Контроль фрез

Объектом исследований являются фрезы, их контроль и испытание. Цель работы – создание методики определения выносливости фрез.

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Аннотация

Объектом исследований являются фрезы, их контроль и испытание. Цель работы – создание методики определения выносливости фрез.
Проведен анализ существующих видов фрез, рассмотрены качественные характеристики и результаты испытаний и контроля.
На основании анализа сделаны выводы о целесообразности использования тех или иных видов фрез. Полученные результаты испытаний материалов позволили дать оценку условной долговечности, опираясь на нормативные сроки службы элементов конструкций.
Курсовой проект содержит 2 рисунка, 6 таблиц и одно приложение.

Содержание

Введение 6
1 Конструктивно технологический анализ объекта 8
1.1 Основные направления развития конструкций и производства фрез общего назначения 8
1.2 Виды фрез 9
1.2.1 Инструментальные материалы для фрез 9
1.2.2 Насадные фрезы 10
1.2.3 Концевые фрезы 14
1.3 Применение инструментальных материалов 16
2 Назначение и классификация фрезерных станков 20
3 Рациональные правила и приемы работы 23
4 Программа испытаний 26
4.1 Цель испытания 27
4.2 Выбор оборудования 28
4.3 Технические параметры оборудования S-1316BD/230 28
4.4 Разработка методики испытаний 29
4.5 Технические условия на образцы для испытаний 30
4.6 Итоги проведения испытания 32
Заключение 40
Приложение 41
Список использованной литературы 42

Введение
Всемерное развитие и использование достижений науки и техники, рост производительности труда и повышение эффективности общественного производства являются важнейшими факторами. Дальнейшее повышение качества режущего инструмента, его стойкости и долговечности позволит повысить производительность труда в машиностроении и снизить себестоимость изготовляемой продукции.
Коллективы специализированных инструментальных заводов и инструментальных цехов предприятий совместно с работниками научно-исследовательских организаций и втузов ведут работы по дальнейшему совершенствованию конструкции режущего инструмента, разработке и внедрению прогрессивных технологических процессов его изготовления и рациональных методов эксплуатации.
Фрезерование является одним из самых распространенных видов механической обработки металлов. Парк фрезерных станков составляет свыше 250 000 единиц оборудования и уступает лишь паркам токарных и сверлильных станков. По общей стоимости и мощности установленных электродвигателей парк фрезерных станков находится на втором месте. Поэтому развитие фрезерования и усовершенствование конструкций фрез в большой мере определяет производительность значительной части металлорежущего оборудования в основных отраслях машиностроения.
Усовершенствование конструкций фрез и методов фрезерования является одним из наиболее сложных вопросов из-за чрезвычайно большого разнообразия видов и типов фрез, а также условий их эксплуатации в производстве.
Широкое применение новых конструкционных материалов, и особенно труднообрабатываемых (высокопрочные стали, жаропрочные и титановые сплавы, тугоплавкие материалы), поставило новые, весьма сложные задачи перед конструкторами и технологами, занимающимися фрезерованием.
Из общего выпуска инструмента, изготовляемого инструментальными заводами, свыше 30% составляют нормализованные фрезы —75 типов, или 1300 типоразмеров. Кроме того, инструментальные заводы выпускают большое количество специальных фрез по отдельным заказам. Выпуск нормализованных и специальных фрез инструментальными цехами машиностроительных заводов превосходит выпуск фрез специализированными инструментальными заводами.
Целью курсового проекта является разработка программы и методики проведения испытания концевых фрез, для этого необходимо проанализировать конструкцию фрез, существующие методы и средства испытания.

1 Конструктивно технологический анализ фрез

Фреза это особый вид режущего инструмента, применяемого при обработке металлов, дерева, кости и состоящего из нескольких соединенных неподвижно резцов, получающих вращательное движение около одной общей оси.
Фрезерование это один из основных способов обработки материалов резанием. Фрезами обрабатывают плоские и криволинейные поверхности, разнообразные пазы, канавки, шлицы, зубья шестерен, резьбы и многое другое. Почти любая деталь современной машины проходит несколько фрезерных операций.

1.1 Основные направления развития конструкций и производства фрез общего назначения

В настоящее время представляется возможным определить основные направления развития фрез общего назначения. К ним можно отнести: применение новых инструментальных материалов и оптимальных режимов термической обработки; изменение конструкций фрез для повышения их надежности, прочности, жесткости, виброустойчивости, улучшения стружкоотвода и пр.; изменение конструкций фрез для снижения затрат на изготовление и эксплуатацию (переход на сборные, быстропереналаживаемые конструкции с раздельной заточкой ножей, с неперетачиваемыми пластинками, применение быстросменных зажимов и устройств, использование новых методов изготовления); изменение конструкций фрез, применяемых для производительного фрезерования труднообрабатываемых материалов.

1.2 Виды фрез

В станках фрезерной группы применяются многочисленные конструкции режущего инструмента — фрезы, которые по основным отличительным конструктивным признакам могут быть разбиты на две группы: насадные (цельные, составные, сборные) и концевые (цельные затылованные и цельные незатылованные).

1.2.1 Инструментальные материалы для фрез

Одно из основных условий высокопроизводительной работы режущего инструмента — правильный выбор инструментального материала. Для изготовления режущих элементов фрезерного инструмента в деревообработке применяют инструментальные стали (легированные, быстрорежущие), твердые сплавы, металлокерамические материалы. Для изготовления корпусов инструментов используют конструкционную качественную сталь, конструкционную легированную сталь, а также специальные легкие сплавы.
Легированные инструментальные стали. Эти стали в своем составе содержат легирующие элементы (хром X , вольфрам В, ванадий Ф и др.), повышающие их режущие и другие свойства (например, износостойкость возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с износостойкостью углеродистых инструментальных сталей). Для изготовления цельных насадных фрез, а также сменных резцов и ножей в сборных фрезах широко используют хромовольфрамованадиевые стали марок Х6ВФ и 9Х5ВФ.
Быстрорежущие инструментальные стали. Эти стали обладают более высокими режущими свойствами по сравнению с обычными легированными сталями вследствие большего содержания вольфрама В, а также присутствия молибдена М. Для дереворежущих инструментов используют следующие марки быстрорежущих сталей: Р4, Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5. Вольфрамомолибденовые стали марок 6РМЗ и Р6М5 значительно повышают прочность и износостойкость инструмента. Вследствие значительного содержания молибдена режущие свойства этих сталей близки к режущим свойствам быстрорежущих сталей Р12 и Р18, несмотря на то, что содержание вольфрама в них в 2—3 раза меньше.
Твердые металлокерамические сплавы. Основные компоненты твердых сплавов — карбиды вольфрама, титана и тантала. Кобальт в составе твердых сплавов играет роль цементирующей связки. В деревообработке наибольшее распространение получили однокарбидные металлокерамические твердые сплавы, содержащие карбиды вольфрама (марки ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В, ВК15).
При изготовлении инструмента с пластинками твердого сплава, как правило, используют стандартные пластинки, которые крепят к державке или корпусу методом пайки или механическими устройствами.

