Фрезерование канавок и пазов. Возможные методы фрезерования уступов Наладка станка на фрезерование пазов дисковыми фрезами

Расширить функциональные возможности ручного электроинструмента, сделать его использование более удобным, комфортным и безопасным позволяют приспособления для ручного фрезера. Серийные модели таких устройств стоят достаточно дорого, но можно сэкономить на их приобретении и сделать приспособления для оснащения фрезера по дереву своими руками.

Различного рода приспособления могут сделать из ручного фрезера по-настоящему универсальный инструмент

Основная задача, которую решают приспособления для фрезера, заключается в том, чтобы инструмент располагался по отношению к обрабатываемой поверхности в требуемом пространственном положении. Некоторые наиболее часто используемые приспособления для фрезерных станков входят в стандартную комплектацию такого оборудования. Те же модели, которые имеют узкоспециализированное назначение, приобретаются отдельно или изготавливаются своими руками. При этом у многих приспособлений для фрезера по дереву такая конструкция, что изготовить их своими руками не представляет особых проблем. Для самодельных приспособлений для ручного фрезера даже не потребуются чертежи – вполне достаточно будет их рисунков.

Среди приспособлений для фрезера по дереву, которые можно изготовить и своими руками, есть целый ряд популярных моделей. Рассмотрим их подробнее.

Параллельный упор для выполнения прямых и фигурных резов

Параллельный упор для или другой базовой поверхности, позволяющий выполнять в дереве прямолинейные резы относительно данных поверхностей, является одним из самых популярных приспособлений и входит в стандартный комплект многих моделей. Используя такое приспособление, базовым элементом для которого, кроме рабочего стола, может выступать боковая сторона обрабатываемой детали или направляющая рейка, выполняют обработку пазов на заготовке, а также осуществляют фрезерование ее кромочной части.

Конструкция параллельного упора для фрезера включает в себя следующие составные элементы:

• штанги, которые вставляются в специальные отверстия в корпусе фрезера;
• стопорный винт, посредством которого штанги фиксируются в требуемом положении;
• винт точной настройки, который нужен для того, чтобы более точно отрегулировать расстояние, на котором ось фрезы будет находиться от базовой поверхности;
• опорные накладки, которыми приспособление упирается в базовую поверхность (в отдельных моделях параллельных упоров предусмотрена возможность изменения расстояния между опорными накладками).

Чтобы подготовить упор для фрезера к работе, требуется совершить следующие действия:

• вставить штанги упора в отверстия в основании фрезера и закрепить их в требуемом положении стопорным винтом;
• ослабив стопорный винт и используя винт точной настройки, отрегулировать расстояние между осью фрезы и опорной поверхностью приспособления.

Дополнив параллельный упор одной простой деталью, можно использовать такое приспособление для создания в дереве не только прямолинейных, но и криволинейных резов. Такой деталью является деревянный брусок, одна сторона которого прямая, а на второй выполнена выемка округлой или угловой формы. Его располагают между опорными накладками упора и базовой поверхностью обрабатываемой заготовки из дерева, которая имеет криволинейную форму.

При этом, естественно, своей прямой стороной брусок должен упираться в опорные накладки приспособления, а стороной с выемкой – в криволинейную базовую поверхность. Работать с параллельным упором, дополнительно оснащенным таким бруском, следует предельно аккуратно, так как положение самого фрезера в данном случае будет достаточно неустойчивым.

Направляющая шина

Направляющая шина, как и параллельный упор, обеспечивает прямолинейное перемещение фрезера относительно базовой поверхности в процессе обработки дерева. Между тем, в отличие от параллельного упора, такая направляющая для фрезера может располагаться под любым углом к кромке обрабатываемого изделия. Таким образом, направляющая шина может обеспечить возможность точного перемещения фрезера в ходе обработки дерева практически в любом направлении в горизонтальной плоскости. Направляющая шина, оснащенная дополнительными конструктивными элементами, пригодится также при фрезеровании отверстий, располагаемых в дереве с определенным шагом.

Фиксация направляющей шины на рабочем столе или обрабатываемой заготовке обеспечивается специальными зажимами. Если в базовой комплектации приспособления такие зажимы отсутствуют, для этих целей подойдут обычные струбцины. Отдельные модели направляющих шин могут быть укомплектованы специальным адаптером, который часто называют башмаком. Адаптер, соединяемый с основанием фрезера посредством двух штанг, в процессе обработки скользит по профилю шины и таким образом обеспечивает перемещение рабочей головки фрезера в заданном направлении.

Такое приспособление для фрезерования, как направляющая шина, лучше всего применять в комплекте с фрезерами, опорная площадка которых оснащена регулируемыми по высоте ножками. Объясняется это следующим. В тех случаях, когда опорные поверхности фрезера и шины оказываются в разных горизонтальных плоскостях, что может произойти при слишком близком расположении приспособления по отношению к обрабатываемой заготовке из дерева, регулируемые ножки инструмента дают возможность устранить такое расхождение.

Направляющие приспособления для оснащения фрезера, которые, несмотря на простоту своей конструкции, будут отличаться высокой эффективностью использования, без особых сложностей можно изготовить и своими руками. Простейшее из таких приспособлений может быть сделано из длинного деревянного бруска, который закрепляется на обрабатываемом изделии при помощи струбцин. Чтобы такая приспособа стала еще более удобной, можно дополнить ее боковыми упорами. Если положить и зафиксировать брусок одновременно на двух (и даже более) заготовках из дерева, то можно выполнить фрезерование паза на их поверхности за один проход.

Основной недостаток, которым отличается устройство вышеописанной конструкции, заключается в том, что точно зафиксировать брусок относительно линии будущего реза непросто. Подобного недостатка лишены направляющие приспособления двух предложенных ниже конструкций.

Первое из таких приспособлений представляет собой устройство, изготовленное из соединенных между собой доски и фанерного листа. Чтобы обеспечить выравнивание данного приспособления по отношению к краю выполняемого паза, необходимо соблюсти следующие условия: расстояние от края упора до края фанеры (основы) должно точно соответствовать расстоянию, на котором используемый инструмент располагается от крайней точки базы фрезера. Приспособление предложенной конструкции применяется в том случае, если дерево обрабатывается фрезами одного диаметра.

Для фрезерных операций, выполняемых инструментами различного диаметра, целесообразно применять приспособления другой конструкции. Особенность последних заключается в том, что фрезер при их использовании соприкасается с упором всей подошвой, а не только своей средней частью. В конструкции такого упора присутствует откидная доска на петлях, которая и обеспечивает правильное пространственное положение устройства по отношению к поверхности обрабатываемого изделия из дерева. Назначение этой доски состоит в том, чтобы обеспечить фиксацию упора в требуемом положении. После того как такая процедура будет выполнена, доска откидывается и тем самым освобождает место для рабочей головки фрезера.

Изготавливая такое приспособление для фрезера своими руками, следует иметь в виду, что расстояние от центра используемого инструмента до крайней точки базы фрезера должно соответствовать величине ширины откидной доски и зазора между доской и упором, если он предусмотрен в конструкции приспособления. В том случае, если при изготовлении данного приспособления вы ориентировались только на край фрезы и край паза, который необходимо сформировать с ее помощью, применять такое устройство можно будет только с фрезами одного диаметра.

Нередко фрезеровать пазы в заготовках из дерева приходится поперек волокон материала, что приводит к образованию задиров. Уменьшить величину задиров позволяют приспособления, которые, прижимая волокна в том месте, где выходит фреза, не дают им отщепиться от поверхности обрабатываемого дерева. Конструкция одного из таких приспособлений состоит из двух досок, которые соединяются между собой шурупами под углом 90°. Ширина паза, выполненного в таком приспособлении, должна совпадать с шириной выемки, создаваемой в изделии из дерева, для чего с разных сторон упора используют фрезы разного диаметра.

