При фрезеруванні поверхня обробляється не однолезовим інструментом - різцем, як при струганні, а багатолезовим інструментом, що обертається - фрезою. Подача здійснюється шляхом переміщення деталі, що обробляється, закріпленої на столі верстата. Фреза отримує обертання від верстата шпинделя.
Плоскі поверхні можна фрезерувати торцевими та циліндричними фрезами. Фрезерування торцевими фрезами продуктивніше, ніж циліндричними. Це пояснюється тим, що при торцевому фрезеруванні відбувається одночасне різання металу декількома зубцями, причому можливе застосування фрез великого діаметра з великою кількістю зубів.
Фрезерування циліндричними фрезами провадиться двома способами. Перший спосіб - зустрічне фрезерування (рис. 2 а), коли обертання фрези спрямоване проти подачі; другий спосіб - попутне фрезерування (рис. 2, б), коли напрямок обертання фрези збігається з напрямком подачі.
Мал. 2. Схеми фрезерування: a -зустрічне; б - попутне
При першому способі фрезерування товщина стружки поступово збільшується при різанні металу кожним зубом фрези, досягаючи величини а тах.Перед початком різання відбувається невелике прослизання різальної кромки зуба по поверхні різання, що викликає наклеп обробленої поверхні та затупляє зуби.
При другому способі фрезерування товщина стружки поступово зменшується. Продуктивність може бути більшою і якість обробленої поверхні краща, ніж при першому, але при другому фрезеруванні зуб фрези захоплює метал відразу на повну глибину різання і, таким чином, різання відбувається з ударами. Зважаючи на це другий спосіб фрезерування можна застосовувати тільки для роботи на верстатах з великою жорсткістю конструкції та пристроєм для усунення зазорів у механізмах подачі. Тому перший спосіб фрезерування застосовується частіше, ніж другий.
Фрезерні верстати поділяються на такі види: 1) горизонтально-фрезерні; 2) вертикально-фрезерні;
Фрезерні верстати перших трьох видів є верстатами загального призначення та застосовуються у всіх видах виробництва; решта відносяться до високопродуктивних і застосовуються в серійному, переважно великосерійному та масовому виробництві. На горизонтально-фрезерних та вертикально-фрезерних верстатах можна встановлювати на стіл верстата 3 одну деталь 1 або кілька деталей рядами, обробляючи їх одночасно чи послідовно (рис. 3) фрезами 2, закріпленими у пристосуванні 4
Мал. 3. Фрезерування деталей, встановлених рядами: 1 - деталі, що обробляються; 2 - Набір фрез; 3 - стіл верстата; 4 - Пристосування.
Мал. 4. Продуктивні методи фрезерування:
1 та 2 -оброблювані деталі; 3 - Стіл верстата; 4 - поворотний стіл
На рис. 4, апоказано фрезерування деталей торцевою фрезою на вертикально-фрезерному верстаті так званим методом маятникової подачі (подача в обидві сторони); при цьому допоміжний час витрачається лише на пересування столу 3 на довжину відстані між деталями. Застосування цього може значно підвищити продуктивність верстата. Універсально- фрезерні верстатина відміну від горизонтально-фрезерних, мають поворотний стіл, якому можна надавати положення в горизонтальній площині під кутом до осі шпинделя. Це дає можливість фрезерувати гвинтові поверхні при використанні універсальної ділильної головки.
Поздовжньо-фрезерні верстати бувають з горизонтальними та вертикальними шпинделями у різному поєднанні: з одним горизонтальним або з одним вертикальним шпинделем; з двома горизонтальними; з двома горизонтальними та одним вертикальним; з двома горизонтальними та двома вертикальними. Такі верстати бувають великих розмірів(З ходом столу до 8 м,а іноді і більше); їх застосовують для обробки великих деталей – одночасно з двох чи трьох сторін.
На рис. 4, показано високопродуктивне фрезерування на поздовжньо-фрезерному (а)та горизонтально-фрезерному (б) верстатах із застосуванням поворотного столу 4, завдяки якому зміна оброблених деталей 1, 2 провадиться під час фрезерування; допоміжний час витрачається тільки на зворотне відведення столу та поворот його, що не перевищує 0,2-0,5 хвилини на дві деталі.
Карусельно-фрезерні верстати мають круглі столи великого діаметру, що обертаються, і один (рис. 5, а) або два (рис. 5, б)вертикально розміщені шпинделя.
Сторінка 22 з 31
§ 25. ФРЕЗУВАННЯ НАКЛОННИХ ПЛОЩИН І СКОСІВ
Плоску поверхню, розташовану під кутом до горизонталі, називають похилою площиною. Коротку похилу площину на деталі зазвичай називають скосом.Фрезерування похилих площин і скосів можна проводити:
а) з поворотом заготовки на потрібний кут;
б) з поворотом шпинделя верстата на потрібний кут;
в) із застосуванням кутової фрези.
Розглянемо окремо кожен спосіб фрезерування.
Фрезерування з поворотом заготовки
Установка в універсальних лещатах. Для встановлення деталі (рис. 105, а) під кутом можна використовувати універсальні лещата (див. рис. 68, б). Закріплення деталі в універсальних лещатах виробляють, як у звичайних машинних лещатах. При встановленні універсальних лещат на потрібний кут слід мати на увазі, що похильна площина, що підлягає обробці, повинна бути розташована горизонтально, тобто паралельно поверхні столу (рис. 105, б).Установка на універсальній плиті. На рис. 106 показано заготовку, встановлену на універсальній плиті (див. рис. 62, в) для фрезерування похилої площини.
Заготівлю кріплять до столу універсальної плити прихватами або болтами, як закріплення на столі фрезерного верстата. Універсальні лещата та універсальні плити застосовують зазвичай в інструментальних та ремонтно-механічних цехах при обробці одиничних деталей та у механічних цехах при виготовленні невеликих партій виробів.
