ-
ходимо, чтобы обслуживаемые станки автома-
тически выключались после окончания цикла
обработки; многостаночник должен быть ос-
вобожден от выполнения вспомогательных ра-
бот по обслуживанию рабочего места (достав-
ка заготовок и инструмента на рабочее место,
транспортирование обработанных деталей и
т. д.); расстановка одновременно обслужива-
емых станков должна быть такой, чтобы мак-
симально сократить время на переходы рабо-
Рис. 292 Циклограмма работы трех фрезерных
станков
251
chipmaker.ru
чего от одного станка к другому; необходима
акже максимальная механизация всех ручных
приемов работы, требующих значительного фи-
зического напряжения (подъем, установка и
снятие тяжелых заготовок и деталей и др.).
Для многостаночного обслуживания вопросы
загрузки оборудования, планировки рабочего
места и размещения на нем оборудования, ин-
вентаря, заготовок, обработанных деталей, ре-
жущего инструмента имеют особо важное зна-
чение.
Циклом (7) многостаночной работы на-
зывается интервал времени, в течение которого
выполняются одни и те же периодически повто-
ряющиеся работы на всех обслуживаемых ра-
бочим станках. На рис. 292 приведена цикло-
грамма работы на трех фрезерных станках при
выполнении одинаковых по продолжительнос-
ти операций. При обработке на станках основ-
ное технологическое время является машин-
ным временем Ты. В дальнейшем бу-
дем пользоваться этим термином Цикл со-
стоит из суммы машинного времени Т„, вспо-
могательного времени Гвсп и времени пере-
хода Тпср рабочего от станка к станку, т. е.
Гц = Тм + Твсп + Т „ер
Полная загрузка рабочего при обслужива-
нии им станков, как видно из рис. 292, будет
в том случае, когда будет выполнено условие
и = 7'ц/(7’всп Ч-Гпер)-
Подставляя вместо Тц его значение из предыду-
щей формулы, ПОЛуЧИМ И = (7’м + Гееп + Гпср )/
/(^всп + Т’пер ) — 1 + [Гм /(Гвсп +Гпер)1-
Из полученного выражения следует, что
число одновременно обслуживаемых станков
зависит от второго члена формулы Тм/(Твсп +
Т11Ср), т. е. от соотношения машинного, вспо-
могательного времени и времени перехода ра-
бочего от одного станка к другому. Два
станка можно обслуживать только тогда,
когда ТМ/(ГВСП + Гпер )>1, три станка, когда
Гм/(ГВСП Ч-Тпер)^2, и т. д.
В случае, когда отношение ТМ/(ТВСП + 7„ р )
равно целому числу (2, 3 и т д.), будет полная
загрузка рабочего по времени. Если же это от-
ношение больше целого числа, то у фрезеров
щика будет еще свободное время в процессе
многостаночного обслуживания.
Можно записать условие полной загрузки
в другом виде. т. е. =(п— \)(ТЪРП + ГпеР ).
В циклограмме, показанной на рис. 292.
принято 7”u = 18 мин, 7’м = 12 мин, 7'всп =
= 5 мин, Г„ср = 1 мин. Легко видеть, что в на-
шем примере выполнено условие полной за-
грузки.
Если на нескольких обслуживаемых станках
предусматривается выполнение разных опе-
раций, то для расчета количества обслужи-
ваемых станков надо принимать машинное
время того станка, у которого оно меньше, а
вспомогательное время и время перехода от
станка к станку для тех станков, у которых оно
больше. Далее следует построить циклограм-
му работы этих станков, аналогичную показан-
ной на рис. 292.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. По каким признакам можно клас< ифицировать
детали, обрабатываемые иа фрезерных станках?
2. Какие исходные данные необходимы для разра-
ботки технологическг го процесса обработки де-
тален?
3. Какими основными технологическими при макама
характеризуются единичное, серийное и массовое
производства?
4. Какие преимущества имеют позициоииое и непре-
рывное фрезерование?
5. Для чего применяют групповые приспособления?
6. Какие преимущества имеют универе, еы .-сбор-
ные приспособления?
7. Какими способами можно сократить основное тех-
нологическое (машинное) время?
8. За счет чего можно сократить вспомогательное
время?
9. Какие условия необходимы для мнигост точного
обслуживания?
Глава 18
ФРЕЗЕРНЫЕ И ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
§ 89. Основные особенности
станков с ЧПУ
рийного производства. Эффективным среде
вом_ автоматизации серийного и мелкосерий-
ного производства является программное управ-
Более 70% изделий в машиностроении из- пение металлорежущими станками.
готовляюз в условиях серийного и мелкосе- В станках с ЧПУ управление рабочими
252
chipmaker.ru
органами в процессе обработки производит-
ся автоматически по заранее разработанной
программе, без непосредственного участия ра-
бочего. Программное управление — это такое
управление, которое обеспечивает автомати-
ческую работу механизмов станка, по легко
переналаживаемой программе. Традиционный
станок-автомат работает по программе, зада-
ваемой кулачками или копирами. Переналад-
ка станков-автоматов и копировальных стан-
ков на изготовление другой детали сложна.
Поэтому их выгодно использовать в крупно-
серийном и массовом производстве.
Принципиальное отличие станка с ЧПУ
от обычного автомата заключается в задании
программы обработки детали в математичес-
кой (числовой) форме на специальном програм-
моносителе (перфоленте или магнитной ленте).
По заданной программе можно управлять ре-
гулированием направления и скорости переме-
щения исполнительных органов станка, цик-
лом работы станка, сменой инструмента и
т. д.
По количеству управляемых перемещений
различают системы двух-, трех-, четырехкоор-
динатные и т. д. (например, перемещения в
направлении осей координат X, Y и Z, поворо-
ты и т. д.). Координату, работающую при от-
сутствии перемещений по остальным коорди-
натам, называют половиной координаты. Так.
систему называют системой с 2,5 координата-
ми, если, например, перемещения по осям А
и У могут осуществляться одновременно, а
по оси Z — лишь при отсутствии перемещений
по осям X и У.
Важной особенностью автоматизации про-
цесса обработки на металлорежущих станках
с помощью устройств программного управле-
ния является сохранение станками широкой
универсальности. Это дает возможность про-
изводить на них обработку всей номенклатуры
деталей, которые могут быть произведены на
универсальных станках соответствующих ти-
пов.
Программное управление позволяет авто-
матизировать процесс обработки; сократить
время наладки станка, сведя всю наладку к
установке инструмента, заготовки и программы
на станке; организовать многостаночное об-
служивание в серийном и мелкосерийном про-
изводстве; повысить производительность тру-
да, культуру производства и качество обрабо-
танных деталей.
Основной задачей рациональной эксплуа-
тации металлорежущих станков с ЧПУ явля-
ется обеспечение длительной и безотказной
обработки на них деталей с заданной произво-
дительностью, точностью и шероховатостью
обработанной поверхности при минимальной
стоимости эксплуатации станков.
В парке машиностроения страны доля стан-
ков с ЧПУ будет непрерывно увеличиваться
при одновременном повышении их техничсско
го уровня. Эффективность применения стан-
ков с ЧПУ достигается за счет более высоких
технологических возможностей станков с ЧПУ
по сравнению с универсальными; возможности
точной обработки сложных деталей с большим
числом обрабатываемых поверхностей; умень-
шения доли холостых ходов в составе штуч-
ного времени (путем увеличения скорости хо-
лостого хода); возможности многостаночного
обслуживания, особенно при большом отноше-
нии машинного времени к сумме вспомога
тельного времени и времени перехода от одно-
го станка к другому; интенсификации режимов
резания; оснащения станков магазинами инст-
рументов. заменяемых по программе; более
полного использования фонда сменного вре-
мени и др.
§ 90. Фрезерные станки
с ЧПУ
В настоящее время в отечественной про-
мышленности эксплуатируются тысячи стан-
ков с программным управлением. К консоль-
но-фрезерным станкам с программным управ-
лением относятся станки 6Р11МФЗ-1, 6Р11ФЗ-1
(выпускаемое Дмитровским заводом фрезер-
ных станков на базе вертикально-фрезерного
станка 6М11), станки 6Р13ФЗ, 6Р13РФЗ,
6Р13ФЗ-37, а также станок 6Р13Ц с цикловым
программным управлением (выпускаемые Горь-
ковским заводом фрезерных станков).
Вертикально-фрезерный консольный ста-
нок 6Р11ФЗ-1 с ЧПУ, вертикальным непово-
ротным шпинделем и неповоротным столом
предназначен для объемного и контурного фре-
зерования деталей сложной конфигурации. Пе-
ремещения стола осуществляются по трем ко-
ординатам X, У и Z от системы программно! о
управления Н332М.
Вертикально-фрезерный консольный станок
6Р11МФЗ-1 с ЧПУ, с инструментальным ма-
газином и неповоротным столом предназначен
для мно! ооперационной обработки деталей
сложного профиля. На станке могут выпол-
няться за одну установку следующие виды об-
253
chipmaker.ru
работки; фрезерование, растачивание, сверле-
ние, зенкерование, развертывание, нарезание
резьбы и др. Станок оснащен системой прог-
раммного управления Н332М, имеет инструмен-
тальный магазин с восемью инструменталь-
ными гнездами для выполнения автоматичес-
кой смены инструмента. Станок может рабо-
тать одновременно ио трем координатам А',
У и Z. Станки 6Р11ФЗ-1 и 6Р11МФЗ-1 могут
быть использованы как в мелкосерийном, так
и в серийном производстве.
Станок 6Р13ФЗ с ЧПУ предназначен для
обработки концевыми и радиусными фрезами
заготовок деталей сложной конфигурации
(штампы, кулачки, копиры и др.). Обработка
пространственно-сложных фасонных поверх-
ностей достигается сочетанием движения стола
станка с обрабатываемой заготовкой в гори
зонтальной плоскости по двум координатам
(X — в продольном. У— в поперечном направ-
лениях) и вертикального перемещения шпин-
дельной головки с режущими инструментами.
Продольное перемещение стол получает от
редуктора с шаговым электродвигателем,' уста-
новленным на правом торце салазок и от пе-
редачи винт — гайка качения Возможны дви-
жения по оси X в пределах +500 мм. Попереч-
ное перемещение салазок со столом (по оси
У в пределах +200 мм) осуществляется от ана-
логичного привода, установленного в консоли.
Ходовой шариковый винт для поперечного
перемещения салазок со столом выполнен вра-
щающимся в шарикоподшипниках и смонти-
рован в корпусе консоли.
Вертикальное перемещение консоли осу-
ществляется от гидродвигателя, установлен-
ного на правой стенке консоли через пару ко-
нических зубчатых колес и винтовую пару.
Когда ползун находится в крайнем верхнем
положении, возможно движение по оси, рав-
ное + 150 мм. Режущий инструмент в шпинде-
ле крепится механизмом зажима инструмента,
смонтированным в верхней части ползуна.
Станок укомплектован стандартной гидро-
станцией. Гидравлический привод осуществля-
ет продольное и поперечное перемещения сто-
ла, вертикальное перемещение консоли и пол-
зуна. Гидропривод включает насосную стан-
цию. три электрогидроусилителя вращения,
гидромотор, гидроцилиндр отжима инстру-
мента, аппаратуру управления и коммуника-
ции
Насосная станция представляет собой авто-
номный узел и включает резервуар для масла
насосный аппарат, систему подпитки, филы-
254
рации и охлаждения рабочей жидкости, а так-
же необходимую контрольно-регулирующую
аппаратуру. Насосная станция автоматически
изменяет производительность насоса в соот-
ветствии с расходом, потребляемым гидросис-
темой при постоянном давлении в напорной
и сливной магистралях. Электрогидроусилите-
ли вращения предназначены для продольного
и поперечного перемещений стола, а также
для вертикального перемещения ползуна по
заданной программе; гидромотор — для вер-
тикального перемещения консоли.
Станок 6Р13РФЗ предназначен для фрезе-
рования, развертывания и зенкерования дета-
лей. Смена инструмента осуществляется по-
воротной револьверной головкой по програм-
ме. Один из пяти шпинделей револьверной го-
ловки (силовой шпиндель) предназначен для
работ торцовыми фрезами диаметром до 125 мм
и концевыми фрезами диаметром до 50 мм.
Остальные четыре малых шпинделя рекомен-
дуется использовать для фрезерных работ кон-
цевыми фрезами диаметром до 40 мм, для свер-
ления, зенкерования и развертывания отверстий
до диаметра 20 мм, для рассверливания от-
верстий до диаметра 30 мм. Крепление оправ-
ки с инструментом в силовом шпинделе про-
изводится шомполом, а в малых шпинделях —
накидной гайкой. Наличие гильзы в малых
шпинделях позволяет регулировать вылет ин-
струмента в пределах от 0 до 30 мм
Для установки различных инструментов
в коническом отверстии шпинделей имеются
переходные втулки и оправки. Обрабатываемые
детали могут закреплять непосредственно на
рабочей поверхности стола прихватами или
в приспособлении. Для выверки приспособле-
ний на столе имеется калиброванный продоль-
ный (средний) паз. а также калиброванное от-
верстие 0 40 А3.
На рис. 293 показан вертикальный консоль-
но-фрезерный станок 6Р13ФЗ-37 с ЧПУ. Ста-
нок предназначен для обработки плоскостей,
кулачков, пространственно-сложных фасонных
поверхностей (типа штампов, пресс-форм, ко-
пира и др.) в единичном и серийном производ-
стве. Обработка пространственно-сложных фа-
сонных поверхностей достигается сочетанием
движений стола с обрабатываемой заготовкой
в горизонтальной плоскости по двум коорди-
натам (X — в продольном перемещении столг
У — в поперечном движении салазок) и верти-
кальным перемещением вдоль оси шпиндель-
ной головки с режущим инструментом. Для
обработки применяются торцовые, концевые.
chipmaker.ru
копировальные округленные цилиндрические и
конические фрезы. На станке может произво-
диться также центрование, сверление, рассвер-
ливание, зенкерование и в отдельных случаях
эастачивание отверстий.
Инструментальный магазин расположен в
рабочей зоне и имеет пронумерованные гнезда.
Смена инструмента производится вручную.
Цифровой индикатор на пульте программно-
го управления показывает номер гнезда с ин-
струментом для выполнения определенной опе-
рации.
Автоматическое изменение частоты враще-
ния шпинделя осуществляется от программо-
носителя. В станке применена импульсно-фа-
зовая следящая система числового програм-
много управления с вводом информации на пер-
форированной ленте. Станок оснащен устрой-
ством числового программного управления
НЗЗ-2М. Кодирование программы работы
устройства НЗЗ-2М производится в соответ-
ствии с кодом ИСО-7 бит (ГОСТ 13052- 74).
