Станки фрезерной группы

В условиях единичного и мелкосерийного производства широко используются универсальные консольно-фрезерные станки: горизонтально- фрезерные без поворотного стола; горизонтально-фрезерные с поворотным столом; вертикально-фрезерные.

Горизонтально-фрезерные станки с поворотным столом. На рис. 10.47, а показаны основные узлы горизонтально-фрезерного станка с поворотным столом. На фундаментной плите 1 установлена чугунная станина 2, внутри которой расположены отсек для электрооборудования, коробка скоростей 3 и шпиндельный узел 5. По верхним направляющим станины перемещается хобот 4 (может устанавливаться относительно станины с различным вылетом).

Рис. 10.47. Универсальные фрезерные станки: а – горизонтально-фрезерный; б – вертикально-фрезерный; 1 – фундаментная плита; 2 – станина; 3 – коробка скоростей; 4 – хобот; 5 – шпиндельный узел; 6 – поперечные салазки; 7 – стол; 8 – серьга; 9 – поворотные салазки; 10 – продольные салазки; 11 – консоль; 12 – поворотная планшайба; 13 – шпиндель

Серьга 8, совместно с хоботом обеспечивающая жесткость фрезерной оправки, перемещается по его направляющим и закрепляется гайкой. С помощью винтового домкрата по вертикальным направляющим станины перемещается консоль 11. По горизонтальным направляющим консоли перемещаются продольные салазки 10, по верхним направляющим которых перемещаются поперечные салазки 6, а на них установлены поворотные салазки 9 и стол 7. Вертикальное, продольное и поперечное движения подачи стола могут осуществляться вручную или коробкой подач, размещенной в консоли 11. Вращательное движение выходного вала коробки подач преобразуется в поступательное перемещение стола с помощью механизмов «ходовой винт – гайка». На верхней части стола выполнены поперечные Т- образные пазы для установки заготовки или рабочих приспособлений.

Вертикально-фрезерные станки. На рис. 10.47, б показаны основные узлы вертикально-фрезерного станка. Эти станки имеют много общих унифицированных узлов и деталей с горизонтально-фрезерными станками, но отличаются от них вертикальным расположением шпинделя 13, который можно поворачивать под углом до 45° в обе стороны с помощью поворотной планшайбы 12. На фундаментной плите 1 установлена чугунная станина 2.

Внутри станины расположены отсек для электрооборудования, коробка скоростей. В верхней части станины установлена поворотная планшайба 12 с фрезерной головкой и шпинделем 13. С помощью винтового домкрата по вертикальным направляющим станины перемещается консоль 11 с продольными 10, поперечными 6 салазками и столом.

Копировально-фрезерные станки. Обработку сложных фасонных поверхностей производят концевыми фрезами на копировально-фрезерных станках. Плоские фасонные поверхности замкнутого контура с прямолинейной образующей получают контурным фрезерованием. При этом заготовке или фрезе сообщают движение в двух направлениях (продольное и поперечное движения подачи). Одно из движений является задающим (постоянным), другое – следящим, зависящим от формы копира. Профиль обработанной поверхности зависит от соотношения этих движений. Скорость перемещения фрезы относительно заготовки (результирующая подача) должна совпадать со скоростью перемещения следящего элемента (щупа) по копиру. Объемные фасонные поверхности получают объемным копирным фрезерованием.

Поверхности фрезеруют отдельными вертикальными или горизонтальными фасонными строчками. Ширина строчки соответствует диаметру концевой фрезы. После фрезерования одной строчки по принципу контурного фрезерования фрезу перемещают на ширину строчки. Следующую строчку фрезеруют на обратной подаче.

В современных копировальных станках применяются механические, электромеханические или гидравлические следящие приводы. При использовании механического следящего привода щуп жестко связан с фрезой, сила резания воспринимается копиром, что является причиной его быстрого изнашивания. Применение электромеханических или гидравлических усилителей позволяет уменьшить давление на щуп. Малые давления щупа на копир позволяют фрезеровать крутые профили, обеспечивая высокую точность обработки.

На рис. 10.48, а показан общий вид копировально-фрезерного станка. На фундаментной плите 12 установлена станина 1. По горизонтальным направляющим станины перемещаются продольные салазки 2, по поперечным направляющим которых перемещается горизонтальный стол 3 со стойкой 4 и вертикальным столом 5, в пазах которого устанавливаются приспособление с обрабатываемой заготовкой и копир. На правой части станины установлена вертикальная стойка 11 с винтовым механизмом подачи 9. По направляющим стойки 11 перемещаются фрезерная бабка 10 с шпинделем 6 и следящий привод 8 с щупом 7.

Карусельно-фрезерные станки. В крупносерийном и массовом производстве для высокопроизводительного непрерывного фрезерования партии деталей применяют фрезерные станки непрерывного действия, для обработки заготовок небольшого размера (некруглые валы, рычаги, кронштейны) – карусельно-фрезерные станки, более крупные заготовки обрабатывают на барабанно-фрезерных станках.

Основные узлы карусельно-фрезерного станка показаны на рис. 10.48, б. На станине 1 смонтирована стойка 4, по вертикальным направляющим которой перемещается фрезерная головка 10 с двумя шпинделями 6. Оба шпинделя имеют общий привод, но могут настраиваться на различные значения числа оборотов. Обычно левый шпиндель настроен на черновое фрезерование поверхности, правый – на чистовое. На круглом столе 13 (карусели) с вертикальной осью вращения в приспособлениях устанавливают заготовки.