1.2.2 Насадные фрезы

Для фрезерования древесины и древесных материалов широко используют насадные фрезы, отличительная особенность которых — отверстия для насадки на шпиндель станка или непосредственно на вал электродвигателя.
Насадные фрезы в зависимости от конструктивного исполнения разделяют на цельные и сборные. В свою очередь цельные насадные фрезы могут быть одинарными и в виде наборов фрез (составные). Набор цельных фрез чаще всего представляет собой группу фрез, подобранных для обработки профилей деталей, получение которых одинарными фрезами трудно, непроизводительно или невозможно. Набор цельных фрез закрепляют на одном общем валу. В набор могут входить фрезы одинаковые по параметрам или разные. Цельные, фрезы изготавливают из одной заготовки легированной стали или из конструкционной стали с припаянными пластинками твердого сплава или легированной стали. По оформлению задней поверхности зуба дельные фрезы разделяют на затылованные и с прямой задней гранью (с остроконечными зубьями). Затылованные цельные фрезы чаще всего предназначены для фасонного фрезерования различных профилей, режущая кромка у них фасонная.
В зависимости от формы режущих кромок получается тот или иной профиль обрабатываемых деталей. Зубья фасонных затылованных фрез имеют плоскую переднюю грань; заднюю их грань чаще всего оформляют по кривым архимедовой спирали или по дугам окружности, проведенным из смещенного центра. Особенность затылованных фрез в том, что при переточках по передней грани они сохраняют постоянство профиля режущей кромки в осевом сечении зуба фрезы.
Диаметры посадочного отверстия d у фрез цельных фасонных составляют 22; 27 и 32 мм, что в большинстве случаев совпадает с соответствующими размерами оправок фрезерных станков. Внешний диаметр D фасонных фрез 80; 100 и 125 мм.
Фасонные цельные затылованные фрезы имеют ряд достоинств: сохраняют угловые параметры за весь срок службы инструмента, что обеспечивает постоянство профиля обрабатываемых деталей, удобны в эксплуатации, хорошо сбалансированы. Однако имеют и недостатки, основной из которых — нерациональное использование легированной инструментальной стали: эффективно используется не более 10—20 % массы фрезы.
У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя грани имеют плоскую форму в плоскостях перпендикулярных оси вращения фрезы. Конструкции фрез данного типа довольно разнообразны. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся фрезы для фасонного фрезерования, пазовые, для фрезерования шипов и др. В зависимости от назначения и конструкции фрезы с остроконечными зубьями затачивают по передней или задней грани. Эти фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или конструкционной стали (корпус) с припаянными пластинками быстрорежущей стали или твердого сплава на зубьях фрезы. В зависимости от вида выполняемых работ и сложности профиля детали фрезы с остроконечными зубьями могут быть одинарными, составными (составлены из разных фрез) или в виде комплектов из нескольких однотипных фрез.
Боковые режущие кромки фрез, обеспечивающие размер по ширине паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, формирующих размер, имеют с двух сторон подрезающие зубья с передним углом 45°. Подрезающие зубья (подрезатели) выступают над основной окружностью резания на 0,5 мм и служат для обеспечения качественной обработки. Существуют аналогичные по конструкции пазовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.
Для плоского цилиндрического фрезерования применяют фрезы с остроконечными зубьями, оснащенными пластинками твердого сплава. Эти фрезы чаще всего используют в мебельном производстве при обработке щитов, облицованных шпоном, пластиками и другими материалами. Для повышения качества обработки со стороны облицовочного слоя (устранения сколов) зубья имеют наклон к оси вращения. Наклон режущей кромки выбирают таким образом, чтобы сила Р была направлена в глубь массива. При фрезеровании плит, облицованных с двух сторон, применяют фрезы с двусторонним наклоном режущих кромок, что обеспечивают составные фрезы, состоящие из двух одинаковых фрез, но с разным наклоном зубьев, или одинарные фрезы с двумя рядами зубьев. Угол наклона зубьев к оси фрезы обычно 15—20°.
При фрезеровании древесных материалов (ДСП, ДВП, пластиков и др.) рационально использовать твердый сплав в качестве инструментального материала. В зависимости от профиля обрабатываемой детали могут быть применены стандартные пластинки или пластинки из пластифицированного твердого сплава. Довольно часто приходится перешлифовывать стандартные пластинки твердого сплава, чтобы придать им требуемую форму и размеры. Перешлифовку делают алмазными кругами повышенной производительности. В целях рационального использования твердого сплава, а также в зависимости от профиля режущей кромки пластинки припаивают по передней или задней грани зуба. Так, для фрез, предназначенных для плоского или углового фрезерования, более экономичное использование пластинки будет при расположении ее по задней грани, однако при этом должна быть обеспе­чена надлежащая прочность припайки. У фрез для фасонной обработки пластинки твердого сплава, как правило, припаивают к передней грани.
Окончательное профилирование режущих кромок фрезы делают после припайки пластинок. Очертание профильных режущих кромок у фасонных фрез, оснащенных твердым сплавом, может быть самым разнообразным.
Для фрезерных станков наибольшее распространение получили конструкции сборных насадных фрез (рис. 1). Дисковая пазовая фреза предназначена для фрезерования пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи, укрепляемые в клиновых пазах корпуса клиньями и распорными винтами. Внешний диаметр D фрез 200; 250; 320 и 360 мм. Ножи изготавливают из стали или оснащают пластинками твердого сплава длиной 50 мм и шириной 8; 12; 16; 20 мм. Диаметр посадочного отверстия 32 и 40 мм.

Рисунок 1 - Конструкция сборных насадных фрез
Составные фрезы собирают (составляют) из двух и более цельных фрез для обработки сложных (двухсторонних) профилей, имеющих участки, расположенные в плоскости вращения фрезы. Сборные насадные фрезы имеют сменные режущие элементы — резцы или ножи. В этом их основная особенность. Сборные насадные фрезы состоят из корпуса, режущих элементов в виде ножей или резцов, деталей крепления, регулирования, центрирования и зажатия на шпинделе станка. Сборные насадные фрезы обеспечивают постоянство диаметра резания независимо от переточек.

