Обробка канавок і спинок свердел

Обробка канавок і спинок свердел

 Для виготовлення канавок і спинок свердел залежно від типів свердел і масштабу виробництва використовують: фрезерування, глибинне шліфування, поздовжньо-гвинтовий прокат, гаряче вальцювання з подальшою завивкою, пресування, лиття в оболонкові форми і комбіновані засоби обробки (фрезерування канавок і шліфування спинки, поздовжньо-гвинтовий прокат і шліфування канавок).

    Фрезерування - найбільш універсальний спосіб отримання гвинтових канавок і спинок свердел. Його використовують у всіх типах виробництва (від одиничного до масового) для діаметрів свердел від 0,5мм і більше. Характеризується він тим, що профіль канавок і спинок утворюється фасонними канавковими і спинковими фрезами. Для отримання потовщення до хвостовика серцевини заготовку встановлюють під кутом до площини стола верстата, визначуваного величиною потовщення. Для підвищення продуктивності фрезерування канавок застосовують багатоцентрові пристрої для одночасного фрезерування трьох заготовок і більше.

 В умовах багатосерійного виробництва свердел діаметром 0,5-60мм застосовують фрезерні автомати (6791, 6792, 6793, 6794) і напівавтомати (6787А, 6788, 6789, 6790). Для фрезерування канавок і спинок свердел на автоматах і напівавтоматах застосовують фрезерування однієї канавки і однієї спинки, фрезерування двох канавок, потім двох спинок, одночасне фрезерування двох канавок і двох спинок. Останній спосіб найбільш продуктивний.

 Канавки фрезерують спеціальними фрезами із затилованим або загостреним зубом. Профіль фрези визначають аналітично, графічно або графоаналітично .

 Кут установки фрези до осі свердла   відрізняється від кута

нахилу гвинтової канавки свердла. Його беруть на 1-2° більше або менше кута нахилу гвинтової  канавки   .   Такий вибір забезпечує  кращу   якість   оброблюваної   поверхні   і  виключає підрізування канавки.

 Профіль фрези визначають з урахуванням положення точки S перехрещення осей, яку координують відносно до торця фрези (рисунок 2.9 а).

 При фрезеруванні канавок свердел на свердлувально-фрезерних напівавтоматах фрезу по відношенню до осі заготовки встановлюють за допомогою мірних плиток від базового торця фрези. Установку можна проводити за допомогою пристрою (рисунок 2.9 б). Пристрій складається із втулки 1, що надягається на еталон заготовки свердла. Фрезу встановлюють на оправці 4. Розмір К витримують за допомогою установочних шайб 3, насаджених на оправку 5. Поєднання осі оправки 4 фрези з віссю оправки 5 досягається за допомогою центрошукача. Після установки фрези втулку 1 знімають, і еталон 2 замінюють заготовкою .

  Спинки фрезерують фасонними фрезами, дисковими тристоронніми і конічними фрезами. У свердел діаметром до 10мм   фрезерують тільки гвинтові канавки, а спинки шліфують після  термічної   обробки   на   спеціальних   шліфувальних верстатах або на універсально-заточувальних верстатах.

Фрезерування канавок з нерівномірним кроком

    При фрезеруванні канавок розгорток з нерівномірним кроком для дотримання на зубах фасок однакової ширини необхідно змінювати глибину канавки і відстань між осями розгортки і фрези.   

 

Рисунок 2.9 – Налагодження для фрезерування канавок свердел

 

Рисунок 2.10 – Схема одночасної обробки канавки та спинки свердла   

При фрезеруванні однокутовими фрезами при установці на глибину стіл верстата переміщають тільки у вертикальному напрямі на величину Н. При обробці двокутовими фрезами стіл зміщують у вертикальному напрямі на величину Н і в

горизонтальному напрямі на величину  Е:

;

де D- діаметр заготовки після токарної обробки;   - центральний кут між зубами;   - кут впадини між зубами;   - кути фрези;  - кут, що відповідає ширині фаски .

 При фрезеруванні прямозубих розгорток рекомендується застосовують спеціальні фрези (рисунок 2.11), які обробляють не канавку, а профіль зуба розгортки. У цьому випадку ширина пера залишається постійною без зміни глибини фрезерування.

 

Рисунок 2.11 – Збірна фреза для обробки зуба розгортки

Застосовують й іншу схему обробки, коли канавки обробляють в два проходи (рисунок 2.12). За цією схемою спочатку фрезеруються всі канавки з найменшим центральним кутом, а потім усі інші.

 Ширина стрічки при цьому виходить найрізноманітніша. Потім на другому переході здійснюється додаткова обробка канавок, при цьому центральний кут перевищує первинний.