В інструментальних цехах для обробки похилих поверхонь і скосів в деталях пристосувань та в штампах знаходять застосування широкоуніверсальні фрезерні верстати столом, що нахиляється(Мод. 675 і 679). Нахил столу верстата на необхідний кут забезпечує належне положення поверхні, що обробляється, як при обробці в універсальних лещатах і на універсальній плиті.
Установка у спеціальних пристосуваннях. При обробці похилих площин великої партії однакових заготовок зазвичай застосовують спеціальні пристосування.
На рис. 107 а показано пристосування для фрезерування скосів у слюсарних молотків. Опорна площина пристосування забезпечує швидке встановлення заготовки без розмітки під потрібним кутом.
На рис. 107 б показано пристосування для фрезерування похилої площини клина. У цьому пристрої є два скосу. Дві заготовки встановлюють у пристрій з двох сторін і фрезерують одночасно однією циліндричною фрезою. Фрезерування похилих площин з поворотом заготовок на потрібний кут виробляють циліндричними або торцевими фрезами аналогічно фрезерування горизонтальних площин.
Фрезерування з поворотом шпинделя верстата
Замість повороту заготовки при фрезеруванні похилих площин і скосів можна використовувати поворот шпинделя. Це можливо на вертикально-фрезерних верстатах, у яких фрезерна бабка зі шпинделем повертається навколо горизонтальної осі у вертикальній площині (рис. 9).Дуже зручні для цієї мети широкоуніверсальні фрезерні верстати типу 6М82Ш (див. рис. 11), у яких вертикальна головка має поворот у вертикальній та горизонтальній площинах.
Цим способом можна фрезерувати похилі площини і на горизонтально-фрезерному верстаті, якщо верстат має накладну вертикальну головку.
Накладна вертикальнаголовка є спеціальною приналежністю горизонтально-фрезерного верстата. Наявність накладної вертикальної головки дозволяє виконувати на горизонтально-фрезерному верстаті різні роботи, які зазвичай виконуються на вертикально-фрезерному верстаті. На рис. 108 а показана одна з конструкцій накладної вертикальної головки.
Корпус 2
накладної вертикальної головки встановлюється на вертикальних направляючих станини верстата та закріплюється болтами 1
. Шпіндель 5
обертається у поворотній частині 6
головки. Звільнивши болти, що з'єднують поворотну частину 6
головки з її корпусом, шпиндель можна повернути у вертикальній площині та поставити під будь-яким кутом за шкалою 4
. Кільце 3
служить для знімання головки. Обертання від шпинделя верстата до шпинделя головки передається за допомогою пари циліндричних зубчастих коліс. 7
і 8
. Колесо 8
за допомогою конуса насаджується на шпиндель горизонтально-фрезерного верстата та передає обертання від шпинделя верстата колесу 7
, а потім через пару конічних коліс шпинделя 5
накладної вертикальної голівки. У гніздо шпинделя 5
встановлюється фреза. Завдяки наявності пари конічних зубчастих коліс шпиндель накладної головки можна повернути навколо шпинделя фрезерного верстата на 360 °, тобто на повний оборот. Такий пристрій вертикальної накладної головки дозволяє встановлювати фрезу не тільки вертикально, але і під будь-яким кутом (рис. 108, б). Наявність вертикальної накладної головки значно розширює можливість застосування горизонтально-фрезерних верстатів.
На рис. 109 а показана кінцева фреза, встановлена під кутом 60° до вертикалі для фрезерування скосу. Потрібний кут нахилу встановлюють поворотом вертикальної головки до поєднання рисок 0 і 60 ° на шкалі.
На рис. 109 б показана торцева фреза, встановлена під кутом 30° до вертикалі для фрезерування скосу, кут встановлюють поворотам вертикальної головки до суміщення рисок Про і 30° на шкалі. Фрезерування похилих площин кутовими фрезами
Невеликі похилі площини та скоси можна фрезерувати кутовими фрезами. У цьому випадку немає необхідності в повороті деталі або шпинделя, кут нахилу площини деталі, що фрезерується забезпечується формою самої фрези.Кутові фрези. На рис. 110 а показана однокутова фреза, призначена для обробки площини, похилої до осі фрези під певним кутом. Розрізняють однокутові фрези з кутом Θ, рівним 55, 60, 65, 70, 85 та 90°.
Двохугловийназивають фрезу, у якої друга ріжуча грань фрезерує також похилу площину. Розрізняють
фрези двокутові симетричні(рис. 110, б) та несиметричні(Рис. 110, в). Кут нахилу другої грані несиметричної двокутової фрези зазвичай дорівнює 15, 20 і 25°.
Кутові фрези виготовляють із гострими зубами. Фрезерування кутовими фрезами виготовляють на горизонтально-фрезерних верстатах. Кутові фрези встановлюють та закріплюють на оправках таким же чином, як циліндричні.
Режими різання. При роботі кутовими фрезами швидкості різання та подачі на зуб призначають меншими, ніж при роботі циліндричними фрезами, оскільки умови роботи цих фрез значно складніші.
Приклад обробки. Розглянемо фрезерування двох поєднаних похилих площин. На рис. 111, а дано креслення призми, а на рис. 111 б - ескіз обробки кутової виїмки. Для фрезерування потрібна двокутова симетрична фреза з кутом нахилу граней 45°. Діаметр фрези приймемо рівним 75 мм. Така фреза має 22 зуби.
Режими різання: глибина фрезерування t=12 мм, Подача 0,03 мм/зубшвидкість різання 11,8 м/хв, Що відповідає 50 про/хв. Вибираємо наявне на верстаті 6М82Г число оборотів шпинделя, що дорівнює 50- про/хв. Хвилинна подача має становити 0,03X22X50 = 33 мм/хв. Вибираємо подачу, що є на верстаті 31,5 мм/хв. Налаштовуємо верстат на вибрані швидкість різання та подачу, виробляємо фрезерування подібно до фрезерування горизонтальних площин. Оброблену площину перевіряють шаблоном.