Другое фрезерное приспособление, конструкция которого состоит из двух L-образных элементов, фиксируемых на обрабатываемом изделии из дерева струбцинами, требуется для фрезерования открытых пазов и обеспечивает минимальное количество задиров в процессе обработки.

Копировальные кольца и шаблоны

Копировальная втулка для фрезера – это приспособление с выступающим бортиком, который скользит вдоль шаблона и таким образом задает движение фрезы в требуемом направлении. На подошве фрезера такое кольцо может фиксироваться различными способами: прикручиваться винтами, вворачиваться в резьбовое отверстие, вставляться специальными усиками в отверстия в подошве инструмента.

Диаметры копировального кольца и применяемого инструмента должны иметь близкие значения, но при этом важно, чтобы кольцо не касалось режущей части фрезы. Если диаметр кольца превышает поперечный размер копировальной фрезы, то такой шаблон для компенсации разницы между его размером и диаметром инструмента не должен превышать размера обрабатываемого изделия.

Фрезерный шаблон, выполненный в виде кольца, может закрепляться на заготовке из дерева при помощи двухстороннего скотча и струбцин, которыми обе его части прижимаются к рабочему столу. Выполнив фрезерование по шаблону, следует проверить, что кольцо в процессе выполнения фрезерной операции плотно прижималось к краю шаблона.

Шаблоны для фрезерования можно использовать не только для обработки всей кромки изделия, но и для придания его углам округлой формы. Применяя такой шаблон для фрезера, можно выполнять на углах обрабатываемого изделия из дерева закругления различного радиуса.

Шаблоны, используемые для работы с ручным фрезером, могут оснащаться подшипником или кольцом. В последнем случае необходимо соблюсти следующие условия: кольцо должно точно соответствовать диаметру фрезы или в конструкции приспособления должны быть предусмотрены упоры, которые позволяют отодвигать шаблон от края заготовки и тем самым устранять разницу между радиусами инструмента и кольца.

При помощи шаблонов, которые могут быть и регулируемыми, можно не только фрезеровать кромки обрабатываемого изделия из дерева, но и создавать фигурные пазы на его поверхности. Кроме того, если сделать шаблон соответствующей конструкции, что не представляет больших сложностей, с ним можно будет быстро и точно вырезать пазы для дверных петель.

Вырезание пазов округлой и эллиптической формы

Чтобы ручным фрезером вырезать в дереве пазы в форме круга или эллипса, используют циркульные приспособления. Простейший циркуль для фрезера состоит из штанги. Один ее конец соединяется с основанием фрезера, а второй оснащается винтом и штифтом. Штифт вставляется в отверстие, выступающее в качестве центра окружности, по контуру которой формируется паз. Чтобы изменить радиус окружности паза, для выполнения которого используется такой циркуль для фрезера, достаточно сместить штангу относительно основания фрезера. Более удобными в использовании являются циркульные приспособления, в конструкции которых предусмотрены две штанги, а не одна.

Оснастка, работающая по принципу циркуля, является достаточно распространенным типом приспособлений, используемых для работы с фрезером. С их помощью очень удобно выполнять фрезерование фигурных пазов с различными радиусами закругления. Как уже говорилось выше, типовая конструкция такого приспособления, которое можно изготовить и своими руками, включает в себя винт со штифтом, имеющим возможность перемещаться по пазу устройства и тем самым позволяющим регулировать радиус создаваемого паза.

В тех случаях, когда фрезером по дереву или другому материалу необходимо создать отверстие небольшого диаметра, используется оснастка другого типа. Особенностью конструкции таких приспособлений, которые фиксируются на нижней части базы фрезера, является то, что их штифт, устанавливаемый в центральное отверстие на обрабатываемой заготовке, располагается под основанием используемого электроинструмента, а не за его пределами.

Основание Уголок Направляющие
Центрирующий штифт Циркуль в сборе. Вид снизу Циркуль в сборе. Вид сверху

Используя специальные приспособления, ручным фрезером можно создавать в дереве не только круглые, но и овальные отверстия. Конструкция одного из таких приспособлений включает в себя:

• основание, которое может фиксироваться на обрабатываемом изделии из дерева вакуумными присосками или винтами;
• два башмака, которые перемещаются по пересекающимся направляющим;
• две монтажные штанги;
• кронштейн, соединяющий основание приспособления с фрезером.

За счет специальных пазов в кронштейне такого приспособления его опорная плита легко выставляется в одной плоскости с основанием фрезера. Если данная оснастка используется для выполнения фрезерования по круглому контуру, то задействуется один башмак, а если по овальному, то оба. Сделанный таким приспособлением вырез отличается более высоким качеством, чем если бы он был выполнен с использованием лобзика или ленточной пилы. Объясняется это тем, что обработка при помощи фрезера, используемого в данном случае, осуществляется инструментом, который вращается с высокой скоростью.

Приспособления для быстрого и качественного фрезерования пазов на узких поверхностях

На вопрос о том, как сделать пазы для дверных петель или замка, сможет ответить любой домашний мастер. Для этих целей, как правило, используются дрель и обычное долото. Между тем выполнить такую процедуру значительно быстрее и с меньшими трудозатратами можно, если взять для этого фрезер, оснащенный специальным приспособлением. Конструкция такого приспособления, при помощи которого на узких поверхностях можно создавать пазы различной ширины, представляет собой плоское основание, фиксируемое на подошве фрезера. На основании, которое может иметь как круглую, так и прямоугольную форму, установлены два штыря, задача которых заключается в том, чтобы обеспечить прямолинейное движение фрезера в процессе обработки.

Основное требование, которому должна соответствовать насадка на фрезер вышеописанной конструкции, состоит в том, что оси направляющих штырей должны находиться на одной линии с центром используемой для обработки дерева фрезы. Если данное условие выполнено, то паз, выполняемый на торце обрабатываемой заготовки, будет располагаться строго по его центру. Чтобы сместить паз в одну из сторон, достаточно надеть на один из направляющих штырей втулку соответствующего размера. При использовании подобной насадки на ручной фрезер нужно следить за тем, чтобы направляющие штыри в процессе обработки прижимались к боковым поверхностям обрабатываемого изделия.

Обеспечить устойчивость фрезера при обработке узких поверхностей можно и без специальных приспособлений. Решают такую задачу при помощи двух досок, которые крепятся с обеих сторон обрабатываемого изделия таким образом, чтобы сформировать с поверхностью, на которой выполняется паз, одну плоскость. Сам фрезер при использовании такого технологического приема позиционируется при помощи параллельного упора.

Фрезерные приспособления для обработки тел вращения

Многие приспособления для ручного фрезерного станка, изготавливаемые пользователями под свои нужды, не имеют серийных аналогов. Одним из таких устройств, необходимость в использовании которого возникает достаточно часто, является приспособление, облегчающее процесс вырезания пазов в телах вращения. Используя такое приспособление, в частности, можно легко и точно вырезать продольные канавки на столбах, балясинах и других изделиях из дерева подобной конфигурации.

Фрезе и рамка в сборе Каретка для фрезера Делительный диск

Конструкцию данного приспособления составляют:

• корпус;
• передвижная фрезерная каретка;
• диск, при помощи которого выполняется установка угла поворота;
• винты, обеспечивающие фиксацию обрабатываемой заготовки;
• стопорный винт.

