О фрезерных станках в целом

Конструкция фрезерных станков с нижним расположением шпинделя

Электродвигатель соединен со шпинделем плоскоременнои передачей. Шкив, закрепленный на шпинделе, имеет удлиненную форму, что позволяет изменять положение шпинделя по высоте, не меняя положения электродвигателя.

Рис. 1. Фрезерный одношпиндельный станок Ф-4: 1 — станина, г —суппорт, 3 — маховичок подъема шпинделя, 4 — стол, 5 —съемные направляющие линейки, 6 — кронштейн с откидным подшипником, 7 — приемная воронка, 8 — маховичок для натяжения ремня

Более совершенную конструкцию имеет станок ФСА для прямолинейного фрезерования (рис. 2). Так же как и у станка Ф-4, шпиндель у него установлен на суппорте. Положение шпинделя по высоте изменяют маховичком. Шпиндель связан с валом электродвигателя ременной передачей, для натяжения ремней служит маховичок, Над столом станка установлен автоподатчик. Его подающие ролики закреплены шарнирно, что позволяет подавать в станок заготовки с различием по толщине до 20 мм. При необходимости ручной подачи автоподатчик может быть снят со станка или отведен в сторону (например, во время установки режущего инструмента). Для изменения положения автоподатчика в вертикальной плоскости предусмотрен маховик. Маховиком, связанным с вариатором, устанавливается скорость подачи, которая может изменяться в пределах 8—25 мм.

Удобное размещение панели управления позволяет станочнику во время работы не делать лишних движений.

На рис. 3 приведена кинематическая схема фрезерного станка ФА-4 с автоматической подачей. На шпинделе подвижно, в шариковых подшипниках, укреплен блок звездочек, который вращается независимо от шпинделя. Обрабатываемую заготовку укладывают в цулагу и закрепляют в ней. Часть боковой поверхности цулаги вы полняет роль копира, на ней закрепляется втулочно-роликовая цепь или перфорированная лента, соответствующая зубьям верхней звездочки блока. Верхняя звездочка в процессе работы станка приходит в зацепление с цепью и подает цулагу с обрабатываемым материалом вдоль режущего инструмента. Верхняя звездочка приводится в движение нижней (приводной) звездочкой блока, которая цепной передачей соединена с приводом механизма подачи, включающим электродвигатель, червячный редуктор и шестеренную передачу.

Конструкцией механизма подачи предусмотрена возможность сообщать шаблону прямолинейное движение при односторонней обработке заготовок и вращательное при обработке по контуру. Детали с контуром, очерченным по кругу, обрабатывают при подвижной оси вращения шаблона. Во всех других случаях точки контура криволинейных деталей находятся на разном расстоянии от окружности резания, описываемой фрезой. Поэтому, чтобы обеспечить непрерывное соприкосновение обрабатываемой заготовки с режущим инструментом, нужно изменять расстояние от центра вращения шаблона до окружности резания. Для этого подвижно закрепляют вкладыш 6 с пальцем и устанавливают рычаг, связывающий шаблон с пружиной. При установке и снятии шаблона вкладыш с пальцем отводят от оси шпинделя педалью. Если обрабатывают одну сторону криволинейной заготовки, то шаблон прижимают к подающей звездочке прижимными роликами, установленными на вкладыше.

Рис. 2. Фрезерный станок ФСА: 1 — стол, 2 — автоподатчик, 3 — маховичок для установки скорости подачи, 4 — маховичок механизма установки по высоте автоподатчика, 5 — панель управления, 6 — маховичок механизма настройки шпинделя по высоте, 7 — маховичок механизма натяжения ремней, 8 — станина

Отечественная промышленность выпускает также фрезерные станки ФШ-4, предназначенные не только для плоского и профильного фрезерования, но также для выборки шипов. Эти станки оборудованы шипорезной кареткой, которая подвижно закрепляется на специальных направляющих станины. На каретке устанавливают зажимы, упорную линейку и торцовые ограничители. Перемещают каретку вручную. Ручное перемещение каретки при модернизации станка может быть механизировано, например с помощью пневмоци-линдра с гидравлическим регулятором. Зажимы могут быть оборудованы пневмодвигателем.

