Анализ фрезерного станка ФСА-1

 

Выбор типового инструмента.

Фрезерный инструмент имеет многочисленные конструктивные формы. Это объясняется многообразием  видов работ, выполняемых фрезами (формирование плоских и профильных наружных поверхностей деталей, обработка  шипов. Пазов и гнезд, копирование, измельчение на щепу и т. д.).

Фрезы    -    основной    режущий    инструмент    продольно-фрезерных, собственно    фрезерных,    шипорезных,    сверлильно-фрезерных,    фрезерно-копировальных, фрезерно-брусующих  станков. Они различаются по форме, размерам и назначению и делятся на две основные группы: 1) насадные и 2) концевые.  Насадные  фрезы имеют центральное отверстие,  которым они насаживаются на рабочий шпиндель и закрепляются. Концевые фрезы имеют хвостовик,   который крепится   в   соответствующем   отверстии   шпинделя. Насадные фрезы бывают цельные, составные и сборные. Составные фрезы составляют из цельных фрез, сборные имеют корпус с укрепленными на нем ножами и другими режущими элементами. Насадные и концевые фрезы бывают затылованные и незатылованные. В затылованых фрезах заточка производится   по    передней   грани   для   сохранения    заданных   угловых параметров фрезы.

По  технологическим признакам фрезы  могут быть разделены на следующие  группы: цилиндрические фрезы для  обработки плоскостей; пазовые фрезы для обработки пазов; фасонные фрезы для получения профиля деталей; шипорезные - для обработки шипов; копировальные для копировальных работ.

Для получения заданного профиля  наиболее подходящим инструментом является фреза цельная,  затылованная, радиусная, для обработки полугалтелей, тип 2, из инструментальной стали Х6ВФ.

Фрезу выбираем в зависимости от требуемого профиля  и посадочного диаметра.

Выбираем  фрезу фирмы                        с номенклатурным номером ДФ-08.00 рис.2.8. левого типа исполнения. Основные параметры фрезы приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4.

 

D, mm	d, mm	B, mm	R, mm	Z	n
140	32	30 (35)	25(30)	4	9000

Рис. 2.8. Фреза ДФ-08.00, фасонная цельная насадная

Зубья фрезы в данном случае имеют  поднутрение  боковых поверхностей под углом = 1-2°, вследствие чего устраняется трение их о боковые поверхности паза.

Угловые значения зубьев: передний угол =20°,задний угол =15°, обточки боковой поверхности t =4°, угол бокового поднутрения =4°.

 

Подготовка  фрезы к работе.

 

Подготовка  к работе фрез всех типов заключается  в балансировке, заточке и установке  в станок.

Балансировка  фрезы. Различают два вида балансировки - статическую и динамическую. Насадные фрезы обычно балансируют статически, т.е. без вращения фрезы с рабочей скоростью.

Статическая   балансировка.  Она позволяет уравновесить силы, действующие на вращающуюся фрезу. Для этого необходимо  чтобы центр массы фрезы располагался на оси вращения. Статическая балансировка насадных фрез выполняется на приспособлении, показанном на рис. 2.9. Фрезу насаживают на отбалансированную оправку, которую устанавливают на горизонтальные   направляющие.   Направляющие  выверяют  по уровню с

помощью регулируемых опор. Легким толчком руки фрезу с оправкой заставляют катиться по направляющим. Когда фреза остановится, замечают

ее  положение (например, отмечая верхнюю  точку мелом). Эту операцию повторяют 3—4 раза. Если фреза останавливается  в различных положениях, то можно считать, что фреза уравновешена. Если фреза каждый раз останавливается в одном положении, центр массы смещен относительно оси вращения. Это смещение и заставляет фрезу разворачиваться тяжелой частью вниз.

Для определения  величины неуравновешенности на легкую сторону   (обращенную  вверх) прикрепляют дополнительную массу С₁ (гирьку или шарик из пластилина). Величину массы подбирают такой, чтобы фреза останавливалась в произвольном положении. Измеряют расстояние r₁ от оси фрезы до центра массы груза. Степень неуравновешенности характеризуют величиной дисбаланса D= С₁ r₁. Затем в нерабочей тяжелой части фрезы стачивают или высверливают металл. Возможно также уравновешивание ввинчиванием специальных винтов на легкой части фрезы, перемещение сухариков в корпусе и др.