Если такое приспособление дополнительно оснастить простейшим приводом, в качестве которого можно использовать обычную дрель или шуруповерт, то фрезерованием на нем можно успешно заменить обработку, выполняемую на токарном станке.

Приспособление для фрезерования шипов

Шипорезное приспособление для фрезера позволяет с высокой точностью выполнять обработку деталей, соединяемых по принципу «шип-паз». Наиболее универсальные из таких приспособлений позволяют выполнять фрезерование шипов различных типов («ласточкин хвост» и прямые). В работе такого приспособления задействовано копировальное кольцо, которое, перемещаясь по пазу в специальном шаблоне, обеспечивает точное движение фрезы в заданном направлении. Чтобы изготовить такой своими руками, необходимо в первую очередь подобрать шаблоны пазов, для выполнения которых он будет использоваться.

Несколько дополнительных вариантов расширения функциональности фрезера

Зачем нужно создавать дополнительные приспособления для оснащения ручного фрезера, который и так является достаточно функциональным устройством? Дело в том, что такие приспособления позволят вам превратить свой ручной фрезер в полноценный обрабатывающий центр. Так, зафиксировав ручной фрезер на направляющей (это может быть и ), можно не только облегчить процесс его использования, но и повысить точность выполняемых операций. Конструкция такого полезного приспособления не содержит в себе сложных элементов, поэтому изготовить его для фрезера и для дрели своими руками не составит большого труда.

Многие домашние мастера, задаваясь вопросом о том, как работать с ручным фрезером с еще большей эффективностью, изготавливают для этого инструмента функциональный рабочий стол. Естественно, использовать такой стол можно и для другого оборудования (например, для циркулярной пилы или электрической дрели).

Если в вашем распоряжении нет ручного фрезера, то и такая проблема решается при помощи специальных приспособлений, позволяющих успешно выполнять фрезерование на серийном токарном станке. Используя фрезерное приспособление для токарного станка, можно значительно расширить функциональные возможности серийного оборудования (в частности, выполнять с его помощью обработку плоскостей, делать выборку пазов и канавок, обрабатывать различные детали по контуру). Важно также, что такое приспособление для токарного станка не отличается сложностью конструкции, и изготовить его самостоятельно не составит больших проблем.

При фрезеровании канавок и пазов зачастую предпочтительней применять трёхсторонние дисковые фрезы, чем концевые.

• Обрабатываемые пазы или канавки могут иметь различную геометрию – быть короткими или протяженными, открытыми или закрытыми, прямолинейными или криволинейными, глубокими или мелкими, широкими или узкими
• Обычно выбор инструмента определяется шириной и глубиной канавки и, в некоторой степени, её длиной
• Тип станка и серийность производства определяют, какую фрезу следует использовать – концевую, длиннокромочную или дисковую
• Трехсторонние дисковые фрезы являются более эффективным решением для обработки длинных и глубоких пазов, особенно при использовании горизонтальных станков. Однако распространение вертикальных фрезерных станков и обрабатывающих центров означает, что концевые и длиннокромочные фрезы также часто используются для целого ряда операций по фрезерованию канавок

Сравнение различных типов фрез

Трёхстороннее фрезерование

Концевые фрезы

Трёхстороннее фрезерование

Трёхсторонние дисковые фрезы более эффективны при обработке длинных, глубоких, открытых пазов и обеспечивают оптимальную стабильность и производительность в этом виде фрезерования. Для одновременной обработки нескольких пазов в одной плоскости операция может быть осуществлена набором фрез.

Особенности применения

• Размер фрезы, шаг зубьев и расположение фрезы в совокупности должны обеспечивать постоянное наличие в зацеплении хотя бы одного зуба
• Контролируйте толщину срезаемой стружки для достижения оптимального значения подачи на зуб
• При фрезеровании в сложных условиях проверьте требования к мощности и крутящему моменту. При креплении фрезы на оправке, чрезвычайно важным является жесткость последней и величина вылета наладки
• Необходимо обеспечить жесткость и надежность закрепления детали и самой оправки для того чтобы противостоять усилиям резания встречного фрезерования

Попутное фрезерование:

• Предпочтительный метод фрезерования
• Используйте жёсткий упор в направлении тангенциальных сил резания для предотвращения сдвига заготовки Направление подачи совпадает с направлением сил резания, что накладывает высокие требования к жёсткости станка и отсутствию зазоров в ШВП

Встречное фрезерование:

• Хорошая альтернатива при недостаточной жёсткости или при работе с труднообрабатываемыми материалами
• Является хорошим решением при возникновении проблем с эвакуацией стружки при прорезке глубоких пазов.

Фрезерование с использованием маховика:

• Дополнительный метод фрезерования при малой жесткости системы и при недостаточных мощностных характеристиках станка
• Располагайте маховик как можно ближе к инструменту
• Повышение надежности закрепления заготовки всегда способствует хорошим результатам обработки

Фрезерование открытых пазов трёхсторонними дисковыми фрезами

Расчёт подачи на зуб

Критическим фактором при фрезеровании трёхсторонними дисковыми фрезами является достижение подходящей подачи на зуб, f z . Недостаточная подача на зуб становится причиной серьёзных недостатков, поэтому при вычислениях необходимо проявлять особую внимательность.

Подачу на зуб, f z , следует уменьшать при фрезеровании глубоких пазов и увеличивать при фрезеровании неглубоких пазов для поддержания рекомендуемой максимальной толщины стружки. Например, при фрезеровании на всю ширину паза с применением геометрии M30 начальное значение максимальной толщины стружки должно составлять 0,12 мм.

Примечание: Поскольку при фрезеровании на всю ширину паза вместе работают две пластины, для вычисления подачи берётся половина количества пластин z n .

Глубина резания

Для более глубоких пазов можно заказать специальную фрезу. При обработке глубоких пазов следует уменьшить подачу на зуб. Если паз неглубокий, увеличьте подачу.

Примечание: глубина обрабатываемого паза может быть ограничена диаметром оправки, прочностными характеристика шпоночного соединения и условиями эвакуации стружки.

Использование маховика на горизонтальных станках

При трехстороннем фрезеровании в зацеплении находится небольшое число зубьев, из-за чего в процессе резания возникают вибрации. Это отрицательно сказывается на результате обработки и производительности.

• Установка маховика на фрезерную оправку зачастую является эффективным методом борьбы с вибрациями. Проблемы, вызванные недостаточной мощностью, крутящим моментом и стабильностью станка, часто решаются путём грамотного использования маховиков
• Необходимость в использовании маховика тем выше, чем ниже мощность предполагаемого для обработки станка или чем выше уровень его износа
• Располагайте маховик как можно ближе к инструменту.
• Использование маховика делает обработку более плавной, что в свою очередь ведёт к снижению шума и вибрации и повышает стойкость инструмента
• Маховик рекомендуется использовать совместно с встречным методом фрезерования
• Для дальнейшего повышения стабильности при работе трёхсторонней дисковой фрезой используйте маховик максимально большого размера, который допустим на конкретной операции
• В качестве маховика можно использовать несколько стальных дисков с отверстиями, соответствующими диаметру фрезерной оправки

Обработка пазов набором фрез с шахматным расположением зубьев

Фрезы, имеющие крепление с 2 шпонками, можно располагать в шахматном порядке для одновременного фрезерования нескольких пазов. Смещение фрез относительно друг друга помогает избежать вибрации. Также снижается потребность в маховиках.

