Фрезерные станки

Содержание Введение 1. Назначение и классификация фрезерных станков 2. Рациональные правила и приемы работы 3. Виды режущих инструментов
3.1 Инструментальные материалы для фрез 3.2 Насадные фрезы 3.3 Концевые фрезы 4. Понятие о качестве продукции 4.1 Показатели качества машин 4.2 Оценка уровня качества и аттестация машин 4.3 Управление качеством продукции Список использованной литературы Введение На фрезерных станках производится обработка заготовок из древесины и древесных композиционных материалов (древесно­стружечных, столярных, древесноволокнистых плит и фанеры). Заготовками называются отрезки древесины или древесных ма­териалов, имеющие размеры равные или кратные размерам де­талей с учетом припусков на последующую обработку, в том числе на усушку. Заготовки получают в результате раскроя пиломате­риалов или композиционных материалов, имеющих большие раз­меры по сечению, длине или площади. В зависимости от методов получения деревянных заготовок различают: пиленые, полученные в результате обработки на круглопильных или ленточнопильных станках, и калиброванные (стро­ганые), полученные из пиленых фрезерованием в заданный размер но сечению на четырехсторонних продольно-фрезерных станках ••ли соответствующих линиях обработки брусковых деталей. В на­стоящее время широкое распространение получают клееные заго­товки, полученные путем склеивания по длине и по ширине более мелких заготовок. На фрезерных станках в большинстве случаев обрабатываются строганые заготовки, предназначенные для изго­товления разнообразных деталей в производстве мебели, столярно-строительных деталей, судо-, авто-, вагоностроении, сельхозмаши­ностроении и ряде других отраслей промышленности. Заготовки изготавливают из древесины различных пород: хвойных (сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты и др.), твердых лиственных (березы, бука, дуба, ясеня), мягких лиственных (оси­ны, липы и др.). Промышленность выпускает заготовки для специализированных производств: лыж, музыкальных инструментов, бочек, ткацких чел­ноков, катушек, шпуль и т. д. по соответствующим ГОСТам и тех­ническим условиям (ТУ). С целью увеличения полезного выхода древесины номинальные размеры сечений заготовок приближены к соответствующим раз­мерам выпускаемых пиломатериалов и установлены ГОСТ для древесины влажностью 15%. Заготовки влажностью более 15% должны выпускаться с припуском на усушку. Влажность загото­вок обычно должна соответствовать заданной техническими усло­виями или стандартами влажности для выпускаемых деталей. 1. 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. Технические характеристики фрезерных станков с нижним расположением шпинделя. ФС-I ФСШ-I ФСШ-II Наибольшая толщина обрабатываемого изделия, мм… 100 100 100 Длина стола, мм………………… 1000 1000 1000 Ширина стола, мм……………… 800 800 800 Размер внутреннего конуса Морзе по СТ СЭВ 147-75……… 4 4 4 Частота вращения шпинделя, мин-1……………………………… 3550; 7100 4500; 9000 3000; 6000; 4500; 9000 Вертикальное перемещение шпинделя, мм……………………. 160 160 160 Диаметр шпиндельной насадки, мм………………………………… 32 32; 27* 32 Наибольший диаметр режущего инструмента, мм………………… 250 250 250 Наибольшая ширина заготовки, устанавливаемой на столе шипорезной каретки при глубине шипа 100 мм, мм………………… --- 230 230 Ход шипорезной каретки, мм… . --- 500 500 Привод подачи шипорезной каретки……………………………. --- Ручной Механический Наибольшая скорость механической подачи, м/мин, не менее……………………………… --- --- 20,0 Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм…. 1085 х 1150 х 1320 1550 х 1500 х 1320 1420 х 1510 х 1360 Масса станка, кг…………………. 840 940 920 Техническая характеристика фрезерных копировальных станков с верхним расположением шпинделя. ВФК-1
ВФК-2 Размер стола, мм…………………………… 700 х 760 800 х 1180 Частота вращения шпинделя, мин-1……………… 18 000 18 000 Диаметр фрезы, мм……………………………… 2 – 36 2 – 36 Вертикальное перемещение шпинделя, мм…… Ручное 130 Пневматическое 130 Мощность электродвигателя механизма резания, кВт…………………………………………………. 1,5 1,5 Вылет шпинделя, мм……………………………… 600 710 Наибольший просвет между шпинделем и столом, мм………………………………………………… 460 300 Высота стола от пола, мм: наибольшая………………………………………… 1000 1000 наименьшая……………………………………… 800 800 Габаритные размеры (длина х ширина х высота) 1170 х 1240 х 1670 1180 х 1450 х 1600 Масса, кг, не более…………………………………. 750 870 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 к.