Вертикально-фрезерный консольный ста-
нок 6Р13Ц с цикловым программным управле-
нием спроектирован на базе станка 6Р13 (см.
рис. 19). Он предназначен для обработки дета-
лей сложной конфигурации в автоматическом
цикле по трем координатам при мелкосерийном
и серийном производстве. Программа обработ-
ки задается при помощи штекерной панели и
кулачков, установленных на съемных плитах.
Станок оснащен устройством для быстрою
закрепления торцовых, концевых фрез, сверл
и других инструментов. На станке можно ра-
ботать и в режиме ручного управления.
Г оризонтально-фрезерные станки для
объемной обработки с ЧПУ 6Б443ГФЗ,
6Б444ФЗ, 6Б445ФЗ Ленинградского станко-
строительного завода им. Я. М. Свердлова с
шириной стола соответственно 630, 1000 и
1600 мм предназначаются для обработки про-
странственно-сложных фасонных поверх-
ностей.
Все рабочие узлы станков перемещаются
по высокоточным направляющим качения. Они
оснащены устройством ЧПУ Н55-2, которое
позволяет производить предварительный на-
бор координат и установку перемещения инст-
румента в точку с заданными координатами
по заданной траектории с заданной скоростью.
Горизонтально-фрезерный станок 6Б444ФЗ
предназначается для обработки пространсз -
венно-сложных фасонных поверхностей. Все
рабочие узлы станка перемешаются по высо-
коточным направляющим качения. Он осна-
Рис. 293. Вертикально-фрезерный станок
6РГЗФЗ-37 (с ЧПУ)
щен устройством ЧПУ Н55-2, которое позво-
ляет производить предварительный набор ко-
ординат и установку перемещения инструмен-
та в точку с заданными координатами по за-
данной траектории с заданной скоростью. Про-
дольно-фрезерный станок 6М61ОФ4 Мин-
ского станкостроительного завода им. Ок-
тябрьской революции также оснашен устройст
вом ЧПУ Н55-2
§ 91. Зубофрезерный станок
с ЧПУ
Применение электронно-механических ки-
нематических цепей в зуборезных станках спо-
собствует дальнейшему совершенствованию
процесса зубообработки. Использование в
современных зубофрезерных станках червяч-
ных многозаходных фрез, изготовленных из
сталей новых марок, увеличение жесткости и
виброустойчивости станков, повышение мощ-
ности приводов основных цепей позволили
применять повышенные режимы обработки и
значительно сократить основное технологичес-
кое время. Применение ЧПУ в зубофрезерных
станках для настройки на различные параметры
обработки и для управления циклом зубонаре-
зания позволило в свою очередь значительно
сократить время, затрачиваемое на различные
вспомогательные операции. Наибольший эф-
фект от использования зубофрезерного станка
с ЧПУ может быть получен в таких условиях
производства, где требуется частая переналад-
ка станка на другие параметры обрабатывае-
255
chipmaker.ru
Рис. 294. Зубофрезерный станок МА70Ф4 (с ЧПУ)
мых зубчатых колес и где доля вспомог атель-
ного времени в общем времени обработки до-
статочно велика, т. е. в условиях мелкосерийно-
го и серийного производства при достаточно
большом его объеме.
ЧПУ в зуборезных станках используется
в виде комплексной системы управления цик-
лом обработки и наладки, включая установоч-
ные перемещения узлов и замену части механи-
ческих кинематических связей на связи с элек-
тронным управлением приводами. Примене-
ние электронных систем управления циклом
обработки расширяет универсальность зу-
борезных станков, а также позволяет простыми
способами, получать зуб с модифицированной
формой, в том числе бочкообразный, конусный
и др.
В мировой практике известны различные
конструктивные исполнения зубофрезерных
станков с ЧПУ, основанные на новых техни-
ческих решениях, и в настоящее время со-
вершенствование таких станков продолжается.
Первый отечественный зубофрезерный ста-
нок с ЧПУ МА70Ф4, заложивший 'основу для
целой серии таких станков, показан на рис. 294.
Станок работает по методу обката червячной
фрезой. Состоит из станины /, по направляю-
щим которой в горизонтальном направлении
перемещается стойка 6. Во время процесса ре-
гания стойка прижимается к направляющим
станины гидравлическими зажимами. Сверху
256
стойки находится главный привод и привод осе-
вых подач 7, а также винт подачи 8 По верти-
кальным направляющим стойки перемещается
каретка 10, несущая на себе суппорт 11. На ле-
вом торце станины расположена коробка деле-
ния 4, в которой также находится привод ра-
диальной подачи. На правой стороне станины
закреплен корпус стола 14, несущий в себе шпин-
дель изделий 13. Здесь же находится контрпод-
держка 12. Резервуар с охлаждающей жид-
костью 15 находится сзади станка. Управление
рабочим и наладочным циклом осуществляет-
ся с пультов 2 и 5, а также с пульта, находяще-
гося на электронной системе. Контроль поло-
жения червячной фрезы относительно шпинделя
и делия осуществляется по шкале линейки,
находящейся на стойке 6, и по микроскопу 3.
укрепленному на станине. Зона обработки за
щищена дверкой 9, передвигаемой в обе
стороны.
Основные технические данные станка
Наибольший диаметр устанав- ливаемого изделия, мм . . 320
Наибольший модуль нарезае-
мых колес, мм . ... 6
Наибольшая ширина венца ко-
леса, мм Наибольший угол наклона 200
зубьев, град Размеры устанавливаемых чер- вячных фрез, мм: - ±45
диаметр 160
длина 220
Частота вращения фрезы, об/мин . . Пределы рабочих подач, мм/мин: 60—250
продольных 1—100
радиальных 1- 100
тангенциальных 0,4—100
Масса станка, т 7
Принципиальная схема кинематических свя
зей станка МА70Ф4 приведена на рис. 295.
Установочные перемещения узлов осуществ-
ляются от отдельных электродвигателей: Ml —
перемещения фрезерной стойки для изменения
межосевого расстояния; М2 — вращение диф-
ференциала; М3 — перемещение суппорта с
фрезой вдоль оси изделия; М4 — вращение
фрезы и стола с изделием (главный привод).
М5 — перемещение фрезерной каретки вдоль
оси инструмента. Все электродвигатели снаб-
жены датчиками обратной связи и управляю
ся системой ЧПУ по определенным зависимое
тям для согласованного их вращения. Пере
мешения исполнительных органов дисг ретны.
r.ru
Рис. 295. Кинематическая схема зубофрезерного станка с ЧПУ
г. е. прерывисты, и состоят из отдельных мик-
роперемещений, сливающихся в единое пере
мещение узла или инструмента. Для согласо
ванного вращения приводов достаточно ввес-
ти в систему ЧПУ данные параметров обраба-
тываемых колес, режимы резания, а также ис-
ходные и конечные пути перемещений.
Пульт управления системы ЧПУ — клавиш-
ного типа с высвечиванием набранных устано-
вок на экране дисплея. Управление циклом ра-
боты производится от постоянных программ
памяти системы, в которой заложены три ос-
новных цикла: обработка косозубого колеса
с радиальным врезанием за два рабочих хода,
обработка прямозубого блока из двух зубча-
тых колес и обработка червячного колеса с ра-
диальным врезанием и осевой подачей инстру-
мента вдоль его оси. На базе основных циклов
исключением величин некоторых перемещений
могут быть получены упрощенные циклы.
9-91
§ 92. Обрабатывающие центры
Под обрабатывающими центрами (много-
инструментальными, многоцелевыми, много-
операционными станками) понимают автома-
тизированные станки с ЧПУ, обеспечивающие
выполнение разнообразных видов обработки
при одном закреплении детали и с автомати-
ческой сменой инструмента. В инструменталь-
ных магазинах обрабатывающих центров раз-
мещается от б до 80 инструментов и более.
Обрабатывающие центры позволяют про-
изводить обработку деталей с одной или
нескольких сторон под разными углами при
минимальном количестве переустановок по ме-
тоду концентрации операций — на них можно
выполнять фрезерование, растачивание, свер-
ление и др. Это приводит к значительному по-
вышению точности и производительности об-
работки и позволяет заменить несколько уни-
257
chipmaker.ru
Рис. 296. Схема компоновок обрабатывающих
центров
258
нереальных станков, а также снизить количест-
во приспособлений.
Обрабатывающие центры позволяют вести
обработку деталей такой формы, которую труд-
но и даже невозможно получить на универсаль-
ных станках. Они сочетают в себе свойства
автоматических линий (многооперационность,
автоматический цикл) с гибкостью универсаль-
ных станков. Чем сложнее деталь и чем больше
операций и переходов требуется для ее изго-
товления, тем эффективнее применение обра-
батывающих центров.
Обслуживание этих станков не требует вы-
сокой квалификации рабочих. В обязанности
рабочего входит лишь загрузка станка заго-
товками и снятие обработанных деталей, в то
время как весь цикл обработки осуществляет-
ся автоматически.
Компоновка обрабатывающих центров ча-
ше всего выполняется по типу горизонтально-
расточного или бесконсольного горизонталь-
но-фрезерного станка. Такие станки предназна-
чаются для обработки корпусных деталей сред-
них размеров. Для деталей типа рычагов, ви-
лок н других используют компоновку по типу
вертикально-фрезерного станка с поворотным
столом. Компоновку с горизонтальным распо-
ложением шпинделя используют для обработ
ки длинных плоскостей. Обрабатывающие
центры с компоновкой по типу продольно-фре-
зерных станков с горизонтальным или верти-
кальным расположением шпинделя применя-
ют для обработки тяжелых деталей.
На рис. 296 приведены компоновки станков
по числу возможных перемещений узлов (пря-
молинейные перемещения и повороты): а —
трехкоординатный (трехосный) обрабатываю-
щий центр (ЗФ), б — четырехкоординатный
(четырехосный) обрабатывающий центр (4Ф)
и в — пятикоординатный (пятиосный) обраба-
тывающий центр (5Ф).
В последние годы станкостроителями на-
шей страны разработано и изготовлено боль-
шое количество конструкций многоинструмен-
тальных станков.
Так, для многооперационной обработки мел-
ких корпусных деталей в мелкосерийном и се-
рийном производстве Дмитровским заводом
фрезерных станков выпускаются две модели
многоинструментальных станков (размеры ра-
бочей поверхности стола 250 х 1000 мм) с уст-
ройствами ЧПУ НЗЗ-2М; многоинструмен-
тальный вертикально-фрезерный консольный
станок 6Р11МФЗВ с восемью инструментами
в магазине и многоинструментальный гори-
,ru
зонтально-фрезерный консольный станок
6Р81ГМФЗВ с емкостью инструментального
магазина 16 инструментов.
Для многооперационной обработки дета-
лей сложной конфигурации для мелкосерийно-
го и серийного производства Горьковский за-
вод фрезерных станков выпускает многоинстру-
ментальный вертикальный консольно-фрезер-
ный станок ГФ1700С2 с устройством ЧПУ
НЗЗ-2М (размер рабочей поверхности стола
400 х 1600 мм) с инструментальным магази-
ном емкостью 18 инструментов, многоинстру-
ментальный продольно-фрезерный станок
с ЧПУ модели 6305Ф4 с размерами рабочей
поверхности столов: продольного 500 х
х 1250 Хгм и круглого — диаметром 630 мм
с 24 гнездами для инструментов в магазине и
многоинструментальный продольно-фрезер-
ный станок ГФ-1860 с устройством ЧПУ Н55-2
(размер рабочей поверхности сменных столов
630 х 630 мм) и с емкостью инструментального
магазина в 24 инструмента.
Все большее распространение получают
станки с предварительным набором (предна
бором) координат и числовой индикацией. Сис
тема индикации позволяет производить визу-
альный контроль положений шпиндельной баб-
ки и стола при всех режимах работы станка. Эта
система позволяет производить фрезерование
на предварите льно набранный размер, а также
автоматическую установку координат обраба-
тываемых отверстий с высокой точностью.
Имеется тенденция к увеличению скорости
быстрых перемещений до 12—14 м/мин и к
быстродействию устройств автоматической
смены инструментов. На станках осуществля-
ется диагностирование неисправностей
устройств ЧПУ. Следует также отметить осна-
щенность станков устройствами активного
контроля, автоматического сОора и отводи
стружки, устройствами контроля состояния ре-
жущего инструмента — все это обеспечивает
работу станка без вмешательства оператора.
Отличительной особенностью новых метал-
лорежущих станков является их оснащение
устройствами ЧПУ типа CNC, в том числе на
базе микропроцессоров. Устройства имеют не-
большой габарит, что позволяет встраивать
их в станок в наиболее удобном для оператора
месте. Повышение производительности осу-
ществляется также за счет увеличения числа
фрезерных шпинделей и внедрения адаптив-
ной системы управления. Система адаптивно-
го управления в этих станках основана на из-
мерении мощности, потребляемой приводом
главного движения, причем допустимые зна-
чения мощности программируются для каждо-
го отдельного инструмента. При незначитель-
ном изменении припуска или твердости обра-
батываемого материала автоматически изме-
няется скорость резания. 'Если указанные па-
раметры значительно изменяются, то одновре-
менно автоматически изменяются по определен
ному закону скорость резания и подача Скон-
струированы обрабатывающие центры, несу-
щие многоинструментные головки со сменны-
ми барабанами, — так называемые суперцент-
ры. На этих станках могут быть обраоотаны
до 20 типоразмеров деталей.
§ 93. Автоматизированные
участки станков с ЧПУ
Одним из способов получения максимально-
го экономического эффекта от внедрения стан-
ков с ЧПУ является концентрация станков на
отдельных участках или в цехах. Такая концент-
рация имеет следующие преимущества дает
возможность организовать технологический
поток при обработке сложных деталей; при-
менять групповую обработку деталей; приме-
нять многостаночное обслуживание; повысить
надежность работа, станков; снизить затраты
на обслуживающий персонал и др. По мепе
увеличения станочного парка и накопления
опыта эксплуатации станков структура участ-
ков (цехов) с ЧПУ будет совершенствоваться,
будут применяться групповое и централизо-
ванное управление станками с ЧПУ, создавать-
ся автоматизированные участки станков с ЧПУ.
Организация таких участков является первым
шагом к соз Данию больших автоматизирован-
ных систем, в которых планирование производ-
ства, определение оптимальной технологии и
режимов обработки, а также управление стан-
ками осуществляется с помощью вычислитель-
ной техники.