Фрезерование узких и неглубоких пазов и канавок

Универсальные фрезы имеют многокромочные пластины различных форм, подходящих для обработки большинства типов канавок небольшой глубины. К распространённым областям применения относится фрезерование внутренних канавок под стопорные (пружинные) и уплотнительные кольца, а также небольших прямых или круговых наружных канавок, особенно на невращающихся деталях.

Обработка внутренних канавок

• При круговом фрезеровании необходимо запрограммировать плавный вход инструмента в резание.
• Учитывайте отношение диаметра фрезы к диаметру отверстия, D c /D w . Чем меньше это соотношение, тем больше будет длина линии контакта инструмента и обрабатываемого материала

Обработка пазов концевыми фрезами

Концевые фрезы используются, когда необходимо получить короткие неглубокие канавки, в частности, закрытые пазы и карманы, а также шпоночные пазы. Концевые фрезы – единственные инструменты, способные фрезеровать закрытые пазы со следующими характеристиками:

• Прямые, изогнутые или расположенные под углом
• Более широкие, чем диаметр используемой фрезы

Более тяжёлое фрезерование пазов зачастую выполняется длиннокромочными фрезами.

Выбор инструмента

Концевые и длиннокромочные фрезы

Особенности применения

• Используйте концевые фрезы для ненагруженного резания с высокой прогнозируемой стойкостью совместно с высокопроизводительными патронами
• Для получения минимально возможного вылета минимизируйте расстояние от патрона до режущей кромки
• Для получения стружки удовлетворительной толщины обеспечьте соответствующую подачу на зуб Во избежание образования тонкой стружки, которая может стать причиной вибрации, заусенцев и неудовлетворительного качества обработанной поверхности используйте фрезы с крупным шагом зубьев
• Для получения оптимального соотношения диаметра/длины и стабильности используйте инструмент максимально возможного диаметра
• Для достижения наиболее благоприятного режущего действия используйте попутное фрезерование
• Обеспечьте эвакуацию стружки из канавки. Во избежание скопления стружки используйте сжатый воздух
• Для получения оптимальной стабильности и поддержки в направлении шпинделя используйте соединение Coromant Capto®

Фрезерование канавок концевыми фрезами

При фрезеровании канавки или паза, которое часто называют фрезерованием на всю ширину паза, обрабатывается три поверхности:

• Закрытые с обоих концов пазы – карманы – требуют концевых фрез, способных работать с осевой подачей
• Фрезерование на всю ширину паза концевой фрезой – сложная операция. Глубина резания в осевом направлении, как правило, должна составлять 70% длины режущей кромки. При определении оптимального метода обработки паза следует также учитывать жёсткость станка и эвакуацию стружки
• Концевые фрезы чувствительны к воздействию сил резания. Ограничивающими факторами могут быть отжатие и вибрация, особенно при высоких скоростях обработки и больших вылетах

Обработка шпоночных пазов

Эта операция требует отдельных указаний в дополнение к общим рекомендациям по фрезерованию плоскостей и канавок. Направление сил резания и отжим инструмента при фрезеровании закрытого шпоночного паза не позволяют получить точного прямоугольного сечения. Точность обработки может быть повышена, если использовать фрезу несколько меньшего диаметра и обрабатывать паз за два прохода:

1. Фрезерование шпоночных пазов – черновое фрезерование на полную ширину паза
2. Фрезерование уступов – обработка паза по контуру методом встречного фрезерования для обеспечения перпендикулярности стенок.

На чистовых этапах обработки необходимо работать с небольшой глубиной резания, чтобы минимизировать отжим инструмента, что является определяющим фактором качества обработанной поверхности и геометрической точности паза (угол в 90°).

Фрезерование шпоночных пазов за два прохода

Методы расфрезеровывания закрытого паза или кармана в цельной заготовке

​При подготовке к фрезерованию длинных и узких пазов на всю ширину самым распространённым после сверления методом раскрытия карманов является линейное фрезерование с врезанием под углом.
– Глубокие пазы обрабатываются за несколько проходов

Трохоидальное фрезерование

Плунжерное фрезерование

Черновое фрезерование пазов длиннокромочными фрезами

• Фрезы с высоким показателем скорости съёма металла обычно используются для черновой обработки
• Более короткие версии способны фрезеровать пазы глубиной, равной диаметру фрезы, на стабильных и мощных фрезерных станках
• Для таких операций выбирайте станки с 50 конусом, так как работа фрез данного типа сопровождается высокими радиальными усилиями резания
• Проверьте требования к мощности и крутящему моменту, поскольку они зачастую являются ограничивающими факторами для получения оптимальных результатов
• Подбирайте оптимальный шаг зубьев для каждого типа операции

Более длинные исполнения фрез главным образом
предназначены для обработки кромок (по контуру).

Шаг	​L	​​M	​​H
Область применения	Длинные сборки	Универсальные​	Короткие сборки​
​Фрезерование уступов	​Большая глубина a p /a e	​Средняя глубина a p /a e	Небольшая глубина a p /a e
	Небольшая глубина a p /a e	​Ограничения	​__
v c м/мин	​	​	​

ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ, ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПАЗОВ И КАНАВОК. ОТРЕЗНЫЕ РАБОТЫ

§ 28. ФРЕЗЕРОВАНИЕ УСТУПОВ И ПАЗОВ

В машиностроении часто встречаются плоские детали, имеющие уступы с одной, двух, трех и даже четырех сторон. В качестве примера на рис. 122, а показана призма для установки цилиндрических деталей при фрезеровании, имеющая два уступа.

Уступ, замкнутый с обоих боков, называют пазом . Пазы могут быть прямоугольные и фасонные . На рис. 122, б показана деталь с прямоугольным пазом, а на рис. 122, в - вилка с фасонным пазом.

Фрезы для обработки уступов и пазов

Фрезерование уступов и прямоугольных пазов производят либо дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках, либо концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках.
Неширокие цилиндрические фрезы называют дисковыми . Дисковые фрезы можно изготовлять с остроконечными и затылованньгми зубьями (рис. 123, а и б).

Дисковые фрезы , имеющие зубья на цилиндрической и на одной торцовой поверхностях, называют двухсторонними (рис. 123, в), а дисковые фрезы, имеющие зубья также и на обеих торцовых поверхностях, называют трехсторонними (рис. 123, г). Двухсторонние и трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями.
Для повышения производительности трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с крупными разнонаправленными зубьями . На рис. 123, д показана такая фреза, у которой зубья, попеременно разнонаправленное, образуют торцовые режущие кромки через зуб.
Такая форма зубьев, подобно разведенным зубьям циркульных и продольных пил по дереву, позволяет снимать большее количество стружки и лучше ее отводить.
Концевые фрезы изготовляют двух типов: с цилиндрическим (рис. 124, а и б) и с коническим (рис. 124, в и г) хвостовиком. Каждый из этих типов изготовляется в двух исполнениях: с нормальным (рис. 124, а и в) и с крупным (рис. 124, б и г) зубом. Режущая часть концевых фрез изготовляется из быстрорежущей стали и приваривается к хвостовику, выполняемому из углеродистой стали.

концевые фрезы с крупным зубом применяются для работ с большими подачами при больших глубинах фрезерования; фрезы с нормальным зубом - для обычных работ. Направление винтовых канавок надо выбирать по табл. 4. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром от 3 до 20 мм , с коническим хвостовиком - диаметром от 16 до 50 мм .
На концевые фрезы в 1957 г. по предложению новаторов ленинградского Кировского завода Е. Ф. Савича, И. Д. Леонова и В. Я. Карасева выпущен государственный стандарт (ГОСТ 8237-57). По сравнению с ранее изготовлявшимися концевыми фрезами в новых фрезах уменьшено количество зубьев, увеличен угол наклона винтовой канавки до 30 - 45°, увеличена высота зуба и введен неравномерный окружной шаг зубьев. Спинка зубьев выполнена криволинейной по рис. 36, в.
Фрезы новой конструкции дают повышенную производительность, хорошую чистоту обработанной поверхности и устраняют вибрацию при снятии больших стружек.

