Меню

Технология. 8 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман

Глава 2. Технологии преобразования металлов
§ 4. Основы фрезерной обработки металлов

В данной главе вы продолжите изучение ручной и механической обработки металлов резанием. Одним из ведущих направлений в механической обработке металлов резанием является фрезерование. Наряду с традиционными фрезерными станками по обработке металлов имеются различные фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), лазерные фрезерные станки с ЧПУ.

Ручная обработка тонколистовых металлов востребована в различных сферах промышленного производства и в быту. Вы ознакомитесь с одним из распространённых видов соединения тонколистовых металлов — с помощью фальцевого соединения и освоите художественное конструирование изделий в технике просечного и пропильного металла.

Фрезерование металлов — это операция механической обработки металлов резанием, выполняемая на фрезерных станках. Она заключается в том, что режущий инструмент фреза совершает вращательное движение, а обрабатываемая заготовка — поступательное. На фрезерных станках обрабатывают детали, имеющие как плоские, так и фасонные поверхности.

Школьные мастерские оснащаются горизонтально-фрезерными станками типа НГФ-110Ш4 (Н — настольный, Г — горизонтальный, Ф — фрезерный, 110 — наибольший диаметр применяемых на станке фрез (мм), Ш — широкоуниверсальный, 4 — четвёртая модель) (рис. 2.1). Рассмотрим его устройство.

Рис. 2.1. Основные узлы и органы управления горизонтально-фрезерного станка НГФ-110Ш4:
1 — станина (стойка) с коробкой скоростей; 2 — маховичок вертикальной подачи; 3 — маховичок продольной подачи; 4, 5 — рукоятки переключения частот вращения шпинделя; 6 — светильник местного освещения; 7 — экран защитный; 8 — хобот с серьгой; 9 — шпиндель с оправкой; 10 — тиски машинные; 11 — стол с салазками; 12 — маховичок поперечной подачи; 13 — консоль; 14 — основание

Основание 14 является фундаментом станка и служит опорой для станины (стойки) 1 и консоли 13. На станине монтируются основные части и механизмы станка. Станина разделена на два отсека. В верхнем смонтирована коробка скоростей, в нижнем — электродвигатель. Передняя часть станины представляет собой вертикальные направляющие, по которым перемещается консоль, верхняя часть — горизонтальные направляющие, служащие для перемещения хобота с серьгой 8.

Коробка скоростей станка сообщает главное вращательное движение шпинделю с оправкой 9 и закреплённой на ней фрезе. Коробка скоростей обеспечивает регулирование частоты вращения шпинделя от 125 до 1250 об/мин. Хобот с серьгой служит для поддержки переднего конца оправки. Хобот можно вручную перемещать по верхним направляющим станины и закреплять в требуемом положении. Серьгу можно перемещать по направляющим хобота и также закреплять в нужном положении, что обеспечивает жёсткость установки оправки с фрезой. Один конец оправки закрепляется в конусном отверстии шпинделя, а другой опирается на подшипник серьги. Консоль является базовым узлом механизма подач и служит опорой для стола 11. На консоли смонтированы механизмы, позволяющие столу перемещаться в вертикальном, поперечном и продольном направлениях. Стол с салазками предназначен для установки и закрепления обрабатываемых заготовок в машинных тисках 10 или без них.

При работе на горизонтально-фрезерном станке применяются различные инструменты и приспособления. Основным режущим инструментом для работы на фрезерных станках является фреза. Фреза — многолезвийный инструмент. Каждый зуб фрезы представляет собой резец, снимающий стружку с заготовки. В работе одновременно участвуют один или несколько зубьев, остальные в это время имеют возможность немного охладиться. Процесс резания при фрезеровании отличается от процесса точения и сверления именно тем, что зубья фрезы работают периодически. Это повышает износостойкость инструмента, обеспечивает высокую производительность обработки.

Каждый зуб фрезы (рис. 2.2) имеет форму клина и состоит из следующих элементов: передней поверхности 7, по которой сходит стружка, задней поверхности 3 и режущей кромки 4. Для отвода стружки служит канавка 2.

Рис. 2.2. Элементы зуба фрезы:
1 — передняя поверхность; 2 — канавка; 3 — задняя поверхность; 4 — режущая кромка

Фрезы бывают разных конструкций. Применение того или иного типа фрезы (рис. 2.3) зависит от формы обрабатываемой поверхности заготовки.

Рис. 2.3. Основные типы фрез:
а — цилиндрическая; б — дисковая трёхсторонняя; в — для Т-образных шпоночных пазов; г — концевая; д — фасонная выпуклая; е — призматическая насадная; ж — дисковая прорезная и отрезная

Дня изготовления фрез используют инструментальные и быстрорежущие стали, а также металлокерамические твёрдые сплавы.

Фреза закрепляется на оправке между насадными кольцами с помощью гайки (рис. 2.4). Оправка имеет конический хвостовик, благодаря которому она вставляется в коническое гнездо шпинделя и крепится с противоположной стороны специальным затяжным винтом — шомполом. Другой конец оправки поддерживается серьгой.

Рис. 2.4. Закрепление цилиндрической фрезы на оправке:
1 — оправка; 2 — хвостовик; 3 — шейка; 4 — насадные кольца; 5 — серьга; 6 — цилиндрическая фреза; 7 — гайка

Обрабатываемая на фрезерном станке заготовка должна быть надёжно закреплена на столе с помощью различных приспособлений, которые фиксируются крепёжными болтами (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Способы закрепления заготовок на фрезерном станке:
а — крепление прихватами; б — крепление прихватом; в — ступенчатые подставки; г — универсальный прихват; д — крепление корытообразным прихватом без подставки; е — крепление в машинных тисках; ж — крепление в машинных тисках с применением специальных съёмочных губок

Современный уровень развития станкостроения характеризуется высокой степенью автоматизации производственных процессов. На промышленных предприятиях страны всё больше применяются современные горизонтальные и вертикальные фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (рис. 2.6).

Puc. 2.6. Горизонтальнофрезерный станок с ЧПУ

Данный станок относится к классу универсальных, так как позволяет обрабатывать заготовки фрезами, закреплёнными горизонтально, а также дисковыми фрезами, закреплёнными на оправке. При производственной необходимости для расширения технологических возможностей станка устанавливается дополнительно вертикальная фрезерная головка. Станки с ЧПУ по заданной программе автоматически выполняют нужную последовательность технологических операций. Обслуживают такие станки специалисты — операторы станков с числовым программным управлением.

Вопросы и задания:

1. Каково назначение горизонтально-фрезерного станка? Назовите его основные части.

2. Чем отличается процесс фрезерования от процессов точения и сверления?

3. C помощью каких приспособлений и устройств можно закрепить цилиндрическую фрезу на оправке?

Задание

C помощью информации, полученной из Интернета, проведите анализ современных фрезерных станков с ЧПУ, охарактеризуйте работу операторов станков с числовым программным управлением.