Методичні вказівки

Лабораторну роботу виконують групи студентів із трьох – чотирьох осіб.

Студенти вивчають будову вертикально-свердлильного верстата, основні вузли і частини та їх призначення, органи управління, технічні характеристики і технологічні можливості. Кожний студент виконує індивідуальне завдання, видане викладачем.

6. Зміст звіту по виконаній лабораторній роботі

• найменування лабораторної роботи;

• мета роботи;

• оснащення роботи;

• розшифровка марки верстата згідно системи ЕНІМВ;

• короткі теоретичні відомості про обробку на свердлильних верстатах

• рисунок загального вигляду верстата з позначенням його основних вузлів і органів управління;

• призначення позначених на рисунку основних вузлів верстата і органів управління;

• висновок по виконаній роботі;

• індивідуальне завдання (на окремому аркуші).

7. Питання для самоперевірки:

1. Елементи режиму різання при свердлінні, розсвердлюванні, зенкеруванні та розвертанні отворів та їх визначення.

2. Головний рух та рух подачі при роботі на вертикально-свердлильному верстаті.

3. Які роботи виконують на вертикально-свердлильних верстатах?

4. Пристрої для закріплення заготовок на столі вертикально-свердлильного верстата.

5. Призначення горизонтально-свердлильних верстатів.

6. Головний рух та рух подачі при роботі на горизонтально-свердлильному верстаті.

7. Способи закріплення інструментів в шпинделі вертикально-свердлильного верстата.

8. Що означають останні дві цифри в позначенні вертикально-свердлильних верстатів?

Рисунок 2.1 Схеми обробки отворів

Рисунок 2.2 Схеми закріплення інструмента на свердлильних

верстатах (а, б, в)

та універсальні пристрої для встановлення і закріплення заготовок (г, д, е, ж)

Рисунок 2.3 Загальний вигляд, основні вузли та органи управління

вертикально-свердлильного верстата 2А135

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 2

Завдання 1. Для вказаного діаметра отвору згідно варіанту з таблиці 2.1 вибрати з довідника (таблиця 2.2) різальні інструменти та їх розміри для обробки отворів за 7-8 квалітетам точності в суцільному матеріалі. Дані занести в таблицю 2.3.

Таблиця 2.1

Таблиця 2.3

Завдання 2. Згідно даних таблиці 2.3 та рисунку 2.4 виконати необхідні схеми обробки отвору з розмірами. Сформулювати переходи до схем.

Рисунок 2.4 Схеми обробки отворів

Таблиця 2.2

Приклад виконання індивідуального завдання до лабораторної роботи № 6:

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 6

Завдання 1. Для вказаного діаметра отвору згідно варіанту з таблиці 2.1 вибрати з довідника (таблиця 2.2) мірні різальні інструменти та їх розміри для обробки отворів за 7-8 квалітетам точності в суцільному матеріалі. Дані занести в таблицю.

Таблиця

Завдання 2. Згідно даних таблиці та рисунку 2.1 виконати необхідні схеми обробки отвору з розмірами. Сформулювати переходи до схем.

Перехід 1 Перехід 2 Перехід 3 Перехід 4 Перехід 5

Перехід 1: Свердлити отвір ø20

Перехід 2: Розсвердлити отвір до ø33

Перехід 3: Зенкерувати отвір до ø34,75

Перехід 4: Розвернути отвір до ø34,93 начорно

Перехід 5: Розвернути отвір до ø35Н7 начисто

Лабораторна робота № 8 Вивчення інструментів для обробки на токарних і свердлильних верстатах

1. Мета роботи

• ознайомитись з основними інструментальними матеріалами;

• ознайомитись з класифікацією токарних різців та застосуванням різців різних типів;

• ознайомитись з центровими інструментами для обробки отворів.

2. Оснащення роботи

1. Комплект ріжучих інструментів: токарні різці, свердла, зенкери, розвертки, мітчики.

2. Плакати зі схемами обробки заготовок на токарно-гвинторізному та вертикально-свердлильному верстатах.