Из метачлорежущих станков с ЧПУ, в осо-
бенности из многоцелевых станков, целесооб-
разно организовать автоматизированные участ-
ки для комплексной обработки определенных
типов деталей. ЭНИМСом и заводом «Станко-
конструкция» впервые создан автоматизиро-
ванный участок АУ-1, укомплектованный стан-
ками с ЧПУ для обработки деталей типа тел
вращения Для обработки корпусных деталей
средних размеров создано автоматизирован-
ное производство АП-1 с централизованным
управлением от ЭВМ и автоматизированной
подготовкой управляющих программ.
9
259
chipmaker.ru
Автоматизированная система АСК-10 для
обработки корпусных деталей, разработанная
в ЭНИМСе, работает на заводе фрезерных
станков «Жальгирис». Особенностью станков,
входящих в АСК-10, в отличие от станков АП-1
является их взаимозаменяемость по техноло-
гическому назначению, полная унификация ос-
настки, режущего и вспомогательного инстру-
мента. Механизированы и автоматизированы
подготовка баз под детали, отвод стружки из
зоны резания и другие вспомогательные опера-
ции, что сокращает время «присутствия» опе-
ратора у станка.
Примером может служить также автомати-
ческий участок из трех металлорежущих станков
с ЧПУ для обработки валов электродвигате-
лей массой до 160 кг на Московском электро-
машиностроительном заводе «Динамо». Эти
станки обслуживает робот. Участок обеспечи-
вает годовой выпуск 32 000 валов 30 наимено-
ваний.
В одиннадцатой пятилетке на основе исполь-
зования оборудования с ЧПУ и средств вычис-
лительной техники будут созданы типовые
комплексно автоматизированные участки
для механической обработки деталей, выпускае-
мых мелкими и средними сериями, позволяю-
щие обеспечить повышение производительнос-
|и труда в 4- 5 раз. Основным направлением
в области совершенствования станочных комп-
лексов или так называемых автоматических
технологических модулей является их гибкост ь
с обязательным наличием роботов на базе
трудосберегаюшей (безлюдной) технологии.
Автоматические технологические модули мо-
гут состоять из нескольких станков (обрабаты
вающих центров, универсальных и др.), а также
роботов. транспортно-накопительной сис-
темы, системы автоматического контроля,
склада и др. Они могут переналаживаться на
обработку определенной номенклатуры дета-
тей.
§ 94. Правила технической
эксплуатации станков с ЧПУ
ЭНИМСом разработаны «Правила техни-
ческой эксплуатации станков с устройством
числового программного управления» (1972).
Эти правила включают следующие разделы:
устройство помещений, устройство оснований
и монтаж станков с ЧПУ, работа на станках
с ЧПУ, уход за станками с устройствами ЧПУ,
надзор за соблюдением правил эксплуатации
и состоянием станков с ЧПУ. Приведем неко-
260
торые положения из указанных правил эксплуа-
тации.
Длительное сохранение у металле режущих
станков с ЧПУ первоначальных технических
показателей возможно только при установке
их в закрытых отапливаемых помещениях. Стан-
ки с ЧПУ классов Н и П можно устанавливать
в общих помещениях механических цехов, стан-
ки с ЧПУ классов В и А следует устанавливать
только в изолированных помещениях.
На станках с ЧПУ классов В и А произво-
дят только те виды работ, которые указаны
в заводских руководствах по эксплуатации стан-
ков. Станки с ЧПУ более высокого класса
точности не следует использовать для обработ-
ки деталей, которые по точности, заданной чер-
тежом, могут быть обработаны на станках низ-
шего класса. На станках с ЧПУ не допускается
работа затупившимся инструментом. К налад-
ке станков и устройств ЧПУ могут допускаться
только квалифицированные наладчики, к ра-
боте на этих станках и их обслуживанию до-
пускаются только лица, изучившие конструк-
тивные и технологические особенности станков
и устройства ЧПУ и правила технической экс-
плуатации, прошедшие специальный инструк-
таж, сдавшие экзамен заводской квалификаци-
онной комиссии и получившие удостоверение
на право работы на станках или их обслужива-
ния и ремонта.
Уход за станками с устройствами ЧПУ со-
стоит из ежедневного и периодического пла-
нового осмотра и проверки станков, их электро-
оборудования и устройств ЧПУ, постоянного
поддержания чистоты станков и устройств ЧПУ,
систематической смазки всех поверхностей тре-
ния и устройств ЧПУ и др.
Обязательный ежедневный профилактичес-
кий осмотр станка и устройств ЧПУ в начале
каждой смены производят оператор, дежурный
слесарь, наладчик устройств ЧПУ. Убедившись
в отсутствии у станка и устройств ЧПУ внеш-
них повреждений, препятствующих пуску стан-
ка, оператор включает устройство ЧПУ и про-
веряет его работоспособность на холостом
ходу приводов станка: наличие напряжений,
функционирование органов управления и ис-
правность сигнализации на пульте управления.
Каждый раз перед вводом программы оператор
проверяет чистоту деталей лентопротяжного
механизма, очищает его от пыли (без разборки),
а при необходимости промывает спиртом.
Если рабочая программа выполняется со
сбоями или не идет, оператор записывает дат,
и время остановки, предполагаемую причин}
chipmaker.ru
отказа и вызывает дежурного слесаря, налад-
чика устройств ЧПУ или дежурного электрика.
После устранения неисправности оператор от-
мечает в журнале время простоя станка в ре-
монте, причину сбоя и отказа, наименования
замененных или отремонтированных деталей,
узлов, блоков.
Перед началом работы оператору следует
также тщательно осмотреть станок и пулы
программного управления, установить все ру-
коятки ручного управления в нейтральное по-
ложение. Перед началом обработки необходи-
мо включить лентопротяжный механизм пуль-
та управления и проверить его работу на всех
режимах, проверить плавность перемещения
рабочих органов станка от пульта и тумблеров
ручного управления на всех подачах, убедить-
ся в наличии нормального давления в гидро-
системе при включении каждой подачи и при
совместной работе всех подач на максимальных
режимах.
В процессе работы станочник-оператор дол-
жен следить за уровнем масла в баке гидросис-
темы, а также за нормальной подачей СОЖ.
Он должен внимательно смотреть за работой
и смазкой шпинделя и всех частей станка и в
случае замеченной неисправности (нагрев, стук
и т. д.) немедленно остановить станок и вызваз ь
ответственных лиц для устранения неисправ-
ности.
Устранение каких-либо неисправностей на
ходу станка не производить. Проверку и уста-
новку обрабатываемой заготовки следует про-
изводить только после полной остановки стан-
ка. Необходимо следить за отсутствием сбоев.
При наличии сбоев нажать кнопку остановки
лентопротяжного механизма и вызвать налад-
чика.
Оператор должен удалять стружку со стола
прецизионного станка после снятия каждой об-
работанной детали. Для удаления стружки со
столов, салазок и станин станков с ЧПУ сле-
дует применять капроновые или щез инные щет-
ки. Для этой же цели могут быть использованы
пылесосы. Категорически запрещается обдув-
ка станков с ЧПУ сжатым воздухом и приме-
нение металлических щеток и крючков.
По окончании смены станок и устройства
ЧПУ необходимо тщательно очистить и об-
тереть. Наружные поверхности должны быть
смазаны маслом, указанным в инструкции.
Все остальные поверхности обтирают чистыми
(стираными) хлопчатобумажными, льняными
или фланелевыми техническими салфетками,
пропитанными маслом. Недопустимо приме-
нение обтирочных концов, выпускаемых в виде
спрессованных гюков, нестираных тканевых
лоскутов, содержащих обрывки нитей, вклю-
чения ваты и различный сор.
Станочнику-опера гору категорически
запрещается отлучаться во время работы от
работающего станка (станков), передоверять
станок другому лицу, разрешать посторонним
лицам подходить к станку и касаться органов
управления, открывать пулы и электрошкафы
При двух- и трехсменной работе оператор,
очистив и протерев станок, должен передать
его сменщику.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чем преимущества станков с прог раммным управ-
лением перед универсальными станками?
2. Какие отличительные ""оСенности имеет кинема-
тическая схема зубофрезерного станка с ЧПУ?
3. Какие станки относятся к обрабатывающим пент-
рам?
4. Какие вы знаете правила эксплуатации стайкой
с числовым программным управлением?
Глава 19
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СТАНДАРТИЗАЦИИ
И КАЧЕСТВЕ ПРОДУКЦИИ
§ 95. Понятие о стандартизации
Стандартизация — это установле-
ние и применение правил для упорядочения
деятельности в определенной области на пользу
и при участии всех заинтересованных сторон.
в частности для достижения всеобщей оптималь-
ной экономии при соблюдении условий эксплуа-
тации (использования) и требований безопас-
ности.
Стандарт — это документ, который яв-
ляется результатом конкретной работы по стан-
261
chipmaker.ru
дартйзации, выполнен на основе достижений
науки, техники и практического опыта и ут-
вержден компетентной организацией. В нашей
стране была разработана Государственная сис-
тема стандартизации (ГСС). Она предусматри-
вает следующие категории стандартов: госу-
дарственные (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), рес-
публиканские (РСТ) и стандарты предприятия
(СТП).
Применение государственных стандартов
обязательно для всех предприятий, организаций
и учреждений страны Отраслевыми стандар-
тами пользуются все предприятия и организа-
ции данной отрасли (например, автомобильной,
станкостроительной, инструментальной и т. д.')
а также смежных отраслей (заказчиков), приме-
няющих (потребляющих) продукцию данной
отрасли. Республиканские стандарты обяза-
тельны для всех предприятий и организаций
республиканского и местного подчинения дан-
ной союзной республики независимо от их
ведомственной принадлежности. Стандарты
предприятий действуют только в пределах этих
предприятий.
ГОСТы устанавливаются на продукцию мас-
сового и крупносерийного производства меж-
отраслевого применения. Они предусматрива-
ют типы, марки, формы, размеры и другие
параметры изделий (машин, приборов, инстру-
ментов, материалов и др.), технические тре-
бования к ним, методы испытаний и т. д.
Стандартами устанавливаются единые еди-
ницы измерений, обозначений, научно-техни-
ческая терминология, определения, единая сис-
тема документации и т. д. Каждый стандарт
имеет номер с указанием года его утвержде-
ния.
При разработке отечественных стандартов
учитываются разработки международных орга-
низаций по стандартизации. Это необходимо
для обеспечения взаимозаменяемости деталей
и стандартных узлов машин, изготовленных в
разных странах, а также для удобства их экс-
плуатации.
Крупнейшей организацией в области стан-
дартизации является Международная органи-
зация по стандартизации (ИСО), объединяю-
щая в настоящее время свыше 70 стран (в том
числе и СССР). Она выпускает международ-
ные стандарты, которые представляется воз-
можным непосредственно использовать в на-
циональных стандартах.
В рамках Совета Экономической Взаимо-
помощи (СЭВ), который объединяет социали-
стические страны, созданы Постоянная комис-
сия СЭВ по стандартизации (ПКС), Институт
СЭВ по стандартизации и Отдел стандартизг
ции секретариата СЭВ.
§ 96. Понятие о качестве
продукции в машиностроении
Качество продукции — один из важнейших
показателей деятельности предприятия. Под
качеством продукции понимают со-
вокупность свойств продукции, обусловливаю-
щих ее пригодность удовлетворять определен-
ные потребности применительно к ее назна-
чению (ГОСТ 15467—70).
Качество машин зависит от многих факто-
ров, перечислим основные технические, опре-
деляющие технический уровень конструкции,
надежность и другие показатели качества кон-
струкции вып скаемо. о оборудования, а также
технологические и контрольные процессы его
изготовления; производственные, характеризу-
ющиеся техническим уровнем технологического
оборудования и прежде всего его способностью
обеспечить точность и заданный класс шеро-
ховатости поверхности; квалификационные, к
•которым относится квалификация занятых в
производстве рабочих, контролеров и других
исполнителей; организационные, характеризу-
ющие состояние технологической дисциплины,
соблюдение принципов и методов научной ор-
ганизации труда; экономические, к числу кото-
рых относятся уровень цен на продукцию маши-
ностроения и потребляемые им материалы и
комплектующие изделия, порядок кредитования
и финансирования мероприятий по повышению
качества продукции, системы материального
стимулирования за достижения в этой области
и др.
Улучшение качества продукции обычно свя-
зано с дополнительными затратами труда. По-
этому уровень качества продукции должен быть
оптимальным, обеспечивающим удовлет-
ворение потребности по определенному назна-
чению при минимальных затратах на производ-
ство и эксплуатацию этой продукции. В боль-
шинстве случаев оптимальный уровень качества
должен быть максимально достижимым при
современном состоянии науки и техники.
Показатель качества машины —
это количественное выражение одного или не-
скольких свойств машины применительно к
определенным условиям ее создания и эксплуа-
тации (ГОСТ 15467—70)
_ Методы количественной оценки показателей
262
chipmaker.ru
качества составляют содержание новой науки —
квалиметрии. Последняя занимается раз-
работкой правил и приемов для сбора и обра-
ботки исходных данных при определении коли-
чественных показателей качества, устанавли-
вает требования к точности их вычисления,
к составу показателей качества при его плани-
ровании и т. д. Показатели качества делятся
на единичные и комплексные. Единичные по-
казатели качества машин подразделяются на
эксплуатационные показатели технического
уровня и производственно-технологические (по-
казатели технологичности).
К эксплуатационным показа-
телям технического уровня относятся пока-
затели назначения, надежности, эргономики,
эстетики и патентно-правовые. Показате-
ли назначения характеризуют степень
соответствия машины ее целевому назначению,
конструктивное исполнение и основные раз-
меры, мощность, производительность, к. п. д.
и др.
Надежность — важнейший показатель каче-
ства изделия. Под надежностью пони-
мают свойство изделий выполнять заданные
функции, сохраняя свои эксплуатационные по-
казатели в заданных пределах в течение требуе-
мого промежутка времени или требуемой на-
работки. К показателям надежно-
сти относятся безотказность, долговечность,
ремонтопригодность и сохраняемость.
Безотказностью называется свой-
ство машины выполнять заданные функции,
сохраняя свои эксплуатационные показатели в
заданных пределах в течение требуемого проме-
жутка времени или требуемой нарабозки в
конкретных условиях и режимах эксплуатации
этой машины. Показатели безотказности: ве-
роятность безотказной работы в течение опре-
деленного промежутка времени, средняя нара-
ботка до первого отказа, наработка на отказ,
интенсивность отказов, гарантийная нара-
ботка.
Долговечность машины характери-
зует ее сроки службы с учетом физического и
морального износа до первого капитального
ремонта, модернизации или списания. Показа-
телями долговечности являются ресурс, средний
срок службы, срок службы до первого капиталь-
ного ремонта, межремонтный срок службы,
срок службы до списания и др.