Можливий шлюб при фрезеруванні похилих площин та скосів
При фрезеруванні похилих плоюкостей і скосів циліндричними, торцевими та кутовими фрезами, крім дефектів по чистоті поверхні та шлюбу за розмірами, можливий шлюб унаслідок недотримання заданого кута нахилу обробленої площини.Причинами такого шлюбу можуть бути неправильна розмітка, неправильне встановлення заготовки, погане очищення стола верстата і лещат від стружки, слабке кріплення лещат або поворотного столу під кутом і биття фрези.
Фрезерування плоских поверхонь.
Геометрично плоскою поверхню вважається у разі: якщо, з'єднавши будь-які дві точки, що належать поверхні, всі прямі точки цієї прямої будуть знаходитися на поверхні. Якість плоскої поверхні легко перевірити, приклавши до неї ребро лекальної лінії. Чим менше зазор, що утворюється, тим вище якість поверхні. Якість обробки площин характеризується такими показниками:
Точність розмірів, тобто. відповідність фактичних розмірів деталі, вказаних на кресленні;
Допустимі відхилення від правильної геометричної форми отриманої поверхні не повинні виходити за межі допуску на неточність виготовлення (допуск прямолінійності, допуск площинності).
Відхилення розташування окремих граней деталі щодо інших поверхонь повинні бути в заданих межах (відхилення від паралельності, перпендикулярності, нахилу, симетричності та ін.)
При фрезеруванні площин торцевими та циліндричними фрезами розрізняють: грубу чорнову, чорнову, напівчистову, чистову обробку. Груба чорнова обробка– обробка з великим та нерівномірним припуском – понад 8 мм, а також робота по кірці. Чорнова обробка- Обробка площин з відносно рівномірним припуском, без кірки, з глибиною різання від 3 до 8 мм. Отримувальна обробка - обробка площини з рівномірним припуском і глибиною різання від 1,5 до 3 мм і висотою мікронерівностей обробленої поверхні не більше Rz = 40 мкм. Чистова обробка – обробка площини з рівномірним припуском та глибиною різання до 1,5 мм і висотою мікронерівностей обробленої поверхні не більше Ra=20 мкм.
Фрезерування циліндричними фрезами. Зуби циліндричної фрези розташовуються по гвинтовій лінії з певним кутом нахилу гвинтової канавки. Основними розмірами циліндричних фрез є довжина фрези L, діаметр фрези D, діаметр отвору d число зубів z.
У напрямку обертання фрези ділять на право- та ліворізальні. Вибір типу та розміру фрези залежить від конкретних умов обробки. Фрези з великим зубом застосовують при чорновій обробці, з дрібним при напівчистовій та чистовій.
Вибір оптимального розміру фрези для заданих умов можна здійснити за наступною номограмою:
Порядок користування номограмою наступний: спочатку вибирається довжина фрези відповідно до ширини фрезерування. При цьому довжина фрези повинна бути більшою за ширину фрезерування на 5%. Далі відповідно до умов обробки визначається діаметр посадкового отвору, потім діаметр фрези, і нарешті число зубів. У цьому використовуються такі позначення: Т – труднообрабатываемые матеріали; С – матеріали середньої складності обробки; Л – легкооброблювані матеріали. I - Чорнова обробка; II – чистова обробка.
Фрезерування торцевими фрезами, порівняно з циліндричними, має ряд переваг. Більш жорстке кріплення на оправці або шпинделі, більше плавна роботавеликої кількості одночасно працюючих зубів. З цієї причини обробку площин доцільно проводити торцевими фрезами.
Основними розмірами торцевих фрез є діаметр, довжина, діаметр отвору, кількість зубів. Стандартом передбачено, що у торцевих фрез, кожному діаметру фрези відповідає певне значення довжини, діаметра отвору, та числа зубів. Цю обставину слід враховувати під час вибору типу фрези.
Діаметр фрези виходячи із ширини фрезерування t вибирається за такою формулою:
При цьому мінімально можливий діаметр фрези вибирають із співвідношення:
Фрези меншого діаметра мають меншу вартість, відповідно їм вкрай важливо віддавати перевагу. Також перевагу слід віддавати фрез оснащеним пластинами з твердого сплаву, мінімально можливого для даної ширини фрезерування, діаметра, так як при цьому скорочується основний машинний час обробки за рахунок збільшення хвилинної подачі. Для підвищення чистоти обробки дуже важливо знизити подачу на зуб і збільшити швидкість різання.
Фрезерування набором фрез здійснюють групою фрез встановлених на одній оправці. Такий метод дозволяє одночасно обробити декілька поверхонь. Застосування набору фрез поширене у великотерійному та масовому виробництві.
При фрезеруванні плоских поверхонь циліндричними та торцевими фрезами, можливі такі види дефектів:
Недотримання розмірів деталі;
Похибки форми виникає в разі обробки заготовок з великим і особливо нерівномірним припуском, а також при недостатній жорсткості технологічної системи;
Похибки розташування оброблених площин. Причина – неправильне встановлення заготовки, погане очищення опорної поверхні пристосування від стружки, наявність задирок на настановній поверхні деталі. Працюючи набором фрез зазначений дефект може виникнути внаслідок неправильного розташування фрез на оправці;
Підвищена шорсткість може виникнути при неправильному заточуванні фрези, великого зносу ріжучих кромок, неправильного вибору режимів різання, недостатньо жорсткої системи СНІД;
Ефект підрізання виникає у разі припинення подачі, коли робочий хід не закінчено. При цьому фреза продовжує обертання і врізається в заготовку під дією пружних сил оправки, яка раніше (до вимкнення подачі) під дією сил різання була вигнута. Іншою умовою виникнення ефекту підрізання є наявність великого зазору в поєднанні гвинт-гайка, при попутному фрезеруванні. І тут процес різання протікає поштовхами. Якщо своєчасно не припинити обробку, то подальша робота може призвести, крім псування обробленої поверхні, до зносу гвинтової пари, поломки оправки або фрези. В цьому випадку дуже важливо використовувати метод зустрічного фрезерування. При цьому слід враховувати, що при зустрічному фрезеруванні ефект підрізування може виникнути, якщо встановлена занадто велика подача на зуб.