Рис. 3. Кинематическая схема одношпиндельного фрезерного станка ФА-4 с автоматической подачей: 1 — педаль, 2 — суппорт шпинделя, 3 — маховичок, 4 — тросик, 5 — рычаг, 6 — вкладыш, 7 — палец, 8 — пружина, 9 —фреза, 10 — блок звездочек, 11 — шестеренная передача, 12 — червячный редуктор, 13 — электродвигатель механизма подачи, 14 — электродвигатель шпинделя, 15 — маховичок механизма натяжения ремня

Выбор режима работы

Выбор режима работы на фрезерных станках любой конструкции сводится к определению скорости подачи обрабатываемых заготовок. Фрезерование часто является заключительной операцией механической обработки заготовок, так как шлифование после фрезерования (особенно фигурных заготовок) затруднено. Поэтому при выборе режимов работы фрезерных станков исходят из требований, предъявляемых к шероховатости обработанной поверхности. Требуемый класс шероховатости поверхности зависит от величины подачи и угла встречи резца с волокнами древесины.

Пример. Требуется определить скорость подачи при фрезеровании криволинейной детали с переменным углом встречи фвх, который изменяется в пределах от 0 до 30°. Шероховатость обработанной поверхности должна соответствовать седьмому классу. Диаметр фрезы 120 мм, число резцов г = 4, шпиндель делает 6000 оборотов в минуту.

Настройка станков

При фрезеровании плоских поверхностей режущие кромки нижнего торца фрезы должны быть расположены ниже уровня стола на 3—5 мм, что достигается соответствующим перемещением шпинделя. В случае профильного фрезерования положение фрезы определяют по шаблону или образцу детали, устанавливаемой на стол станка.

Рис. 4. Направляющие линейки фрезерного станка: 1 — задняя линейка, 2 — скоба, 3—передняя линейка

Сквозное плоское и профильное фрезерование прямолинейных заготовок выполняют по задней и передней направляющим линейкам (рис. 4), которые соединяются литой скобой, охватывающей режущий инструмент. Линейка 1 может изготовляться как одно целое со скобой, линейка подвижно закрепляется на скобе. Обычно на металлические плоскости линеек накладывают линейки, изготовленные из древесины. Вертикальные плоскости линеек должны быть перпендикулярны плоскости стола станка.

При плоском фрезеровании заднюю линейку устанавливают по бруску, при профильном — с помощью эталона. Для этого брусок или эталон прижимают к задней линейке и вручную поворачивают шпиндель в направлении, обратном направлению резания. Режущие кромки фрезы должны слегка касаться бруска или эталона.

Передняя линейка должна быть параллельна задней и отстоять от нее при фрезеровании плоскостей на величину, равную толщине снимаемого слоя древесины (1,5—2 мм). В случае профильного фрезерования расстояние между линейками должно быть равно также 1,5—2 мм, но фрезу необходимо выдвинуть относительно линейки на глубину профиля. Переднюю линейку устанавливают по эталонному бруску: его прижимают к задней линейке, а переднюю закрепляют на нужном расстоянии.

Если при продольном фрезеровании кромки заготовки обрабатывают не по всей длине, то обе линейки устанавливают в одной вертикальной плоскости. При несквозном фрезеровании прямолинейных заготовок на столе станка устанавливают упоры, ограничивающие длину фрезерования (перемещения заготовки), а линейки устанавливают в одной плоскости.

Фрезерование криволинейных поверхностей выполняют по специальным копировальным линейкам, закрепляемым на цулагах.

Настройка станка начинается с подбора кольца, закрепляемого снизу или сверху фрезы в зависимости от конструкции цулаги. Разница в диаметре кольца и диаметре цилиндрической поверхности резания фрезы определяет взаимное положение формообразующей кромки копировальной линейки и обработанной поверхности заготовки. Поэтому для данного приспособления величина этой разницы должна быть строго определенной.

Работа на станках

На фрезерных станках ФСШ-1А с нижним расположением шпинделя выполняют разнообразные виды обработки. В учебнике описываются следующие основные операции: сквозное фрезерование; обработка заготовок и узлов по наружному контуру; зарезка шипов и проушин; несквозное фрезерование.