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. Техническая характеристика фрезерных карусельных станков Ф1К-2 Ф1К-2А Ф2К-Ш3 Фрезерных шпинделей, шт……………… 1 1 2 Шлифованных головок, шт……………… --- 1 3 Размеры обрабатываемых деталей, мм: диаметр (длина)………………………… 230 – 1200 230 – 1200 310 – 920 ширина……………………………………. 230 230 30 – 130 Наибольшая высота фрезерования, мм…. 100 100 20 Диаметр стола, мм………………………… 1000 1000 2400 Частота вращения шпинделя, мин -1…… 7000 7000 7000 Частота вращения шлифованной головки, мин -1……………………………………… 3000 3000 3000 Частота вращения стола, мин -1………… . 0,3 – 5,5 0,3 – 5,5 1 – 5 Наибольшее вертикальное перемещение шпинделя, мм……………………………… 50 50 50 Частота осцилляции шлифованной ленты, мин -1……………………………………… 120 120 95 Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм, не более………… 2470 х 1150 х 2100 2470 х 1550 х 2100 4130 х 4050 х 1150 Масса станка, не более……………………. 2300 2460 4000 Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с ручной подачей ФЛ ФС-1 ФТ Толщина обрабатываемого изделия, мм……………… 80 100 125 Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………… 800 х 630 1000 х 800 1250 х 1000 Частота вращения шпинделя, мин-1……………………………… 600; 12 000 3550; 7100 4000; 8000 4500; 9000 Вертикальное относительное переме­щение шпинделя, мм…… 100 100 100 Диаметр шпиндельной насадки, мм……………………………… 22 32 32 Наибольший диаметр режущего инст­румента, мм………………… 250 250 250 Мощность электродвигателя, кВт 1,8 (2,3) 4,7 (5,5) 4,7 (5,5) Габаритные размеры, мм: длина……………………… 950 1085 1175 ширина…………………… 875 1150 1250 высота…………………… 1255 1225 1285 Масса, т . ………. 0,68 0,8 0,8 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).
Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с механической подачей ФЛА ФСА-1 ФТА Толщина обрабатываемого изделия, мм……………… 80 100 125 Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………… 1000 х 800 1000 х 800 1250 х 1000 Диаметр шпиндельной насадки, мм………………………………… 22 32 32 Частота вращения шпинделя, мин-1……………………………… 6000; 12 000 4500; 9000 4000; 8000 Вертикальное относительное переме­щение шпинделя, мм…… 100 100 100 Наибольший диаметр режущего инст­румента, мм………………… 250 250 250 Величина подачи, м/мин……… 8 – 25 8 – 25 8 - 25 Мощность электродвигателя, кВт 2,25 (2,9) 5,15 (6,1) 5,15 (6,1) Габаритные размеры, мм: длина……………………… 1000 1000 1180 ширина…………………… 1000 1090 1250 высота…………………… 1355 1355 1360 Масса, т . ………. 0,84 0,85 1,1 Техническая характеристика одношпиндельных фрезерных станков с шипорезной кареткой ФТШ ФСШ-1 ФЛШ Толщина обрабатываемого изделия, мм……………… 125 100 80 Размеры стола (длина х ширина), мм……………………………… 1250 х 1000 1000 х 800 1000 х 800 Диаметр шпиндельной насадки, мм………………………………… 32 27 22 Частота вращения шпинделя, мин-1……………………………… 4000; 8000 3500; 7000 3500; 6000 4500; 9000 70000 Вертикальное относительное переме­щение шпинделя, мм…… 100 100 100 Диаметр шипорезного диска, мм. 250 250 250 Ход шипорезной каретки, мм… 500 500 500 Мощность электродвигателя, кВт 4,7 (5,5) 4,7 (5,5) 1,8 (2,3) Габаритные размеры, мм: длина……………………… 1550 1550 1550 ширина…………………… 1750 1500 1500 высота…………………… 1320 1320 1320 Масса, т . ………. 1,1 0,87 0,87 2. 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, покороблениость), 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 Rz 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 деформациизаготовки 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, сопри-, касающимися 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. 3. Виды режущих инструментов 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). 3.1 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. 3.2 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 В паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины В постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, форми­рующих размер В, 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 (ДСтП, 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, представленные на рис. 9. Дисковая пазовая фреза предназначена для фрезеро­вания пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи 1, укрепляемые в клиновых пазах корпуса 4 клиньями 2 и распорными винтами 3. 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. Цилиндрическая сборная фреза с прямыми ножами (рис. 9,6) имеет центробежно-клиновой способ крепления ножей. Фреза со­стоит из корпуса 4, ножей 1, клиньев 2 и распорных болтов 3: При вывинчивании болтов 3 клинья 2 прочно закрепляют ножи в корпусе. Для надежного крепления ножей усилие затяжки со­ставляет 30—40 Н при длине ключа 120—140 мм. Во время вра­щения фрезы под действием центробежных сил усилие зажима ножа в корпусе возрастает. Фрезы выпускают в двух исполнениях: исполнение А — с плос­кими стальными ножами длиной 40; 60; 90; ПО; 130; 170 и 200 мм; исполнение Б — с ножами, оснащенными пластинками твердого сплава ВК15. Внешний диаметр фрез 80; 100; 125; 140; 160 и 180 мм. Существуют аналогичные конструкции фрез для про­фильного фрезерования, а также нарезки шипов. 