Вібрації негативно впливають на якість обробленої поверхні. Вібрації при фрезеруванні виникають через нерівномірність процесу різання. Для зменшення вібрацій дуже важливо прагнути до того, щоб число одночасно працюючих зубів фрези було якомога більше, дотримуватись умов попутного і зустрічного фрезерування, а також умова рівномірності фрезерування.
Фрезерування плоских поверхонь. - Поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Фрезерування плоских поверхонь." 2017, 2018.
ОБРОБКА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНЕЙ
Обробку плоских поверхонь різальним інструментом можна
виробляти на різних верстатах: стругальних, довбаних,
фрезерних, протяжних, карусельних, розточувальних, токарних та шабрувальних; обробку абразивним інструментом - на шліфувальних верстатах
Найбільш широке застосування отримали стругання, фрезерування, протягування та шліфування.
1. Обробка плоских поверхонь струганням та довбанням
Стругання проводиться на поздовжньо-і поперечно стругальних верстатах(Останні називаються шепінгами). При струганні на поздовжньо-стругальних верстатах стіл із закріпленою на ньому деталлю (або деталями) здійснює зворотно-поступальний рух; подача в поперечному напрямку надається різцю шляхом переміщення різцевого супорта, яке здійснюється уривчасто після кожного робочого ходу. Стружка знімається під час ходу столу в одному напрямку, тобто робочого ходу, хоча зворотний - холостий хід - відбувається зі швидкістю, в 2-3 рази більшою, ніж швидкість робочого ходу, проте втрата часу при холостих ходах робить стругання менше продуктивним способом обробки, ніж інші способи (наприклад фрезерування).
Мал. 1. Схема стругання площини.
Схема стругання поверхні представлена на рис.1. На поперечно-стругальних верстатах зворотно-поступальний рух має різець, який закріплений у супорті повзуна. Оброблювана деталь, що закріплюється на столі верстата, отримує поперечну подачу завдяки переривчастому переміщенню стола в поперечному напрямку після кожного робочого ходу. Поздовжньо-стругальні верстати виготовляються одностійковими та двостійковими, з одним, двома та чотирма супортами. Одностоєчні стругальні верстати застосовуються для деталей, які не поміщаються повністю на столі, а звисають з нього.
Поздовжньо-стругальні та поперечно-стругальні верстати широко застосовуються в одиничному, дрібно- та середньосерійному виробництві внаслідок їх універсальності, простоти управління, достатньої точності обробки та меншої ціни порівняно з фрезерними верстатами.
На довбання верстатах, що відносяться до класу стругальних, долбяк із закріпленим в ньому різцем здійснює зворотно-поступальний рух у вертикальній площині. Стіл верстата, на якому закріплюється оброблювана деталь, має рух подачі в горизонтальній площині двох взаємно перпендикулярних напрямках.
Довбіжні верстати застосовуються в одиничному виробництві для отримання шпонкових канавок в отворах, а також для обробки квадратних, прямокутних та інших форм отворів. Для цих робіт у серійному та масовому виробництві застосовують протяжні верстати.
Стругання, так само як і точення, поділяється на чорнове та чистове. Чистове стругання проводиться з малою подачею або різцями з широким лезом.
При струганні великих литих та зварених деталей особливе значення має правильність закріплення їх на столі верстата. Необхідно уникати при закріпленні деформації деталі, тому що в іншому випадку після закінчення обробки та звільнення деталі від притисків вона прийме свою первісну форму і оброблена поверхня виявиться викривленою.
Наявність внутрішніх напруг у виливках сильно відбивається на точності стругання. Коли при струганні видаляється поверхневий шарметалу, рівновага внутрішньої напруги порушується і деталь деформується. Для усунення або зменшення внутрішньої напруги сталеві деталі піддають відпалу, а чавунні виливки - штучному або природному старінню.
Основний час для стругальних робіт на поздовжньо-стругальних верстатах визначається також за основною формулою, причому значення дорівнює довжині обробки в напрямку подачі. Так як в стругальних верстатах подача йде за напрямом стругання, тобто по ширині деталі, то в цьому випадку буде позначати ширину стругання, яка складеться з ширини поверхні, що стругається, врізання і бічних сходів різця; тоді ця формула набуде вигляду:
,мін,
де; - ширина поверхні, що стругається в мм;- врізання різця та; Ь 2- бічні сходи різця в мм;i - Число ходів; п- число подвійних ходів столу за хвилину; s - подача різця за один подвійний хід стола мм;
,
де р.х – швидкість робочого ходу столу; L
- Довжина ходу столу, рівна довжині поверхні, що стругається 1
плюс підхід 2 і перебіг 3 на початку та наприкінці робочого ходу у мм. 
. –
відношення швидкості робочого ходу до швидкості холостого ходу.
Тоді отримаємо:
, хв,
врізання різця: ,мм,
де - глибина різання в мм;- Головний кут різця у плані; =0,5-2 мм- підхід під час робочої подачі. Бічні сходи b 2
=
2–5 мм.Підхід 2 і перебіг 3 різця в поздовжньому напрямку, що входять у величину приймаються:
|
Довжина ходу столу Lу мм |
мм |
Якщо число подвійних ходів столу для спрощення підрахунків прийняти за середньою швидкістю ходу столу (стосовно швидкості робочого та холостого ходу столу), що дещо менш точно, то: 
.