Сквозное фрезерование. Сквозное фрезерование прямолинейных заготовок производится при ручной подаче. Станочник берет очередную заготовку, укладывает ее пластыо на стол и, прижимая кромкой к направляющей линейке, надвигает на фрезу. Необходимо следить, чтобы рука не касалась заготовки в зоне ее обработки.

Работа станочника значительно облегчается и становится безопасной, если станок оборудован прижимом хотя бы самой простой конструкции в виде пружинящей пластины или деревянной гребенки — доски с несквозными длиной 150—200 мм пропилами вдоль волокон, сделанными на расстоянии 10—15 мм один от другого. В этом случае станочник подает заготовку на фрезу, не прижимая ее к линейке.

Если при фрезеровании будут замечены необработанные выступающие элементы детали, то необходимо передвинуть переднюю линейку в сторону оси шпинделя. При появлении мшистости на обработанной поверхности необходимо заточить или сменить режущий инструмент.

Смещение профиля по вертикали является следствием неправильного положения фрезы относительно плоскости рабочего стола. Положение исправляют перемещением шпинделя.

Неправильный угол между обработанными поверхностями является результатом неточной установки линеек, особенно задней, по которой ведется основное базирование заготовки.

Если линейка установлена неперпендикулярно плоскости стола, обработанная поверхность может быть крыловатой; причиной кры-ловатости часто является покоробленность базовой поверхности.

Рис. 155. Приспособления для сквозного фрезерования: а — с зажимом, б — без зажима; 1 — корпус, 2 —упор, 3 — подушка, 4 — зажим, 5 — фреза, 6 — кольцо, 7 — заготовка, 8 — формообразующая кромка шаблона, 9 — подшипник, 10 — ограждение, 11 — крышка, 12 — шпиндель Волнистость на обработанной поверхности получается из-за того, что заготовка неплотно прижимается к направляющей линейке или же во фрезеровании участвуют не все зубья фрезы (это часто бывает при использовании фрез со вставными зубьями). При появлении волнистости следует проверить исправность зажимных устройств и заточку зубьев фрезы. Непрострожка бывает из-за непрямолинейности фрезеруемых кромок или несоответствия расстояния между передней и задней направляющими линейками заданному. Для сквозного фрезерования заготовок с криволинейным профилем одной кромки применяют специальное приспособление. На кромке корпуса имеется профильная деталь (рейка), которая служит шаблоном. На рис. 5, б приведена конструкция приспособления беззажимного устройства. На шпинделе станка концентрично закрепляется свободно вращающееся кольцо 6 (обычно шариковый подшипник), служащее упором для шаблона. Радиус кольца должен соответствовать размеру шаблона, Расстояние от базовой поверхности шаблона до оси шпинделя для данного приспособления и определенного диаметра фрезы — величина постоянная. При обработке криволинейных профильных поверхностей положение фрезы относительно плоскости стола определяют непосредственно по шаблону с закрепленной на нем эталонной деталью. Фрезу устанавливают путем перемещения шпинделя в вертикальной плоскости.

Рис. 6. Схема фрезерования на станке с механизированной подачей: а — заготовка с одной криволинейной кромкой, б —заготовка с двумя криволинейными кромками; 1 — приспособление (шаблон), 2 —упор, 3 — прижимные ролики подачи, 4 — зажим, 5 — обрабатываемая деталь, 6 — ведомая втулочно-роликовая цепочка на шаблоне, 7 — ведущая звездочка подачи, 8 — прижимы, 9 — фреза, 10 — опорное кольцо, 11 — концевой упор

Заготовки для криволинейных деталей (особенно при большой кривизне) перед фрезерованием должны быть предварительно обработаны на ленточнопильном станке с припуском на фрезерование. Непременным условием получения точного профиля является плотное прилегание заготовки к базовым поверхностям приспособления и упору.

Закрепив заготовку в приспособлении, его прижимают кромкой-шаблоном к кольцу и перемещают по столу, обрабатывая боковую поверхность заготовки. Если остаются непрофрезерованные места, это указывает на малую величину припуска или на неверный подбор диаметра кольца.