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. 3.3 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 незатылованными 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 (рис. 10): незатылованные для фрезерования по контуру (а); затылованные для фрезерования по контуру (б); для выборки гнезд (в). Фрезы типов -а и б-однорезцовые, типа в — двухрезцовые. Диаметр фрез типа а 3— 20 мм с градацией через 1 мм до диаметра 8 мм и через 2 им­евшие 8 мм. Диаметр фрез типов б и в. 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 (ДСтП, ДВП, пластики и др.) следует применять концевые фрезы, осна- щенные пластинками твердого сплава. На рис. 10, г показана одно-резцовая незатылованная фреза, корпус которой изготовлен из стали 40Х или стали 45, а пластинка — из твердого сплава ВК15. 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. 4. Понятие о качестве продукции Качество продукции — один из важнейших показателей деятельности предприятия. Под качеством продукции понимают со­вокупность свойств продукции, обусловливаю­щих ее пригодность удовлетворять определен­ные потребности применительно к ее назначе­нию (ГОСТ 15467—70). Качество машин зависит от многих факто­ров. Перечислим основные: · технические, определяющие технический уровень конструкции, надежность и другие показатели качества конструкции выпускаемого оборудования, а также технологические и конт­рольные процессы его изготовления; · производственные, характеризующиеся тех­ническим уровнем технологического оборудо­вания и прежде всего его способностью обеспе­чить точность и заданный класс шероховатости поверхности; · квалификационные, к которым относится квалификация занятых в производстве рабочих, контролеров и других исполнителей; · организационные, характеризующие состоя­ние технологической дисциплины, соблюдение принципов и методов научной организации труда; · экономические, к числу которых относятся уровень цен на продукцию машиностроения и потребляемые им материалы и комплектующие изделия, порядок кредитования и финансиро­вания мероприятий по повышению качества продукции, системы материального стимули­рования за достижения в этой области и др. Улучшение качества продукции обычно свя­зано с дополнительными затратами труда. Поэтому уровень качества продукции должен быть оптимальным, обеспечивающим удовлетворение потребностей по определен­ному назначению при минимальных затратах на производство и эксплуатацию этой про­дукции. В большинстве случаев оптимальный уровень качества должен быть максимально достижимым при современном состоянии науки и техники. 4.1 Показатели качества машин Показатель качества машины - это количественное выражение одного или не­скольких свойств машины применительно к определенным условиям ее создания и эксплуа­тации (ГОСТ 15467—70). Методы количественной оценки показате­лей качества составляют содержание новой науки — квалиметрии. Последняя зани­мается разработкой правил и приемов для сбора и обработки исходных данных при определе­нии количественных показателей качества, уста­навливает требования к точности их вычисле­ний, к составу показателей качества при его пла­нировании и т. д. Показатели качества делятся на единичные и комплексные. Единичные показатели качества машин под­разделяются на эксплуатационные показатели технического уровня и производственно-техно­логические (показатели технологичности). К эксплуатационным показате­лям технического уровня относятся показатели назначения, надежности, эргономики, эстетики и патентно-правовые. Показатели назначения характе­ризуют степень соответствия машины ее целе­вому назначению, конструктивное исполнение и основные размеры, мощность, производи­тельность, к. п. д. и др. Надежность — важнейший показатель ка­чества изделия. Под надежностью по­нимают свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные по­казатели в заданных пределах в течение требуе­мого промежутка времени или требуемой нара­ботки. К показателям надежности от­носятся безотказность, долговечность, ремонто­пригодность и сохраняемость. Безотказ­ностью называется свойство машины вы­полнять заданные функции, сохраняя свои экс­плуатационные показатели в заданных преде­лах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки в конкретных усло­виях и режимах