де - середня швидкість ходу столу в м/хв.
Основний час для робіт на поперечностругальних верстатах визначається також за формулою:. 
,мін, Число подвійних ходів пвизначається за тими ж формулами, що і для поздовжньостругальних верстатів.
Підхід та перебіг різця в поздовжньому напрямку, що входять у величину L, приймаються для поперечно-стругальних верстатів за такими даними:
|
Довжина ходу різця Lу мм |
Сума підходу та перебігу різця ( 2 + 3) в мм |
Врізання різця = 2-5 мм.
2. Обробка плоских поверхонь фрезеруванням
При фрезеруванні поверхня обробляється не однолезовим інструментом - різцем, як при струганні, а багатолезовим інструментом, що обертається - фрезою. Подача здійснюється шляхом переміщення деталі, що обробляється, закріпленої на столі верстата. Фреза отримує обертання від верстата шпинделя.
Плоскі поверхні можна фрезерувати торцевими та циліндричними фрезами. Фрезерування торцевими фрезами продуктивніше, ніж циліндричними. Це пояснюється тим, що при торцевому фрезеруванні відбувається одночасне різання металу декількома зубцями, причому можливе застосування фрез великого діаметра з великою кількістю зубів.
Фрезерування циліндричними фрезами провадиться двома способами. Перший спосіб - зустрічне фрезерування (рис. 2 а), коли обертання фрези спрямоване проти подачі; другий спосіб - попутне фрезерування (рис. 2, б), коли напрямок обертання фрези збігається з напрямком подачі.
Мал. 2. Схеми фрезерування: a - зустрічне; б - попутне
При першому способі фрезерування товщина стружки поступово збільшується при різанні металу кожним зубом фрези, досягаючи величини а тах.Перед початком різання відбувається невелике прослизання різальної кромки зуба по поверхні різання, що викликає наклеп обробленої поверхні та затупляє зуби.
При другому способі фрезерування товщина стружки поступово зменшується. Продуктивність може бути більшою і якість обробленої поверхні краща, ніж при першому, але при другому фрезеруванні зуб фрези захоплює метал відразу на повну глибину різання і, таким чином, різання відбувається з ударами. Зважаючи на це другий спосіб фрезерування можна застосовувати тільки для роботи на верстатах з великою жорсткістю конструкції та пристроєм для усунення зазорів у механізмах подачі. Тому перший спосіб фрезерування застосовується частіше, ніж другий.
Фрезерні верстати поділяються на такі види: 1) горизонтально-фрезерні; 2) вертикально-фрезерні; 3) універсально – фрезерні; 4) поздовжньо-фрезерні; 5) карусельно – фрезерні;
Фрезерні верстати перших трьох видів є верстатами загального призначення та застосовуються у всіх видах виробництва; решта відносяться до високопродуктивних і застосовуються в серійному, переважно великосерійному та масовому виробництві. На горизонтально-фрезерних та вертикально-фрезерних верстатах можна встановлювати на стіл верстата 3 одну деталь 1 або кілька деталей рядами, обробляючи їх одночасно чи послідовно (рис. 3) фрезами 2, закріпленими у пристосуванні 4
Мал. 3. Фрезерування деталей, встановлених рядами: 1 - деталі, що обробляються; 2 - Набір фрез; 3 - стіл верстата; 4 - Пристосування.
Мал. 4. Продуктивні методи фрезерування:
1 та 2 -оброблювані деталі; 3 - Стіл верстата; 4 - поворотний стіл
На рис. 4, апоказано фрезерування деталей торцевою фрезою на вертикально-фрезерному верстаті так званим методом маятникової подачі (подача в обидві сторони); при цьому допоміжний час витрачається лише на пересування столу 3 на довжину відстані між деталями. Застосування цього може значно підвищити продуктивність верстата. Універсально-фрезерні верстати, на відміну від горизонтально-фрезерних, мають поворотний стіл, якому можна надавати положення в горизонтальній площині під кутом до осі шпинделя. Це дає можливість фрезерувати гвинтові поверхні при використанні універсальної ділильної головки.
Поздовжньо-фрезерні верстати бувають з горизонтальними та вертикальними шпинделями у різному поєднанні: з одним горизонтальним або з одним вертикальним шпинделем; з двома горизонтальними; з двома горизонтальними та одним вертикальним; з двома горизонтальними та двома вертикальними. Такі верстати бувають великих розмірів (з ходом столу до 8 м,а іноді і більше); їх застосовують для обробки великих деталей – одночасно з двох чи трьох сторін.
На рис. 4, показано високопродуктивне фрезерування на поздовжньо-фрезерному (а)та горизонтально-фрезерному (б) верстатах із застосуванням поворотного столу 4, завдяки якому зміна оброблених деталей 1, 2 провадиться під час фрезерування; допоміжний час витрачається тільки на зворотне відведення столу та поворот його, що не перевищує 0,2-0,5 хвилини на дві деталі.
Карусельно-фрезерні верстати мають круглі столи великого діаметру, що обертаються, і один (рис. 5, а) або два (рис. 5, б)вертикально розміщені шпинделя.
|
|
|
Мал. 5. Приклади фрезерування деталей на фрезерних верстатах.
карусельно-фрезерному з одним шпинделем; б- шпинделями; барабанно-фрезерному; 1 – фрези; 2 - оброблювані деталі; 3 - Стіл верстата; 4 - барабан.