1.2.3 Концевые фрезы

В отличие от насадных фрез у концевых нет посадочного отверстия, а есть хвостовик, которым они закрепляются на шпинделе станка. Хвостовики бывают цилиндрические, конусные или резьбовые. Фрезы закрепляют в конусном или резьбовом гнезде шпинделя, патроне или цанге. В зависимости от формы поверхности, описываемой режущими кромками при вращении инструмента, фрезы подразделяют на цилиндрические и фасонные.
Концевые фрезы применяют для выборки гнезд и пазов, обработки деталей по контуру, фасонной обработки боковых поверхностей деталей, снятия свесов у щитов, облицованных различными материалами, объемного копирования и т. п. В отличие от насадных концевые фрезы имеют небольшой диаметр (практически от 3 до 60 мм). В связи с этим для обеспечения необходимых скоростей резания концевые фрезы работают при частоте вращения 9000— 24000 мин- 1 . При таких частотах вращения и сравнительно небольших скоростях подачи (5—10 м/мин) подача на один зуб (при 2=1... 2) незначительна, что обеспечивает высокое качество обработки.
Концевые фрезы изготавливают в основном цельными, но существуют конструкции и сборных концевых фрез. При выборке продольных пазов, фрезеровании четверти, обработке внутренних контуров деталей (для заглубления) концевые фрезы кроме боковых режущих кромок должны иметь и торцовые режущие кромки.
В зависимости от оформления задних поверхностей зубьев концевые фрезы разделяются на затылованные, незатылованные и с остроконечными зубьями. Сведения о затылованных фрезах и фрезах с остроконечными зубьями приведены выше. Под незатылованны ми здесь понимаются фрезы, у которых задняя поверхность для любой точки боковой режущей кромки оформлена по дуге окружностей из центра фрезы. Для создания необходимых углов резания незатылованные фрезы устанавливают в эксцентриковый зажимной патрон. По мере переточек уменьшается масса инструмента, поэтому незатылованные концевые фрезы необходимо периодически балансировать вместе с патроном. Балансируют их также и при изменении установочных углов в патроне.
Цельные концевые фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или быстрорежущей стали с припаянными пластинками из твердого сплава, монолитными (целиком из твердого сплава), в виде монолитной рабочей части из твердого сплава и напаянным хвостовиком из конструкционной стали. Фрезы концевые цилиндрические из легированной стали марок Х6ВФ и 8Х4В4Ф1 (Р4) изготавливают трех типов: незатылованные для фрезерования по контуру ; затылованные для фрезерования по контуру; для выборки гнезд. Фрезы типов -а и б- однорезцовые, типа в — двухрезцовые. Диаметр фрез 1 типа 3— 20 мм с градацией через 1 мм до диаметра 8 мм и через 2 имевшие 8 мм. Диаметр фрез 2-го и 3-го типа 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20 и 25 мм. Для уменьшения трения торцовых кромок о древесину при выборке пазов и гнезд дается поднутрение к центру фрезы под углом 2...30 . Задний угол торцевых кромок 20—25°. Угловые параметры для боковых режущих кромок следующие: а=10 15°; у = 30;..35°.
Для фрезерования различных древесных материалов (ДСП, ДВП, пластики и др.) следует применять концевые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава. Диаметр таких фрез 8—18 мм с градацией через 2 мм, диаметр посадочной шейки 8 и 10 мм, длина 55—70 мм. Эти фрезы изготавливают Сестрорецкий и Томский инструментальные заводы.

1.3 Применение инструментальных материалов.

Большое разнообразие механических и физических свойств обрабатываемых материалов и конкретных условий работы фрез требует соответствующего подбора и возможно большего ассортимента инструментальных материалов. Причем для каждого конкретного случая обработки, даже для отдельного вида или типа фрезы, требуется вполне определенное сочетание основных физико-механических свойств инструментального материала.
В последнее время вопросу развития и усовершенствования
инструментальных материалов уделяется значительно большее
внимание. Это привело к созданию быстрорежущих сталей новых
марок повышенной производительности (кобальтовых, ванадиевых
и молибденовых). Ряд новых марок стали успешно используется
в промышленности при фрезеровании труднообрабатываемых материалов.
Основным направлением развития фрез, предназначенных для - обработки наиболее распространенных материалов, таких, как чугун и машиноподелочные стали, является расширение области применения твердых сплавов. Большинство конструкторских и исследовательских работ по фрезерованию было направлено на создание твердосплавных фрез различных видов и размеров. В настоящее время фрезы почти всех видов могут быть оснащены твердыми сплавами.
В 50-х годах концевые фрезы изготовлялись с напаянными плоскими пластинками. В дальнейшем были созданы специальные твердосплавные винтовые пластинки и коронки, которые используются для изготовления концевых фрез (рис. 2). В настоящее время инструментальные заводы осваивают выпуск цельных твердосплавных фрез (концевых, шпоночных, прорезных)

Рисунок 2 - Концевые фрезы с винтовыми твердосплавными пластинами

На некоторых машиностроительных заводах успешно эксплуатируются торцово-цилиндрические и цилиндрические наборные фрезы, оснащенные плоскими пластинками из твердого сплава. Эти фрезы были усовершенствованы; они выпускаются в настоящее время с винтовыми пластинками. Проведенные работы и отдельные конструктивные решения явились основой для создания ряда специальных фрез, используемых в промышленности.
Наибольшую трудность представляет разработка надежных конструкций отрезных и прорезных фрез для узких пазов. Однако эти трудности были преодолены, и на ряде операций при разрезке цветных металлов и пластмасс успешно применяются твердосплавные фрезы шириной 3—5 мм диаметром 160—300 мм. Эти фрезы могут быть использованы и для прорезки пазов в деталях из чугуна и некоторых углеродистых сталей. Дальнейшие работы по усовершенствованию твердосплавных фрез проводятся в направлении создания сборных конструкций и применения неперетачиваемых пластинок.
Новые инструментальные материалы, так же как и новые конструкции фрез, пока не получили широкого распространения в промышленности, и основные виды фрез по-прежнему изготовляют из стали Р18 и с напаянными пластинками из твердых сплавов ВК8, Т15К6; эти фрезы являются наиболее универсальными, хорошо освоенными промышленностью
Переход на новые инструментальные материалы неизбежно связан с определенными трудностями, которые снижают эффективность их использования и затрудняют внедрение в производство, так как при этом увеличивается расход дорогостоящих, а иногда и дефицитных легирующих элементов и повышается стоимость материалов; ухудшаются отдельные механические и технологические свойства материала; расширяются номенклатура и количество необходимого инструмента; требуется более тщательное соблюдение режимов термической и механической обработки.
Отступление от рекомендуемых режимов (особенно при обработке кобальтовых сталей) может привести к понижению твердости (НКС менее 64), возникновению нафталиновой структуры или большому обезуглероженному слою.
За счет рационального подбора марки инструментального материала и его термообработки можно обеспечить для многих частных случаев оптимальные режущие свойства инструмента.
Большие затруднения в распространении и внедрении новых марок инструментальных сталей в промышленности вызывает недостаточная их изученность. Придавая большое значение улучшению свойств инструментальных материалов как одному, направлению развития наиболее массовых видов и размеров режущего инструмента, в настоящее время ВНИИ проводит ряд исследовательских работ, направленных на более детальное изучение свойств этих материалов. Выполнение данных работ должно привести к созданию новых материалов и научно обоснованных рекомендаций по применению уже созданных инструментальных материалов, а также к разработке оптимальных режимов термической обработки в зависимости от различных условий эксплуатации инструмента.
Возникающие затруднения организационного, экономического и технологического характера в использовании новых марок инструментальных материалов в значительной степени устранятся при применении новых, прогрессивных конструкций фрез с неперетачиваемыми пластинками.

