Обработка прямоугольных сквозных (на выход) пазов шириной до 16 мм с допустимыми отклонениями ширины по 10-му квалитету осуществляется дисковыми пазовыми фрезами острозубыми и с затылованнымн зубьями. Закрытие (без выхода) пазы фрезеруются концевыми фрезами.
Более широкие сквозные прямоугольные пазы обрабатываются трехсторонними дисковыми фрезами. Однако фрезерование паза с допустимым отклонением ширины в пределах 9-го—10-го квалитетов за одни рабочий ход требует применения первой (в поле допуска по ширине) фрезы, что нерационально, так как первая же переточка после затупления изменит ее размер по ширине и выведет его за пределы поля допуска. Вследствие этих обстоятельств фрезерование точного паза необходимо производить за два (минимум) рабочих хода. При первом рабочем ходе обрабатывается одна сторона паза, причем так, чтобы боковая поверхность была обработана начисто в заданном чертежом положении. При втором рабочем ходе обрабатывается оставшаяся часть паза.
Установка фрезы на размер паза выполняется от уже обработанной за первый рабочий ход вертикальной (боковой) поверхности. Такой способ фрезерования пазов дает возможность, применяя короткие пробные рабочие ходы в самом начале, установить фрезу по торцу паза с высокой степенью точности, что служит базой для высокоточного выполнения всего паза.
Сохранение точной установки для всех других заготовок данной партии деталей обеспечивается за счет закрепления жесткого упора на поперечных направляющих стола станка. Следует заметить, что пробные установочные рабочие ходы позволяют автоматически учитывать фактическое влияние торцевого биения фрезы на положение и размер паза.
Закрытые прямоугольные пазы, прямолинейные и с изменяющимся направлением, фрезеруются концевыми фрезами на вертикально-фрезерном станке.
Если паз прямолинеен, то после установки и закрепления заготовки стол (или фрезу) перемешают вручную таким образом, чтобы фреза в самом начале обработки врезалась на небольшую глубину — 2—3 мм. Затем, предварительно установив кулачки автоматического переключения продольной подачи с прямой на обратную, включают рабочий ход, постепенно углубляя фрезу в конце каждого двойного хода.
Пазы криволинейные (рис. Х.8) фрезеруются за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначается скорость результирующей подачи. На рис. Х.8, б эта скорость определяется гипотенузой треугольника, где катеты — поперечная sпоп и продольная sпр подачи.
 |
В местах значительных изменений в направлении паза в результате упругой деформации концевой фрезы образуются врезания В (рис. Х.8, а), которые тем больше, чем меньше жесткость фрезы и чем больше силы резания, зависящие от подачи, глубины резания и предела прочности материала заготовки. Рис. Х.8. Врезание, образуемое при фрезеровании концевой фрезой прямоугольного паза о криволинейным ходом |
 |
Фреза на участке а паза была деформирована в направлении, противоположном направлению подачи. В конечной точке участка, например, поперечная подача sпоп, была на время прекращена, чтобы затем одновременно были включены как поперечная sпоп, так как продольная sпр подачи. За время выключения подачи фреза, вращаясь и не испытывая усилия резания в направлении Pу (рис. Х.9, а), выпрямлялась на некоторую величину Δ, образуя врезание В. Рис. Х.9. Деформации концевой фрезы: a — схема деформирования; б — зависимость коэффициента жесткости твердосплавных фрез от их диаметра |
Устранение такой погрешности обработки требует:
- В пределах возможного увеличить жесткость концевой фрезы за счет уменьшения ее вылета;
- уменьшить рабочую подачу.
Деформация концевой фрезы, вызывающая соответствующую погрешность обработки, определяется по формуле
Δр = PL3/Kn (62)
где Р - сила, приложенная к концу фрезы; L — длина фрезы до места посадки в шпиндель, т. е. ее вылет; Кn — коэффициент, учитывающий жесткость фрезы (см. рис. Х.9, б).
 |
Гнезда под врезные призматические шпонки фрезеруют на шпоночно-фрезерных станках о маятниковой подачей (рис. Х.10. а). В этом случае фрезеруемый вал неподвижен, а шпиндель станка кроме вращательного совершает также возвратно-поступательное маятниковое движение вдоль оси детали. Фрезерование гнезда производится за несколько проходов. Длина хода маятникового движения регулируется и должна быть равна длине шпоночной канавки за вычетом диаметра фрезы. Рис. Х.10. Фрезерование шпоночных гнезд: а — шпоночными фрезами с маятниковой подачей; б — дисковыми фрезами с вертикальной или поперечной подачей |
При обработке врезных (закрытых) шпоночных гнезд применяют двузубые шпоночные фрезы, зубья которых с торца заточены на обратный конус (т. е. не наружу, как у сверла, а наоборот, в тело инструмента). Работают эти фрезы и при осевой подаче. Гнезда под сегментные шпонки фрезеру дисковыми шпоночными фрезами как на горизонтальных, так и на вертикальн фрезерных станках (рис. X 10, б). Направление подачи — только к центру в методы установки фрезы по диаметральной плоскости заготовки такие же, как приведенные в табл. Х.9.