На цих верстатах обробляються плоскі поверхні фрезами торцевими. Деталі встановлюють для обробки та знімають їх після закінчення обробки під час обертання столу; таким чином, деталі обробляють безперервно. Якщо на верстаті два шпинделі, то одним шпинделем проводиться чернова обробка, іншим - чистова (рис. 5, б).Такі верстати застосовують у великосерійному та масовому виробництвах. -Барабанно-фрезерні верстати служать для обробки паралельних площин деталі одночасно з двох сторін (рис. 5, в).Деталі, що підлягають обробці, встановлюють на барабан 4, який обертається усередині станини, що має портальну форму. Фрези 1 поміщені на розташованих з двох сторін чотиришпиндельні бабки, з кожної сторони по дві. Одна фреза з кожного боку виробляє чорнове фрезерування, інша - чистове. На цих верстатах деталі встановлюють і знімають на ходу верстата, таким чином, фрезерування йде безперервно. Такі верстати відрізняються великою продуктивністю та застосовуються у великосерійному та масовому виробництві.
Фрезерні напівавтомати та автомати широко застосовуються у масовому виробництві для фрезерування деталей малих розмірів. Основний час при циліндричному та торцевому фрезеруванні визначається за формулою:
Або 
,мін,
де - розрахункова довжина обробки фрезою в мм;i - Число ходів; - Подача в мм/хв;s 2 - подача на зуб фрези мм;z - Число
зубів фрези; п- Число оборотів фрези в хвилину.
Розмір врізання фрези для циліндричного фрезерування визначається (рис. 6 а)за формулою:
де t - Глибина фрезерування в мм;D - діаметр фрези в мм.
Мал. 6. Схеми фрезерування:
а -циліндричною фрезою; б- торцевою фрезою
Для торцевого симетричного фрезерування (рис. 6, б)величина врізання фрези дорівнює:
,мм,
Де b - ширина фрезерування мм;- Головний кут фрези у плані.
Перебіг фрези приймається рівним 2-5 ммзалежно від діаметра фрези.
Основний час для фрезерування з круговою подачею столу визначається: 
,хв. У великосерійному та масовому виробництві =l.
3. Обробка плоских поверхонь протягуванням
Протягування зовнішніх плоских поверхонь (як і фасонних) завдяки високій продуктивності та низькій собівартості обробки знаходить все більше застосування у великосерійному та масовому виробництві; цей метод економічно вигідний, незважаючи на високу Собівартість обладнання та інструменту. Багато операцій замість фрезерування виконуються за допомогою зовнішнього протягування. До таких операцій відноситься протягування пазів, канавок, площин блоків двигунів та інших деталей, зубів шестерень і т. д. При обробці протягуванням зовнішніх чорних (попередньо не оброблених) поверхонь за один хід протяжки досягаються висока точність і чистота поверхні. У процесі обробки кожен ріжучий зуб протяжки знімає шар металу, що становить частину припуску, а зуби, що калібрують, зачищають поверхню, при цьому вони довго не втрачають своєї ріжучої здатності і форми.
Мал. 7. Схеми плоских протяжок: а- Звичайні; 6, в, г- Прогресивні.
При обробці чорних поверхонь поковок і виливків доцільніше застосовувати не звичайні плоскі протяжки (рис. 7, а),а прогресивні (рис. 7, б, в, г).У звичайних плоских протяжок кожен зуб знімає стружку по всій ширині поверхні, що обробляється; тому при обробці чорної поверхні, що має. кірку, перші зуби протяжки швидко тупляться або фарбуються. У прогресивних протяжок ріжучі зуби роблять змінної ширини, що поступово збільшується, і кожен ріжучий зуб зрізає метал не по всій ширині оброблюваної поверхні, а смугою, причому ширина цих смуг з кожним зубом збільшується, і тільки зуби, що калібрують, зачищають оброблювану поверхню, по всій її ширині.
Для обробки зовнішнім протягуванням широких площин (більше 50 мм)встановлюють кілька протяжок поряд.
Протягування зовнішніх поверхонь проводиться переважно на вертикально-протяжних верстатах - напівавтоматах та автоматах. На рис. 8 показані деталі, поверхні яких обробляються зовнішнім протягуванням (оброблювані поверхні позначені буквою ).
|
|
|
Мал. 8. Деталі, що обробляються протяжками
Застосування зовнішнього протягування обробки лисок на кінцях валика зображені на рис. 9, а.Одночасно обробляються два валики; кожен валик обробляється двома протяжками. На рис. 9, бзображена схема протягування кришки та головки шатуна автомобільного двигуна. Циліндрична поверхня кришки простягається круглими протяжками 1 і 3, які принаймні затуплення однієї половини повертаються на 180°, й у роботу вступає інша половина. Протяжки 2 і 4 обробляють площини гнізда кришки. Головка шатуна обробляється протяжками 5,6,7 і 8. Протяжки роблять із трьох секцій по довжині - обдирної, напівчистової та калібрувальної. Після зношування калібрувальна секція переточується і ставиться на місце підлоги чистової, а підлоги чистова - на місце обдирної.
У масовому виробництві застосовують високопродуктивні протяжні верстати безперервної дії. Верстати з ланцюговим приводом мають ланцюг, що обертається на зірочках (подібно до гусениці тракторів), який переміщає деталі, закріплені на ній; коли ланцюг рухає деталі повз протяжки, що знаходяться у верхній частині верстата, протяжки знімають стружку з поверхні, що оббивається.
|
|
Мал. 9. Схеми протягування:
в- Лисок на валиках; 6 - кришки та головки шатуна
На верстатах безперервної дії з карусельним столом (рис. 10, а) або з барабаном (рис. 10 б), по колу яких деталі 1 розташовуються в пристосуваннях, стіл або барабан при обертанні переміщає деталі повз протяжки 2, що обробляють поверхні деталей.
Мал. 10. Схеми роботи верстатів для безперервного протягування з карусельним столом:
1 - деталі, що обробляються; 2 - протяжка
4. Обробка плоских поверхонь шліфуванням
Шліфування плоских поверхонь застосовується як для обдирної, так і для чорнової та чистової обробки. Обдирне шліфування площин може бути попередньою або остаточною операцією, якщо не потрібно великої точності та чистоти поверхні. Припуск для обдирного шліфування має бути значно меншим, ніж для фрезерування та стругання. При великих припусках обдирне шліфування виявляється неекономічним. Обдирне шліфування площин застосовується в тому випадку, коли наявність твердої кірки на поверхні деталі або велика твердість матеріалу ускладнюють фрезерування або стругання. Воно застосовується
також при обробці плоских поверхонь деталей із малою жорсткістю.