Ремонтопригодность — свойство
машины, заключающееся в ее приспособлен-
ности к предупреждению, обнаружению и устра-
нению отказов и неисправностей путем прове-
дения технического обслуживания и ремонтов
К показателям ремонтопригодности относятся
среднее время восстановления, средняя трудо-
емкость ремонтов и др.
Сохраняемость — свойство машин
сохранять обусловленные эксплуатационные по-
казатели в течение и после срока хранения и
транспортирования, установленного в техниче-
ской документации.
Отказом называют неисправность, без
устранения которой невозможно дальнейшее
выполнение машиной (или аппаратурой) всех
или хотя бы одной из основных ее функций.
По ряду признаков отказы делятся на полный,
неполный (частичный), катастрофический, па-
раметрический, внезапный, постепенный и др.
Полный отказ — отказ, при возникно-
вении которого невозможно использовать ма-
шину до устранения причины отказа. Частич-
ный отказ- -отказ, связанный с ухудше-
нием работы одного или нескольких узлов
машины. Катастрофический от-
каз — отказ машины, приводящий к полному
нарушению работоспособности (например, от-
казы при коротком замыкании, поломке и
деформации деталей или узлов машины и т. п.).
Параметрические отказы выража-
ются в ухудшении качества функционирования
изделия (например, потеря точности станка).
Надежность в отношении отсутствия парамет-
рических отказов называют параметри-
ческой надежностью. Для оценки на-
дежности и долговечности принимаются следу-
ющие основные показатели: безотказность, ко-
эффициент технического использования, тех-
нический ресурс, срок службы и гарантийный
срок службы.
Коэффициент техническогоис-
пользования — отношение времени рабо-
ты к полному времени, включая ремонт, про-
филактику и др. Технический ресурс
(ресурс) — сумма интервалов времени без-
отказной работы изделия за период эксплуата-
ции до разрушения или другого предельного
состояния. Срок службы — календарная
продолжительность эксплуатации изделия до
разрушения или другого предельного состоя-
ния, например до капитального ремонта. Г а-
рантийный срок службы — календар-
ная продолжительность эксплуатации изделия,
в течение которой завод-изготовитель гаранти-
рует исправность и несет материальную ответ-
ственность за возникшие неисправности при
условии соблюдения правил эксплуатации изде-
лия.
263
chipmaker.ru
Эргономические показатели
характеризуют машину в системе человек
машина и учитывают ее приспособленность к
физиологическим, инженерно-психологическим
и другим свойствам человека, проявляющимся
в производственных процессах.
Художественно-конструктор-
ский уровень (техническая эстетика) изде-
лия определяется сопоставлением его с лучшими
промышленными образцами с учетом современ-
ных требований и тенденций технической эсте-
тики, при обязательном сравнении удобства
обслуживания, управления, облегчения условий
труда
Патентно-правовые показатели
характеризуют качество и весомость новых
отечественных изобретений, реализованных в
данной машине. Они определяют степень ее
защиты принадлежащими отечественным пред-
приятиям и организациям авторскими свиде-
тельствами в СССР и патентами за рубежом.
Одновременно с показателем патентной защи-
ты определяется показатель патент-
ной чистоты. Этот показатель дает воз-
можность беспрепятственной реализации ма-
шины как в СССР, так и за рубежом.
§ 97. Единая система
государственного управления
качеством продукции (ЕСГ УКП)
Основной целью ЕСГ УКП является обеспе-
чение постоянных высоких темпов улучшения
качества всех видов продукции для удовлетво-
рения потребностей народного хозяйства и
населения. Эта цель достигается путем создания
и освоения в заданные сроки новых видов про-
дукции, которая по качественным и технико-
экономическим показателям соответствует до-
стижениям мировой науки и техники или пре-
восходит их. Основные принципы ЕСГ УКП:
органическая связь с системой управления на-
родным хозяйством в целом; управление ка-
чеством продукции осуществляется на всех
уровнях управления — межотраслевом, отрас-
левом, объединений и предприятий;управление
качеством продукции проводится на всех ста-
диях — исследование и проектирование, изго-
товление, реализация и эксплуатация; принцип
комплексности, т. е. разработка и реализация
в таимосвязанных технических организацион-
ных, экономических и социальных мероприятий
но улучшению качества продукции; объектив-
264
ная ежедневная оценка качества труда всех
исполнителей; сочетание государственных и об-
щественных методов управления; организаци-
онно-методической основой управления каче-
ством является Государственная система стан-
дартизации. На уровне межотраслевого управ-
ления качеством применяются ГОСТы, на уров-
не отрасли — ОСТы и на уровне предприятий —
стандарты предприятий (СТП).
§ 98. Аттестация качества
промышленной продукции
Аттестация качества продукции является
важнейшей составной частью Единой системы
государственного управления качеством про-
дукции. Основными задачами аттестации явля-
ются увеличение объемов производства продук-
ции, соответствующей лучшим отечественным
и мировым достижениям или превосходящей
их. Аттестации-подлежит вся продукция, опре-
деляющая профиль министерства или ведом-
ства.
Продукция машиностроительных предприя-
тий делится на три категории — высшую, пер-
вую и вторую. К высшей кате! ории отно-
сят продукцию, которая по своим показателям
соответствует лучшим отечественным или ми
ровым достижениям или превосходит их, кон-
курентноспособна на внешнем рынке. Эта про-
дукция имеет стабильные показатели качества,
соответствует стандартам (техническим усло-
виям), учитывающим требования международ-
ных стандартов, обеспечивает экономическую
эффективность и удовлетворяет потребности
народного хозяйства и населения страны. Про-
дукции высшей категории качества присваива-
ется государственный Знак качества. Повышен-
ные показатели качества продукции, аттестуе-
мой государственным Знаком качества, вносят
в стандарты (технические условия) на эт) про-
дукцию в виде обязательных требований (пока-
зателей, норм, характеристик).
К первой категории качества относится
продукция, показатели которой соответствуют
современным требованиям стандартов (тех-
нических условий); такая продукция удовлет-
воряет потребности народного хозяйства и
населения страны.
Ко второй категории относится продук-
ция, которая по своим показателям не соответ-
сгрует современным требованиям народного
хозяйства и потребностям населения страны.
chipmaker.ru
морально устарела п подлежит модернизации
или снятию с производства.
Одним из постоянно действующих факторов
в области управления качеством машинострои-
тельной продукции является ее аттестация.
Аттестации подлежит вся продукция. Аттеста-
цию производят государственные аттестацион-
ные комиссии, которые создаются машино-
строительными министерствами.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. От чего зависит качество машин?
2. Что такое надежность, долговечность машин?
3. Что называетси ремонтопригодностью машин?
4. Что такое технический ресурс, срок службы, га-
рантийный срок службы?
5. На какие категории делится продукция машнио-
строёиия?
Г л а в а 20
СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА
§ 99. Значение механизации
и автоматизации производства
Под механизацией технологических процес-
сов обычно понимают замену человеческого
труда работой машин. Автоматизация техноло-
гических процессов предусматривает механи-
зацию обслуживания и управления машинами,
их системами и производственными процессами
в целом. Непрерывный рост производитель-
ности труда в настоящее время обеспечивается
в первую очередь механизацией ручных работ
и автоматизацией производственных процессов.
Основным направлением работ в области
механизации и автоматизации является переход
к комплексной автоматизации,
к созданию полностью автоматизированных
участков, цехов и заводов. Комплексную меха-
низацию и автоматизацию следует прежде всего
внедрять в наиболее трудоемкие виды произ-
водства — литейное, прокатное и сварочное,
при транспортировке материалов, в области
механической обработки металлов и др.
Наряду с работами по механизации и авто-
матизации производственных процессов в круп-
носерийном и массовом производстве проводят-
ся работы по механизации и автоматизации в
мелкосерийном и серийном производстве. При
создании новых машин учитывают их способ-
ность работать в автоматических линиях. Для
широкого развития автоматизации необходи-
мым условием является разработка типовых
решений по отдельным автоматическим агре-
гатам и автоматическим линиям во всех отрас-
лях машиностроения. Быстрая смена многих
объектов производства требует повышения уни-
версальности автоматических машин, расши
рения номенклатуры обрабатываемых на них
заготовок и возможности быстрой переналадки.
Многие выпускаемые в настоящее время
металлорежущие станки оснащают типовыми
автоматическими загрузочными и разгруюч-
ными устройствами, а также устройствами для
автоматической подналадки инструмента в про-
цессе обработки заготовок и для контроля
качества готовых деталей. Механизированное
и автоматизированное производство должно
базироваться на прогрессивных технологиче-
ских процессах.
Экономическая эффективность механизации
и автоматизации технологических процессов
определяется следующими показателями: по-
вышение производительности труда, снижение
себестоимости выпускаемой продукции, обле! -
чение условий труда, оптимальный срок оку-
паемости и др.
Механизация и автоматизация имеют не
только большое экономическое, но и огромное
социальное значение. В социалистических усло-
виях автоматизация производственных процес-
сов отвечает насущным интересам трудящихся,
облегчает и коренным образом изменяет харак-
тер труда, создает условия для ликвидации
различий между умственным и физическим
трудом. Комплексная автомат изациия и меха-
низация производства является основным на-
правлением технического npoi ресса в СССР.
§ 100. Загрузочные устройства
фрезерных и зубофрезерных
станков
Загрузочно-разгрузочные приспособления
применяются при автоматизации загрузки (уст а-
новки) заготовок в рабочую зону станка и раз-
265
chipmaker.ru
Вразрядку Вразрядку
Рис. 297. Способы размещения заготовок в емкости
грузки (снятия) их после обработки и передачи
на транспортное устройство.
В загрузочных приспособлениях запас штуч
ных заготовок, находящихся в емкости (таре),
размещается тремя способами: магазинным,
штабельным и бункерным. При магазинном
способе де гали размещаются в емкости (таре)
в один ряд с промежутками или вплотную
(рис. 297, а); при штабельном способе — врас-
кладку или внакат в несколько рядов (рис. 297, б);
при бункерном способе — навалом (рис. 297, в).
В магазинных загрузочных приспособлениях
(рис. 298, а) запас заготовок в емкости 1 (таре)
размещается в один ряд. Заготовка, выйдя из
лотка 3, захватывается питателем 5 и подается
к станочному приспособлению, расположенно-
му в рабочей зоне станка. Для увеличения объе-
ма магазинного загрузочного приспособления
емкость 1 изготовлена в форме зигзагообраз-
ного лотка. В штабельных загрузочных при-
способлениях (рис 298, б) запас заготовок в
емкости 1 размещается в несколько рядов
(штабелем). Передача заготовок из лотка 3
в станочное приспособление, находящееся в
рабочей зоне станка, производится питателем 5.
266
В бункерных загрузочных приспособлениях
(рис. 298, в) запас заготовок в емкости 1 раз
мещается (сосредоточивается) беспорядочно,
навалом Эти приспособления имеют захваты-
вающее 2 и сбрасывающее б устройства. Захва-
тывающее устройство сокращает возвратно-
поступательное движение. Находясь в нижнем
положении, захват 2 поднимает из кучи несколь-
ко заготовок и, перемещаясь вьсрх. подносит
их к устройству 6, которое ориентирует и на-
правляет заготовки в лоток 3. Из лотка 3 пита-
тель 5 захватывает по одной заготовке и пере-
носит их к станочному приспособлению в ра-
бочую зону станка. На лотке 3 имеется отсе-
катель 4, предназначенный для отделения от
общего потока одной заготовки, поступающей
в питатель 5.
Бункер загрузочного приспособления -
это емкость, служащая для накопления одно-
родных штучных заготовок сравнительно ма-
лых размеров.
Магазин — емкость магазинного за-
грузочного приспособления для создания запаса
ориентированных заготовок. Магазины выпол-
няют также функции транспортных устройств.
Накопитель представляет собой не-
большую емкость в загрузочных приспособ-
лениях. Его устанавливают между бункером и
станком для обеспечения бесперебойного снаб-
жения станка заготовками.
Питатель — это механизм, служащий
для перемещения штучных заготовок из бун-
кера или накопителя в ориентированном поло-
жении в рабочую зону или на транспортную
систему станка.
Лоток — направляющее устройство, обес-
печивающее перемещение ориентированных за-
j отовок в питатель под действием собственного
веса или принудительно.
Скатом называется лоток, по которому
заготовки (детали) скатываются самотеком под
действием собственного веса.
Склизом называется лоток, по которому
заготовки (детали) при перемещении самотеком
скользят по плоскости лотка.
Отсекатель загрузочного приспособ-
ления предназначается для отделения одной
(или нескольких) заготовки от всего потока
и подачи ее (их) в зону обработки.
Делитель потока применяется для раз-
деления одного потока обрабатываемых заго-
товок на несколько потоков.
Ориентирующее устройство
предназначается для создания штучным заго-
товкам вполне определенного их расположения
chipmaker.ru
в пространстве вне зависимости от их исходного
положения до поступления в ориентирующее,
устройство.
Транспортные устройства. Для принудитель-
ного перемещения деталей с одной рабочей
позиции на другую применяются различные
транспортеры. Наиболее распространенными
из них являю .ся ленточные, цепные, элеваторы,
вибротранспортеры, роликовые, шаговые,
транспортеры гидравлического действия
и др.
Ленточные транспортеры позволяют
перемещать заготовки любой формы на значи-
тельные расстояния. Они пригодны для гори-
зонтального транспортирования и для транс-
портирования с небольшим углом наклона
(до 20%).
Цепные транспортеры используют обыч-
но для перемещения крупногабаритных заго-
товок большой массы.
Элеваторы являются разновидностью
цепных транспортеров, применяемых для вер-
тикального перемещения заготовок или пере-
мещения под большим углом наклона к гори-
зонту. Они используются в тех случаях, когда
заготовки необходимо переместить с одного
этажа на другой или от одного станка к другому
при разных уровнях их приемных устройств
(бункеров, транспортеров).
Вибротранспортеры применяются
главным образом при транспортировании срав-
нительно небольших заготовок. Принцип дей-
ствия их основан на том, что лотку сообщаются
колебания, за каждый цикл которых заготовки
совершают небольшие перемещения.
Роликовые транспортеры (роль-
ганги) со свободно или принудительно вращаю-
щимися роликами изготовляются в виде длин-
ных роликовых столов, располагаемых вдоль
рабочих мест, либо отдельных секций, уста-
навливаемых между отдельными рабочими мес-
тами.
Шаг о в ы е транспортеры обеспе-
чивают прерывистое (пошаговое) периодиче-
ское перемещение заготовок.
Транспортеры гидродинамическо-
го действия применяются для перемеще-
ния небольших заготовок потоком жидкости,
иногда в технологических растворах, например
при электрохимической обработке.
Оснащение фрезерных и зуборезных станков
автоматическими устройствами для установки
заготовок и снятия деталей повышает произ-
водительность и экономичность обработки, пре-
вращает станки в автоматы.
