Закрепление концевых и торцевых фрез

Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком устанавливаются и закрепляются путем применения цанговых патронов. Цанговые патроны изготавливаются с хвостовиками конусностью 7 : 24 и с конусом Морзе. Для обоих типов производятся унифицированные цанги. Конструкция и размеры патронов и цанг приведены в табл.VI.8.

Втулки переходные для концевых фрез с коническими хвостовиками производятся с наружным конусом Морзе и конусностью 7 : 24 (табл. VI.9).

Таблица VI.8. Патроны и цанги для концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком, мм

Таблица VI.9. Втулки переходные для концевых фреp с коническими хвостовиками

Набор втулок позволяет устанавливать в шпинделях различных металлорежущих станков фрезы с коническими хвостовиками от конуса Морзе 1 до конуса Морзе 6. Втулки с отжимной гайкой обеспечивают облегченный съем втулки с инструментом. Втулки с наружным конусом 7 : 24 имеют фланец с пазами, которыми они соединяются с шипами на торце шпинделя станка при их установке. использование этих втулок требует обязательного закрепления их шомполом, который затягивает втулку в гнездо шпинделя.

Втулки переходные с наружным конусом 7 : 24 и торцевым пазом для установки различных оправок и патронов, хвостовики которых имеют конус Морзе и лыску.

Быстродействующие патроны целесообразно применять в условиях обработки с частой сменой инструментов. Патроны позволяют осуществлять смену фрез без необходимости использовать шомпол, что значительно экономит время

На рис. VI.5 показаны два патрона для закрепления концевых фрез с коническими хвостовиками. В первом патроне (рис.VI.5, a) фреза предварительно закрепляется в переходной втулке 2 винтом 4. Втулка 2 имеет на своем фланце два выступа (второй на рисунке не показан). С закрепленным инструментом втулка вставляется в конусное отверстие корпуса 3 патрона, закрепленного в шпинделе станка шомполом, и затягивяется гайкой 1. Во фланце гайки 1 имеются прорези, соответствующие выступам на фланце втулки 2. Это позволяет, не отвинчивая полностью гайку 1, а только совместив ее прорези 5 с выступами, установить втулку на место, затем поворотом гайки на некоторый угол затянуть втулку с инструментом в конусное гнездо. Рис. VI.5. Быстродействующие патроны для концевых фрез

Второй патрон (рис. VI.5, б) имеет переходный фланец 8, закрепляемый четырьмя винтами 10 к торцу шпинделя станка. Шипы шпинделя входят в пазы фланца 8 и передают ему крутящий момент. Отверстие фланца имеет два паза, соответствующие двум выступам на втулке 5. Фреза предварительно устанавливается в отверстие втулки 5 и закрепляется винтом 9.

На наружную резьбу фланца 8 навернута ганка 6, в ней имеется винт 7, цилиндрическое окончание которого входит в канавку, образованную на цилиндрической поверхности фланца. Канавка занимает только половину окружности фланца. Винт 7 ограничивает поворот гайки 6 половиной окружности.

Фланец гайки 6 имеет дна паза, такие же, как у фланца 8. Совместив пазы гайки и фланца, втулку 5 с фрезой можно вставить в гнездо шпинделя. Повернув затем гайку 6 по часовой стрелке, затягивают втулку 5, закрепляя ее и инструмент. Подобные патроны нормализованы. По нормали машиностроения МН 5553— 64 выполняется шесть типоразмеров патронов с внутренним конусом Морзе от 1 до 4 и для концов шпинделей 40 и 50.

Эксцентриковые патроны применяются для фрезерования шпоночных гнезд и других мерных и точных пазов немерными концевыми фрезами. Использование патронов позволяет значительно сократить номенклатуру режущих инструментов. На рис. VI.6 показан один из таких патронов. Хвостовиком 1 патрон закрепляется в шпинделе станка. В корпусе патрона имеется глухое отверстие, ось которого смещена относительно оси вращения патрона на величину е. Ось отверстия под цилиндрический хвостовик фрезы 5 во втулке 2 также смещена на величину е'. Рис.VI.6. Эксцентриковый патрон

Вследствие двойного эксцентриситета при поворачивании втулки 2 в корпусе патрона ось закрепленной в ней фрезы будет удаляться от оси вращения шпинделя или приближаться к ней. Соответственно этому будет изменяться ширина фрезеруемого паза. Фреза закреплена во втулке двумя винтами 3, а втулка заплечиками гайки 4 прижата к корпусу патрона. Чтобы облегчить установку и смещение оси фрезы, на втулке имеются деления, которые видны через оконце в корпусе патрона (на рисунке не показано); в нем же имеется нулевая риска для отсчета. Фрезу нужно закреплять во втулке 2 таким образом, чтобы ее зуб (на линии а торцевой плоскости) был расположен в общей диаметральной плоскости (д—д) с нулевым делением. Диаметр фрезы при работе с рассмотренным патроном берется меньше номинальной ширины паза на 0,1—0,15 мм.

Закрепление насадных торцевых фрез осуществляется при помощи стандартизированных консольных оправок. Конструкции, основные размеры и обозначения консольных оправок для насадных фрез приведены в табл. VI.10—VI.12.