Обдирне шліфування застосовується для чавунних виливків, поковок і зварних конструкцій і рідше - для сталевих виливків.
Чорнове і чистове шліфування площин проводиться для отримання великої точності та чистоти поверхні, коли неможливо стругати. Воно застосовується досягти цього фрезеруванням або струганням.
Кола великих діаметрів для шліфування виготовляють складовими окремих частин - брусків і сегментів, прикріплених до металевого диска (рис. 11). При роботі такими колами зменшується виділення тепла, покращується видалення пилу та дрібної стружки, що утворюються при шліфуванні, підвищується безпека шліфувальних робіт.
Мал. 11. Складові шліфувальні круги
Чистове шліфування площин проводиться дрібнозернистими, переважно цілісними колами. Шліфування проводиться торцевою частиною кола та периферією кола. При шліфуванні торцевою частиною кола застосовують круги чашкової або тарілчастої форми. При такій формі кола зношується тільки та частина його, яка знаходиться у дотику до оброблюваної поверхні, і тому відпадає необхідність правити всю поверхню кола. Крім того, при такій формі відмінність швидкостей обертання окремих точок торця кола менше впливає на точність та якість обробки поверхні.
Шліфування торцем кола більш продуктивне, ніж шліфування
периферією, тому що в процесі роботи торцем кола велика площа кола знаходиться в дотику з оброблюваною поверхнею і більша кількість абразивних зерен одночасно працює; до того ж, цей спосіб шліфування забезпечує досить високу точність; в силу зазначених
Шліфування периферією кола менш продуктивне, але з його допомогою досягається більш висока точність, ніж при шліфуванні торцем кола, тому шліфування периферією кола застосовують зазвичай остаточного оздобленнядеталей вимірювальних інструментів, приладів та ін. Плоскошліфувальні верстати виготовляються для обдирного, чорнового та чистового (точного) шліфування.
Верстати для обдирного шліфування бувають:
а) односторонні (для обробки з одного боку) – з горизонтальним або вертикальним розташуванням шпинделя;
б) двосторонні (для обробки з двох сторін) - двошпиндель-кі з горизонтальним розташуваннямшпинделів (рис. 12). Верстати для чорнового та чистового (точного) шліфування виготовляються:
Причин цей спосіб шліфування є дуже поширеним.
|
|
|
Мал. 12. Схема розташування шпинделів у двосторонніх верстатів
діркового шліфування.
а) для роботи торцевою частиною кола з прямокутним та круглим столом; останні бувають одношпиндельні та двошпиндельні; на рис. 13 показана схема роботи верстата;
б) до роботи периферією кола з прямокутним і круглим столом.
Для шліфування пластин, торців кілець та подібних тонких деталей використовують плоскошліфувальні верстати з магнітним столом або із застосуванням магнітних плит, що дають дуже чисту поверхню та високу точність.
Магнітний стіл
Мал. 13. Схема роботи двошпиндельного плоскошліфувального верстата
Основний час для плоского шліфування торцем кола на верстатах карусельного типу (рис. 14, а)визначається за формулою: 
,мін,
Де – припуск на бік у мм;-Вертикальна подача кола на один оборот столу мм; п –число оборотів столу за хвилину т –кількість деталей, що одночасно встановлюються на столі- k - коефіцієнт, що враховує точність шліфування.
Рис.14. Схеми плоского шліфування.
Основний час для шліфування торцем кола на верстатах поздовжнього типу (рис. 14,6 - ширина поверхні, що шліфується) У я приймається в частках висоти кола.
Основний час для шліфування периферією кола на верстатах карусельного типу (рис. 14, г)визначається за формулою:
,хв.
5 Оздоблення плоских поверхонь абразивами та шабренням
Остаточна чистова обробка плоских поверхонь - оздоблення - крім шліфування може проводитися із застосуванням абразивів - доведенням, притиранням, поліруванням. Крім цього, для остаточної чистової обробки застосовується шабріння. Оздоблення плоских поверхонь із застосуванням абразивів проводиться аналогічно до обробки зовнішніх циліндричних поверхонь.
Шабрування плоских поверхонь можна виконувати за допомогою шабера вручну або механічним способом.
Перший спосіб вимагає великої витрати часу та високої кваліфікації виконання, але забезпечує порівняно високу точність.
Другий спосіб – механічний – здійснюється за допомогою спеціальних верстатів, на яких шабер отримує зворотно-поступальний рух від електродвигуна невеликої потужності. Такий спосіб шабріння вимагає меншої витрати часу, проте його не можна використовувати для шабрування складних поверхонь і тому його застосування обмежене. Перший спосіб має широке поширення.
Перевірка площинності оброблюваних поверхонь проводиться за допомогою перевірочних плит та лінійок на фарбу (за кількістю плям). Перевірювальна плита покривається фарбою і при зіткненні з поверхнею поверхню деталі залишає плями фарби на останній в місцях зіткнення.
Число плям фарби, що припадає на квадрат обробленої поверхні розміром 25X25 мм 2 ,характеризує нерівність поверхні. Так, для поверхні високої точності (деталі вимірювальних приладівта інструментів) кількість плям має бути 25-30; для поверхонь середньої, звичайної точності – 20-25 і для поверхонь зниженої точності – 12-20 плям.
6. Особливості обробки площин у великих литих деталей складної форми
При обробці великих литих деталей складної форми (наприклад, станин металорізальних верстатів або інших подібних деталей) виникає питання доцільності застосування стругання або фрезерування.