 

Рисунок 2.12 – Обробка стружкових канавок з нерівномірним кутовим кроком

Фрезерування стружкових канавок на торцевих і конічних поверхнях фрез

   При фрезеруванні канавок на торцевих і конічних поверхнях різального інструмента (торцевих, дискових і кутових фрез) для отримання фаски однакової ширини по всій довжині зуба вісь заготовки розміщують під деяким кутом, величину якого визначають розрахунком. При фрезеруванні зубів на конічній поверхні .(рисунок 2.13) кут установки ділильної головки       

де  - половина кута при вершині конуса заготовки;

  - допоміжний кут;   - кут профілю робочої фрези;

- центральний кут між зубами оброблюваної фрези;

 - число зубів оброблюваної фрези;    - кут конуса оброблюваної фрези, град.

Найбільша глибина фрезерування 

Висота зуба по торцю 

де   - радіус оброблюваної фрези.

  При фрезеруванні зубів на поверхні (рисунок 2.14) торця кут установки   ділильної головки визначається за формулою 

Фрезерування пазів у корпусах збірного інструмента  

Ножі збірного інструмента кріплять різними способами.    Пази збірного інструмента залежно від способу кріплення

зубів виготовляють прямими і клиновими, гладкими і з рифленнями,

 

Рисунок 2.13 – Налагодження ділильної головки при фрезеруванні зубів на конічній поверхні фрези

 

 

Рисунок 2.14 – Схема налагодження при фрезеруванні зубів на торці фрези

направленими паралельно або похило до осі корпусу. За точністю і чистотою поверхні пази повинні бути виготовлені так, щоб вони забезпечували взаємозамінність ножів і жорсткість і монолітність інструмента після збирання. Як правило, пази фрезерують. Пази корпусів інструментів, у яких повинна бути забезпечена взаємозамінність ножів, додатково калібрують протяжками або шліфують.

 Прямі пази шириною 2-2,5мм фрезерують прорізними фрезами, шириною 6-8мм - пазовими затилованими, шириною 10мм - дисковими трибічними. Радіальні пази під клиноподібний ніж фрезерують однокутовими фрезами, осьові - пазовими або тристоронніми фрезами.

Радіальні пази фрезерують з однієї установки кутовою фрезою. Пази з осьовим розміщенням фрезерують з двох установок пазовою фрезою, ширина якої дорівнює мінімальній ширині паза. При першій установці утворюється прямий паз, при другій - ділильну головку або пристрої повертають у горизонтальної площині на кут   (рисунок 2.15 а), що забезпечує отримання паза з уклоном по одній з опорних поверхонь 

де Е і В - відповідно мінімальна і максимальна ширина паза;

 L - відстань від осі повороту до торця.

 

Ма для розрахункуфрезеруванні пазів у корпусах збірних фрез

Положення паза, що забезпечує отримання заданих кутів

Рисунок 2.15 - Схе

Рисунок 2.15 – Схема розрахунку налагодження при фрезеруванні пазів у корпусах збірних фрез

 Положення паза, що забезпечує отримання заданих кутів різання, визначається установкою стола в горизонтальній і вертикальній площинах щодо осі оброблюваної заготовки.

 Зсув стола в горизонтальній площині при фрезеруванні

призматичного паза фрези торця (рисунок 2.15 б)

де  - радіус фрези;  - передній кут в перетині, перпендикулярному до осі;   - кут нахилу ножа;  - величина вильоту ножа.

  Відстань від осьової площини до дна впадини  Зсув стола в горизонтальній площині при фрезеруванні паза у формі трапеції (рисунок 2.16 б) для  похилої стінки з боку передньої поверхні зуба:

де К - довжина циліндрової частини фрези; В - товщина зуба;   - ширина дна паза;  - кут нахилу канавки;   - кут нахилу стінки;

для похилої стінки з боку, протилежного  передній поверхні зуба. 

де     - дивись рисунок 2.16.

Формоутворення гвинтових канавок обкатувальними різцями

 Метод зуботочіння є найбільш загальним випадком обробки зубчастих деталей з циліндровими і гвинтовими поверхнями за методом обкатки. Утворення зубів (або формоутворення западин між зубами) деталі проводиться багатозубими інструментами (обкатувальними різцями ОР) з похилими прямими або гвинтовими зубами при перетинних  осях заготовки 1 і обкатувального різця 2 (рисунок 2.17).

 

Рисунок 2.17 – Розрахункова схема при обробці пазів корпусів фрез зуботочінням

 Метод зуботочіння базується на використанні явища відносного ковзання бічних поверхонь зубів при зачепленні двох гвинтових коліс з перехресними осями, яке виникає у напрямі осей обертання коліс і характеризується тим, що ні в одній точці бічних поверхонь зубів ковзання не дорівнює нулю. Це явище використовується при зуботочінні і при шевінгуванні для отримання руху різання.