3. Послідовність виконання роботи

1. Отримати теоретичні відомості про основні інструментальні матеріали

2. Вивчити класифікацію токарних різців, їх основні частини і елементи та ознайомитись із застосуванням різців різних типів

3. Ознайомитись з інструментами для обробки отворів: свердлами, зенкерами, розвертками, їх типами та основними частинами

4. Оформити звіт за результатами роботи

4. Стислі теоретичні відомості

1. Основні частини і елементи різця (Рисунок 3.1)

Різець складається з робочої частини, або головки і тіла, або стрижня, який призначений для закріплення різця в різцетримачі. Головку різця заточують так, щоб утворити на ній такі поверхні: передню, якою сходить стружка, дві задні, обернені до заготовки, що обробляється. Перетин передньої і задніх поверхонь утворює різальні кромки різця. Різальну кромку, яка виконує основну роботу різання, називають головною різальною кромкою, а другу – допоміжною. Сполучення головної і допоміжної різальних кромок утворює вершину різця. Задню поверхню, що проходить через головну різальну кромку, називають головною задньою поверхнею, а поверхню, яка проходить через допоміжну різальну кромку – допоміжною задньою поверхнею.

2. Основні інструментальні матеріали

Ріжучий інструмент під час роботи знаходиться під дією високого тиску і температур. Тому до матеріалів, з яких виготовляється ріжуча частина інструменту, ставляться дуже високі вимоги. Вони повинні мати такі властивості: твердість, що перевищує твердість оброблюваного матеріалу; високу зносостійкість; високу теплостійкість; значну механічну міцність; достатню в'язкість.

До основних інструментальних матеріалів належать:

• вуглецеві інструментальні сталі;

• леговані інструментальні сталі, в тому числі швидкоріжучі;

• тверді сплави;

• мінералокерамічні матеріали;

• абразивні матеріали.

3. Класифікація токарних різців

Для обробки заготовок на токарних верстатах застосовують різноманітні різці, які класифікують за наступними ознаками :

1) За матеріалом різальної частини розрізняють різці з швидкоріжучої сталі, твердосплавні і мінералокерамічні.

2) За конструкцією різці поділяють на суцільні і складені. В суцільних різцях тільки робоча частина різця може бути виготовлена з одного куска швидкоріжучих сталей Р9, Р18, Р9К5, Р6М5 та інших (з теплостійкістю до 600...650°С) і приварена до стержня з конструкційної сталі. В складених різцях різальна частина оснащена пластинами з швидкоріжучих сталей, твердих сплавів чи мінералокераміки. Пластинка з'єднується з державкою різця механічно, зварюванням або паянням. Залежно від призначення різця пластинки можуть бути різної форми. Пластинки зі сплавів групи ВК (вольфрамові) призначені для обробки чавунів, кольорових сплавів, пластмас; групи ТК (титановольфрамові) – для обробки сталей та інших в'язких матеріалів; групи ТТК (титанотанталовольфрамові) – для обробки важкооброблюваних жароміцних сплавів. Теплостійкість твердих сплавів становить 900...1000°С. Пластинки з мінералокераміки завдяки високій теплостійкості (до 1200°С) дають змогу обробляти навіть загартовані сталі, але вони дуже крихкі і не витримують ударних навантажень.

3) За розташуванням головної ріжучої кромки різці можуть бути: праві та ліві. (Рисунок 3.2)

У правих різців (2) головна ріжуча кромка розташована з боку великого пальця правої руки, накладеної долонею на різець так, щоб пальці були направлені до вершини різця. Праві різці працюють при подачі справа-наліво (9, 11).

У лівих різців (1) головна ріжуча кромка розташована з боку великого пальця лівої руки, накладеної долонею на різець так, щоб пальці були направлені до вершини різця. Ці різці працюють при подачі зліва-направо (1, 4).

4. За розташуванням осі головки різця в плані відносно його тіла (Рисунок 3.2): прямі (1...8, 10, 11, 15) та відігнуті (9, 12...14).

5. За характером обробки: чорнові (обдирні) та чистові (7, 8).

4. За призначенням (за видом обробки) (Рисунок 2): прохідні (1, 2, 4, 7, 8, 9, 11), підрізні, відрізні (3), розточні (12, 13), різьбові (10, 14), канавні (5, 6), фасонні (15).