2 Назначение и классификация фрезерных станков

Технологический процесс получения готовой детали из заготовки в общем случае включает ряд последовательных операций, выполняемых на фуговальных, рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных, собственно фрезерных, шлифовальных и других станках. В результате выполнения этих операций на заготовке формируются новые поверхности, точное положение которых относительно друг друга достигается соответствующим положением технологической базы заготовки на установочных и направляющих поверхностях конструктивных элементов станка.
По конструктивным и технологическим признакам различают следующие основные типы фрезерных станков: с нижним расположением шпинделя, копировальные с верхним расположением шпинделя, карусельные и модельные. Фрезерные станки предназначены для плоской, профильной и рельефной обработки прямолинейных и криволинейных деталей и узлов способом фрезерования, в том числе формирования сквозных и несквозных профилей, контуров, выборки пазов, гнезд, шипов и т. д.
На станках с нижним расположением шпинделя производят следующие виды обработки деталей: продольную плоскую и. фасонную, криволинейную обработку прямых и фасонных кромок, по наружному и внутреннему контуру щитов и рамок, несквозную зарезку пазов, а также шипов и проушин. Следует отметить, что в условиях специализированных производств продольную обработку деталей производительнее выполнять на станках проходного типа продольно-фрезерных: рейсмусовых и четырехсторонних.
На копировальных станках с верхним расположением шпинделя фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверхности , щиты и рамки , выбирают пазы, гнезда , полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отверстия, а при наличии специальных приспособлений нарезают короткие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художественные работы.
На карусельных станках с большой производительностью выполняют криволинейную обработку по копиру прямых и фасонных кромок брусковых и щитовых деталей, в том числе и по контуру. Модельные станки позволяют производить фрезерование верхних и боковых поверхностей деталей сложной конфигурации, а также расточку, обточку, сверление и другие подобные операции при изготовлении литейных моделей и стержневых ящиков в специализированных литейных производствах.
Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя. Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя наиболее универсальны и находят широкое применение во всех отраслях деревообработки, т.к. позволяют выполнять широкий ряд технологических операций: плоское и профильное фрезерование кромок, криволинейное фрезерование по шаблону (копиру), несквозное фрезерование пазов, нарезание шипов и выборку проушин и т. д. Эти операции можно выполнять как с ручной, так и механизированной подачей заготовок.
Станкостроительная промышленность выпускает следующие модели фрезерных станков с нижним расположением шпинделя: ФС-1 (фрезерный средний с ручной подачей заготовок толщиной до 100 мм — базовая модель), ФСШ-1 (то же, но оснащен шипорезной кареткой для нарезания простых шипов), ФСШ-П (то же, но с механизированной подачей шипорезной каретки). Имеются фрезерные станки с нижним расположением шпинделя типов ФЛ (легкие с шириной фрезерования до 80 мм), ФС (средние—до 100 мм), ФТ (тяжелые — до 125 мм), а также их модификации с ручной подачей шипорезной каретки (ФЛШ, ФСШ и ФТШ) и автоподатчиком заготовок (ФЛА, ФСА и ФТА).
На деревообрабатывающих предприятиях часто встречаются фрезерные станки с нижним расположением шпинделя и ручной подачей заготовок типов Ф-5, Ф-6, ФШ-4, а также станок ФА-4 с механизированной подачей заготовок звездочкой. Ведущее предприятие по выпуску фрезерных станков — Днепропетровский станкостроительный завод.
Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя. В эту группу входят копировальные станки (ВФК-1, ВФК-2), карусельные (Ф1К-2, Ф1К-2А) и модельные (ФМ25, ФМС). Фрезерные копировальные станки с верхним расположением шпинделя универсальные. Эти станки находят широкое применение при производстве мебели, различных изделий широкого потребления, радиоаппаратуры, вагоностроении и т. д.
Станки фрезерные карусельные предназначены для плоскостного и фигурного фрезерования брусковых и щитовых деталей из древесины и древесных материалов по копирам в различных деревообрабатывающих производствах. Различают фрезерные карусельные станки с верхним Ф1К-2, Ф1К-2А и нижним Ф2К-ШЗ расположением шпинделя.
Для получения деталей с высокими требованиями шероховатости обработанной поверхности, чаще всего детали, поверхность которых в дальнейшем должна подвергнуться облагораживанию — лакированию, крашению (например, ножки, царги и сиденья стульев), фрезерные карусельные станки оснащаются шлифовальными головками.
Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя бывают: с ручной подачей для профильного фрезерования по линейке, кольцу и копиру (легкие — ФЛ, средние — ФС, тяжелые — ФТ); с шипорезной кареткой, позволяющей вырабатывать на концах деталей шипы и проушины (средние—ФСШ, тяжелые—ФТШ); с механической подачей для прямолинейной обработки (легкие — ФЛА, средние — ФСА, тяжелые — ФТА).