Таблица Х.9. Способы настройки на заданные размеры при фрезеровании пазов и канавок
|
Эскиз |
Содержание |
|
Настройка по шаблонам | |
|
|
Достаточно простой и точной оказывается настройка с помощью шаблона-призмы 2, закрепленной на стойке 4. В этом случае установка дисковой трехсторонней фрезы 1 точно по оси симметрии обрабатываемой заготовки-валика 3 обеспечивается за счет соосности V -образных вырезов призмы 2 |
|
Настройка по лимбам подачи | |
|
|
При отсутствии шаблонов приходится прибегать к универсальным способам настройки на заданный размер, основанным на точном перемещении стола по заданным координатам. Допустим, например, что в заготовке призматической формы требуется концевой фрезой, диаметром d профрезеровать прямоугольную канавку с координатами а и h (на рисунке слева). Диаметр фрезы равен ширине канавки. |
|
Для установки на размер h , заданный от основания заготовки, сначала поднимают консоль станка, доводя фрезу до соприкосновения с поверхностью стола, если заготовка непосредственно установлена на столе, или с опорой, если заготовка устанавливается в приспособлении (поз. I ). Затем опускают консоль на глубину h, при этом фреза оказывается установленной по высоте (пол. II ). После этого, включив вращение фрeзы, перемещают стол в поперечном направлении до тех пор, пока на боковой поверхности обрабатываемой заготовки не появится слабый след от вращающейся фрезы (положение III ). Далее продвигают стол в продольном направлении и выводят фрезу за пределы обрабатываемой детали, после чего перемещают стол по лимбу поперечной подачи на размер второй координаты а (поз IV). На рисунке справа показана установка дисковой фрезы шириной b в случае, когда размер h к >анавки отсчитывается от верхней поверхности заготовки. Сначала фрезу подводят к боковой поверхности заготовки (поз. I ). Затем опускают стол так, чтобы фреза оказалась выше верхней поверхности заготовки, и перемещают поперечные салазки на размер а. Включив вращение фрезы и подняв стол на высоту, при которой фреза оставит легкий след на поверхности заготовки, производят дальнейший подъем стола на высоту h (поз. II ). Если вместо размера а был бы задан размер с, то горизонтальное перемещение стола в первом примере было бы равно c + d, а во втором c + b . Вращение фрезы при настройке станка необходимо для уменьшения погрешности установки, которая возникает при касании фрезы заготовки не одним, а двумя смежными зубьями | |
| Настройка фрезы при фрезеровании шпоночного паза | |
 |
Для установки дисковой фрезы в диаметральной плоскости вала может быть применен описанный способ настройки по лимбам подачи. В этом случае вращающаяся фреза приводится в соприкосновение с валом (соприкосновение контролируется по меловой отметке, предварительно нанесенной на боковой поверхности вала). Затем стол опускается и смещается в поперечном направлении (с контролем по лимбу) на расстояние А = (d + В)/2. Здесь d — диаметр вала, мм; В — ширина фрезы, мм. Более точным является способ установки дисковой фрезы с помощью угольника и штангенциркуля или микрометра. Установив угольник (поз. I). замеряют штангенциркулем расстояние А. |
|
Это расстояние заранее подсчитывают по формуле А = Т + ( d + В)/2, где Т — ширина вертикальной полки угольника. Затем устанавливают угольник с другой стороны вала (показан штриховыми линиями) и еще раз проверяют таким же методом размер А. Если оба отсчета штангенциркуля сходятся, то фреза установлена точно. Установка концевой шпоночной фрезы на горизонтально- и вертикально-фрезерном станках показана на позициях II и III . При установке на горизонтально-фрезерном станке вал подводят к неподвижной фрезе (показана штриховыми линиями) так, чтобы пластинка щупа (0.02—0,03 мм), положенная на вал. оказалась слегка зажатой. После этого стол перемещают в поперечном направлении и. пользуясь лимбом, поднимают на высоту Н Н = d/2 + D/2, где d — диаг/етр вала, мм; D — диаметр фрезы, мм. При установке на вертикально-фрезерном станке (поз. III ) вначале зажимают пластинку щупа, опускают стол, а затем перемещают стол с заготовкой на размер Н, равный, как и в предыдущем случае, полусумме диаметров вала в фрезы. Установку фрезы при фрезерования гнезда >под сегментную шпо н >ку производят соответственно поз. IV. Перемещение стола после 1 поджима пластинки и опускания стола производят на расстояние h= d/2 + В/2. Установка инструмента на глубину гнезда (при фрезеровании в один рабочий ход) осуществляется следующим образом: поднимая стол, подводят вал к наружной цилиндрической поверхности дисковой фрезы (поз. V) или к торцу концевой фрезы так, чтобы между фрезой и заготовкой оказалась бы зажатой пластина щупа. Затем, пользуясь лимбом вертикальной подачи, поднимают стол на необходимую величину h, которая либо задана н а чертеже, либо, если задан размер t (поз. VI). может быть вычислена по формуле h= =d — t | |