5. Застосування різців різних типів

Прохідні різці призначені для обточування зовнішніх поверхонь. Вони бувають прямі та відігнуті.

Прохідні прямі або упорні з головним кутом в плані φ = 90° застосовують при обробці зовнішніх або торцевих поверхонь (ступінчасті валики, нежорсткі деталі та інші).

Прохідні відігнуті з кутом φ = 45° також дозволяють вести обробку не лише циліндричних але й торцевих поверхонь з поперечною подачею.

Для чистової обробки застосовують різці двох типів: різці з закругленою вершиною і широкі чистові різці з прямолінійною головною ріжучою кромкою. Перші застосовують для порівняно невеликих , а другі – для великих поверхонь заготовок.

Підрізні різці призначені для обробки торцевих повер­хонь, перпендикулярних осі обертання деталі, вони працюють з поперечними подачами.

Відрізні різці застосовують при відрізанні заготовок або оброблених з прутка деталей. Довжина головки цих різців повинна бути дещо більшою за радіус заготовки.

Розточні різці призначені для розточування наскрізних і глухих отворів. Для розточування наскрізних отворів застосовують різці з кутом φ = 60, а для розточування глухих отворів – різці з кутом φ = 95.

Різьбові різці застосовують для нарізання зовнішніх та внутрішніх нарізок. Форма різальної частини різця повинна відповідати профілю нарізки, що нарізається.

Фасонні різці призначені для обробки фасонних поверхонь. Профіль різальної частини різця повинен відповідати профілю оброблювальної поверхні.

Канавкові різці застосовують для прорізання канавок різного профілю: прямокутних, трапецеїдальних та інших.

Обробку різних поверхонь на токарних верстатах дивись рисунки 3.3...3.7.

6. Обробка отворів центровим інструментом

Обробку отворів за допомогою різних різальних інструментів виконують на свердлильних, токарних, револьверних, розточних та деяких інших металорізальних верстатах.

Центровим інструментом виконують такі види робіт: свердління, розсвердлювання, зенкерування, розвертання, зенкування, цекування, нарізання нарізок.

Свердла

Розрізняють такі типи свердел (Рисунок 3.8): перові (а), спіральні (б), для глибокого свердління (в), центрувальні (г), для кільцевого свердління (д) та інші.

• перові, що являють собою стержень або закріплювану в оправці пластинку з різальними кромками, заточеними під кутом 2φ = 80... 150°. Застосовують їх в основному для свердління отворів у твердих поковках і відливках та для обробки ступінчастих отворів. Матеріал пластинок – швидкорізальна сталь або твердий сплав.

• спіральні – найбільш поширений тип свердел. Виготовляють їх діаметром 0,1...80 мм. Спіральне свердло (Рисунок 3.9, а, б) складається з різальної частини 1, напрямної 2, шийки 3, хвостовика 4, лапки (або поводка) 5. Різальна частина виконує основну роботу різання. Напрямна частина спрямовує свердло в отворі і забезпечує виготовлення отвору потрібного діаметра. Хвостовик призначений для закріплення свердла в шпинделі верстата і може бути циліндричним або конічним. Свердла з конічним хвостовиком встановлюють безпосередньо в конусний отвір шпинделя верстата, а якщо розміри конусів не співпадають, то використовують перехідні втулки. Для кріплення свердел з циліндричним хвостовиком застосовують свердлильні кулачкові патрони. Лапка служить упором при вибиванні зі шпинделя свердел з конічним хвостовиком. У свердел з циліндричним хвостовиком поводок попереджує провертання свердла в патроні.

• свердла для глибокого свердління – однолезові та дволезові застосовують при свердлінні отворів, глибина яких в 5 і більше разів більше діаметра.

• центрувальні свердла призначені для утворення центрових гнізд у заготовках, що оброблюються на верстатах в центрах.

• Свердла для кільцевого свердління – застосовують для свердління глибоких отворів, діаметр яких перевищує 75 мм.

Різальна частина спірального свердла (Рисунок 3.9, в) включає в себе передню (6) і задню (7) поверхні, головну (8) і допоміжну (9) різальні кромки, а також поперечну кромку (10). Передньою поверхнею свердла є гвинтова поверхня канавки, якою сходить стружка. Задня поверхня – це обернена до поверхні різання поверхня, що утворюється при заточуванні свердла.