При зуботочінні продуктивність в 2-4 рази вища в порівнянні з методами фрезерування дисковим інструментом. Збільшення продуктивності пояснюється кінематикою процесу зуботочіння.Утворення стружкових канавок на заготовці проводиться при безперервній обкатці заготовки і обкатного інструмента (ОР) в один прохід обкатного інструмента незалежно від числа зубів оброблюваної заготовки. Багатозубий інструмент, який використовується при зуботочінні, має Z0 зубів і кінематично рівнозначний Z0-західній черв’ячній фрезі, у якої в кожному витку є по одному зубу, який знаходиться в зачепленні з z-зубою деталлю. Внаслідок цього під час одного оберту ОР проводиться   оберта оброблюваної заготовки. За один оберт різець переміщається на величину   міліметрів уздовж осі заготовки:

        

    де В - довжина робочої частини оброблюваної заготовки;  ѕ0 - подача на оберт; n - частота обертання заготовки;   lвр- довжина врізання різця.

  Метод  зуботочіння   в   інструментальному   виробництві   застосовують при нарізуванні черв'яка заготовок черв'ячних фрез в умовах багатосерійного виробництва на верстаті Е10А. При нарізці черв'яка інструмент має форму зуборізного довбача з евольвентним профілем. Вісь інструмента встановлюють під кутом, що дорівнює куту нахилу гвинтової лінії. Інструмент отримує рух обкатки уздовж осі черв'яка.

    Зуботочіння застосовують також при обробці канавок свердел (фірма Fеlon) і гвинтових канавок кінцевих фрез діаметром більше 15мм.

Фрезерування стружкових канавок плоских протяжок Стружкові канавки зовнішніх, а також шпонкових протяжок фрезерують на вертикально-фрезерних або на універсально-фрезерних верстатах з вертикальною голівкою. Застосування верстата з ЧПК мод. 6Р13ФЗ дозволяє значно підвищити продуктивність праці і точність обробки.

 

Рисунок 2.18 – Схема обробки зуба плоскої протяжки: 1-корус; 2-прихват; 3-мірний валик; 4-верхня плита пристрою; 5-вісь; 6-різальна фреза

 При фрезеруванні протяжку встановлюють в паралельних лещатах або в універсальному пристрої (рисунок 2.18). У пристрої її встановлюють в корпусі 1 і кріплять планками 2. Для встановлення різальної частини протяжки паралельно площині стола корпус можна повертати навколо горизонтальної осі , а  кут підйому зубів встановлюють за допомогою мірного валика 3. Для фрезерування протяжок з похилим зубом верхню плиту 4 можна повернути навколо осі  щодо основи пристрою і потім закріпити під кутом, що дорівнює куту нахилу зуба протяжки.

    Калібруючі зуби фрезерують при горизонтальному положенні пристрою. На універсальних верстатах переміщення протяжки на крок  здійснюється за допомогою ходового гвинта поздовжньої подачі. Протяжки з похилими зубами, установлені під кутом нахилу , переміщаються на величину нормального кроку , де  - осьовий крок. Поворот шпинделя верстата щодо вертикальної осі на кут   виконується з урахуванням переднього кута протяжки , кута підйому зубів різальної частини протяжки   і кута нахилу утворюючого конуса фрези:

Фрезерування стружкових канавок плоских протяжок Після чистового обточування протяжки проводять розмітку і прорізання канавок канавковим різцем на токарному верстаті. В умовах серійного виробництва при кроці зубів до 20мм і висоті 5мм для розмітки застосовують комплект дискових різців, зібраних на загальної оправці, або спеціальний розмічальний різець, при кроці більше 20мм використовують блоки відрізних різців, відстань між якими витримують за допомогою мірних прокладок. Рух супорта на крок здійснюється за допомогою набору мірних плиток, що встановлюються між упором і супортом уздовж напрямної станини.

Обробку профілю починають з різальних зубів і проводять  при одній установці так само, як і при обточуванні конуса.  Калібруючі зуби обточують без зсуву заднього центра. При проточуванні профілю зубів застосовують рухомий люнет,  який встановлюється  біля кожного оброблюваного зуба.

  Западини між зубами профілюють фасонними дисковими або призматичними різцями. В умовах серійного виробництва застосовують блок різців. Западини профілюють у декілька  переходів, число яких залежить від форми западини. Різець переміщається в поперечному напрямі на висоту зуба, утворюючи при цьому спинку зуба, а потім у поздовжньому напрямі для утворення переднього кута. Коли профіль западини складається із двох радіусів і прямої, при поздовжньому переміщенні різця утворюється пряма частина западини. Профіль западини перевіряють шаблоном або спеціальним кутоміром із змінною пластинкою для контролю радіуса западини.

У цей час набуває поширення обробка канавок протяжок на верстатах з ЧПК.