Стол размещен в салазках 2, которые могут перемещаться по направляющим станины. При работе станка стол вращается непрерывно.

Рис. 10.48. Специальные фрезерные станки: а – копировально-фрезерный; б – карусельно-фрезерный; 1 – станина; 2 – салазки; 3 – горизонтальный стол; 4, 11 – стойки; 5 – вертикальный стол; 6 – шпиндель; 7 – щуп; 8 – следящий привод; 9 – механизм подачи; 10 – фрезерная головка (бабка); 12 – фундаментная плита; 13 – карусель

Рис. 10.49. Оправки к фрезерным станкам: а – для торцевых фрез; б – для концевых фрез; в – для цилиндрических фрез; 1 – винт; 2 – шпиндель; 3 – оправка; 4 – шпонка; 5 – фреза; 6, 9 – гайки; 7 – коническая втулка; 8 – серьга; 10 – подшипник; 11 – цилиндрическая втулка; 12 – сухари

Барабанно-фрезерные станки. Особенностью барабанно-фрезерных станков является наличие горизонтального барабана, на гранях которого имеются приспособления для базирования крепления заготовок. Медленным вращением барабана заготовкам придают круговую подачу. Станки оснащены несколькими фрезерными головками.

Технологическая оснастка, применяемая при фрезеровании. Для закрепления режущего инструмента применяются различные оправки. На рис. 10.49, а показана короткая оправка для закрепления торцевых и дисковых фрез. Оправка 3 устанавливается в коническое отверстие шпинделя 2 и зажимается винтом 1. Фреза 5 устанавливается на цилиндрической поверхности оправки и зажимается гайкой 6. Крутящий момент передается с помощью призматической шпонки 4.

Для установки концевых фрез применяются оправки, показанные на рис. 10.49, б. Фреза 5 с помощью переходных конических втулок 7 устанавливается в шпинделе 2 и зажимается винтом 1.

На горизонтально-фрезерных станках фрезы устанавливаются на длинных оправках с коническим хвостовиком (рис. 10.49, в). Оправка 3 вставляется коническим хвостовиком в отверстие шпинделя 2 и зажимается винтом 1.

Цилиндрический конец оправки через подшипник 10 устанавливается в серьге 8 и зажимается гайкой 9. Фреза 5 устанавливается на цилиндрической поверхности оправки, и ее осевое положение определяется втулками 11.

Крутящий момент фрезе передается силами трения или с помощью призматической шпонки. Крутящий момент от шпинделя к оправке передается сухарями 12.

Для установки, базирования и закрепления заготовок применяются универсальные приспособления: прихваты, угольники, призмы, машинные тиски. При обработке большой партии заготовок проектируются и изготавливаются специальные приспособления.

Для периодического точного поворота заготовки на заданный угол (деление заготовки) применяют механические или оптические делительные головки. Механическая делительная головка показана на рис. 10.50, а. Головка состоит из корпуса 1, поворотного барабана 3 и шпинделя 6 с центром. В корпусе головки размещен червячный редуктор (передаточное отношение обычно равно 1:40). Вращение шпинделю придают рукояткой 2 с фиксатором. Передний конец шпинделя резьбовой, для установки инструмента вместо центра кулачкового патрона или поводка 7. Делительный диск 4 расположен на полом валу соосно с валом рукоятки 2. Для удобства отсчета делений имеется раздвижной сектор 8, состоящий из двух ножек, устанавливаемых таким образом, чтобы между ними располагалось нужное число отверстий делительного диска. На шпинделе 6 установлен лимб 5 для непосредственного деления заготовки на части.

Универсальная делительная головка позволяет делить заготовку тремя способами: непосредственным, простым и дифференциальным.

При непосредственном делении отсоединяют делительный диск от червячной передачи. Рукояткой 2 поворачивают шпиндель на заданный угол, отмечая его по шкале лимба. Данный способ делений имеет невысокую угловую точность, но удобен при углах 20, 30, 45, 90, 180°.

Простое деление осуществляется с помощью делительного диска. На концентрических окружностях торца диска выполнены сквозные отверстия с точным угловым шагом. Количество отверстий в каждом концентрическом ряду отмечено соответствующим числом. Шпиндель с заготовкой поворачивают вращением рукоятки через включенную червячную передачу.

Частота вращения n рукоятки, необходимая для поворота заготовки на N / z часть оборота,

n = N / z = 40 / z = A + a / b = A + ma / (mb),

где N – характеристика делительной головки, величина, обратная передаточному отношению червячной пары, N = 40; z – число частей, на которое нужно разделить заготовку; А – целое число необходимых оборотов рукоятки; mа – число отверстий, на которое необходимо дополнительно повернуть рукоятку (для удобства отсчета mа ножки раздвижного сектора раздвигают на эту величину); mb – число отверстий на одном из концентрических рядов делительного диска.

Рис. 10.50. Универсальная механическая делительная головка: а – компоновка головки; б – дифференциальное деление; в – настройка головки для фрезерования винтовых поверхностей; 1 – корпус; 2 – рукоятка; 3 – поворотный барабан; 4 – делительный диск; 5 – лимб; 6 – шпиндель с центром; 7 – поводок; 8 – раздвижной сектор; а, b, с, d – сменные колеса; h – шаг нарезаемой винтовой канавки; t в – шаг ходового винта