3 Рациональные правила и приемы работы

Перед фрезерованием необходимо осмотреть заготовку со всех сторон, выявить все дефекты {трещины, сучки, пороки строения и ненормальности окраски, гниль, червоточины, дефекты предшествующей механической обработки, покоробленность), мысленно оценить их размеры, взаимное положение, проанализировать возможное влияние дефектов па качество обработки не только на фрезерных станках, но и при выполнении последующих операций технологического процесса. Не следует фрезеровать сильно покоробленные заготовки, стрела прогиба у которых заведомо больше припуска на обработку, т. к. они неизбежно окажутся браком. Это же относится к заготовкам, имеющим дефекты, не допускаемые техническими условиями на данный вид изделий.
Важный момент, предшествующий обработке, — правильный выбор технологических баз и направления волокон древесины по отношению к направлению подачи. База выбирается исходя из необходимости устойчивого базирования заготовки на переднем столе и поэтому для покоробленных заготовок должна иметь вогнутую форму. Одновременно необходимо учитывать, что значительная общая глубина фрезерования при формировании технологической базы позволяет удалять ряд дефектов с базовой поверхности, чего невозможно достичь при последующих операциях.
Размеры неровностей на фрезерованных поверхностях, а следовательно, и шероховатость поверхности обработки во многом зависят от угла подачи между направлением волокон древесины и вектором скорости подачи. Так, при подаче по волокнам со скоростью 12 м/мин шероховатость обработанной поверхности R z max = 60… 100 мкм, а при подаче против волокон (встречный косослой) достигает 320 мкм. Таким образом, только правильной ориентацией заготовок, подаваемых в станок, можно добиться как минимум двукратного увеличения скорости подачп и соответственно производительности при сохранении заданного уровня шероховатости.
Глубина фрезерования на фрезерном станке зависит от припуска на обработку. Необходимо стремиться к работе при малых глубинах фрезерования, т.к. это приводит к уменьшению сил резания и усилий прижима, деформирующих заготовку, позволяет устранить нежелательное явление деформации заготовки при распределении внутренних напряжений, когда сфрезеровывается значительная часть материала. Одновременно работа с малыми глубинами фрезерования позволяет рационально использовать припуск на обработку и уменьшает возможность появления технологического брака, снижает утомляемость рабочих. Обрабатываемые заготовки и материалы надо подавать в станок справа налево.
При работе на фрезерном станке с ручной подачей необходимо обеспечить плавную и равномерную подачу заготовок, плотно прижимая обработанные стороны заготовки к поверхностям стола и направляющих устройств. После рабочего хода обработанную поверхность (или поверхности) осматривают и, если на детали остались непрофрезерованные места или дефекты, которые невозможно устранить последующей механической обработкой, ее бракуют. Плоскостность без заготовок проверяют поверочной линейкой и щупом или «на просвет» по щели между двумя заготовками, соприкасающимися обработанными поверхностями. Перпендикулярность смежных поверхностей заготовки контролируют угольником и щупом. Профиль обработанной детали проверяют по шаблону.
Для фрезерных станков с нижним расположением шпинделя установлены по ГОСТ 69—75 следующие допуски на обработку деталей, в мм: равномерность ширины паза 0,1 на 1000; параллельность паза базовой поверхности 0,25 на 1000; равномерность ширины проушины 0,1 на 100; параллельность проушины базовой поверхности (для станков с шипорезной кареткой) 0,1 на 100.
Для безопасной работы на станках заготовки короче 400 мм, уже и тоньше 40 мм, а также заготовки с фасонным профилем разрешается фрезеровать только при помощи колодок-толкателей . Фрезерование кромок шпона необходимо вести в пакетах с использованием специальных приспособлений — цулаг, обеспечивающих обжатие и надежное крепление пакета. Для обработки заготовок небольшой толщины и, как правило, невысокой жесткости можно использовать вальцевые механизмы подачи с независимой подвеской подающих вальцов. При обработке заготовок длиной более 2 м спереди и сзади станка необходимо устанавливать опоры в виде стоек с роликами, приставных столиков, роликовых столов. Ролики должны располагаться на 0,6—1 м один от другого и легко вращаться.
Высота выкладываемых стоп обработанных деталей и заготовок не должна быть более 1,7 м. Оптимальные решения по организации рабочих мест, размещению подстопных мест и проходов необходимо принимать из конкретных условий производственного процесса.

4 Программа испытаний

Согласно ГОСТ 16504-81 «Испытания и контроль качества продукции: основные термины и определения», программа испытаний – это организационно-методический документ, обязательный к выполнению, устанавливающий объект и цели испытаний, виды, последовательность и объем проводимых экспериментов, порядок, условия, место и отчетность по ним, а также ответственность за обеспечение и проведение испытаний.
Разработка программы испытаний это сложный процесс, который включает в себя прохождение следующих этапов: определение цели испытания, разработка методики испытания, обработка полученных результатов.
Испытание проводится для определения выносливости концевых фрез изготовленных из твердых и быстрорежущих сплавов, а так же для разработки рекомендаций по использованию разных типов фрез.
Стойкостные испытания фрез при обработке стали 45 проводится на следующих режимах: скорость резания V=35,7 и 56,5 м/мин, подача Sz =0,01 и 0,02 мм/зуб (для пятизубых фрез) и Sz =0,0166 и 0,0320 мм/зуб (для трехзубых фрез). Глубина фрезерования = 6 мм, ширина фрезерования t= 6 мм. Фрезерование встречное. Фрезы из быстрорежущей стали Р18 испытывали с применением охлаждения 5%-ным раствором эмульсола в воде, твердосплавные ВК6М , ВК10М, ВК15М, ВК8, Т14К8 — без охлаждения.
Испытание на выносливость определяется параметром t (время), поэтому перед началом воздействия нагрузок засекают время отсчета, затем определяют время конца воздействия нагрузок и вычисляют время воздействия нагрузки на фрезу.
Испытание проводится до полной поломки фрезы и определяется максимальное время работы фрезы. По полученным результатам сделать выводы об оптимальном использовании фрез разных типов при обработки изделий определенных материалов.
Результаты испытания заносятся в таблицу, где указаны параметры определяемые испытанием, такие как время, скорость подачи фрезы, удельный вес, придел прочности. По этим данным делаются выводы об оптимальном использовании фрез.

4.1 Цель испытания

Всесоюзным—научно-исследовательским институтом твердых сплавов и Всесоюзным научно-исследовательским инструментальным институтом в последнее время разработан ряд различных конструкций цельных твердосплавных концевых и шпоночных фрез диаметром 4—16 мм. Заготовки этого инструмента получают различными способами, из которых наибольшее распространение получили способы механической обработки пластифицированных заготовок и мундштучного прессования. Заготовки фрез в настоящее время выпускаются ВНИИТСом (пластифицированным способом) и Московским комбинатом твердых сплавов (мундштучным прессованием) по технологии ВНИИ. Окончательная обработка (шлифование и заточка) производится предприятиями-потребителями, а также централизованно — Сестрорецким инструментальным заводом им. Воскова и московским инструментальным заводом «Фрезер». На последнем организован выпуск цельных твердосплавных фрёз диаметром 16 мм.
Таким образом, предприятия машиностроения и приборостроения уже имеют возможность применять твердосплавные цельные концевые и шпоночные фрезы диаметром 4—16 мм. Однако, как показывают результаты обследования, многие предприятия сталкиваются с трудностями при внедрении этого инструмента, так как в настоящее время нет обоснованных рекомендаций по областям применения цельных твердосплавных фрез, назначению оптимальных геометрических параметров и режимов резания в зависимости от условий эксплуатации и свойств обрабатываемых материалов. В связи с этим проведение исследовательских работ, направленных на решение указанных вопросов, имеет большое практическое значение.
ВНИИТС, начиная с 1964 г., проводит исследования цельных твердосплавных фрез с целью разработки рекомендаций по их рациональному применению. Одним из разделов этой работы являлось определение эксплуатационных свойств цельных твердосплавных концевых фрез при обработке углеродистой конструкционной стали 45, нержавеющей стали 1Х18Н10Т, маломагнитной стали 30Х10Г10 и жаропрочного сплава ЭИ437.