Торцевые фрезы больших диаметров — 250—630 мм (так называемые головки) — с цилиндрическими посадочными отверстиями могут закрепляться непосредственно на шпинделе (рис. VI.7, а) станка. Они центрируются наружной цилиндрической поверхностью шпинделя, закрепляются четырьмя болтами 1 на его торце и ведутся шипами 3 шпинделя, входящими в пазы корпуса фрезы.

Другим способом крепления является центрирование фрезы переходной оправкой (рис. VI.7, б). Здесь фреза 6 посадочным отверстием насаживается на цапфу оправки 8, затянутой в гнездо шпинделя 5 штребелем 4. Фреза крепится к торцу шпинделя четырьмя винтами и ведется шипами 7, находящимися на его торце. Более точное н жесткое крепление достигается посадкой корпуса фрезы 6 (рис. VI.7, в) своим посадочным коническим отверстием на наружную конусную поверхность оправки 9. В этом случае оправка затягивается в гнездо шпинделя штребелем, а ведется шипами на торце шпинделя, входящими в пазы на ее фланце. Корпус фрезы, в свою очередь, затягивается на конус оправки торцевым винтом 10. Рис. VI.7. Способы крепления больших насадных торцевых фрез — головок

Установка и смена режущего инструмента на фрезерных станках занимает значительное время; особенно оно важно в условиях крепления штепселем на вертикальных консольных, бесконсольных станках. Если не представляется возможным модернизировать эти станки, оборудовав их пневмошомпольными устройствами, то следует внимательно отнестись к обеспечению каждого из этих рабочих мест фрезеровщика наборами специальных накидных ключей для завинчивания всех встречающихся в практике работы гаек и винтов, закрепляющих фрезы и оправки к ним.

Пневмошомпольные или механизированные шомпольные зажимы значительно облегчают труд и сокращают время, затрачиваемое на смену инструмента. Механизированный зажим, автоматически закрепляющий инструмент на современных фрезерных станках с ЧПУ показан здесь.

На рис. VI.8 изображен один из пневмошомпольных механизмов зажима. Корпус 10 механизма болтами 17 закреплен на верхнем торце ползуна шпинделя. Стакан 8, внутри которого размещена пружина 1 с шомполом 16, резьбой соединен с верхним конном шпинделя 15 станка и застопорен винтами 9. Второй наружный стакан 4 вмещает в себя стакан 8 и, в свою очередь, входит в центральное отверстие ступицы корпуса поршня 3. С ним он соединен двумя радиально-упорными шарикоподшипниками 5, закрепленными гайкой б, навернутой на резьбу в верхнем конце стакана 4. При вращении шпинделя 15 станка шомпол 16, стаканы 8 и 4 с пружиной также свободно вращаются. Поршень 3 работает в пневмоцилиндре 2, который жестко соединен с корпусом 10 механизма рядом болтов. Крышкой 7 закрыты выступающие наружу части поршня и стакан 4. Механизм работает следующим образом. В хвостовик оправки 13 ввернут переходник 12, который, в свою очередь, ввернут во втулку 11 так, чтобы паз 14 фланца оправки расположился против шипа на торце шпинделя. Поворотом рукоятки пневмокрана на рисунке не показан) воздух выпускается из цилиндра 2, и освобожденная пружина 1 шомполом 16 затягивает хвостовик оправки 13 с фрезой в гнездо шпинделя. Чтобы освободить фрезу, рукоятка пневмокрана переводится в положение впуска воздуха; при этом поршень 3 под давлением сжатого воздуха сжимает пружину 1 и движением шомпола 16 вниз выводит хвостовик оправки из гнезда шпинделя. Рис.VI.8. Пневмошомпольный зажим инструмента

Концевые фрезы с резьбовыми хвостовиками, изготавливаемые по ГОСТ 20539—75*, обычно крепятся в цанговых патронах (см. табл. VI.7). Для этого в цанге патрона закрепляется съемный цилиндрический хвостовик (рис. VI.9), на наружном (нижнем) торце которого имеется резьбовое отверстие под резьбу на хвостовике самой фрезы. Отверстие имеет широкую направляющую фаску, такую же, как хвостовик фрезы, и точно соосную оси цилиндрической части. Такое крепление обеспечивает быстросменность инструмента. Рис. VI.9. Крепление концевых фрез с резьбовым хвостовиком: 1 —  быстросменный или цанговый патрон; 2 — цилиндрический переходной хвостовик; 3 — фреза; К — конусы-фаски

Таблица VI.10. Оправки с продольной шпонкой и хвостовиком конусностью 7:21, конструкция и размеры, мм (ГОСТ 13786 — 68*)

Таблица VI.11. Оправки с продольной шпонкой и хвостовиком с конусом Морзе, конструкция и размеры, мм (ГОСТ 13787 — 68*)

Таблица VI.12. Оправки с торцевыми шпонками для насадных торцевых фрез, конструкция и размеры, мм

Примечания:

1. Оправки с хвостовиками с конусом Морзе применяются с переходными втулками по ГОСТ 13791—68*.
2. Рис. а — ГОСТ 13785—68; рис. б — ГОСТ 13788 — 68.