Оборудование и технологическая оснастка для практической реализации процесса фрезерования тел вращения

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

УДК 621.9.04;07

А.В. Степаненко, ассист.,

ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Дано описание модернизации горизонтально-фрезерного станка 6Р83Г для фрезерования поверхностей вращения торцовыми фрезами большого диаметра без продольной подачи. Круговая подача производится путем применения специального привода с червячным редуктором. Представлены две перспективные конструкции фрез и конструкция инструментального блока с комплектом пластин с механическим креплением к корпусу.

Ключевые слова: модернизация, фреза, фрезерование поверхностей вращения.

Изложенные в предыдущих работах теоретические и экспериментальные исследования показали возможность и целесообразность использования фрезерных процессов для обработки типовых деталей и явились основой для проведения комплекса работ по подготовке внедрения этих процессов в производство [1-3].

Реализация фрезерования тел вращения в производственных условиях может идти двумя путями:

- путем замены токарных станков в поточной линии модернизированными фрезерными станками;

- путем создания автоматической линии для комплексной фрезерной обработки.

Для обработки наружного контура типовых деталей могут быть использованы универсально-горизонтально- и вертикально-фрезерные станки. На стол станка (рис. 1) устанавливаются бабка изделия 1, предназначенная для сообщения заготовке движения круговой подачи, задняя бабка 2 и механизм поперечной подачи. Этот механизм обеспечивает автоматизацию следующих элементов цикла обработки: подвода заготовки в рабочую зону; врезания на величину припуска; выстоя, в течение которого осуществляется обработка, и отвода заготовки из рабочей зоны после окончания обработки.

Кинематическая схема механизма поперечной подачи представлена на рис. 2. Гидроследящий привод, ГСП-41 (поз. 3), корпус которого жестко закреплен на столе станка, а шток на станине, перемещает стол относительно станины в поперечном направлении. Для управления работой гид-роследящего привода используется кулачок 1, получающий вращение от шпинделя 8 бабки изделия 4 через гитару 7 и две пара конических колес 9. Гитара и профиль управляющего кулачка рассчитываются, исходя из заданного цикла так, чтобы от момента окончания врезания до момента отвода заготовки последняя совершила бы ровно один оборот.

Рис. 1. Общий вид модернизированного станка 6Р83Г

1 2 3 4 8

Рис. 2. Компоновка модернизированного станка 6Р83Г

В процессе обработки вследствие колебания припуска изменяется величина упругих деформаций системы. Корпус гидроследящего привода 3 отжимается вместе со столом станка на величину суммарной деформации консоли и стола. Копир 1 не испытывает усилий резания и деформаций системы, так как расположен на кронштейне 2, жестко закрепленном на станине. Это позволяет "отследить" упругие перемещения консоли и стола, т.е. позволяет в определенной мере управлять упругими перемещениями технологической системы.

Для тех случаев, когда нет возможности использовать в цеховых условиях описанный механизм поперечной подачи, разработан второй вариант автоматизации цикла работы станка. При этом варианте (рис. 3) винт поперечной подачи станка заменялся валиком 4, на котором устанавливался кулачок 5.

На салазках станка закреплялся ролик 6, который при вращении кулачка 5 заставлял перемещаться стол и заготовку в поперечном направлении. Привод кулачка 5 осуществлялся от шпинделя 1 бабки изделия через гитару сменных колес 2, коническую 7 и цилиндрическую 3 передачи.

Фреза (рис. 4) представляет собой сборную конструкцию с отдельными взаимозаменяемыми блоками, оснащенными твердосплавными пластинами. Центрирование фрезы на станке обеспечивалось при помощи оправки 9, установленной в коническое отверстие шпинделя. Фреза крепилась болтами к планшайбе 8, которая в свою очередь закреплялась на

торце шпинделя. Базовый торец С планшайбы 8 после ее закрепления обрабатывался непосредственно на станке, за счет чего обеспечивалось минимальное биение торца относительно оси шпинделя станка.

Корпус фрезы 10 имел 20 радиально расположенных пазов для размещения резцовых блоков 7. Шлифование дна пазов производилось при установке головки базовым торцом на магнитную плиту. При этом автоматически выдерживалась параллельность плоскости дна относительно базового торца. Колебание размера Ь (расстояние между базовым торцом и дном паза) допускалось не более ± 0,005 мм.