Рис. 298. Загрузочные приспособления
Загрузочные устройства фрезерных станков.
Дмитровский завод фрезерных станков разра-
ботал конструкцию станка ДФ867 (рис. 299)
для фрезерования прорезей в корончатых гай-
ках на базе серийно выпускаемого станка 6Р11
взамен ранее выпускавшихся станков ДФ60,
ДФ177 и ДФ800. Станок оснащен трехшпин-
дельной фрезерной головкой с гидрофицирован-
ным узлом рабочих подач заготовок. Для сокра-
щения затрат времени обработка осуществля-
ется в рамочном цикле (автоматические уско-
ренные и рабочие продольная и поперечная
подачи). Магазин крепится на стойке и имеет
возможность перемещаться с помощью винтов
в вертикальном и горизонтальном направле-
ниях. В верхней его части крепится лоток,
в котором размещаются гайки до загрузки.
Загрузка заготовок производится оператором-
с учетом расположения фаски в отверстии за1
готовки. Каждая гайка проходит последователь-
ную обработку прорезными фрезами через каж-
267
chipmaker.ru
дый из трех шпинделей. Из магазина заготовки
попадают на призму загрузочного устройства
и при движении его суппорта одна заготовка
насаживается на штифт делительного стола,
а при отходе суппорта одновременно с позиции
разгрузки обработанная дегаль снимается со
штыря. Производительность колеблется в за-
висимости от размера гайки от 140 шт./мин
(для МЗО) до 246 шт./мин (для М8). В последнее
время автоматизация фрезерных станков с ЧПУ.
главным образом обрабатывающих центров.
Рис. 299. Станок для фрезерования прорезей в ко-
рончатых гайках мод ДФ867
осуществляется с помощью простых манипуля-
торов и роботов, управляемых от системы ЧПУ.
Это позволяет на базе фрезерного станка соз-
дать универсальный быстропереналаживаемый
автоматизированный технологический комп-
лекс, который может быть использован как
самостоятельная технологическая единица, а
также и в составе поточной линии. Установку
заготовки и снятие обработанной детали осу-
ществляют манипуляторы. Такие автомати-
зированные комплексы снабжаются загрузоч-
ными устройствами. Для их эффективной ра-
боты применяют устройства для удаления
стружки со стола станка, и прежде всего из
зажимного устройства, так как она препятст-
вует точному базированию заготовок.
Загрузочные устройства зубофрезерных стан-
ков. Автоматы обычно предназначаются для
обработки одного или нескольких типоразме-
ров зубчатых колес. Обслуживание автоматов
многостаночное. Рабочий периодически запол-
няет заготовками накопители или транспорте-
ры, а также освобождает их от готовых деталей.
Конструкция загрузочных устройств зубо-
фрезерных автоматов определяется условиями
производства и зависит от конфигурации и
количества обрабатываемых деталей. Наиболее
простыми и универсальными являются загру-
зочные устройства, транспортеры которых рас-
положены вокруг задней стойки станка. На
рис 300, а—в показаны транспортеры с постоян-
ными гнездами («), со сменными гнездами (6),
с регулируемыми гнездами (в).
На рис. 301 показан транспортер зуборезного
автомата. Транспортер имеет жесткое кольцо 2,
расположенное вокруг задней стойки I станка.
Деталь обычно проходит над центром стола
станка, но может проходить и рядом. В этом
случае станок имеет перегружатель и накопи-
тель.
Рис. 300. Кольцевой транспортер
268
Рис. 302. Зубофрезерный автомат со штыревым
накопителем
Рис. 301. Зубофрезерный автомат с кольцевым
транспортером
Накопитель может быть круглой, овальной
или любой другой формы. Штыревой накопи-
тель, показанный на рис. 302, обеспечивает
работу станка в течение нескольких часов.
Деталь из накопителя подается в рабочую зону
перегружателем.
В условиях массового производства станки
объединяют в автоматические линии и снабжа-
ют единым транспортером. На рис. 303 показан
автомат, оснащенный перегружателем 2, кото-
рый снимает заготовку с общего цехового транс-
портера, укладывает ее на кольцевой питатель 1.
смонтированный на этом станке вокруг задней
стойки под углом, а затем берет готовую деталь
с этого же питателя и укладывает ее на цеховой
транспортер.
В автоматических линиях станки могут
быть расположены в один или два ряда, а
транспортеры могут быть размещены на
разных уровнях, например, как показано на
рис. 304.
§ 101. Промышленные роботы
Промышленный робот — перена-
лаживаемая автоматическая машина с ЧПУ,
применяемая в производственном процессе для
выполнения двигательных функций, анало! ич-
ных функциям человека при перемещении пред-
метов производства и (или) технологической ос-
настки. Отличительным признаком промыш-
ленного робота является наличие одного или
нескольких манипуляторов (механических рук).
Промышленные роботы являются эффектив-
ным средством повышения производительно-
сти труда, позволяющим осуществить комп
лексную автоматизацию производства Они ос-
вобождают человека от монотонных, тяжелых
и опасных работ, что имеет не только техни-
ческое, но и большое социальное значение.
Важным преимуществом роботов является
возможность их быстрой переналадки, осооеп-
но в условиях частой смены обьектов прот-
269
chipmaker.ru
Рис. 303. Зубофрезерный автомат с перегружателем
водства, например в комплексе со станками
с ЧПУ.
По конструктивно-технологическому приз-
наку промышленные роботы делятся на две
группы: подъемно-транспортные (около 80'о
мирового парка) и производственные (около
20%). К первой группе относятся роботы, ис-
пользуемые на разгрузочно-загрузочных и
транспортно-складских операциях. Роботы вто-
рой группы участвуют непосредственно в тех-
нологическом процессе (например, сварки, ок-
раски, контроля и сборки машин).
Рис. 304. Схема автоматической линии с транспортером на двух уровнял
270
chipmaker.ru
В механообработке используются, как пра-
вило, подъемно-транспортные роботы. С их
помощью могут быть автоматизированы сле-
дующие операции: установка — снятие заго-
товки на станке; контроль обработанных де-
талей; контроль правильности базирования за-
готовок на станке; смена и установка режущего
инструмента на станке; штабелирование дета-
лей или тары; обслуживание автоматизирован-
ных складов; транспортирование деталей от
станка к станку; внутрицеховое транспортиро-
вание; питание транспортеров; управление стан-
ками; очистка и обезжиривание; термическая
обработка; консервация и упаковка деталей и др.
Применение промышленных роботов предъ-
являет ряд требований к конструкции деталей
станков и вспомогательному оборудованию,
а также к планировке участка. Так, например,
рекомендуется автоматизировать с помощью
промышленных роботов загрузку деталей про-
стейших типов, имеющих поверхности для бази-
рования и захвата, масса детали не должна
превышать 500 кг. Существующие конструкции
универса юных с танков, как правило, мало при-
способлены к обслуживанию их роботами.
Промышленные роботы рекомендуется ис-
пользовать для обработки деталей на цикловых
станках-полуавтоматах, станках-полуавтоматах
с ЧПУ и автоматической сменой инструмента,
на специальных и агрегатных станках. Приме-
нение промышленных роботов будет эффектив-
ным тогда, когда будут применены вспомога-
тельное оборудование и оснастка (магазины,
накопители, специальная тара, захваты и др.).
Желательно, чтобы на позицию загрузки заго-
товка приходила ориентированной соответст-
венно ее положению на станке для выполнения
первой операции механической обработки. При
планировке участка необходимо прежде всего
предусмотреть все мероприятия по безопас-
ности труда (ограждение, сигнализация и др.).
На рис. 305 показан промышленный роЬот
ПР-25. Он предназначен для автоматизации
вспомогательных работ при обслуживании тех-
нологического оборудования: механической об-
работки. загрузочно-разгрузочных операций,
контактной сварки и др. Он состоит из манипу-
лятора системы позиционного управления и
комплектного электропривода. В состав комп-
лектного электропривода входят электродви-
гатели, датчики скорости и положения. Прог-
раммирование робота осуществляется , путем
обучения с пульта ручного управления и записью
команд на программоносителе системы управ-
ления. В роботе ПР 25 применены электромеха-
Рис. 305. Промышленный робот с пневматическим
приводом
нические приводы на базе асинхронных регули-
руемых электродвигателей серии 4А и безлюф-
товые винтовые пары качения.
Грузоподъемность — 25—50 кг
(в зависимости от скорости перемещения). Чис-
ло степеней свободы 5. Точность позициониро-
вания ±0,4 мм.
Промышленный робот «Циклон» (рис. 306)
предназначается для автоматизации разгру-
зочно-загрузочных работ при обслуживании
металлорежущих станков, машин для литья
под давлением, при работе с двумя и тремя
ручьевыми штампами и многоместными при-
способлениями и т. д. Этот робот снабжен
пневматическим приводом, имеет грузоподъ-
емность 5 кг, число степеней подвижности 7.
В зависимости от вида работ применяются
захваты: вакуумные, магнитные, механические
и т. д.
Ленинградским политехническим институ-
том разработан робот с адаптивным управле-
нием и элементами искусственного интеллекта.
Команды роботу можно подавать как с по-
мощью голоса, так и чере^ телеуправление.
Если механическая «рука» не обнаруживает
деталь на привычном месте, робот начинает
ее «искать».
В одиннадцатой пятилетке • отечественная
промышленность ориентируется на преимуще-
271
chipmaker.ru
Рис. 306. Промышленный робот «Циклон»
ственный выпуск роботизированных техноло-
। ических комплексов. Они предназначаются для
производства изделий заданной номенклатуры.
Создание роботов на базе унификации конструк-
гивных элементов в виде модулей позволит
легко выполнять многочисленные модификации
промышленных роботов и манипуляторов на
основе одних и тех же конструктивных эле-
ментов. Это снижает себестоимость их изго-
товления, сроки проектирования и изготовле-
ния, а также повышав г их надежность и ремонто-
пригодность. Уже созданы первые модульные
промышленные роботы.
Основными направлениями в области со-
вершенствования промышленных роботов и
робототехнических систем являются: повыше-
ние технического уровня промышленных робо-
тов; широкое применение роботов и робото-
технических систем с микро-ЭВМ и микропро-
цессорами; создание роботов с адаптивным
управлением с использованием чувствительных
(сенсорных) устройств: разработка более со-
вершенных промышленных роботов для выпол-
нения сборочных и сварочных работ, нанесения
покрытий, погрузочно-разгрузочных и транс-
портных операций.
27?
§ 102. Системы
автоматического контроля
Контрольно-измерительные приборы необ-
ходимы для получения информации о состоянии
станка, инструмента, обрабатываемой заготовки
и окружающей среды. Контроль состояния
самого станка производится по нескольким
параметрам с помощью датчиков. Датчи-
ком называется такой чувствительный эле-
мент, который воспринимает изменения ве-
личины какого-либо параметра и преобразует
эти изменения в электрический сигнал. С по-
мощью датчиков регистрируются составляю-
щие силы резания, амплитуда и частота вибра-
ций, температура, взаимное расположение узлов
станка и т. д. Датчики служат также для подачи
команд и регулирования процесса (например,
скорости перемещения исполнительного орга-
на). Для того чтобы станок выполнил требуе-
мый прием обработки, на датчики должно быть
оказано какое-то воздействие. Такое воздей-
ствие может быть оказано движущимися частя-
ми станка, изменением размера обрабатывае-
мой заготовки, скорости движения механизмов,
давлением рабочей среды и т. д.
chipmaker.ru
Контроль называют автоматическим, если
контролируемая операция выполняется без уча-
стия рабочего. По назначению исполнительного
органа контроль подразделяется на следующие
виды: измерения, сортировка и сигнализация.
Обрабатываемая заготовка контролируется в
отдельных случаях до обработки (контроль
заготовки), в процессе обработки и после обра-
ботки (контроль детали). Контроль заготовок
предусматривает измерение фактических их раз-
меров, что является важным фактором в усло-
виях крупносерийного и массового производ-
ства. Контроль деталей в процессе их обработки
пол} чил название активного контроля на том
основании, что результаты измерения всегда
используют как дополнительную информацию
для системы управления станком. Режущий
инструмент контролируется по затуплению,
размерному износу и наличию поломок.
Устройства автоматической сортировки про-
изводят сортировку контролируемых деталей
по размерам.
Предупредительная сигнализация служит
для автоматического извещения персонала о
возникновении опасных изменений режима, гро-
зящих аварией (например, поломка режущего
инструмента, неправильная установка режу-
щего инструмента и др.). Аварийная сигнали-
зация, как правило, имеет комбинированный
сигнал (звуковой и световой), который пода-
ется при нарушении технологического режима.
Роль контрольно-измерительных устройств
возрастает с повышением степени автомати-
зации станков, автоматических линий и авто-
матических участков.
Прогрессивным направлением в решении
задачи повышения качества выпускаемой про-
дукции и сокращения до минимума затрат
времени на контрольные операции является
применение средств активного контроля не-
посредственно в процессе изготовления деталей.
§ 103. Автоматические линии
Автоматическая линия — сово-
купность технологического оборудования, ус-
тановленного в последовательности техноло-
I ического процесса обработки детали, соединен-
ного автоматическим транспортом и оснащен-
ного автоматическими загрузочно-разгрузоч-
ными устройствами и одной или несколькими
взаимосвязанными системами управления. А в-
томатизированная линия — сово-
купность технологического г борудования, уста-
новленного в последовательности технологи-
ческого процесса обработки детали и оснащен-
ного механизированными транспортными и за-
грузочно-разгрузочными устройствами, обслу-
живаемыми операторами. Система авто-
матических линий — совокупность ав-
томатических линий, установленных в после-
довательности технологического процесса об-
работки детали, оснащенных автоматическими
транспортными (и накопительными) устройст-
вами, а также взаимосвязанными системами
управления. Автоматическая пере-
налаживаемая линия — автоматиче-
ская линия (система автоматических линий),
которая при смене объекта производства может
быть переналажена на обработку новых ана-
логичного типа деталей. Автомати-
ческая переналаживаемая линия
групповой обработки — автоматиче-
ская линия (система автоматических линий),
предназначенная для одновременной или по-
следовательной обработки группы однотипных
по размерам и технологии изготовления дета-
лей. Автоматическая переналажи-
ваемая ш и р о к о н о м е н к л а т у р н а я
линия — автоматическая линия (система
автоматических линий), предназначенная для
обработки группы корпусных деталей заранее
заданной номенклатуры. Комплект обо-
рудования — набор всего оборудования,
входящего в состав автоматизированной, авто-
матической или системы линий.