Фрезерование уступов дисковой фрезой

Рассмотрим пример фрезерования на горизонтально-фрезерном станке двух уступов в бруске (рис. 125, справа) для получения ступенчатой шпонки.

Выбор фрезы . Фрезерование уступов на горизонтально-фрезерном станке производят обычно двухсторонней дисковой фрезой, но в данном случае следует работать трехсторонней фрезой, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны бруска.
Выберем для фрезерования уступа трехстороннюю фрезу с мелкими разнонаправленными зубьями диаметром 80 мм , шириной 10 мм , с диаметром отверстия под оправку 27 мм , с числом зубьев 18.
Дисковая трехсторонняя фреза выбрана по ГОСТ 9474-60. Если в кладовой имеются фрезы, отличающиеся диаметром от рассмотренной в данном примере, следует подобрать фрезу подходящего диаметра, например 75 мм с соответствующим числом зубьев.
Обработку будем вести на горизонтально-фрезерном станке с закреплением заготовки в машинных тисках.
Подготовка к работе . Установку, выверку и закрепление тисков на столе станка производим по известному нам способу, после чего устанавливаем заготовку в тиски на требуемой высоте (рис. 126). Правильность положения (горизонтальность) выверяем рейсмасом по разметочным рискам, после чего накрепко зажимаем тиски. На губки тисков надо надеть накладки из мягкого металла (латунь, медь, алюминий), чтобы не испортить обработанных граней бруска.

Закрепление дисковой фрезы на оправке производят так же, как и цилиндрической фрезы, соблюдая чистоту оправки, фрезы и колец.
. По заданному режиму резания настраиваем станок. Дано: диаметр фрезы D = 80 мм , ширина фрезерования В = 5 мм , глубина резания t = 12 мм , чистота поверхности 5, подача s зуб = 0,05 мм/зуб , скорость резания υ = 25 м/мин .
По лучевой диаграмме (см. рис. 54) скорости резания υ = 25 м/мин и D = 80 мм соответствует n 6 = 100 об/мин .
При этом минутная подача составит:

Поставим лимб коробки скоростей на 100 об/мин, а лимб коробки подач на 80 мм/мин .
Таким образом, фрезерование уступа будем производить трехсторонней дисковой фрезой 80X110X27 мм с разнонаправленными зубьями (материал фрезы - быстрорежущая сталь Р18) при глубине резания 12 мм , ширине фрезерования 5 мм , продольной подаче 80 мм/мин , или 0,05 мм/зуб , и скорости резания 25 м/мин ; применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование уступов . Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:
1. Включить кнопкой вращение шпинделя.
2. Вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач подвести заготовку под фрезу до легкого касания боковой поверхностью. Затем вращением рукоятки вертикальной подачи опустить стол и вращением рукоятки поперечной подачи передвинуть стол в направлении фрезы на 5 мм , пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением рукоятки продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы и поднять стол на 12 мм , пользуясь лимбом вертикальной подачи. Выключить вращение. Застопорить вертикальные и поперечные салазки.
3. Установить кулачки механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить вращение, включить охлаждение, вручную подавать заготовку вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу.
После обработки первого уступа (рис. 127, а) передвинуть стол на расстояние, равное ширине выступа (17 мм ), плюс ширина фрезы (10 мм ), т. е. на 27 мм , и профрезеровать с другой стороны, соблюдая все изложенные приемы работы (рис. 127,6).

4. По окончании обработки детали, не вынимая ее из тисков, промерить штангенциркулем глубину и ширину уступа с каждой стороны по размерам чертежа с допуском ±0,2 мм . Если размеры детали соответствуют чертежу и поверхность обработки получилась чистой, как требует знак 5 на чертеже, вынимаем деталь из тисков и передаем мастеру на проверку.

Фрезерование уступов концевой фрезой

Фрезерование уступов можно выполнять на вертикально-фрезерном станке, применяя для этой цели концевую фрезу по ГОСТ 8237-57 (см. рис. 124). Выберем для обработки вертикально-фрезерный станок 6М12П. Рассмотрим пример фрезерования концевой фрезой двух уступов в бруске (рис. 125) для получения ступенчатой шпонки.
Выбор фрезы . Выберем концевую фрезу диаметром 16 мм с цилиндрическим хвостовиком и с нормальными зубьями. Такая фреза имеет пять зубьев. Чтобы стружка при обработке транспортировалась вверх, направление винтовых канавок должно быть правым при правом вращении шпинделя.
Подготовка к работе . Заготовка закрепляется в тисках так же, как было изложено при обработке дисковой фрезой. Закрепляем концевую фрезу в патроне (см. рис. 48), протерев тщателыно хвостовик фрезы, разжимную втулку и гайку патрона.
Настройка на режим резания . При одинаковых с предыдущим примером условиях обработки (ширина фрезерования, глубина резания и чистота обработки) подача на один зуб фрезы задана 0,03 мм , так как условия резания здесь труднее. Скорость резания υ задана равной 25 м/мин . При этих условиях число оборотов шпинделя по формуле (2а):

а минутная подача по формуле (4):

Ставим лимб коробки скоростей на 500 об/мин и лимб коробки подач на 80 мм/мин .
Таким образом, фрезерование уступа концевой фрезой будет производиться с такой же скоростью резания и минутной подачей, как фрезерование дисковой фрезой.
Фрезерование уступов . Фрезерование каждого уступа выполняется так, как изложено было при обработке дисковой фрезой.
На рис. 128 показано фрезерование уступов.

Фрезерование сквозных прямоугольных пазов

При фрезеровании сквозных прямоугольных пазов применяют трехсторонние дисковые фрезы (рис. 123, д) или концевые фрезы (рис. 124). При фрезеровании прямоугольных пазов ширина дисковой фрезы или диаметр концевой фрезы должны соответствовать чертежному размеру фрезеруемого паза с допускаемыми отклонениями, что справедливо только в тех случаях, когда установленная дисковая фреза не имеет торцового биения, а концевая фреза - радиального биения. Если фреза будет бить, то ширина отфрезерованного паза окажется больше ширины фрезы, или, как говорят, фреза разобьет паз, что может привести к браку.
Поэтому трехстороннюю фрезу выбирают по ширине несколько меньше ширины фрезеруемого паза.
Так как трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями, то после последующей переточки торцовых зубьев ширина фрезы уменьшится. Следовательно, данная фреза после заточки уже будет непригодной для фрезерования прямоугольного паза в следующей партии деталей. Для сохранения необходимой ширины трехсторонних дисковых фрез после переточки их изготовляют составными с перекрывающими друг друга зубьями (см. рис. 123, г), что позволяет регулировать их размер. Для этой цели в разъем такой составной фрезы вставляют прокладки из стальной или медной фольги.
Концевые фрезы не позволяют регулировать их диаметр, поэтому обработка точных пазов возможна только новой фрезой. В последнее время появились патроны для закрепления концевых фрез, позволяющие устанавливать фрезу с регулируемым эксцентрицитетом по отношению к шпинделю, т. е. с некоторым регулируемым биением, что позволяет фрезеровать точные пазы концевой фрезой, потерявшей размер после переточки.
Процесс фрезерования прямоугольных пазов, т. е. установка фрезы, закрепление заготовки, а также приемы фрезерования не отличаются от описанных выше приемов фрезерования уступа.