Рис. 3. Кинематическая схема модернизации горизонтально-фрезерного станка 6Г83Г

Резцовые блоки 7 в радиальном направлении фиксировались обоймой 6 и закреплялись клиновыми втулками 5 с дифференциальными винтами 4. В корпус 2 блока рис. 5.4 вставлялась предварительно шлифованная в размер 1 1,5-002 твердосплавная пластина 1 и закреплялась пружинящей стенкой с помощью винта 3. Конструкция блока предусматривала возможность размещения в нем как пластины твердого сплава, так и резца с напаянной пластиной. Заточка по задней поверхности осуществлялась в специальном приспособлении. Четыре блока вставлялись в ячейки приспособления и закреплялись винтами. Заточка осуществлялась на станке модели ПШ 30540 алмазным кругом. Разновысотность зубьев при заточке в кассетном приспособлении не превышала ± 0,005 мм. При установке взаимозаменяемых блоков в корпус головки достигалось торцовое

99

биение кромок в пределах ± 0,02 мм.

Рис. 4. Фреза для касательного фрезерования

Фреза с многорядным расположением зубьев рис. 5 отличалась от фрезы для касательного фрезерования конструкцией резцового блока.

[А\В_

Рис. 5. Фреза с многорядным расположением зубьев

В резцовом блоке рис. 5 и 6 длинная режущая кромка набиралась из 3 или 4 неперетачиваемых пятигранных пластин 2 твердого сплава. Пластины базировались по плоскостям А и Б и отверстию В.

К плоскости Б пластина прижималась штифтом 3 при помощи винта 4. При чистовой обработке для обеспечения одинаковости размера С блоки в сборе с пластинами шлифовались до образования фаски, параллельной плоскости Б. При черновой обработке такая шлифовка не требовалась. В радиальном направлении установка осуществляется регулировочными винтами 5. На двух смежных блоках пластины располагаются в шахматном порядке. Это было сделано для того, чтобы сократить расстояние между вершинами пластин и тем самым уменьшить погрешности профиля продольного сечения [4,5].

Представленная в статье технологическая оснастка позволяет реализовать теоретические положения, изложенные в предыдущих публикациях [1-5].

1. М.В. Грязев, А.В. Степаненко. Перспективные технологии обработки поверхностей вращения фрезерованием/Известия ТулГУ. Серия Технические науки. Тула. 2010. Вып. 2. Ч. 1. С. 130-136.

2. М.В. Грязев, А.В. Степаненко. Фрезерование наружных цилиндрических поверхностей цилиндрическими фрезами/Известия ТулГУ. Серия Технические науки. Тула. 2010. Вып. 2. Ч. 1. С. 137-140.

3. М.В. Грязев, А.В. Степаненко. Фрезерование наружных цилиндрических поверхностей торцовой фрезой/Известия ТулГУ. Серия Техниче-

Рис. 6. Резцовый блок

Список литературы

ские науки. Тула. 2010. Вып. 2. Ч. 1. С. 140-148.

A. V.Stepanenko

EQUIPMENT AND INDUSTRIAL EQUIPMENT FOR PRACTICAL REALIZATION OF PROCESS MILLINGS OF BODIES OF ROTATION

The description of modernization of the horizontally milling machine 6Р83Г for milling of surfaces of rotation by face mills of big diameter without longitudinal giving is given. Circular giving is made by application of a special drive with a worm reducer. Two perspective designs of mills and a design of the tool block with a set of plates with mechanical fastening to the case are presented.

Key words: modernization, mill, milling of surfaces of rotation.

Получено 24.08.12

УДК 621.9.04;07

А.В. Степаненко, ассист.,

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ПРОФИЛЯ ПРОДОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В статье рассмотрено совокупное влияние сил резания и жесткости элементов технологической системы на точность обработанной поверхности в продольном сечении при обработке поверхностей вращения фрезерованием. Деформации рассчитывались с помощью теории упругости и технологии машиностроения. Определены потребные значения жесткости элементов технологической системы для обеспечения заданной точности обработки.

Ключевые слова: технологическая система, точность обработки, деформации, сил резания, жесткость.

В рассматриваемом процессе представляют интерес получаемые отклонения профиля продольного сечения, некруглота, шероховатость и отклонения размера обработанной поверхности. Эти характеристики определяются как самой схемой формообразования, так и параметрами процесса и установки. Погрешности формы продольного и поперечного сечения, предопределяемые схемой формообразования, были рассмотрены в работах [1-3]. Выясним, какое влияние оказывают на характеристики качества параметры процесса и установки.

На рис. 1 представлена схема установки заготовки с помощью разжимной оправки 1, смонтированной в бабке изделия, и заднего центра 2. После закрепления заготовки пиноль задней бабки зажимается с помощью