4.2 Выбор оборудования для испытания

Исследования стойкости резцов с пластинками из быстрорежущей стали Р18 и резцов с твердосплавными пластинками, изготовленными из сплавов тех же партий, что и фрезы, и из сплавов других партий, можно проводить при поперечном точении углеродистой горячекатаной стали 50 на станках разных типов, например: модели S-1316BD/230; B - 1825B/400; B - 1832B/400; E - 1516BV/400 и т.д. Наиболее подходящим по цене и физическим параметрам оказался станок марки S-1316BD/230

4.3 Технические параметры оборудования S-1316BD/230

Патрон: 1-13 мм
Потребляемая мощность: 1кВ/230 Вт
Макс. отверстие сверления: 16 мм
Конус шпинделя: II Мк
Вылет шпинделя: 220 мм
Ход шпинделя: 87 мм
Макс. расстояние м/ду шпинделем и столом: 310 мм
Макс. расстояние м/ду шпинделем и основанием: 580 мм
Размер стола: 320x280 мм
Размер основания: 320x480 мм
Диаметр колонны: 75 мм
Число скоростей: плавная регулировка ст.
Диапазон оборотов: 250-1760 об/мин об/мин
Общая высота: 1000 мм
Вес нетто/брутто: 136 кг
Все опыты выполняли на заготовках отрезанных от одной штанги. Твердосплавные и быстрорежущие пластинки формы 0227 по ГОСТ 2209-55 закреплялись механическим способом.

4.4 Методика испытаний

Согласно ГОСТ 16504-81 «Испытания и контроль качества продукции: основные термины и определения», методика испытаний – организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод испытаний, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды.
Для исследования выносливости фрез мы используем стойкостные испытания. Сущность метода заключается в испытании выносливости фрез при обработке стали 45. Сопоставления по стойкости и прочности фрез изготовленных из твердого сплава различных марок.

Методика испытаний:
1. Целью испытания является испытать концевые фрезы на выносливость, определяющим параметром испытания будет время.
2. Подготовить фрезы изготовленных из твердых сплавов марок: ВК6М , ВК10М, ВК15М, ВК8, Т14К8, Р18 в соответствии с техническими условиями (см. П. 4.2.1)
3. Провести испытание каждого вида фрез по 4-м режимам резания:
а) Режим резания: V=30—39,5 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование без охлаждения
б) Режим резания: V=30—39,5 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование с охлаждением (5-ный водный раствор эмульсона)
в) Режим резания: V=49—64 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование без охлаждения
г) Режим резания: V=49—64 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование с охлаждением (5-ный водный раствор эмульсона)
Примечание: каждая фреза испытывается до полной поломки.
4. Результаты испытаний занести в таблицы.
5. Подготовить отчет о проделанной работе, сделать выводы.

4.5 Технические условия на образцы для испытаний

В данных исследованиях применяли фрезы, геометрические и конструктивные параметры которых соответствовали проекту нормалей на эти инструменты, разработанных ВНИИТСом (табл. 1)

Таблица 1
Геометрические параметры
Значение геометрических параметров фрез

Быстрорежущих пятизубых
твердосплавных пятизубых
твердосплавных трехзубых

Передний угол, град
15
5
5

Задний угол по диа-
14
14
14

метру, град

Задний угол по торцу,
10
10
10

град

Задний угол по фаске,
10
10
10

град

Вспомогательный угол
3
3
3

в плане, град

Передний угол торцо- 10
6
6

вого зуба, град

Угол подъема спирали
30
20 и 30
20 и 40

зуба, град

Ширина ленточки по
До 0,10
До 0,10
До 0,10

диаметру, мм

Наибольшее биение
До 0,02
До 0,02
До 0,02

зубьев, мм

Наибольшее биение
До 0,03
До 0,03
До 0,03

зубьев по торцу, мм

Заготовки фрез получены механической обработкой пластифицированного твердого сплава по технологии ВНИИТСа. Окончательная обработка и заточка фрез осуществлялись алмазными кругами. Эксплуатационные свойства твердосплавных концевых трех- и пятизубых фрез диаметром 12 мм, изготовленных из мелкозернистых сплавов ВК6М, ВК10М и ВК15М и среднезернистых сплавов ВК8 и Т14К8, сравнивались с эксплуатационными свойствами фрез из быстрорежущей стали Р18, полученных с завода «Фрезер».
Исследования проводили на вертикально-фрезерном станке модели S-1316BD/230. Фрезы закрепляли в цанговом устройстве, которое обеспечивало радиальное биение до 0,01 мм..
Химический состав и микроструктура сплавов, из которых были изготовлены фрезы, соответствовали действующим техническим условиям. Физико-механические свойства сплавов приведены в табл. 2. Обрабатываемый материал — бруски длиной 400 и 500 мм, сечением 80х80 мм (для сталей 45 и 30Х10Г10) и 135х135 мм (для сталей 1Х18Н10Т и ЭИ437Б). Химический состав и физико-механические свойства материалов соответствовали требованиям ТУ. За критерий затупления фрез принимали износ по задней поверхности величиной 0,4—0,5 мм, который измеряли на инструментальном микроскопе с точностью ±0,02 мм.

Таблица 2
Марка сплава
Номер партий
Удельный вес, г/см3
Твердость
НRА
Предел прочности при изгибе, кг/мм2
Коэрцитивная сила, э

ВК6М 725
745*
1011*
14,89
15,00
14,54
91,9
91,3
90,4
144
154
183
232
226
175

ВК10М 1000
1017*
14,58
14,48
87,7
89,6
180
172
183
161

ВК15М 1611
1612*
1624*
. 14,12
13,95
14,00
87,6
88,0
87,6
205
207
218
129
132
140

ВК8
Опытные
14,64
89,3
165
115

Т14К8 814 (опытные)
836
11,14
11,38
91,5
90,4
151
135
156
125

*Сплавы которые испытывались при обработки стали 45.