Фрезерование замкнутых пазов

В планке толщиной 15 мм (рис. 129) требуется профрезеровать замкнутый паз шириной 16 мм и длиной 32 мм .

Такая обработка должна производиться концевой фрезой на вертикально - фрезерном или горизонтально-фрезерном станке с накладной вертикальной фрезерной головкой.
Выбор фрезы . Выберем для обработки вертикально - фрезерный станок 6М12П и концевую фрезу диаметром 16 мм с цилиндрическим хвостовиком и нормальными зубьями (число зубьев z=5).
Подготовка к работе . Заготовка поступает на фрезерный станок с размеченным пазом. Так как нужно обработать паз в середине заготовки, ее можно закрепить на уровне губок тисков, но параллельные подкладки надо расположить так, чтобы концевая фреза могла иметь выход между ними (рис. 130).

После установки заготовки фрезу закрепляют в шпинделе станка. Для этого вставляют хвостовик концевой фрезы в патрон по рис. 48, а сам патрон закрепляют в коническом гнезде шпинделя.
Настройка станка на режим фрезерования . Подача фрезы задана 0,01 мм/зуб , скорость резания 25 м/мин , что соответствует 500 об/мин при диаметре фрезы D = 16 мм . При этом минутная подача по формуле (4):

Так как наименьшая подача на станке 31,5 мм/мин , выбираем эту подачу.
Поставим лимб коробки подач станка на минутную подачу 31,5 мм/мин и подсчитаем получающуюся при этом подачу на 1 зуб по формуле (5):

Таким образом, фрезерование паза будем производить концевой фрезой D = 16 мм из быстрорежущей стали Р18 при скорости резания 25 м/мин , или 500 об/мин , и при подаче 31,5 мм/мин , или 0,013 мм/зуб . Применяем охлаждение - эмульсию.
Фрезерование паза , На рис. 131 показано, как фрезеруется паз в планке. Обычно после установки фрезы в исходное положение сначала дают небольшую ручную вертикальную подачу, чтобы фреза врезалась на глубину 4-5 мм . После этого включают механическую продольную подачу, давая, как указано стрелкой, движение столу с закрепленной заготовкой вперед и назад, поднимая после каждого двойного хода вручную стол на 4-5 мм, пока паз не будет профрезерован по всей длине.

Скоростное фрезерование уступов и пазов

Скоростники-фрезеровщики широко применяют скоростное фрезерование уступов и пазов дисковыми фрезами с пластинками из твердых сплавов. При скоростной обработке уступов и пазов надо фрезеровать по подаче .
На рис. 132 и 133 показаны конструкции дисковых фрез для скоростного резания, применяемые на ленинградском Кировском заводе.

На рис. 132 показана фреза с припаянными пластинками твердого сплава 2 к стальному корпусу 1 . Такие фрезы применяют при небольшой ширине фрезерования. Одно из преимуществ фрез с припаянными пластинками - возможность частого расположения зубьев, что важно для плавности работы. Другим преимуществом является возможность использовать пластинку в работе почти на весь ее размер. Основными недостатками этих фрез являются невозможность регулировать ширину и диаметр, сложность замены зубьев в случае их поломки и трудность напайки.
На рис. 133 показана дисковая фреза для скоростного фрезерования со вставными в корпус 1 рифлеными ножами 2 , оснащенными пластинками твердого сплава. Для закрепления ножей в корпусе служат клинья 3 .
Для фрезерования уступов и широких пазов более целесообразно применять дисковые фрезы с вставными твердосплавными ножами.

Возможные методы фрезерования уступов

На рис. 134 даны три варианта фрезерования уступов на бруске.

На рис. 134, а каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой. Такой метод обычно применяют при обработке малого количества заготовок.
На рис. 134, б оба уступа одновременно фрезеруются набором из двух дисковых двухсторонних фрез одинакового диаметра. Чтобы получить заданный размер между уступами, на оправку между фрезами помещают соответствующий набор колец (см. рис. 44, в). Такой метод является более производительным, и его применяют при обработке партии одинаковых заготовок.
На рис. 134, в последовательно обрабатываются оба уступа одной двухсторонней дисковой фрезой на двухпозиционном приспособлении. После фрезерования первого уступа (первая позиция) приспособление поворачивают и ставят во вторую позицию для фрезерования второго уступа. Такой метод обработки требует специального приспособления и применяется при изготовлении партии одинаковых деталей. По сравнению с обработкой по первому методу (рис. 134, а) он дает большую точность и сокращает время на перестановку детали для фрезерования второго уступа, но он менее производителен, чем второй метод (рис. 134,6).
В зависимости от количества пускаемых одновременно в обработку заготовок (размер партии) каждый из трех изложенных вариантов фрезерования уступов может оказаться наиболее рациональным.

Фрезерование уступов и прямоугольных пазов производят либо дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках, либо концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках.Неширокие цилиндрические фрезы называютдисковыми . Дисковые фрезы можно изготовлять с остроконечными и затылованньгми зубьями (рис. 123, а и б).

Дисковые фрезы, имеющие зубья на цилиндрической и на одной торцовой поверхностях, называютдвухсторонними (рис. 123, в), а дисковые фрезы, имеющие зубья также и на обеих торцовых поверхностях, называюттрехсторонними (рис. 123, г). Двухсторонние и трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с остроконечными зубьями.Для повышения производительности трехсторонние дисковые фрезы изготовляют с крупнымиразнонаправленными зубьями . На рис. 123, д показана такая фреза, у которой зубья, попеременно разнонаправленное, образуют торцовые режущие кромки через зуб.Такая форма зубьев, подобно разведенным зубьям циркульных и продольных пил по дереву, позволяет снимать большее количество стружки и лучше ее отводить.Концевые фрезыизготовляют двух типов: сцилиндрическим (рис. 124, а и б) и сконическим (рис. 124, в и г) хвостовиком. Каждый из этих типов изготовляется в двух исполнениях: с нормальным (рис. 124, а и в) и с крупным (рис. 124, б и г) зубом. Режущая часть концевых фрез изготовляется из быстрорежущей стали и приваривается к хвостовику, выполняемому из углеродистой стали.

Концевые фрезы с крупным зубом применяются для работ с большими подачами при больших глубинах фрезерования; фрезы с нормальным зубом - для обычных работ. Направление винтовых канавок надо выбирать по табл. 4. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют диаметром от 3 до 20мм , с коническим хвостовиком - диаметром от 16 до 50мм .На концевые фрезы в 1957 г. по предложению новаторов ленинградского Кировского завода Е. Ф. Савича, И. Д. Леонова и В. Я. Карасева выпущен государственный стандарт (ГОСТ 8237-57). По сравнению с ранее изготовлявшимися концевыми фрезами в новых фрезах уменьшено количество зубьев, увеличен угол наклона винтовой канавки до 30 - 45°, увеличена высота зуба и введен неравномерный окружной шаг зубьев. Спинка зубьев выполнена криволинейной по рис. 36, в.Фрезы новой конструкции дают повышенную производительность, хорошую чистоту обработанной поверхности и устраняют вибрацию при снятии больших стружек.

Фрезерование уступов дисковой фрезой

Рассмотрим пример фрезерования на горизонтально-фрезерном станке двух уступов в бруске (рис. 125, справа) для получения ступенчатой шпонки.