Автоматические линии из агрегатных стан-
ков применяют главным образом для обработ-
ки корпусных деталей (блоков цилиндров, го-
ловок блоков, корпусов коробок передач, кар-
теров и т. п.). В последние годы созданы комп-
лексные автоматические линии, в которых авто-
матизированы не только операции механической
обработки, но и другие технологические опера-
ции. В СССР такими комплексными автрмати-
ческими линиями являются автоматические
цехи по производству шариковых, роликовых
и карданных подшипников; автоматические ли-
нии для изготовления одновенповых и много-
венцовых зубчатых колес, лемехов и многих
других изделий. В этих комплексных автома-
тических линиях кроме механической обработки
осуществляется очистка, контроль и упаковка
готовых деталей.
В настоящее время в нашей промышлен-
ности работает свыше пяти тысяч автомати-
ческих линий, на которых обрабатываются ос-
новные детали автомобилей, тракторов и
электродвигателей, кольца подшипников, оси
и валы различного назначения, зубчатые колеса,
273
chipmaker.ru
диски, фланцы и многие другие детали массо-
вого производства. В области совершенство-
вания конструкций автоматических линий
предусматривается создание автоматических
линий с электронным управлением, перенала-
живаемых автоматических линий, в том числе
обслуживаемых промышленными роботами.
XXVI съезд КПСС рекомендовал на основе
использования достижений науки и техники
создавать автоматизированные цехи и заводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое автоматизация и мехаиизация?
2. Какие операции манипулирования вы знаете?
3. Какие транспортные устройства для заготовок
вы знаете?
4. Что понимают под промышленными роботами?
5. Что такое автоматические линии и в чем их преиму-
щество перед универсальными станками?
Глава 21
ОХРАНА ТРУДА И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
§ 104. Охрана труда
В условиях социалистического производства
забота о здоровье трудящихся и охрана труда
являются делом первостепенной важности
В СССР разработана система стандартов без-
опасности труда. Стандарты содержат требо-
вания к общим для многих производств факто-
рам, а именно уровень шума, вибрации, запы-
ленность. В стандартах излагаются принци-
пиальные, наиболее важные требования без-
опасности, а также имеются стандарты на сред-
ства и методы защиты работающих: коллек-
тивные — вентиляция, ограждения и т. д. и
индивидуальные — спецодежда, шлемы, защит-
ные очки и т. д.
Система стандартов по технике безопасно-
сти содержит основополагающие стандарты,
которые определяют ее структуру. В ией изло-
жены методы классификации неблагоприятных
воздействий на производстве, даны основные
понятия и термины, используемые, в области
охраны труда. Приведем несколько основных
терминов и их определения (ГОСТ 12.0.002—80).
Безопасность труда — состояние
условий труда, при котором исключено воз-
действие на работающих опасных и вредных
производственных факторов. Опасный
производственный фактор — про-
изводственный фактор, воздействие которого
на работающего в определенных условиях при-
водит к травме или другому внезапному резкому
ухудшению здоровья. Вредный произ-
водственный фактор — фактор, воз-
действие которого на работающего в опре-
деленных условиях приводит к заболеванию
или снижению работоспособности. Техника
безопасности — система организацией-
274
ных и технических мероприятий и средств,
предотвращающих воздействие на работаю-
щего вредных производственных факторов
Производственная санитария —
система организационных, гигиенических и са-
нитарно-технических мероприятий и средств,
предотвращающих воздействие на работающих
вредных производственных факторов. Охра-
на труда — система законодательных, со-
циально-экономических, технических, санитар-
но-гигиенических и организационных мероприя-
тий, обеспечивающих безопасность, сохранение
здоровья и работоспособности человека в про-
цессе труда. Несчастный случай на
производстве — случай с работающим,
связанный с воздействием на него опасного
производственного фактора. Производ-
ственная т равма — травма, полученная
работающим на производстве и вызванная не-
соблюдением требований безопасности труда.
Законодательство СССР по труду и технике
безопасности находит отражение в Конституции
СССР, Кодексе Законов о Труде (КЗоТ), от-
раслевых нормативных документах, инструк-
циях и указаниях по технике безопасности.
За состоянием охраны труда на производстве
установлен строгий государственный контролг
Территория предприятия, производственные по-
мещения и размещение оборудования должны
удовлетворять требованиям безопасности. Каж-
дый человек, находящийся на территории пред-
приятия, обязан выполнять общепринятые пра-
вила техники безопасности.
Общие требования безопасности
(ГОСТ 12.2.009—80) распространяются на все
группы металлорежущих станков и содержат
общие требования к станкам, электрооборудо-
ванию и местному освещению и дополнитель-
chipmaker.ru
ные требования к станкам различных групп.
Общие требования к станкам предусматривают:
требования к защитные устройствам, органам
управления, устройствам для установки, за-
крепления заготовок на станках и др. Так,
передачи (ременные, цепные, зубчатые и др.),
расположенные вне корпусов, должны иметь
ограждения Защитные устройства (экраны),
ограждающие зону обработки, должны защи-
щать рабочего от отходящей стружки и смазоч-
но-охлаждающей жидкости. Защитные устрой-
ства, снимаемые при смене заготовки и инстру-
мента, при подналадке станка и т. д., должны
иметь Maccv не более 6 кг, защитные устройства
должны быть достаточно жесткими, при необ-
ходимости иметь смотровые окна нужных раз-
меров.
Механизм подачи современных консольно-
фрезерных станков серии Д и Т имеет предох-
ранительную муфту, останавливающую дви-
жение стола при перегрузке или наезде на пре-
пятствие (например, жесткий упор). Муфта
помещается внутри консоли и отрегулирована
на заводе-изготовителе. Маховички и рукоятки
ручных перемещений стола в периоды, когда
они не используются по назначению, отключа-
ются от соответствующих валов кулачковыми
муфтами под действием пружин. Поэтому при
механических перемещениях стола органы руч-
ных перемещений не вращаются. Маховичок
поперечного и рукоятка вертикального пере-
мещений стола вручную сблокированы с
электромагнитными муфтами соответствующих
механических перемещений. Блокировка не поз-
воляет пользоваться органами ручного пере-
мещения вс время механической подачи, и
наоборот.
Включение электродвигателей привода
шпинделя и механизма закрепления инстру-
мента сблокировано электросхемой так, что
исключается возможность вращения шпинделя
при незажатом инструменте и, наоборот, от-
крепления инструмента при работающем шпин-
деле. Надежность закрепления инструмента кон-
тролируется путевым выключателем. При за-
крепленном инструменте отключается электро-
двига гель механизма закрепления, а на пульте
гаснет сигнальная лампа.
Один из вариантов ограждения, устанавли-
наемого на поворотную головку станков 6Р12
и 6Р13, показан на рис. 307. Ограждающее
устройство состоит из отражательного щитка
1 со смотровым окном из беэосколочного
трехслойного полированного стекла толщиной
не менее 4 мм. Установка устройства по высоте
Рис. 307. Ограждение фрез
осуществляется с помощью четырехзвенника 2.
Допускается применение других видов уст-
ройств, обеспечивающих эффективное ограж-
дение, например раздвижных штор из проз-
рачного маслостойкого материала и т. д.
Ниже приведены основные требования тех-
ники безопасности по транспортированию, ус-
тановке и снятию фрез и зуборезного инстру-
мента: зуборезный инструмент и фрезы должны
храниться и транспортироваться в специальной
таре; при установке режущего инструмента
необходимо надевать рукавицы: легкие режущие
инструменты массой до 3 кг устанавливают
вручную. Фрезы массой от 3 до 8 кг на верти-
кально-фрезерных станках необходимо уста-
навливать следующим образом: положить фре-
зу хвостовиком вверх на деревянную подкладку,
уложенную на столе станка; перемещая стол,
подвести фрезу под шпиндель; поднять стол
вверх, завести хвостовик фрезы в отверстие
шпинделя и посадить фрезу на шпиндель;
.акрепить фрезу. Съем фрез со станка произ-
водится в обратной последовательности при
соблюдении тех же мео предосторожности
Приспособления и _аютовки массой более
20 кг уст? гавливают и снимают подъемнымч
средствами (кранами, тельферами и др.). Ме-
275
chipmaker.ru
хинизированные устройства, предназначенные
для закрепления заготовок и инструмента, долж-
ны надежно удерживать заготовку даже в случае
неожиданного прекращения подачи электро-
энергии.
Во всех фрезерных станках с программным
управлением, а также в универсальных фре-
зерных станках с шириной стола 320 мм и более,
в станках с крестовым столом и продольно-
фрезерных станках инструмент должен крепить-
ся механизированно.
В зуборезных станках должно быть пред-
усмотрено автоматическое выключение движе-
ния инструмента и элементов кинематической
цепи по окончании цикла обработки заготовки.
В станках для нарезания конических зуб-
чатых колес с круговым зубом должна пред-
усматриваться блокировка, исключающая воз-
можность вращения инструмента от электро-
привода при пользовании ручным приводом
инструмента во время выверки резцов зуборез-
ной головки.
Многооперационные станки (обрабатываю-
щие центры) с числовым программным управ-
лением, оснащенные инструментальным мага-
зином с автоматической сменой инструмента,
должны иметь защитные устройства, предохра-
няющие от возможного травмирования рабо-
тающих инструментом, находящимся в мага-
зине (или револьверной головке) при его пово-
роте Механизм переноса инструмента из ма-
газина в шпиндель и обратно должен обеспе-
чивать надежный захват инструмента, исклю-
чающий его выпадение при переносе.
Каждый рабочий должен хорошо знать и
обязательно соблюдать все правила техники
безопасности, изложенные в специальных ин-
струкциях для работающих на различных типах
металлорежущих станков. Кроме общих тре-
бований в них содержатся конкретные указания,
как предотвратить аварийную ситуацию на
том или ином станке, как избежать несчастного
случая при работе с многолезвийным инстру-
ментом и т. д.
При ранениях прежде всего необходимо
предохранить рану от загрязнения. Не следует
очищать рану от сгустков крови и грязи. Ее
только можно для дезинфекции смазать по
краям йодной настойкой. Перевязывать рану
надо стерильным бинтом, а при его отсутствии
можно взять даже любую чистую тряпочку,
предварительно накапав на то место, которое
приложится к ране, немного йодной настойки.
При сильном кровотечении надо прилагать
меры к его остановке. При переломах костей
или вывихах первая помощь заключается в
создании для пострадавшего таких условий,
при которых он находился бы в самом удобном
положении, исключающем движение повреж
денной части тела.
Электробезопасность — система
организационных и технических мероприятий
и средств, обеспечивающих защиту людей от
вредного и опасного воздействия электрическо-
го тока, электрической дуги, электромагнитного
поля и статического электричества. К электри-
ческим устройствам, работающим в промыш-
ленности, предъявляют ряд требований для
обеспечения безопасности их эксплуатации. Это
прежде всего установка электродвигателей и
аппаратуры управления так, чтобы предотвра-
тить прикосновение к неизолированым концам
проводов и кабелей. Для этого применяют
отдельные электрошкафы, закрытые ниши и
различного рода ограждения со специальными
ключами. Большое значение для электробез-
опасной работы наладчика имеют индивидуаль-
ные средства защиты, к которым относятся
диэлектрические перчатки, резиновые коврики
и дорожки, изолирующие подставки и др.
Одним из основных средств защиты от пора-
жения электрическим током является защитное
заземление. Защитное заземление —
преднамеренное электрическое соединение с зем-
лей или ее эквивалентом металлических нетоко-
ведущих частей, которые могут оказаться под
напряжением. Неотпускающий ток —
электрический ток, вызывающий при прохож-
дении через человека непреодолимые судорож-
ные сокращения мышц руки, в которой зажат
проводник. При поражениях неотпускающим
электрическим током прежде всего следует
быстро отключить электроустановку, а если
это сделать невозможно, оттягивают человека
от проводов. Оттягивать надо одной заизоли-
рованной рукой за одежду. Если пострадавший
в сознании, но до этого был в обмороке, то ему
нужно обеспечить покой и вызвать врача. Если
у пострадавшего нет признаков жизни, то ему
надо сделать искусственное дыхание.
§ 105. Пожарная безопасность
Пожарная безопасность — со-
стояние объекта, при котором исключается
возможность пожара, а в случае его возникно-
вения предотвращается воздействие на людей
опасных факторов пожара и обеспечивается
защита материальных ценностей. Пожарная
безопасность обеспечивается системой предот-
276
chipmaker.ru
вращения пожара и системой пожарной защиты.
Система предотвращения пожа-
ра — комплекс организационных мероприятий
и технических средств, направленных на исклю-
чение возможности возникновения пожара. С и-
стема пожарной защиты — комплекс
организационных мероприятий и технических
средств, направленных на предотвращение воз-
действия на людей опасных факторов пожара
и ограничение материального ущерба от него.
Система предотвращения пожара и система
пожарной защиты должны разрабатываться по
каждому конкретному объекту. При этом долж-
на быть обеспечена безопасность людей в лю-
бом месте объекта. Опасными факторами по-
жара, воздействующими на людей, являются:
открытый огонь и искры, повышенная темпе-
ратура воздуха и предметов, токсичные продук-
ты горения, обрушение и повреждение зданий,
сооружений, установок, взрыв, дым.
Пожары происходят в результате неосто-
рожного обращения с огнем, небрежности рабо
чего и по другим причинам. Огнеопасные ма-
териалы (бензин, керосин, растворители, мас-
ляные тряпки, обтирочные материалы и др.)
необходимо хранить в специально отведенных
для этого местах. Курить у станка и бросать
окурки на пол воспрещается. По окончании
работы или при перерывах в работе надо обя-
зательно выключить все электродвигатели стан-
ка и местное освещение. Рабочий не должен
сам исправлять повреждения в электрообору-
довании и электропроводке станка. При любых
неисправностях электрооборудования (перегре-
ве или остановке электродвигателя, перегорании
предохранителей и др.) следует немедленно
вызывать электротехника.
В случае возникновения пожара надо выклю-
чить все электродвигатели и по ближайшему
телефону или специальным сигналом вызвать
пожарную команду. До ее прибытия следует
тушить пожар собственными силами, пользуясь
огнетушителями, песком, брезентом и другими
подручными средствами.
Горящий бензип, керосин, нефть, смазочные
масла следует тушить пенными огнетушите-
лями. При пожаре нельзя выбивать окна, так
как при этом увеличивается приток кислорода,
способствующего усилению огня. Для прове-
дения мероприятий по охране от пожаров
промышленных предприятий организуются доб-
ровольные пожарные дружины из числа рабо-
чих, инженерно-технических работников и слу-
жащих. На добровольную пожарную дружину
возлагаются: осуществление контроля за вы-
полнением и соблюдением в цехе противопо-
жарного режима; надзор за исправным состоя-
нием первичных средств пожаротушения; вызов
пожарных команд в случае возникновения по-
жара и принятие немедленных мер к тушению
пожара имеющимися в цехе средствами.