4.6 Итоги проведения испытания

Установлено[8], что цельные твердосплавные фрезы при обработке, „стали 45 работают крайне неустойчиво. Большинство опытов заканчивалось поломкой фрез при износе, не превышающем 0,3 мм. Фрезы разрушались как по зубьям, так и по шейке. Трехзубые фрезы по сравнению с пятизубыми показали несколько большую прочность. Сопоставления по стойкости и прочности фрез, изготовленных из твердого сплава различных марок, произвести не представилось возможным в связи с частыми поломками. Сравнение стойкости трехзубых фрез на основании отдельных опытов с нормальным износом (V = 35,7 м/мин, Sz=0,0166 мм/зуб) показало, что наибольшую стойкость имели фрезы из сплава ВК6М — 350 мин (при h3=0,5мм). Фрезы из сплава ВК10М показали стойкость 240 мин (при h3 = 0,5 мм). Стойкость фрез из стали Р18 составляла 220 мин при работе с подачей 0,02 мм/зуб. Фрезы из сплавов ВК15М и ВК8 имели меньшую стойкость,, чем быстрорежущие. Наименьшая стойкость отмечена у фрез из сплава Т14К8.
Таким образом, из результатов испытаний цельных твердосплавных фрез и фрез из быстрорежущей стали следует, что при обработке стали 45 со скоростью резания 35,7 м/мин и подачей 0,01—0,03 мм/зуб, твердосплавные фрезы по стойкости не имеют практического преимущества перед быстрорежущими. При испытании фрез со скоростью резания 56,5 м/мин (что соответствует максимальному числу оборотов шпинделя станка) твердосплавные фрезы показали некоторое преимущество перед быстрорежущими по стойкости. Однако в связи с большим числом поломок твердосплавных фрез установить степень их преимущества было невозможно. Как пятизубые, так и трехзубые фрезы из твердого сплава значительно уступают по прочности фрезам из быстрорежущей стали Р18.
На основании полученных данных было сделано предположение, что твердые сплавы исследованных марок при обработке конструкционной углеродистой стали в состоянии поставки при относительно низких скоростях резания в зоне малых подач 0,01 — 0,03 мм/зуб утрачивают свое преимущество в стойкости. Для проверки этого предположения была проведена серия опытов твердосплавными и быстрорежущими резцами при точении углеродистой стали с подачей и скоростями резания, близкими к тем, которые применялись при испытании фрез.

Таблица 3
Режим резания: V=30—39,5 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезервание без охлаждения

Износ по задним поверхностям, мм

Марка твердого сплава
главной режущей кромкой
у вершины
Средняя стойкость, мин

ВК6М
0,15
0,50
106

ВК10М 0,17
0,52
123

ВК15М
0,18
0,51
100

ВК8
0,15
0,65
40

Т14К8
0,77
0,78
23

Р18
0,12
0,49
155

Таблица 4
Режим резания: V=30—39,5 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование с охлаждением(5-ный водный раствор эмульсона)
Марка твердого сплава
Износ по задним поверхностям, мм
Средняя стойкость, мин

главной режущей кромки
у вершины

ВК10М
0,15
0,52
140

Т14К8
0,53
0,85
20

Р18
0,19
0,49
353

Таблица 5
Режим резания: V=49—64 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование без охлаждения

Марка твердого сплава
Износ по задним поверхностям, мм
Средняя стойкость, мин

главной режущей кромки
у вершины

ВК6М 0,14
0,49
86

ВК10М
0,19
0,51
95

ВК15М
0,17
0,50
79

ВК8
0,14
0,61
21

Т14К8
0,48
0,51
12

Р18
0,18
0,48
215

Таблица 6
Режим резания: V=49—64 м/мин; t=1 мм; S=0,027 мм/об; фрезерование с охлаждения(5-ный водный раствор эмульсона)