Рис. 2.9. Приспособление для статической балансировки  фрез:

1- основание;  2 - направляющие;  3 - фреза;   4 - оправка;  5- уравновешивающий грузик;  6- регулируемая опора.

 

Во всех случаях  массу дополнительного груза G_доп рассчитывают по формуле:     

где G₁ — масса уравновешивающего груза (пластилина, гирьки);

r₁ — расстояние от оси вращения фрезы до центра массы уравновешивающего груза;

r₂ — расстояние от оси вращения до центра массы дополнительного груза.

Точность статической  балансировки зависит от трения оправки  по направляющим приспособлениям: чем  меньше трение, тем легче фреза  развернется, тем легче фреза  развернется тяжелой частью вниз. Остаточная   неуравновешенность   фрезы   (остаточный   дисбаланс, г∙см) после статической балансировки может достигать величины, определяемой по формуле :    D_ост=1000G_ф ∙К

 

где: G_ф — масса с оправкой, кг;

К — коэффициент трения качения оправки по направляющим.

К режущим элементам  ножевых валов при выполнении статической балансировки предъявляются следующие требования:

1) парные ножи, устанавливаемые диаметрально противоположно, должны быть одинаковой массы. Разность в массе резцов не должна превышать 0,1% их суммарной массы;

2) центр тяжести каждого ножа должен быть расположен на геометрической середине.

Статическая балансировка ножей осуществляется на весах (рис. 2.10.).

При несоблюдении вышеописанных требований после  установки ножей, имеющих различную  массу, в ножевой вал возможно возникновение неуравновешенности (дисбаланса).

Рис. 2.10. Балансировочные  весы:

1 – основание  весов;  2 – груз-противовес;  3 – гайка-грузик;  4 – коромысло; 

5 – упор; 6 –  указатель положения ножа.

 

При использовании  ножей одинаковой массы, но со смещенным  центром масс относительно оси симметрии возникает динамический момент, который вызывает неравномерность нагружения подшипниковых опор.

Уравновешиванию подлежат также болты, гайки и  прижимные клинья для крепления  ножей в ножевом валу. Каждый комплект проверяют та технических весах  с погрешностью до ±0,1 г при массе ножей до 500 г и ±0.5 г при массе ножей свыше 500 г. Разность в массе клиньев с ввернутыми в них винтами в одном комплекте должна быть не более 2 г.

Балансировка  плоских ножей характеризуется  высокой трудоемкостью операции. В связи с этим в некоторых случаях при балансировке фрезерных ножей  ограничиваются лишь приведением парных ножей к одной массе и приведением центра тяжести к геометрической середине только по длине.

Разность в  массе парных ножей не должна быть больше допустимой

Таблица.2.5.

Масса ножа, г	<50	50–100	100–350	>350
Допустимая  разность в массе парных ножей	0,2	0,3	0,4	Не более 0,1% массы ножа

 

 

Динамическая  балансировка. Она осуществляется на специальных балансировочных станках. Она позволяет с высокой точностью (остаточная неуравновешенность не более 1 г∙см) уравновесить не только силы, но и моменты. Это особенно важно для инструментов, имеющих большие

размеры по длине (L>0,2D). Для динамической балансировки используют станок ДБ-10. Балансируемый инструмент закрепляют на предварительно уравновешенной оправке и устанавливают опоры. Опоры смонтированы на подпружиненных люльках. Вращение оправки с инструментом передается от электродвигателя через плоский ремень, накинутый на оправку. Неуравновешенные центробежные силы вызывают колебания опор, преобразуемые в электрический сигнал. Сигнал подается на прибор измерения величины дисбаланса.  Стробоскопическая лампа освещает деления на оправке. Она вспыхивает каждый раз, когда амплитуда колебаний опор имеет максимальное значение. Частота импульсов равна частоте вращения фрезы, и все время освещено одно деление на оправке, определяющее место исправления. Неуравновешенность измеряют отдельно для левого и правого торцов инструмента, после чего фрезу снимают с оправки и вносят исправления в массу фрезы с обоих ее торцов. После этого фрезу повторно контролируют на балансировочном станке, добиваясь допустимой величины неуравновешенности. 