На каждом предприятии инженерно-техни-
ческим персоналом должны быть разработаны
цеховые (объектовые) противопожарные ин-
струкции. В инструкции предусматриваются
общие меры пожарной безопасности, противо-
пожарный режим, специальные мероприятия
в зависимости от характера технологического
процесса, способы вызова пожарной охраны
и т. д.
На промышленных предприятиях должна
проводиться повседневная пожарно профилак-
тическая работа. Непосредственная ответствен-
ность за состояние пожарной безопасности и
соблюдение правил противопожарного режима
на отдельных объектах (цех, участок, склад
и т. д.) возлагается на начальников объектов.
Во время пожара важно соблюдать спокойствие
и беспрекословно выполнять все распоряжения
руководителей производства.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каковы причины производственного травматизма?
2. Какие меры применяются для защиты от стружки,
. смазочно-охлаждающей жидкости и поражения
электрическим током?
3. Какую первую помощь следует оказать пострадав-
шему при ранении и поражении электрическим
током?
4. Каковы причины возникновения пожара?
5. Какие меры следует принять в случае возникнове-
ния пожара?
chipmaker.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ
Режимы резания при фрезеровании на станках с программным управлением
1. Режимы резания при фрезеровании торцовыми фрезами с пластинками твердого сплава Т15К6.
Сталь конструкционная углеродистая и легированная (см. рис. 14, и).
Диа- метр фреза, Число зубьев Стой- кость, мин Глу- бина реза- Подача на зуб фрезы 5Z, мм, до
0,05 0,07 0,10 0,13 0,18 0,14
ММ НИЯ,
мм ’ежимы резания
до
V п V И V л 5М V п V Л V п
80 5 180 1,5 311 1240 299 280 1120 360 253 1000 435 225 886 520 199 790 615 176 700 735
5 278 1100 285 250 990 320 224 890 1 384 200 800 460 176 700 514 156 620 650
110 5 180 1,5 311 905 173 280 815 208 253 730 252 235 652 302 199 575 360 176 508 428
5 278 900 153 250 720 184 224 650 223 200 575 268 176 510 318 155 450 378
150 6 180 5 16 278 595 173 250 535 208 224 480 248 200 424 296 176 352 348 157 332 420
240 5 264 423 163 238 380 196 213 335 232 189 300 280 167 264 336 149 236 395
200 8 16 234 372 144 210 335 174 188 296 205 167 265 247 148 234 297 132 209 350
R. 7ACI ’ 5 264 .338 129 238 304 156 213 272 188 189 240 224 167 212 264 149 188 316
16 234 300 114 210 270 137 188 240 166 167 212 198 148 188 234 132 166 280
1 Л 5 254 253 120 228 228 145 '202 200 172 180 180 208 159 158 248 142 142 296
16 224 216 107 202 195 129 178 177 152 160 159 184 140 140 219 125 125 261
5 236 187 107 212 168 129 189 150 156 167 133 184 149 118 220 133 105 264
12 42U 16 209 165 95 188 149 114 167 133 137 148 118 162 131 105 194 118 94 234
278
chipmaker.ru
2. Режимы резания при фрезеровании торцовыми фрезами с пластинками твердого сплава ВК6. Чугун
серый (см. рис. 14, и)
Диаметр фрезы, мм Число зубьев Стой- кость, мин Глу- бина рсза- НИЯ, мм Подача иа зуб фрезы sz, мм, до
0,07 0,10 0,13 0,18 0,26 0,36
Режимы резания
V Л Л SM и п Чи V Л SM V Л Л *«<
75 10 120 1,5 3,5 7,5 230 206 180 975 875 768 584 524 460 208 186 163 880 788 692 704 632 556 186 163 145 788 692 612 888 780 688 — —-*
90 10 120 1,5 3,5 7,5 230 206 180 815 772 640 488 460 380 208 186 163 736 696 576 588 556 460 186 163 145 695 576 512 780 644 572 163 145 130 576 512 460 904 880 720 —
110 12 180 1,5 3,5 7,5 202 180 159 586 520 460 420 370 330 182 162 144 528 468 416 508 448 400 162 144 126 468 416 364 640 560 488 144 126 113 416 364 328 780 684 620 126 113 101 364 328 292 960 872 768 — — —
150 14 180 1,5 3,5 7,5 202 180 159 430 380 337 360 320 282 182 162 144 388 344 304 436 384 340 162 144 126 344 304 267 536 476 420 144 126 113 304 268 240 664 588 528 126 113 101 268 240 216 824 740 664 113 101 97 240 216 192 1032 936 832
200 16 180 1,5 3,5 7,5 202 180 159 310 284 257 299 272 245 182 162 144 280 256 232 360 328 296 162 144 126 256 232 200 460 416 360 144 126 113 232 200 180 594. 504 452 126 113 101 200 180 160 .704 636 564 113 101 89 180 160 142 895 790 712
250 20 240 3,5 7,5 16 164 146 128 208 186 165 250 222 195 148 132 116 188 168 148 300 268 236 132 116 102 168 148 130 376 332 292 116 102 92 148 130 117 468 408 364 102 92 82 130 113 104 576 516 456 92 82 72 117 104 92 724 648 568
300 22 300 3,5 7,5 16 153 135 120 162 144 129 212 189 169 138 122 109 146 130 116 256 228 204 122 109 97 130 116 102 320 288 252 109 97 86 116 102 90 400 352 312 97 87 77 102 90 82 496 436 392 86 77 69 90 82' 73 616 560 496
350 24 300 3,5 7,5 16 153 135 120 139 123 ПО 200 179 160 138 122 109 125 111 99 240 216 192 122 109 97 111 99 88 300 268 240 109 97 86 99 88 78 376 332 396 97 87 77 88 78 70 464 412 368 86 77 69 78 70 62 580 520 464
400 28 400 3,5 7,5 16 136 122 108 109 97 86 182 163 143 123 ПО 98 98 87; 78 220 196 172 НО 98 86 87 78 67 276 244 216 98 86 78 78 67 62 340 304 272 86 78 67 67 62 53 424 380 340 78 67 61 62 55 48 536 480 416
chipmaker.ru 3. Режимы резания при фрезеровании цилиндрическими резцами из быстрорежущей стали Р6М5
Сталь конструкционная углеродистая и легированная (см. рис. 14, а)
Подача на зуб фрезы sZt мм
0,05 0,10 0,13 0.18 0,24 олз
Диа- Чис- Стой- Ширина t,
метр ло кость. Д, мм мм
фре- »У- мнн
зы, мм бьев Режимы резания
V п V п •$М V п и п Аз V п 5М V п 5М
Фреза со вставными ножами
90 8 180 40—50 3 51 183 61 46 163 97 41 147 136 37 131 162 33 115 193 — — —
5 44 157 44 40 140 84 36 128 118 32 113 140 28 99 167 -— — —
8 39 137 39 34 121 73 32 111 103 28 122 24 26 92 146 — — —
НО 10 180 50—70 3 47 136 56 42 121 91 38 109 127 34 98 151 30 86 181 26 77 215
5 42 117 49 36 104 78 33 95 109 29 84 131 26 74 156 23 66 185
8 35 101 42 31 90 68 28 81 94 25 72 112 22 64 134 20 57 159
13 31 89 37 27 79 59 25 71 83 22 63 99 20 56 118 17 50 141
130 10 180 70—90 3 49 119 50 43 106 79 40 97 112 35 85 132 31 75 157 27 67 188
5 42 102 42 37 91 68 33 82 95 30 73 113 26 65 136 24 58 161
8 36 88 37 32 78 59 29 72 83 26 63 98 23 56 116 21 50 140
13 32 78 32 28 69 52 25 62 72 23 55 85 20 49 102 18 43 122
150 12 180 90—120 3 55 115 58 49 103 93 44 94 131 39 83 155 34 73 185 31 66 219
5 47 100 50 42 89 80 38 81 112 34 72 133 30 63 159 27 56 189
8 41 86 43 36 77 69 33 70 98 29 62 115 26 55 138 23 49 163
13 35 75 37 32 67 59 29 61 85 26 54 100 22 47 119 20 42 142
Фрезы с мелким зубом
40 12 120 30—40 1,8 43 346 172 39 312 275 35 272 383
3 37 294 146 33 261 236 30 238 330
5 32 254 126 29 227 202 26 204 284 —
60 16 120 50—60 1,8 50 267 177 45 238 284 41 216 400
3 43 230 153 38 204 244 35 187 345 —
5 37 196 130 33 174 208 30 158 293
8 32 170 113 29 151 180 26 139 256 —
75 18 180 60—70 1,8 47 201 149 42 178 240 39 166 340 —
3 40 172 129 36 154 205 32 138 290 —
5 35 148 112 31 132 178 28 120 250 —
8 30 129 95 27 114 154 25 104 216 — — — — — — — — —
chipmaker.ru
4. Режимы резания при фрезеровании цилиндрическими фрезами из быстрорежущей стали Р6М5.
Чугун серый (см. рис. 14, д),
Дна- метр Чи- сло Стой- кость, В, мм Г, мм Подача на зуб фрезы ^,мм
0,06 0,15 0,20 0,27 0,36 0,49
зу- мИн
мм
Режимы резання
р п V п V п 5М V п «м V п V И ’м
Фрезы со вставными ножами
90 8 180 40—50 2,8 61 215 69 51 181 134 43 150 210 36 128 238
3,9 51 179. 58 43 150 115 36 126 176 30 106 198 — — — — — - —
5,5 43 151 48 36 126 97 30 106 147 25 90 166
8 36 127 40 30 106 82 25 89 122 21 75 140 —
НО 10 180 50—70 2,8 65 189 73 55 158 152 45 131 229 38 111 259 32 93 291 — — —
3,9 55 158 63 46 133 126 48 НО 192 33 94 218 27 78 246 — —- —
5,6 46 133 53 39 111 107 32 93 162 27 78 182 23 66 206 — — —
8 39 111 44 32 93 89 27 78 135 23 66 153 18 55 173 — — —
11,5 32 94 38 27 78 75 23 65 113 19 55 129 16 46 145 — — —
ио 10 180 70—90 2,8 74 180 72 62 151 145 51 125 218 43 106 236 37 89 276 31 74 314
3,9 62 150 60 51 126 122 43 105 182 37 89 205 31 74 234 26 62 262
5,6 52 127 51 43 106 102 36 88 153 31 76 176 26 63 198 21 52 219
8 43 106 43 36 99 85 30 74 128 26 62 146 21 52 163 18 44 185
11,5 36 88 35 31 75 71 26 62 109 21 52 121 19 44 138 15 37 155
16 31 75 30 26 62 60 21 52 90 18 44 102 15 37 115 13 31 131
150 12 180 90—120 2,8 78 164 65 138 158 54 54 114 240 46 98 272 38 82 308 32 68 344
3,9 65 138 66 55 116 134 45 96 200 38 82 229 32 68 258 27 58 290
5,6 55 115 55 46 97 111 38 81 168 32 68 190 27 58 215 23 48 242
8 46 97 47 38 82 94 32 68 142 27 58 162 23 48 181 19 41 205
11,5 38 81 39 32 68 78 27 58 120 23 48 137 19 40 150 16 34 170
16 32 68 33 27 57 66 23 47 98 19 4р 112 16 34 126 13 28 142
Фрезы с мелким зубом
40 12 120 30—40 2 40 318 153 34 267 307
2,8 34 266 128 28 223 256
3,9 28 223 107 24 188 216
5,6 24 187 97 20 157 181 —
60 16 120 50—60 2,0 49 261 166 42 219 338
2,8 41 218 140 35 183 282
3,9 35 182 116 29 153 234 —
5,6 29 153 98 24 128 197 —
8,0 24 126 81 20 106 163 —
75 18 180 60—70 2,0 51 214 154 43 179 310
2,8 43 179 130 35 150 258 —
3,9 35 150 107 29 125 216 —
5,6 29 125 90 25 105 181 —
8 25 103 74 20 87 150 —
281
chipmaker.ru
5. Режимы резания при фрезеровании концевыми срезами из быстрорежущей стали Р6М5. Сталь
конструкционная углеродистая и легированная (см. рис. 14, д и е)
Диа- метр фрезы, Число зубьев Стой- кость в, мм 1, мм Подача на зуб фрезы sz, мм/зуб до
0,05 0,07 0,10 0,15 0,21 0,27
мин
Режимы резания
V п ЛМ V п V п V п SM V п SM V п
12 3 4 60 18 3 30 965 152 28 888 199 26 831 261 — —
5 25 835 128 24 745 170 22 703 219 — —
8 22 703 110 20 645 147 19 617 190 — —
12 19 617 97 18 565 128 17 530 165 — —
20 3—4 60 30 3 35 62Q, 100 32 580 131 30 540 169 ' 22 489 230
5 30 520 84 27 485 НО 25 450 141 23 418 195
8 26 445 72 24 420 95 22 394 123 20 360 169
12 23 400 63 21 370 84 20 340 108 18 313 148
16 19 335 54 18 313 71 16 294 91 15 265 125
20 19 335 54 18 313 71 16 294 91 15 265 125
27 4 6 90 30 3 38 517 116 35 475 154 33 447 199 30 409 274 28 380 367 — — —
5 32 432 97 30 399 129 28 375 167 25 342 230 24 318 308
8 28 380 84- 26 347 115 24 323 145 22 29? 199 20 276 268
12 25 332 74 23 304 99 21 285 128 19 261 175 18 234 234
16 22 299 67 20 276 89 19 257 116 17 238 158 16 219 212
20 21 280 63 19 257 84 18 237 107 16 219 147 15 204 198
27 19 251 57 17 233 76 16 219 98 15 199 134 — i
50 6—8 120 30 3 48 366 115 44 337 152 41 313 198 38 290 281 36 266 356 33 251 451
5 40 306 90 37 285 12? 35 266 166 32 242 228 30 223 299 28 213 380
8 35 266 84 32 247 111 30 228 245 28 209 198 26 195 260 24 185 330
12 31 238 74 28 233 .97 27 199 127 24 185 174 23 171 228 21 161 289
1.6 28 214 67 26 194 88 24 181 115 22 166 157 20 156 206 19 147 262
20 26 199 63 24 181 83 22 171 107 21 156 146 19 142 192 18 136 243
chipmaker.ru
6. Режимы резания при фрезеровании концевыми фрезами из быстрорежущей стали Р6М5 Чугун
серый (см рис 14, д и е)
Два- метр фрезы, Число зубьев Стой- кость, мин 5, мм до с, мм до Подача иа зуб фрезы st, мм/зуб до
0,05 0,07 0,10 0,13 0,18 0,24
мм
Режимы резания
>
V п V п 17 п V п SM р п «м V п
16 4 60 3,5 3,5 39 772 144 37 727 183 35 688 231 33 646 294
5,5 33 643 120 30 605 152 28 573 192 27 538 245 — — — — — —
8 27 535 100 25 504 127 23 478 160 23 448 205
12 23 450 84 21 420 106 20 400 134 —
17 19 375 70- 18 350 88 —
25 5 60 3,5 51 47 603 189 45 568 238 42 536 302 40
5,5 41 525 122 495 154. 37 468 197 35 440 248 33 414 315 31 391 398
8 34 437 102 32 412 128 31 390 164 29 366 206 27 345 262 26 326 331
12 28 364 85 27 343 106 26 325 136 24 305 172 23 287 218 22 272 275
17 24 303 71 22 286 89 22 270 114 20 254 143 19 240 182 — — —
© 1 24 20 253 60 19 238 74 18 225 95 17 212 120 —
32 6 90 1 8 3,5 43 505 140 48 476 178 45 448 226 43 423 285 40 398 361 38 376 457
5,5 42 414 115 39 391 145 37 368 185 35 347 234 33 327 297 31 309 376
8 34 345 96 32 326 121 31 306 154 29 289 195 27 272 ?47 26 257 313
12 28 287 80 27 271 100 26 255 128 24 241 162 23 226 205 22 214 260
17 24 239 67 22 226 84 22 212 106 20 200 135 19 188 171 — —
24 20 199 55 19 188. 70 18 177 89 17 166 112 —
50 6 120 3,5 65 414 112 62 391 146 58 367 184 54 347 234 51 327 297 49 309 376
5,5 53 337 93 50 317 118 47 299 150 44 282 190 42 266 241 40 251 305
8 43 277 77 41 261 98 39 246 124 37 232 157 35 218 200 32 205 253
12 36 231 64 34 217 81 32 205 103 30 193 131 29 181 166 26 171 211
17 30 192 53 28 180 67 27 170 86 25 160 109 24 150 158 22 142 175
24 25 160 45 24 150 56 22 142 71 21 134 91 80 125 115 — — —
34 21 133 37 20 125 47 19 118 60 17 111 75
27 24 180 56 22 166 74 20 152 97 19 142 133 17 131 176 16 123 220
36 22 166 52 20 150 69 19 141 89 17 129 122 16 119 159 15 114 203
chipmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
Аршинов В. А., Алексеев Г. А. Резание
металлов, режущий инструмент, М., 1976.