Если фрезерный станок имеет механизм подачи в виде звездочки на шпи нде-ле, то на фигурной кромке приспособления закрепляют втулочнс.ро-ликовую цепочку (рис. 6, а). В этом случае станочник устанавливает заготовку в приспособление, надвигает его на режущий инструмент и педалью отводит прижимные ролики. После того как звездочка механизма подачи войдет в зацепление с цепочкой, он отпускает педаль, ролики прижимают приспособление к звездочке и оно автоматически передвигается в процессе всего фрезерования детали. По окончании операции станочник отводит ролики, возвращает приспособление в исходное положение и снимает обработанную заготовку.

Заготовки с двумя криволинейными кромками фрезеруют, помещая их по две в одно приспособление (рис. 6, б). Станочник подает приспособление вначале одной стороной, затем возвращает его в исходное положение и подает на режущий инструмент второй стороной. После этого обработанную с двух сторон деталь снимают, помещают на ее место заготовку с другой стороны шаблона, а на место последней укладывают очередную необработанную заготовку. При таком способе экономится время на вспомогательные операции.

Обработка по контуру. Обработка щитов и узлов по наружному контуру принципиально не отличается от фрезерования криволинейных заготовок, так как при этом также применяют приспособления и упорные кольца.

Щит помещают на стол станка и сверху на него накладывают приспособление-шаблон с шипами. Упорное кольцо шпинделя расположено над фрезой. Приспособление подводят вместе с наколотым на его шипы щитом к шпинделю и обгоняют по контуру, причем шаблон в это время прижимается к щиту, а кромкой — к упорному кольцу.

Приспособление для фрезерования узлов по контуру (рис. 7, а) состоит из шаблона с перфорированной лентой или втулочно-роликовой цепочкой. Узел накалывают на шаблон, а шаблон, имеющий в центре отверстие, устанавливают на пальце вкладыша. Для этого станочник, нажимая на педаль, отводит палец от шпинделя и надевает на палец приспособление с обрабатываемым узлом. Затем станочник отпускает педаль, цепочка приспособления прижимается к звездочке и входит с ней в зацепление. Звездочка механизма подачи поворачивает приспособление с обрабатываемой заготовкой вокруг пальца, прижимающего с помощью пружины шаблон к кольцу. Когда приспособление сделает полный оборот, станочник нажимает на педаль, отводит от шпинделя шаблон и снимает с него обработанный узел.

Зарезка шипов и выборка проушин. Для зарезки шипов и выборки проушин применяют фрезерные станки с кареткой. Точно оторцован-ные заготовки укладывают на шипорезную каретку (рис. 7, б) вплотную к линейке, закрепляют их зажимом и подают вместе с кареткой к фрезе для торцового фрезерования или к проушечному диску. Чтобы избежать сколов, на каретку позади заготовок помещают ранее обработанную деталь.

Рис. 7. Обработка на фрезерных станках: а — узлов по контуру, б — выборка шипов; 1 — шаблон, 2 — прижимной ролик, 3 — вкладыш, 4 — заготовка, 5 —зажим. 6. 8, 13 — кронштейны, 7, 10 — фрезы, 9 — звездочка. 11 — ограждение фрезы, 12 — линейка, 14 — каретка

После зарезки шипов на одном конце заготовку (или заготовки При подаче их пачкой) поворачивают на 180° и подают на режущий инструмент вторым торцом. Точность размера шипа по длине находится в зависимости от точности торцовки. Второй конец заготовки лучше обрабатывать, базируя ее по заплечикам шипов уже обработанного конца.

Следует проверять расстояние между заплечиками или вертикальными стенками шипов. Если оно _ будет отличаться от заданного чертежом, то это указывает на неправильную установку упора или же на то, что заготовки были неточно отор-цованы либо имели разную длину.

Несквозное фрезерование.

Схема несквозного фрезерования по упорам показана на рис. 8. Заготовку кладут на стол станка, прижимают к упору и медленно надвигают на фрезу до тех пор, пока своей кромкой заготовка не прижмется к линейке. После этого, базируя по столу и линейке, заготовку передвигают до упора и отводят от режущего инструмента.

На фрезерных станках категорически запрещается: применять однорезцовые ножевые головки и зажимные шайбы с фланцами; обрабатывать детали сечением меньше 5 х 5 см без толкателя; фрезеровать заготовки по криволинейному профилю против направления волокон.