Износ по задним поверхностям, мм

Марка твердого сплава
главной режущей кромки
у вершины
Средняя стойкость, мин

ВК10М
0,32
0,50
147

Т14К8
0,18
0,57
12

Р18
0,15
0,54
568

Результаты испытаний показывают, что из твердосплавных резцов наибольшей стойкостью обладают резцы с пластинками из мелкозернистых сплавов ВК6М, ВКЮМ и ВК15М. В данных условиях испытаний эти резцы имеют практически одинаковую стойкость. Резцы из сплава ВК8 уступают по стойкости резцам из мелкозернистых сплавов в 2,5—4 раза. Наименьшей стойкостью в этих условиях обладали резцы из титановольфрамового сплава Т14К8.
При испытании без охлаждения на указанных выше режимах стойкость быстрорежущих резцов в 1,5—2,5 раза выше стойкости резцов из мелкозернистых твёрдых сплавов. Это различие в стойкости повышается до 3,5 раза при испытании с охлаждением.
Применение охлаждения (5%-ный водный раствор эмульсола) либо не оказывает влияния на стойкость твердосплавных резцов, либо повышает ее в существенно меньшей степени, чем резцов из быстрорежущей стали Р18.
Таким образом, результаты, полученные при испытании резцов, согласуются с результатами испытаний концевых фрез.
Цельные твердосплавные концевые фрезы испытывались также яри обработке различных труднообрабатываемых материалов. Исследования режущих свойств этих фрез проводились на следующих режимах резания: V=28, 18 и 12 м/мин, Sz =0,010 и 0,056 мм/зуб (для пятизубых фрез) и Sz = 0,0166 и 0,026 мм/зуб (для трехзубых фрез). Глубина фрезерования = 6 мм, ширина фрезерования 6=1,5 и 3 мм. Фрезерование попутное с охлаждением 5%-ны водным раствором эмульсола. Трехзубые твердосплавные фрезы имели угол наклона винтовой канавки 40°, а пятизубые 30°.
При обработке стали 1Х18Н10Т наибольшую стойкость (около 2 час) показали фрезы из мелкозернистых вольфрамокобальтовых сплавов при скорости резания 12 м/мин. У фрез из сплавов ВК6М и ВК10М стойкость была в среднем в два раза больше, чем у фрез из быстрорежущей стали Р18. Фрезы из сплава Т14К8 имели стойкость в три-четыре раза меньшую.
При обработке маломагнитной стали 30Х10Г10как твердо сплавные, так и быстрорежущие фрезы на принятых режимах резания показали нестабильную стойкость. Стойкость быстрорежущих фрез составляла 19—31 мин. Фрезы из сплава ВК6М в отдельных опытах имели стойкость до 600 мин (V=12 м/мин, Sz =0,0156 мм/зуб, S=1,5 мм, / = б мм). Стойкость фрез из сплава ВК10М в среднем в 1,5—2 раза ниже стойкости фрез из сплава ВК6М. Наиболее плохие результаты по стойкости показали фрезы из сплава Т14К8. Как следует из полученных данных, стойкость твердосплавных фрез из сплавов ВК6М и ВК10М в среднем в 10—20 раз выше, чем быстрорежущих.
Сравнительные испытания фрез при обработке жаропрочного сплава ЭИ437Б показали, что быстрорежущие фрезы практически не пригодны для этой цели. Стойкость же фрез из сплава ВК6М составляла примерно час.
При обработке труднообрабатываемых материалов часто возникали поломки зубьев твердосплавных фрез даже при незначительном износе. Поэтому определить преимущество твердого сплава той или иной марки по стойкости и прочности не представилось возможным. Одной из причин возникновения поломок фрез могло явиться отсутствие на станке 6Н12 малых подач. Это имеет существенное значение, если учесть, что твердосплавные фрезы по сравнению с быстрорежущими имеют меньшую прочность. Геометрия заточки фрез в данных исследованиях была принята постоянной для всех обрабатываемых материалов. Поэтому она не являлась оптимальной для каждого конкретного случая.
Однако проведенные испытания показали, что цельные твердосплавные фрезы из мелкозернистых сплавов ВК6М, ВК10М и ВК15М могут применяться для обработки труднообрабатываемых материалов. Их преимущество перед быстрорежущими тем выше, чем ниже обрабатываемость материала. Об этом свидетельствуют многочисленные примеры успешной эксплуатации цельных твердосплавных фрез в производстве.
ВНИИТС совместно с заинтересованными предприятиями с 1960—1961 гг. проводит работы по испытаниям твердосплавных концевых фрез и внедрению их в производство при обработке различных труднообрабатываемых материалов.
Применение твердосплавных фрез при обработке деталей из термообработанных нержавеющих сталей показало, что фрезы из сплавов ВК15М и ВК10М имеют стойкость в 6—12 раз большую, чем фрезы из быстрорежущей стали Р18, при одновременном увеличении производительности. Так, при обработке деталей из стали 4X13 (НRС 36—40) твердосплавные фрезы диаметром 10 мм по сравнению с быстрорежущими имеют стойкость в 10 раз большую при увеличении производительности в четыре раза (V=39 м/мин, подача ручная, t =1 мм). Чистота обработанных поверхностей при этом соответствовала шестому классу, что на один-два класса выше чистоты поверхности, полученной при применении фрез из стали Р18. При обработке стали 2Х13Л (РКС 30—34) фрезы из сплава ВК10М диаметром 10 мм имеют стойкость в 8—10 раз выше, чем фрезы из стали Р18 (V=30 м/мин, подача ручная, t = 0,2 мм) при сокращении машинного времени обработки примерно в пять раз. Чистота обработанных поверхностей при этом соответствовала седьмому классу, что на два класса выше, чем при применении фрез из стали Р18. Концевые фрезы диаметром 8 мм из сплава ВК15М по сравнению с быстрорежущими при обработке литейного алюминиевого сплава имели стойкость в шесть раз большую при сокращении машинного времени в пять-шесть раз (V=50 м/мин, S = 178 мм/мин, t=1 мм). Машинное время обработки сократилось в пять-шесть раз, повысилась чистота обработанной поверхности с пятого до седьмого класса. При фрезеровании инструментальных сталей твердостью НRС 40—45 фрезы из сплава ВК10М имеют стойкость 30—45 мин. Применять для обработки этих материалов фрезы из стали Р18 практически невозможно вследствие их низкой стойкости и производительности.
При обработке пазов в деталях из цементованной стали 12ХНЗА твердосплавные концевые фрезы диаметром 9,2 мм из сплава ВК6М (V=23 м/мин, S = 23,5 мм/мин, 2=1—3 мм и S = 16 мм) имеют стойкость, в 15—20 раз превышающую стойкость быстрорежущих фрез.
Цельные твердосплавные концевые фрезы диаметрами 5—10 мм применяются для обработки деталей из вакуумной меди МВ. Фрезы из сплавов ВК10М и ВК8 по сравнению с быстрорежущими обеспечивают при фрезеровании пазов (V = 28—52 м/мин, подача ручная, В=—2,5 мм) повышение стойкости в 10—25 раз. При обработке пазов в деталях из сплава Н29К18 фрезы из сплава ВК8 диаметром 8 мм (V=47,5 м/ми, B = 15,5 мм) показали стойкость в четыре раза большую по сравнению с быстрорежущими. Весьма эффективно применение цельных твердосплавных фрез при обработке наиболее труднообрабатываемых материалов, таких, как жаропрочные сплавы ЖСЗДК и ЖС6К. Фрезы из сталей Р18 и Р9К5 при обработке данных материалов оказались неработоспособными. Для обработки этих материалов применяются фрезы диаметром 4—5 мм из сплава ВК8, которые имеют стойкость 15 мин (V=13—20 м/мин, Sz= 0,022 мм/зуб, 1 = 2 мм, фрезерование без охлаждения). На Воронежском механическом заводе цельные твердосплавные фрезы диаметром 5—8 мм из сплава ВК10М успешно применяют для обработки труднообрабатываемых материалов ЭИ69, АЛ-5, Х17Н2 и др. Стойкость этих фрез в четыре-пять раз выше быстрорежущих при одновременном сокращении машинного времени в 1,5—2 раза.
В настоящее время разработано много видов фрез, и нельзя однозначным ответом сказать, что один вид фрез лучше других, так как каждая фреза предназначена для определенного вида работ. В зависимости от характера изготовляемой детали, качественных оценок и многих других факторов производитель делает оптимальное решение, и выбирает определенную фрезу, пусть не самую хорошую, но зато оптимально подходящую.

Заключение

В курсовой работе были рассмотрены основные виды конструкций фрез. Была разработана программа и методика испытаний, выбрано оборудование.
Проанализирована концевая фреза, определена область применения. В программе испытаний мы разработали программу определения стойкостных характеристики фрезы, а именно программу для испытания фрезы на выносливость, где определяющим параметром испытания было время.
В методике испытания предоставлен алгоритм проведения испытания, от подготовки фрез к испытанию до обработки результатов и подведению итогов.
Благодаря испытаниям были получены результаты, по параметрам которых были сформированы выводы и рекомендации по использованию концевых фрез.
Проведенные испытания[8] показали, что цельные твердосплавные фрезы из мелкозернистых сплавов ВК6М, ВК10М и ВК15М могут применяться для обработки труднообрабатываемых материалов. Их преимущество перед быстрорежущими тем выше, чем ниже обрабатываемость материала. Об этом свидетельствуют многочисленные примеры успешной эксплуатации цельных твердосплавных фрез в производстве.

Приложение А
(Рекомендуемое)

Список использованной литературы

1. Никитин В.А., Бойко С.В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: Учебное пособие - 2-е изд. перераб. и доп. - Оренбург ГОУ ОГУ, 2004. - 462 с.
2. Воякин А.С. Фрезерные станки для обработки древесины – М.: Лесная промышленность, 1984. – 80 с.
3. Пикус М.Ю., Пикус И.М. Справочник фрезеровщика. Минск, Вышэйша школа, 1975. 304 с.
4. Григорьев М.А. Справочник молодого столяра, плотника и паркетчика. – 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: Лесная промышленность, 1989. – 376 с. ISBN5-7120-0250-7
5. Барбашов Ф.А. Фрезерное дело: Учебное пособие для средних профессионально-технических училищ – 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: Высшая школа, 1980. – 208 с.
6. Кувшинский В.В. Фрезерование. М., «Машиностроение», 1977. 240 с.
7. Блюмберг В.А., Зазерский Е.И. Справочник фрезеровщика. – Л.: Машиностроение, 1984. – 288 с.
8. Фрезы. Сборник докладов всесоюзного совещания по фрезам. Под редакцией д-ра техн. наук М. Н. Ларина
9. Интернет ресурс: http://frezerovka.org/


Скачиваний: 2
Просмотров: 11
Скачать реферат Заказать реферат