Барбашов Ф. А. Фрезерное дело. М., 1980.
Барбашов Ф. А. Резьбофрезерные работы.
М., 1977.
Кудрявцев В. Н. Детали машин. Л., 1980.
Н и ч к о в А. Г. Фрезерные станки. М., 1977.
Общемашиностронтельные нормат ивы режи-
мов резания для технического нормирования работ
на металлорежущих станках. Часть 2: Зуборезные,
горизонтально-расточные, резьбонакатные и отрез-
ные станки. М., 1974.
Общемашиностронтельные нормативы режи-
мов резания и времени для нормирования работ
по нарезанию зубьев крупномодульных колес. Мел-
косерийное и единичное производство. М., 1965.
Общемашиностроительные нормативы времени
и режимов резания на работы, выполняемые на
металлорежущих станках с программным управ-
лением. М., 1980.
Производство зубчатых колес: Справочник/Под
ред. Б. А. Тайца. М., 1977.
П у ш В. Э. Конструирование металлорежу-
щих станков. М., 1977.
Растяжение и кручение: Телевизионный курс
сопротивления материалов/Под ред. В. И. Феодось-
ева. М., 1977.
Сильвестров Б. Н., Захаров И. Д.
Конструкции и наладка зуборезных и резьбофрезер-
иых станков. М., 1979.
Сильвестров Б. Н. Справочник молодо-
го зуборезчика М., 1981.
Степин П. А. Сопротивление материа-
лов. М., 1979.
Филиппов Г. В. Режущий инструмент.
Л., 1981.
Харизоменов И. В.Харизоме-
и о в Г. И. Электрооборудование станков и авто-
матических линий. М., 1977.
Хлебалин Н. Ф. Нарезание конических
зубчатых колес. Л., 1978.
Ш а р и н Ю. С. Станки с числовым управ-
лением. М., 1976.
chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Глава 1.
Основные сведения о фрезеровании и зубооб-
работке 5
§ 1. Понятие о процессе резания ма-
таллов . 5
§ 2. Понятие о геометрии резцов . . 6
§ 3. Общие сведения о фрезах и зубо-
резном инструменте .................... 8
§ 4. Общие сведения о фрезерных и зу-
борезных станках .... 14
§ 5. Понятие об организации рабочего
места и его обслуживании . 17
Глава 2.
Фрезерование плоских поверхностен 20
§ 6. Требования, предъявляемые к об-
работке плоскостей.................... 20
§ 7. Приспособления для установки и
закрепления заготовок 22
§ 8. Фрезерование плоскостей цилин-
дрическими, торцовыми фрезами и
набором фрез .... 27
§ 9. Основы наладки станка 32
§ 10. Виды дефектов, их причины и меры
предупреждения 38
Глава 3
Фрезерование уступов, пазов, отрезание и раз-
резание заготовок 40
§ 11. Фрезерование уступов и пазов . . 40
§ 12. Фрезерование шпоночных пазов на
валах. . 46
§ 13. Фрезерование фасонных канавок,
Т-образных пазов и пазов типа «лас-
точкин хвост»................... 50
§ 14. Отрезание и разрезание заготовок 63
§ 15. Виды дефектов и меры их предуп-
реждения 55
Глава 4
Фрезерование фасонных поверхностей на уни-
версальных фрезерных станках ... 56
§ 16. Общие сведения о фасонных по-
верхностях ........................... 56
§ 17. Фрезерование сферических поверх-
ностей ............................... 57
§ 18. Фрезерование фасонных поверхнос-
тей замкнутого контура 60
§ 19. Фрезерование фасонных поверхнос-
тей незамкнутого контура .... 65
§ 20. Виды дефектов и меры их предуп-
реждения 67
Глава 5
Сведения о технологическом процессе механи-
ческой обработки .67
§ 21. Понятие о производственном и тех-
нологическом процессах и их эле-
ментах .... 67
§ 22. Понятие о базах и их выборе 68
§ 23. Общие и межпереходные припуски
на обработку........................... 71
§ 24. Технологическая документация . 71
§ 25. Оформление маршрутной и опера-
ционной карт механической обра-
ботки . . '............................ 72
§ 26. Принципы построения технологи-
ческого процесса . . 73
§ 27. Точность обработки при фрезеро-
вании и зубообработке 74
Г л а в а 6.
Элементы зубчатого зацеплении . 75
§ 28 Виды и назначение зубчатых пе-
редач 75
§ 29. Элементы зубчатого зацепления ци-
линдрической передачи ................. 77
§ 30. Элементы зубчатого зацепления ко-
нической передачи 80
§ 31. Элементы зацепления червячной пе-
редачи 81
Глава 7.
Делительные головки н фрезерные работы.
выполняемые с их применением 82
§ 32. Делительные головки непосредст
венного и простого деления ... 83
§ 33. Универсальные делительные голов-
ки ................................... 84
§ 34. Работы, вполняемые с примене-
нием делительных головок .... 93
285
chipmaker.ru
Глава 8
Сведения о сопротивлении материалов, маши-
нах, механизмах и деталях машин 106
§ 35. Основные понятия и допущения в
сопротивлении материалов 106
§ 36. Внешние и внутренние силы ... 107
§ 37. Напряжения, деформации и пере-
мещения ... 108
§ 38. Виды нагружений 109
j 39. Прочность ревущего инструмента 112
§ 40. Жесткость технологической сис-
темы .... 112
§ 41. Температурные деформации техно-
логической системы.................. 114
§ 42. Кинематическая схема. Условные
обозначения кинематических схем 115
§ 43. Передачи ...................... 115
§ 44. Опоры осей и валов ............ 119
§ 45. Муфты в механизмах фрезерных и
зубообрабатывающих станков 121
Глава 9
Основы резании металлов 123
§ 46. Явления, сопровождающие процесс
резания............................. 123
§ 47. Геометрические параметры режу-
щей части фрезы .... 124
§ 48. Элементы срезаемого слоя. 126
§ 49. Поперечное сечение и объем срезае-
мого слоя .......................... 129
§ 50. Равномерность фрезерования 129
§ 51. Составляющие силы резания и мощ-
ность при фрезеровании и зубооб-
работке......................... 130
§ 52. Материалы, применяемые для изго-
товления фрез и зуборезного инстру-
мента ... 133
§ 53. Износ и стойкость режущего инстру-
мента .............................. 136
§ 54. Скорость резания и выбор рацио-
нальных режимов обработки . 138
§ 55. Применение смазочно-охлаждаю-
щих жидкостей при фрезеровании
и зубообработке ................ 142
§ 56. Классификация фрез и зуборезного
инструмента .................... 143
§ 57. Новые конструкции фрез и зуборез-
ного инструмента.................... 149
§ 58. Заточка фрез и зуборезного инстру-
мента 155 ’
Глава 10
Фрезерные станки 157
§ 59. Консольно фрезерные станки 158
§ 60. Краткие сведения о других типах
станков фрезерной группы 168
§ 61. Эксплуатация фрезерных станков 172
Глава 11
Принципы нарезания и контроля зубчатых
колес ... . 176
§ 62. Методы нарезания зубчатых ко-
лес ............................ ... 176
§ 63. Нарезание цилиндрических зубча-
тых колес на зуоофрезериых стан-
ках. Выбор режимов обработки 180
§ 64. Нарезание цилиндрических зубча-
тых колес на зубодолбежных стай-
ках. Выбор режимов обработки 184
§ 65. Нарезание конических зубчатых ко-
лес . . 187
§ 66. Контроль зубчатых колес ... 188
§ 67. Виды дефектов при зубообработке
и меры их предупреждения 193
Глава 12
Зубофрезерные станки 194
§ 68. Устройство универсального зубо-
фрезерного станка .................. 194
§ 69. Наладка и эксплуатация зубофре-
зерных станков 200
Глава 13
Зубодолбежиые станки 207
§ 70. Устройство зубодолбежиого стай-
ка .................................
§ 71. Наладка и эксплуатация зубодол-
бежных станков 210
Глава 14
Зубош винтовальные станки 213
§ 72. Устройство зубошевинговального
станка 213
§ 73. " Наладка и эксплуатация зубоше-
вииговальных станков 217
Глава 15
Приводы и электрооборудование фрезерных
и зубофрезерных станков 222
§ 74. Понятие о гидравлическом и пнев-
матическом приводах металлорсж'
щих станков .... 222
§ 75. Назначение и классификация элек-
троприводов фрезерных и зубооб-
рабатывающих станков 225
§ 76. Изображение электрических схем 227
§ 77. Аппаратура управления, защиты и
автоматики........................ 229
§ 78. Понятие о правилах эксплуатации
электрооборудования станка ... 231
286
chinmaker.ru
Глава 16
Основы врограмного управления станками . 231
§ 79. Основные понятия о программном
управлении.......................... 231
§ 80. Системы, элементы и узлы програм-
много управления станками 233
§ 81. Сведения о программировании 236
§ 82. Подготовка управляющих прог-
рамм 238
Глава 17
Технологический процесс изготовления типо-
вых детален . 242
§ 83. Типизация технологических процес-
сов ............................'. 242
§ 84. Технология обработки зубчатых ко-
лес на зубообрабатывающих стан-
ках ................................ 243
§ 85 Типы машиностроительных про-
изводств 246
§ 86. Сведения о станочных приспособ-
лениях ............................. 247
§ 87. Пути повышения производитель-
ности труда ........................ 249
§ 88. Многостаночное обслуживание 251
Глава 18
Фрезерные и зубообрабатывающие стаикн с
числовым программным управлением . . 252
§ 89. Основные особенности станков с
ЧПУ................................. 252
§ 90. Фрезерные станки с ЧПУ . . . 253
§ 91. Зубофрезерный станок с ЧПУ 255
§ 92 Обрабатывающие центры . . . 257
§ 93. Автоматизированные участки стан-
ков с ЧПУ ...... 259
§ 94. Правила технической эксплуатации
станков с ЧПУ 260
Глава 19
Основные понятия о стандартизации и ка-
честве продукции 261
§ 95. Понятие о стандартизации . . . 261
§ 96. Понятие о качестве продукции в
машиностроении ..... 262
§ 97. Единая система государственного •
правления качеством продук-
ции (ЕСГ УКП)........................ 264
§ 98. Аттестация качества промышлен-
ной продукции ....................... 264
Глава 20
Сведения о механизации и авто матизации про-
изводства 265
5 99. Значение механизации и автомати- ^^5
зацин производства ...
§ 100. Загрузочные устройства фрезер-
ных и зубофрезерных станков . 265
§ 101. Промышленные роботы .... 269
§ 102. Системы автоматического конт-
роля . . 272
§ 103. Автоматические линии 273
Глава 21
Охрана труда и пожарная безопасность 274
§ 104. Охрана труда .... 274
§ 105. Пожарная безопасность 276
Приложение...........................278
Литература...........................284
chipmaker.ru Федор Алексеевич Ьарбашов
Борис Николаевич Сильвестров
ФРЕЗЕРНЫЕ И ЗУБОРЕЗНЫЕ
РАБОТЫ
Научный редактор А. И. Плужников.
Редактор Е. Б. Коноплева.
Художественный редактор В. П. Спирова.
Художник Ю. Д. Федичкин.
Технический редактор Р. С. Родичева.
Корректор С. К. Завьялова
ИБ№ 4158
Изд. № М-198. Сдано в набор 24.01. 83. Подп. в
печать 26.07. 83. Т-03893. Формат 70 X 90%- Бум.
офсетная N» 2 Гарнитура Таймс. Печать офсетная
Объем 21,06 усл. печ. л., 42, 27 усл. кр-отт. 27,39 уч.-
изд. л. Тираж 100 000 экз. Зак. 91. Цена 85 коп. Изда-
тельство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4,
Неглинная ул., д. 29/14
Ярославский полиграфкомбинат Союзполиграфпро-
ма при Государственном комитете СССР по делам
издательств, полиграфии и книжной торговли. 150014,
г. Ярославль, ул. Свободы, 97.
chipmaker.ru
Поправка
Помещенные на страницах 153—155 рисунки
195—198 следует рассматривать так: три эскиза,
помещенных внизу рис. 195. читать как рис 197,
а рис. 197 —как рис. 198. Подписи под рисунками
сохраняются