 

Заточка фрезы. При заточке должны обеспечиваться неизменность профиля обработки, углов резания и равенство радиусов одноименных зубьев. Насадные цельные и составные затылованные фрезы затачивают по передней грани с сохранением величины переднего угла g.                                 Для этого ось фрезы должна быть смещена относительно рабочей                          плоскости шлифовального круга на   расстояние   H₁ = Rsing, где R - радиус

фрезы. Насадные цельные и составные  незатылованные фрезы (с прямым затылком зубьев) затачивают по передней и задней граням. Переднюю грань затачивают так же, как и переднюю грань затылованных фрез. Заточка задней грани должна обеспечить неизменность заднего угла a.

Для этого при чашечном шлифовальном круге зуб фрезы должен быть установлен вершиной ниже ее оси на величину H₂ = Rsina. При отсутствии чашечного круга допускается заточка плоским кругом большого диаметра. Тогда ось круга с радиусом R_к должна быть расположена выше оси фрезы на расстоянии H₃ - R_кsina.Точность и качество подготовки фрезы должны соответствовать требованиям, установленным стандартами. Допускаются следующие предельные отклонения параметров фрезы:

 

Радиальное  биение зубьев, мм 0,05/-  
Торцовое биение боковых поверхностей зубьев на сторону, мм 0,04/-  
Продольный изгиб, мм -/0,05  
Отклонения контурных действительных углов резания от номинальных, °, для лезвий: торцовых -/0,05  
боковых ±1/±1  

Отклонения  углов поднутрения и косой  боковой обточки при затыловывании  от номинальных, ±0,5/-  
Шероховатость заточенных передних, задних и боковых поверхностей зубьев R_а, мкм 1,25/1,25

Примечание. Норматив в числителе для фрезы  насадной, в знаменателе - для концевой.

Для заточки применяют универсально-заточные станки  ЗА64М, ЗБ642, ЗВ642. Кроме того, выпускаются также для заточки  насадных фрез станки  ТчФ, для заточки  насадных фрез в автоматическом режиме ТчФА, для заточки насадных фрез  (стальных и твердосплавных) в автоматическом режиме ТчФТ.

Рис.2.11. Схема  установки фрезы при заточке  по передней поверхности.

 

Установка фрезы. Для обеспечения эксплуатации фрез необходимо, чтобы деревообрабатывающее оборудование соответствовало установленным для него нормам точности. В первую очередь проверяют параметры узлов деревообрабатывающего оборудования, непосредственно связанных с работой инструмента: радиальное и осевое биение шпинделей (допуск не более 0,03 мм), торцовое биение опорных поверхностей и фланцев под инструмент (допуск не более 0,03 мм), параллельность осей горизонтальных и перпендикулярность осей вертикальных шпинделей рабочей поверхности стола (допуск 0,03 мм на длине 100 мм), перпендикулярность рабочих поверхностей стола и направляющих угольников (допуск 0,2 мм на 1000 мм).

При установке на шпиндель составных  фрез с затылированными зубьями обязательно должны быть использованы патроны. При этом резьбовое соединение для закрепления фрезы на патроне должно иметь направление резьбы, противоположное направлению вращения.

2.10. Последовательность  наладки и настройки станка (привести  необходимые схемы).

Состав операций, выполняемых при наладке, зависит от типа фрезерного станка, профиля и формы обрабатываемой детали.

При наладке необходимо подобрать фрезу  и проверить качество ее подготовки, установить и закрепить режущий инструмент на шпинделе, установить направляющие линейки и ограничительные упоры, отрегулировать взаимное расположение режущего инструмента и направляющих линеек, опробовать станок на холостом ходу и обработать пробные детали.

Перед установкой инструмента на шпиндель следует проверить: соответствие типа инструмента требуемому профилю обрабатываемой детали, правильность заточки режущих зубьев и ножей и состояние опорных поверхностей (посадочных мест) для крепления, соответствие направления вращения фрезы направлению вращения шпинделя.

Радиальное биение зубьев цельных фрез, а также биение ножей в сборных фрезах допускается не более 0,02 мм. Фрезы должны быть отбалансированы.