Выбор фрезы. Фрезерование уступов на горизонтально-фрезерном станке производят обычно двухсторонней дисковой фрезой, но в данном случае следует работать трехсторонней фрезой, так как надо поочередно обработать по одному уступу с каждой стороны бруска.Выберем для фрезерования уступа трехстороннюю фрезу с мелкими разнонаправленными зубьями диаметром 80мм , шириной 10мм , с диаметром отверстия под оправку 27мм , с числом зубьев 18.Дисковая трехсторонняя фреза выбрана по ГОСТ 9474-60. Если в кладовой имеются фрезы, отличающиеся диаметром от рассмотренной в данном примере, следует подобрать фрезу подходящего диаметра, например 75мм с соответствующим числом зубьев.Обработку будем вести на горизонтально-фрезерном станке с закреплением заготовки в машинных тисках.Подготовка к работе. Установку, выверку и закрепление тисков на столе станка производим по известному нам способу, после чего устанавливаем заготовку в тиски на требуемой высоте (рис. 126). Правильность положения (горизонтальность) выверяем рейсмасом по разметочным рискам, после чего накрепко зажимаем тиски. На губки тисков надо надеть накладки из мягкого металла (латунь, медь, алюминий), чтобы не испортить обработанных граней бруска.

Закрепление дисковой фрезы на оправке производят так же, как и цилиндрической фрезы, соблюдая чистоту оправки, фрезы и колец.Настройка станка на режим фрезерования. По заданному режиму резания настраиваем станок. Дано: диаметр фрезыD = 80мм , ширина фрезерованияВ = 5мм , глубина резанияt = 12мм , чистота поверхности5, подача s зуб = 0,05мм/зуб , скорость резания υ = 25м/мин .По лучевой диаграмме (см. рис. 54) скорости резания υ = 25м/мин иD = 80мм соответствует n 6 = 100об/мин .При этом минутная подача составит:

Поставим лимб коробки скоростей на 100 об/мин, а лимб коробки подач на 80мм/мин .Таким образом, фрезерование уступа будем производить трехсторонней дисковой фрезой 80X110X27мм с разнонаправленными зубьями (материал фрезы - быстрорежущая сталь Р18) при глубине резания 12мм , ширине фрезерования 5мм , продольной подаче 80мм/мин , или 0,05мм/зуб , и скорости резания 25м/мин ; применяем охлаждение - эмульсию.Фрезерование уступов. Фрезерование каждого уступа состоит из следующих основных приемов:1. Включить кнопкой вращение шпинделя.2. Вращением рукояток продольной, поперечной и вертикальной подач подвести заготовку под фрезу до легкого касания боковой поверхностью. Затем вращением рукоятки вертикальной подачи опустить стол и вращением рукоятки поперечной подачи передвинуть стол в направлении фрезы на 5мм , пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением рукоятки продольной подачи вывести заготовку из-под фрезы и поднять стол на 12мм , пользуясь лимбом вертикальной подачи. Выключить вращение. Застопорить вертикальные и поперечные салазки.3. Установить кулачки механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить вращение, включить охлаждение, вручную подавать заготовку вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу.После обработки первого уступа (рис. 127, а) передвинуть стол на расстояние, равное ширине выступа (17мм ), плюс ширина фрезы (10мм ), т. е. на 27мм , и профрезеровать с другой стороны, соблюдая все изложенные приемы работы (рис. 127,6).

4. По окончании обработки детали, не вынимая ее из тисков, промерить штангенциркулем глубину и ширину уступа с каждой стороны по размерам чертежа с допуском ±0,2мм . Если размеры детали соответствуют чертежу и поверхность обработки получилась чистой, как требует знак5 на чертеже, вынимаем деталь из тисков и передаем мастеру на проверку.

К атегория:

Фрезерные работы

Фрезерование шпоночных пазов на валах

Шпоночные соединения весьма распространены в машиностроении. Они могут быть с призматическими, сегментными, клиновыми и другими сечениями шпонок. На рабочих чертежах вала должны быть проставлены размеры для вала с призматической шпонкой и для вала с сегментной шпонкой.

Шпоночные пазы делятся на сквозные, открытые (с выходом) и закрытые. Фрезерование шпоночных пазов является весьма ответственной операцией. От точности шпоночного паза зависит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. К обработанным фрезерованием шпоночным пазам предъявляются жесткие технические требования. Ширина шпоночного паза должна быть выполнена по 2-му или 3-му классу точности: по глубине шпоночный паз должен быть выполнен по 5-му классу точности; длина паза под шпонку - по 8-му классу точности. Невыполнение этих требований при фрезеровании шпоночных пазов влечет за собой трудоемкие пригоночные работы при сборке - припиливание шпонок или других сопрягаемых деталей.

Кроме указанных выше требований, в отношении точности к шпоночному пазу предъявляется также требование в отношении точности его расположения и шероховатости поверхности. Боковые грани шпоночного паза должны быть расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вала; шероховатость поверхности боковых стенок должна находиться в пределах 5-го класса шероховатости, а иногда и выше.

Сопоставляя допуски на фрезы с допусками на размер шпоночного паза, можно убедиться в трудности выполнения паза требуемой точности на станках, работающих мерным инструментом. Возьмем для примера паз шириной 12ПШ

Практика показывает, что для обработки шпоночного, паза, укладывающегося в поле допуска ПШ, приходится тщательно подбирать. фрезы и делать пробные проходы. В серийном и массовом производстве стремятся по возможности шпоночные соединения заменять шлицевыми.

Дисковые фрезы пазовые (СТ СЭВ 573-77) предназначаются для фрезерования неглубоких пазов. Они имеют зубья только на цилиндрической части.

Пазовые фрезы затылованные по ГОСТ 8543-71 предназначаются также для обработки пазов. Их затачивают только по передней поверхности. Достоинством этих фрез является то, что они не теряют размера по ширине после переточек. Они выпускаются диаметром от 50 до 100 мм,от 4 до 16 мм.

Шпоночные фрезы по ГОСТ 9140-78 применяются для фрезерования шпоночных пазов и изготовляются с цилиндрическим и коническим хвостовиком. Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режу

щими кромками, выполняющими основную работу резания. Режущие кромки фрезы направлены не наружу, как у сверла, а в тело инструмента. Такие фрезы могут работать с осевой подачей (как сверло) и с продольной подачей. Переточка фрез производится по торцовым зубьям, вследствие чего диаметр фрезы практически остается неизменным. Это очень важно для обработки пазов.

Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют для диаметра от 2 до 20 мм, с коническим хвостовиком - от 16 до 40 мм. В настоящее время инструментальные заводы выпускают цельные твердосплавные шпоночные фрезы диаметром 3, 4, 6, 8 и 10 мм с углом наклона винтовой канавки 20° из сплава ВК8. Эти фрезы применяют главным образом при обработке закаленных сталей и труднообрабатываемых материалов. Применение этих фрез позволяет увеличить производительность труда в 2-3 раза и повысить класс шероховатости обработанной поверхности.

Фрезы для пазов под сегментные шпонки хвостовые по ГОСТ 6648-68* предназначаются для фрезерования всех пазов под сегментные шпонки диаметром 4-5 мм.

Фрезы для пазов под сегментные шпонки насадные по ГОСТ 6648-68* предназначаются для фрезерования всех пазов под сегментные шпонки диаметром 55-80 мм.