эксплуатации этой машины. Показатели безотказности: вероятность безот­казной работы, средняя наработка до первого отказа, наработка на отказ, интенсивность от­казов, гарантийная наработка. Долговечность машины харак­теризует ее сроки службы с учетом физического и морального износа до первого капитального ремонта, модернизации или списания. Пока­зателями долговечности являются ресурс, сред­ний срок службы, срок службы до первого капи­тального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания и др. Ремонтопригодность — свойство машины, заключающееся в ее приспособленно­сти к предупреждению, обнаружению и устране­нию отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. К показателям ремонтопригодности относятся среднее время восстановления, средняя трудо­емкость ремонтов и др. Сохраняемость -- свойство машин сохранять обусловленные эксплуатационные по­казатели в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного в техни- . ческой документации.
Отказом называют неисправность, без устранения которой невозможно дальнейшее выполнение машиной (или аппаратурой) всех или хотя бы одной из основных ее функций. По ряду признаков отказы делятся на полный, неполный (частичный), катастрофический, пара­метрический, внезапный, постепенный и др. Полный отказ — отказ, при возникнове­нии которого невозможно использовать ма­шину до устранения причины отказа.
Частичный отказ - отказ, связанный с ухудшением работы одного или нескольких узлов машины. Катастрофический отказ — отказ машины, приводящий к пол­ному нарушению работоспособности (напри­мер, отказы при коротком замыкании, поломке и деформации деталей или узлов машины и т. п.). Параметрические отказы выражаются в ухудшении качества функцио­нирования изделия (например, потеря точности станка). Надежность в отношении отсутствия параметрических отказов называют пара­метрической надежностью. Для оценки надежности и долговечности принима­ются следующие основные показатели: безот­казность, коэффициент технического использо­вания, технический ресурс, срок службы и гаран­тийный срок службы. Коэффициент технического использования - отношение времени работы к полному времени, включая ремонт, профилактику и др. Технический ре­сурс (ресурс) — сумма интервалов вре­мени безотказной работы изделия за период эксплуатации до разрушения или другого пре­дельного состояния. Срок службы календарная продолжительность эксплуатации изделия до разрушения или другого предель­ного состояния, например до капитального ремонта. Гарантийный срок служ­бы - - календарная продолжительность экс­плуатации изделия, в течение которой завод-изготовитель гарантирует исправность и несет материальную ответственность за возникшие неисправности при условии соблюдения правил эксплуатации изделия. Эргономические показатели характеризуют машину в системе человек -машина и учитывают ее приспособленность к физиологическим, инженерно-психологи­ческим и другим свойствам человека, проявляю­щимся в производственных процессах. Художественно-конструктор­ский уровень (техническая эстетика) изделия определяется сопоставлением его с лучшими зарубежными образцами с учетом современных требований и тенденций эстетики при обяза­тельном сравнении удобства обслуживания, управления, облегчения условий труда. Патентно-правовые показа­тели характеризуют количество и весомость новых отечественных изобретений, реализован­ных в данной машине. Они определяют степень ее защиты принадлежащими отечественным предприятиям и организациям авторскими сви­детельствами в РФ и патентами за рубежом. Одновременно с показателем патентной за­щиты определяется показатель патентной чистоты. Этот показатель дает возмож­ность беспрепятственной реализации машины как в РФ, так и за рубежом. Производственно-технологиче­ские показатели характеризуют затра­ты общественного труда на производство ма­шины. Конструкция машины должна быть технологичной. Технологичность конструк­ции - совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих оптимальность за­трат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изго­товлении, эксплуатации и ремонте по сравне­нию с соответствующими показателями одно­типных конструкций того же назначения при обеспечении установленных значений показа­телей качества и принятых условиях изготов­ления, эксплуатации и ремонта. Различают производственную и эксплуата­ционную технологичность конструкции. Про­изводственная технологичность конст­рукции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую подго­товку производства (КПП) и технологическую подготовку производства (ТПП). Эксплуа­тационная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат вре­мени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия. К показателям технологич­ности конструкции относятся: трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, степень стандартизации и унификации, блочность. Показатель трудоемкости слу­жит для определения количества труда, затра­чиваемого на изготовление машины. Пока­затель материалоемкости опреде­ляет количество конструктивных материалов, потребных на изготовление изделия. Энерго­емкость характеризует затраты энергии на единицу продукции (например, в кВт-ч). По­казатель стандартизации и уни­фикации позволяет определить степень кон­структивного единообразия проектируемой или изготовляемой машины, т. е. долю унифици­рованных и стандартных деталей и узлов, ис­пользованных в данном изделии. Блоч­ность (сборность) изделия характери­зует простоту его монтажа. 4.2 Оценка уровня качества и аттестация машин При оценке качества машин для их сравне­ния на практике используются следующие ана­логии: а) реально выпущенные в СССР и за рубежом машины; б) машины, запроектиро­ванные к выпуску и находящиеся в различной стадии освоения; в) отечественные государст­венные, отраслевые, республиканские стандар­ты и зарубежные стандарты, а также техниче­ские условия. Продукция машиностроительных предприя­тий делится на три категории - высшую, первую и вторую. К высшей категории относят продукцию, которая по своим показа­телям соответствует лучшим отечественным или мировым достижениям или превосходит их, конкурентоспособна на внешнем рынке. Эта продукция имеет стабильные показатели качества, соответствует стандартам (техниче­ским условиям), учитывающим требования меж­дународных стандартов, обеспечивает эконо­мическую эффективность и удовлетворяет по­требности народного хозяйства и населения страны. Продукции высшей категории качества присваивается государственный Знак качества. Комитетом стандартов утвержден стандарт на Знак качества. К первой категории качества относится продукция, показатели которой соответствуют современным требованиям стандартов (тех­нических условий); такая продукция удовлет­воряет потребности народного хозяйства и населения страны. Ко второй категории относится продук­ция, которая по своим показателям не соответ­ствует современным требованиям народного хозяйства и потребностям населения страны, морально устарела и подлежит модернизации или снятию с производства. Одним из постоянно действующих факторов в области управления качеством машинострои­тельной продукции является ее аттестация. Аттестации подлежит вся продукция. Аттес­тацию производят государственные аттеста­ционные комиссии, которые создаются маши­ностроительными министерствами. 4.3 Управление качеством продукции Под управлением качеством продукции в соответствии с ГОСТ 15467—70 следует понимать установление, обеспечение, поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, производстве и эксплуатации, осуществляемые путем систе­матического контроля и целенаправленного воздействия на влияющие на качество условия и факторы. Таким образом, управление качеством долж­но охватывать все стадии цикла создания маши­ны: исследование и проектирование, изготовле­ние и эксплуатация.
На стадии разработки, к которой относятся научно-исследовательские работы и все этапы проектирования и освоения машины вплоть до выпуска ее опытного образца (или опытной партии), должна быть создана конст­рукция машины, отвечающая требованиям выс­шей категории качества. На стадии изготовления должна быть внедрена передовая технология загото­вительных операций, механической обработки, сборки, окраски, испытаний, технического конт­роля при неуклонном соблюдении технологи­ческой дисциплины.
На стадии эксплуатации должна быть обеспечена обратная связь от потреби­теля к производителю машины. Цель обратной связи — обеспечить производителя системати­ческими сведениями о качестве выпущенных им машин, о ремонте и др. Список использованной литературы 1. Воякин А.С. Фрезерные станки для обработки древесины – М.: Лесная промышленность, 1984. – 80 с. 2. Пикус М.Ю., Пикус И.М. Справочник фрезеровщика. Минск, Вышэйша школа, 1975. 304 с. 3. 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 4. Барбашов Ф.А. Фрезерное дело: Учебное пособие для средних профессионально-технических училищ – 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: Высшая школа, 1980. – 208 с. 5. Кувшинский В.В. Фрезерование. М., «Машиностроение», 1977. 240 с. 6. Блюмберг В.А., Зазерский Е.И. Справочник фрезеровщика. – Л.: Машиностроение, 1984. – 288 с.