Насамперед слід зазначити, що при тому та іншому способі обробки чистову обробку треба відокремлювати від чорнової, тому що верстати більш тривалий час зберігають точність на чистовій обробці і, крім того, великі литі деталі після чорнової обробки піддаються природному або штучному старінню. не виходить економія часу. Однак у ряді випадків виявляється доцільним такі деталі не фрезерувати, а стругати.
Витрати на верстати та інструмент, які застосовуються при струганні менше, ніж аналогічні витрати при фрезеруванні (фрезерні верстати зношуються значно швидше), але при струганні потрібна висока кваліфікація робітників.
При струганні сила різання і нагрівання площин, що обробляються, значно менше, внаслідок чого і деформація оброблюваних деталей менше, ніж при фрезеруванні. Ці переваги мають кочення при чистовій обробці великих деталей, тим більше що при фрезеруванні набором фрез оправки часто прогинаються, внаслідок чого спотворюється профіль поверхні, що обробляється, тобто знижується точність обробки. Чорнове фрезерування наборами фрез великих литих деталей дає економію часу лише за великої партії деталей, оскільки налагодження верстата займає багато часу. Застосування цього способу обробки обмежується швидким затупленням фрез, що працюють по кірці, а також складністю заточування набору фрез, розміри яких повинні бути точно витримані після переточування.
Значно економічнішим є спосіб фрезерування великих литих деталей складної ферми торцевими фрезами. Стійкість інструменту тут значно вища, режими різання вищі і заточування торцевих фрез простіше, ніж набірних. Таким чином, фрезерування торцевими фрезами має переваги перед фрезеруванням наборами фрез; в порівнянні зі струганням цей спосіб також економічний, як менш трудомісткий.
З усього сказаного видно, що для чорнової обробки вигідно застосовувати фрезерування торцевими фрезами, особливо при великому обсязі випуску деталей, коли можна раціонально використовувати ммогошпиндельні верстати.
На заводах важкого машинобудування обробки широких і довгих площин застосовують фрези великих діаметрів. При використанні фрези діаметром 700 ммі більше на розточувальному верстатівона кріпиться на планшайбі верстата болтами із гайками.
Горьківським заводом фрезерних верстатів виготовлені потужні фрезерні верстати, що працюють фрезами діаметром 2250 ммта знімають припуск за один прохід до 20 мм.Потужність електродвигуна верстата 155 кВт,що дозволяє досягти різкого скорочення основного часу при обробці площин шириною до 2000 ммта підвищення продуктивності праці в 5 - 7 разів.
У масовому виробництві фрезерування повністю витіснило стругання, що застосовувалося раніше, і частково довбання. При обробці фрезерування можна забезпечити значно більшу продуктивність - завдяки застосуванню багатолезового інструменту можна обробляти в одиницю часу значно велику поверхню.
Продуктивність фрезерування вища ще й тому, що можна одночасно обробляти кілька заготовок кількома інструментами, що одночасно працюють. Крім того, скорочується тривалість робочих та холостих ходів заготівлі та інструменту.
Основними способами фрезерування, що забезпечують підвищення продуктивності обробки, є:
-паралельне,т. е. одночасне, фрезерування кількох заготовок чи кількох поверхонь однієї заготовки. Для цього на одній оправці встановлюють кілька циліндричних, дискових та фасонних фрез або кілька фрез торцевих на різних шпинделях. Обробку проводять також за допомогою однієї торцевої фрези більшого діаметру або однієї циліндричної фрези достатньої довжини. При такому фрезеруванні різко скорочується трудомісткість обробки внаслідок поєднання машинного часу окремих переходів та зменшення допоміжного часу;
-Послідовнефрезерування декількох заготовок, встановлених у ряд на столі верстата (або кількох поверхонь однієї заготовки), у міру їхнього підведення до фрези в процесі робочого руху верстата. І тут різко скорочується допоміжний час, оскільки він перекривається машинним часом;
-паралельно-послідовнефрезерування (рис.3.86), при якому одночасну обробку кількох заготовок (або декількох поверхонь однієї заготовки), встановлених в один або кілька рядів на столі верстата, комбінують із послідовною обробкою. Застосування цього способу поряд із зниженням трудомісткості завдяки скороченню допоміжного часу дозволяє різко зменшити машинний час;
Малюнок 3.86 фрезерування деталей, встановлених рядами:
1 – деталі, що обробляються; 2 – набір фрез; 3 – стіл верстата; 4 - пристосування
-фрезерування на поворотних столах та пристосуваннях (рис.3.87).В цьому випадку трудомісткість обробки зменшується внаслідок суміщення великої частини допоміжного часу з машинним, так як знімають оброблену заготовку і встановлюють нову під час фрезерування деталі на іншій позиції столу або пристосуванні;
Малюнок 3.87. Схема фрезерування на поворотному столі. 1,2 – деталі, що обробляються, 4 – поворотний стіл
-фрезеруванняз подачею в обидві сторони(Маятникова подача). Цей спосіб обробки є різновидом попереднього. Його застосовують для невеликих поверхонь довгих заготовок, для яких застосування поворотних пристроїв утруднене;
Малюнок 3.88. Схема фрезерування.
1,2 - деталі, що обробляються, 3 -стіл верстата
-безперервне фрезерування(рис.3.89) полягає в тому, що оброблювані заготовки встановлюють на круглому столі, що безперервно обертається, або в барабанному пристрої і фрезерують торцевими фрезами, встановленими на шпинделях верстата. При такому фрезеруванні штучний час може бути дуже близьким або рівним машинному часу. Обробка площин торцевими фрезами в серійному та масовому виробництві все більше витісняє фрезерування циліндричними фрезами, оскільки цей спосіб більш продуктивний, а також дозволяє обробляти заготовки значної ширини при жорсткому кріпленні інструменту. З іншого боку, шорсткість поверхні також знижується до R а =0,8...0,4 мкм.