|
Настройка с помощью установов (габаритов) для фрез | |
|
|
Наиболее точной и производительной оказывается настроим на заданные размеры с помощью установов (габаритов) для фрез, предусматриваемых в конструкции установочно-зажимных приспособлений. |
|
Установ 1 представляет собой стальной закаленный угольник, жестко закрепленный на корпусе приспособления. Чтобы прикосновение фрезы 3 к установу могло быть проконтролировано на ощупь, между поверхностями последнего и лезвием фрезы прокладывают мерный щуп 2 толщиной 3 или 5 мм. При соприкосновении с фрезой щуп не следует зажимать; он должен перемещаться без заметного усилия между фрезой и установом | |
Отрезные работы осуществляются прорезными (отрезными) фрезами. Заготовки при отрезных работах закрепляются параллельно фрезерной оправке в тисках при том таким образом, чтобы фреза располагалась как можно ближе к губке тисков, но не задевала бы за нее. При отрезании нередко прибегают к методу попутного фрезерования, при котором фреза не вырывает загоговку из тисков, а еще дополнительно прижимает ее. В этом случае необходимо, чтобы ходовой винт стола не имел мертвого хода. Для получения чистых торцевых поверхностей разрезки подачи при отреза должны быть небольшими —0,01—0,03 мм/зуб. Заготовку следует жестко крепить в тисках.
Помимо рассмотренных типов прямоугольных пазов в машиностроении встречается и ряд специальных пазов, таких, например, как пазы узкие и глубокие, особо точные пазы, пазы, проходящие через отверстие, и др. Обработка этих пазов имеет свою специфику.
На рис. X.11 показана схема фрезерования глубокого сквозного паза длиной 55 мм на валу регулятора паровой турбины по методу фрезеровщика-новатора А. В. Бородулина. По существовавшему ранее технологическому процессу для входа и выхода фрезы необходимо было сверлить по одному отверстию с каждого конца паза. При этом ось отверстия искривлялась, а фреза на выходе из вала часто ломалась. Изменив процесс, Бородулин разбил операцию на три перехода.
Вначале проводилась обработка шпоночной фрезой диаметром 10 мм наполовину всей глубины с припуском 0,5 мм на сторону по ширине. Затем закрепленный в делительной головке вал повертывался на 180° и также обрабатывалась вторая половина паза по глубине. После этого фрезеровалась на всю глубину одна сторона паза и выдерживался размер 24±0,1 мм, а затем фрезеровалась вторая его сторона, и выдерживался размер 12 Н9, контролируемый по калибру-пробке. В результате изменения процесса отпала необходимость в припиловке паза, поломка фрез прекратилась, а качество поверхности заметно улучшилось.
Фрезерование узких и лубоких пазов вызывает трудности, связанные с частой поломкой и быстрым изнашиванием фрез из-за значительного бокового трения и нагрева. Это тем больше сказывается, чем в более вязком металле приходится фрезеровать пазы. Заметного преодоления возникающих трудностей удается добиться при изменении геометрических параметров фрез.
Так, при фрезеровании пазов шириной 2 мм и глубиной 25 мм в жаропрочном сплаве для устранения поломок новаторы производства увеличили боковое поднутрение стандартной прорезной фрезы с φ1 = 0° 30' до φ1=2°; одновременно до 27 мм был увеличен диаметр посадочного отверстия фрезы, что повысило ее жесткость. Эти два мероприятия привели к повышению стойкости фрез в 3,5—4 раза по сравнению со стойкостью стандартных фрез при тех же режимах резания.
 |
Настройка станка на заданные размеры при фрезеровании пазов нередко представляет собой сложную задачу (табл. Х.9). Измерения при фрезеровании пазов и канавок производятся как обычными штриховыми инструментами, так и калибрами (шаблонами). Рис. X.11. Фрезерование глубокого сквозного паза |
