 |
Обработка деталей РЭС на станках фрезерной группы
|
|
|
|
На фрезерных станках обрабатывают плоскости и криволинейные поверхности деталей, не являющихся телами вращения, пазы, шпоночные канавки; изготавливают зубчатые колеса и т.д. Обработка ведется многолезвийным режущим инструментом – фрезой, выполняющей вращательное движение, а деталь – прямолинейное движение (иногда фреза выполняет прямолинейное движение).
Фреза представляет собой тело вращения, несущее режущие зубья. Представлены две основные формы зубьев фрез: а – остроконечная, имеющая форму резца с углами α и γ (задний и передний углы соответственно); б – затылованная по спирали, в которой задние поверхности являются криволинейными и выполняются по спирали Архимеда, что обеспечивает постоянство угла α при заточке на протяжении всего срока службы.
В зависимости от назначения вида обрабатываемых поверхностей и типа станка различают следующие типы фрез: цилиндрические для обработки плоских поверхностей; торцевые; дисковые для обработки пазов, канавок, для отрезки; концевые; угловые; фасонные.
Конструкции фрезерных станков многообразны. Выпускают станки универсальные и специальные. К универсальному виду оборудования относят горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные станки. К фрезерным станкам специального назначения относят зубофрезерные, резьбофрезерные станки.
Оба cтанка имеют много общих узлов.
В станине 1 этих станков размещена коробка скоростей 2. По вертикальным направляющим станин перемещается консоль 7, коробка передач 8 размещена на консоле.
В горизонтально-фрезерных станках заготовка, устанавливаемая на столе 4 в тисках или в специальном приспособлении, получает подачу в 3-х направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.
|
|
|
Горизонтально-фрезерные станки, имеющие поворотную плиту, которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонтальной плоскости и устанавливать его на любой требуемый угол, называют универсальными. Главным движением резания является вращение горизонтально расположенного шпинделя, на котором с помощью подвески 5 крепится фреза.
На вертикально-фрезерных станках главным движением резания является вращение вертикально расположенного шпинделя 4, на котором крепится фреза. С помощью поворотной шпиндельной головки 3 шпиндель с фрезой может поворачиваться в вертикальной плоскости.
Как правило, при изготовлении деталей РЭС (корпусов, механизмов, СВЧ-устройств) фрезерование применяется как доработка до нужной точности и шероховатости различных плоскостей деталей, изготавливаемых другими методами (например, литьем). Применение типа фрезерного станка и типа фрез зависит от вида обрабатываемых плоскостей детали.
Горизонтальные плоскости обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами и на вертикально-фрезерных станках торцевыми фрезами.
Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтальных фрезерных станках торцевыми фрезами, а на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами.
Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют концевыми и дисковыми фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.
Фасонные пазы получают фасонной дисковой фрезой на горизонтально-фрезерных станках.
Шпоночные пазы фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами на вертикально-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза – важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей.
Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей фрезеруют на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках фасонными фрезами соответствующего профиля. На фрезерных станках с числовым программным управлением (ЧПУ) программированное перемещение заготовки относительно инструмента по нескольким координатам позволяет получить сложную фасонную поверхность обрабатываемых деталей.
|
|
|
Фреза вращается со скоростью резания V, обрабатываемая деталь поступательно перемещается навстречу фрезе при встречном фрезеровании, когда направление подачи противоположно направлению вращения фрезы. Возможно и попутное фрезерование, когда направление подачи и вращение фрезы совпадают.
При встречном фрезеровании процесс резания выполняют одновременно I, II, III зубья фрезы. Заштрихованные участки представляют собой поперечные сечения стружки, снимаемой каждым зубом фрезы; здесь а1, а2, а3 - толщина слоев, срезаемых каждым работающим зубом фрезы.
К технологическим режимам резания относят: скорость главного движения резания V, подачу S, глубину резания t, ширину фрезерования В.
Скорость резания (м/мин), т.е. окружная скорость вращения фрезы
V = πDn/1000, (19)
где D – диаметр фрезы, мм, n – частота вращения фрезы, об/мин.
Подача – скорость поступательного перемещения обрабатываемой заготовки в минуту Sм (мм/мин) за время углового поворота фрезы на один зуб Sz (мм/зуб) или за время одного оборота фрезы Sо (мм/об). Эти подачи связаны между собой зависимостями:
Sм = Son = Sz . z . n, (20)
где z – число зубьев.
Глубина резания t – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования В (мм) измеряется в направлении, параллельном оси фрезы при цилиндрическом фрезеровании и перпендикулярном к направлению движения подачи при торцевом фрезеровании.
Основное технологическое (машинное) время определяют по формуле
To = L/(Sz. z . n), (21)
где – L полная длина прохода фрезы, Sz – подача на один зуб, z – число зубьев, n – частота вращения фрезы.
Точность размеров и шероховатость поверхности при обработке на фрезерных станках зависят от класса точности станка, физико-механических свойств обрабатываемых материалов. При обычных фрезерных операциях на станках нормальной точности достигаемая точность обработки соответствует 8 - 11 квалитетам, шероховатость поверхности Ra = 1,25 – 5 мкм.
|
|
|
Для изготовления зубчатых колес, которые широко используются в механизмах радиоэлектронных средств, используются зубофрезерные станки. По способу нарезания зубчатого венца зубофрезерные станки делятся на два вида: работающие по методу копирования и работающие по методу обката.
Нарезание зубьев по методу копирования выполняется дисковой профильной фрезой, профиль режущих зубьев которой соответствует профилю впадины зуба нарезаемого колеса, на горизонтально- или универсально-фрезерных станках.
В процессе фрезерования впадины между зубьями колеса фрезе сообщают главное вращательное движение, а заготовке – движение продольной подачи. По окончании фрезерования одной впадины рабочий стол отводят в исходное положение, а заготовку поворачивают на 1/z часть оборота (z – число зубьев зубчатого колеса). Метод копирования не обеспечивает высокой точности за счет погрешности профиля зуба и погрешности делительной головки и имеет сравнительно низкую производительность.
Нарезание зубчатых колес по методу обката производят на специальных зубофрезерных станках червячными модульными фрезами.Метод обката основан на зацеплении зубчатой пары: режущего инструмента и заготовки. Червячная фреза представляет собой винт с прорезанными перпендикулярно к виткам канавками. В результате этого на червяке образуются режущие зубья, расположенные по винтовой линии. Профиль зуба фрезы в нормальном сечении имеет трапецеидальную форму и представляет собой зуб рейки, модуль которой соответствует модулю нарезаемых зубчатых колес.
Кинематика процесса нарезания зубов состоит из сочетания движения инструмента и заготовки. Фреза вращается со скоростью резания V и совершает поступательное перемещение со скоростью подачи S, а заготовка совершает вращательное движение вокруг своей оси с окружной скоростью, строго синхронизированной со скоростью вращения фрезы. Это движение заготовки называется делительным движением, так как скорость его определяется количеством зубьев колеса.
|
|
|
В процессе резания зубья фрезы находятся в закреплении с заготовкой, как рейка с зубчатым колесом, в результате чего эвольвентный профиль получается как огибающая поверхность многочисленных следов режущих кромок фрезы на поверхности зуба заготовки.
Червячными модульными фрезами нарезают цилиндрические колеса с прямыми и косыми зубами и червячные колеса. Метод обката изготовления зубчатых колес является более точным и высокопроизводительным по сравнению с методом копирования.
Для обработки мелкомодульных зубчатых колес выпускают станки, работающие по методу обката, на которых достигается точность нарезания зубьев, соответствующая 7-9 квалитету.
|
|
|