Закрепление заготовок. Заготовки валов для фрезерования в них шпоночных пазов и лысок удобно закреплять в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большей длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается шипом в основании призмы, входящим в паз стола, как показано на рисунке справа. Валы закрепляют прихватами. Во избежание прогиба вала при закреплении необходимо следить, чтобы прихваты опирались на вал над призмами. Под прихваты следует положить тонкую медную или латунную прокладку, чтобы не повредить окончательно обработанной цилиндрической поверхности вала. На рис. 4 показаны тиски для закрепления валов. Тиски на столе можно закреплять либо в положении, показанном на рис., либо можно повернуть их на 90°. Поэтому они пригодны для закрепления валов как на горизонтально-, так и на вертикально-фрезерных станках. Вал устанавливается цилиндрической поверхностью на призму и при вращении маховичка зажимается губками, которые поворачиваются вокруг пальцев. Призму можно установить в тисках другой стороной закрепления вала большего диаметра. Упор служит для установки вала по длине.

Рис. 1. Вал со шпоночными пазами

Рис. 2. Схема расположения полей допусков шпоноч-ною паза и фрезы

Рис. 3. Закрепление вала на оизмах

Рис. 4. Тиски для закрепления валов

На рис. 5 показана магнитная призма с постоянным магнитом. Корпус призмы состоит из двух частей, между которыми размещен оксидно-бариевый магнит. Для закрепления валика достаточно повернуть рукоятку выключателя на 90°. Сила зажима вполне достаточна для фрезерования на валиках шпоночных пазов, лысок и т. д. Одновременно с закреплением детали призма притягивается к опорной поверхности стола станка.

Фрезерование сквозных шпоночных пазов. Шпоночные пазы фрезеруют после окончательной обработки цилиндрической поверхности. Сквозные и открытые пазы с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, обрабатывают дисковыми фрезами. Превышение размера ширины паза по сравнению с шириной фрезы составляет 0,1 мм и более. После заточки дисковых пазовых фрез ширина фрезы несколько уменьшается, поэтому использование фрез возможно лишь до определенных пределов, после чего их применяют для других работ, когда не столь важен размер по ширине.

На рис. 6 показана установка заготовки и фрезы при.фрезеровании сквозного шпоночного паза. При установке фрезы на оправку необходимо добиться, чтобы фреза имела минимальное биение по торцу. Заготовку закрепляют в машинных тисках с медными или латунными накладками на губках.

При правильно установленных тисках точность установит закрепленного в них вала можно и не проверять. Установить фрезу следует так, чтобы она была расположена симметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось вала. Для выполнения этого условия пользуются следующим приемом. После закрепления фрезы и проверки ее биения индикатором фрезу устанавливают предварительно в диаметральной плоскости вала. Точная установка осуществляется угольником и штангенциркулем.

Для установки фрезы необходимо поставить ее в поперечном направлении на размер S со стороны одного из выступающих над тисками концов вала. Проверить этот размер штангенциркулем. Затем поставить угольник с другой стороны вала, как это показано на рис. 7 пунктиром, и еще раз проверить размер S.

Рис. 5. Магнитная призма для закрепления валов

дить одновременно медленный подъем стола до касания с фрезой и перемещение в продольном направлении. Установив момент касания фрезы с валом, отвести стол из-под фрезы. Выключить станок и вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на глубину шпоночной канавки.

Фрезерование закрытых шпоночных пазов. Фрезерование закрытых шпоночных пазов можно производить на горизонтально-фрезерных станках. Для закрепления вала пользуются специальными самоцентрирующими тисками или призмами. Так как установка для фрезерования по рис. 9, а отличается от установки по рис. 9, б лишь расположением шпинделя, разберем только порядок фрезерования шпоночного паза на горизонтально-фрезерном станке.

Рис. 9. Фрезерование закрытых шпоночных пазов

Другой способ установки («по яблочку») шпоночной или концевой фрезы в диаметральной плоскости фрезы состоит в следующем. Вал устанавливают по возможности точно (на глаз) относительно фрезы и вращающуюся фрезу медленно приводят в соприкосновение с обрабатываемым валом до тех пор, пока на поверхности вала не появится едва заметный след фрезы. Если этот след получается в виде полного круга, то это означает, что фреза расположена в диаметральной плоскости вала. Если след имеет форму неполного круга, то необходимо сместить стол.

Установка на глубину паза. Обрабатываемый вал, диаметральная плоскость которого совпадает с осью фрезы, подводят до соприкосновения с фрезой. При этом положении стола отмечают показание лимба винта поперечной или вертикальной подачи, затем перемещают или поднимают стол на глубину резания В.

Закрытые шпоночные пазы, допускающие пригонку, фрезеруют одним из двух способов:
а) врезанием вручную на определенную глубину и продольной механической подаЧей, затем снова врезанием на ту же глубину и продольной подачей, но в другом направлении;
б) врезанием вручную на полную глубину паза и дальнейшей механической продольной подачей. Этот способ применяют при фрезеровании шпоночными фрезами диаметром свыше 12-14 мм.

Рис. 10. Схема установки концевой фрезы в диаме! ральной плоскости вала

Контроль ширины шпоночного паза следует производить калибром согласно допуску, указанному на чертеже.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Фрезерование пазов сегментных шпонок осуществляют хвостовыми или насадными фрезами под сегментные шпонки, диаметр которых должен быть равен двойному радиусу канавки. Подача производится в вертикальном направлении, перпендикулярном оси вала (рис. 11).

Фрезерование валов на шпоночно-фрезерных станках. Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей, работающих двузубыми шпоночными фрезами. При этом способе фреза врезается на 0,2-0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину, как и в предыдущем случае, и фрезерует паз опять на всю длину, но в другом направлении. Отсюда и происходит название метода - «маятниковая подача».

Рис. 11. Фрезерование шпоночных пазов под сегментные шпонки

Рис. 12. Схема фрезерования шпоночных пазов способом «маятниковая подача»

Рис. 13. Контроль размером паза калибрами

По окончании фрезерования шпиндель автоматически возвращается в исходное положение и выключается продольная подача фрезерной бабки. Этот метод является наиболее рациональным при изготовлении шпоночных валов в серийном и массовом производстве, так как дает точный паз, обеспечивающий взаимозаменяемость в шпоночном соединении. Кроме того, поскольку фреза работает торцовыми режущими кромками, она долговечнее, так как не изнашивается по периферии. Недостатком этого способа является значительно большая затрата времени по сравнению с фрезерованием за один-два прохода.

Фрезерование пазов на автоматизированных шпоночно-фрезерных станках немерным инструментом производится с осциллирующим (колебательным) движением инструмента. Регулируя размах осциллирования от нуля до требуемой величины, можно фрезеровать шпоночные пазы с требуемой точностью по ширине.

При фрезеровании с осциллированием ширина фрезы меньше ширины обрабатываемог о паза. Так, станок МА-57 предназначается для фрезерования открытых шпоночных пазов на валах электродвигателей дисковыми трехсторонними фрезами в автоматизированном производстве. Станок 6Д92 предназначен для фрезерования закрытых шпоночных пазов немерными концевыми фрезами. Требуемая ширина паза достигается за счет того, что фрезе придается осциллирующее движение в направлении, перпендикулярном продольной подаче. Станок может быть встроен в автоматическую линию.

Контроль размеров пазов и канавок. Контроль размеров пазов и канавок можно производить как штриховыми измерительными инструментами (штангенциркуль, штангенглуби-номер), так и калибрами. Измерение и отсчет размеров пазов с помощью универсальных инструментов не отличаются от измерений других линейных размеров (длина, ширина, толщина, диаметр). Ширину паза можно контролировать круглыми и листовыми предельными калибрами-пробками. На рис. 13, а показан контроль ширины паза, заданного размером 20+см мм. В этом случае проходная сторона калибра имеет размер 20,0 мм, а непроходная- 20,1 мм.

Симметричность расположения шпоночного паза относительно оси вала контролируется специальными шаблонами и приспособлениями.