Головні різальні кромки свердла утворюються на перетині передніх і задніх його поверхонь. Кут між головними різальними кромками 2φ у свердел для обробки сталі і чавуну становить 116...118, для свердління м'яких і в'язких матеріалів (алюмінію, силуміну) – 80...90, для свердління твердих і крихких матеріалів – 130...140.

В головній січній площині N-N, перпендикулярній до головної різальної кромки, свердло має форму різця з притаманними йому геометричними параметрами.

Кут ω – кут нахилу гвинтової канавки – вимірюють по зовнішньому діаметру. Зазвичай ω=18...30.

Кут нахилу поперечної різальної кромки ψ у стандартних свердел дорівнює 50...55.

Для зменшення тертя свердла об стінки отвору на напрямній частині його залишають дві вузькі гвинтові стрічки завширшки 0,2...2,6 мм , а решту її роблять меншого діаметра. З цією ж метою діаметр свердла зменшують у напрямі до хвостовика на 0,03...0,1 мм на кожних 100 мм довжини. Свердла виготовляють з легованої сталі 9ХС, швидкорізальних сталей Р6М5 та оснащених твердим сплавом ВК6, ВК8 та інших.

Зенкери

Для підвищення точності форми отворів отриманих після свердління, лиття, штампування, а також для обробки торцевих поверхонь використовують багатолезовий інструмент – зенкер. Зенкери обробляють отвори за 11 квалітетом точності і забезпечують шорсткість поверхні Rz 20...40 мкм.

В залежності від призначення розрізняють наступні основні типи зенкерів:

1) спіральні (Рисунок 3.10, а, б), які служать для збільшення діаметра попередньо отриманого отвору, підвищення його точності і зменшення шорсткості поверхні;

2) циліндричні з напрямною цапфою (Рисунок 3.10, в) – призначені для обробки циліндричних заглиблень під головки гвинтів та для обробки торцевих поверхонь;

3) конічні (зенківки) (Рисунок 3.10, г), для обробки конічних заглиблень під гвинти з потайною головкою, центрових отворів, зняття фасок в отворах і т.п.

Виготовляють зенкери суцільними з швидкоріжучої сталі, з напаяними твердосплавними пластинками і складеними з вставними ножами.

Найбільш широке застосування мають циліндричні зенкери. За способом кріплення зенкери бувають хвостові цільні або зварні діаметром 10...З0 мм; хвостові збірної конструкції діаметром 32...75 мм; насадні цільні діаметром 25...60 мм; насадні збірної конструкції діаметром 40...175 мм.

На відміну від свердла зенкер не має поперечної різальної кромки і кількість зуб’ів у нього 3...6, що підвищує точність отворів і якість їх поверхні.

Спіральний хвостовий зенкер (Рисунок 3.10, д) складається з робочої частини 1, шийки 2, хвостовика 3, лапки 4. Робоча частина зенкера, в свою чергу, складається з ріжучої 6 та калібрувальної 5 частин. Різальні кромки, що виконують основну роботу різання, розташовані під кутом φ = 45...60° до осі зенкера. Калібрувальна (напрямна) частина виконана зі зворотною конусністю до хвостовика з метою зменшення тертя і зношування калібрувальних зуб’ів; вона має напрямні стрічки завширшки 0,8…2 мм.

Передній кут зубців зенкера і задній кут вимірюють у площині, нормальній до різальної кромки (Рисунок 3.10, е).

Розвертки (Рисунок 3.11)

Для кінцевої обробки отворів 7...10 квалітету точності з шорсткістю поверхні Ra 0,32...1,25 мкм використовується багатолезовий осьовий різальний інструмент – розвертка; вона має 6...12 зуб’ів і більше (парна кількість).

Залежно від способу застосування розвертки поділяють на ручні і машинні;

За формою оброблюваного отвору розрізняють циліндричні, конічні, та ступінчасті розвертки;

За способом кріплення розрізняють кінцеві (хвостові) та насадні розвертки;

За конструкцією розвертки поділяють на цільні та збірні.

Ручні розвертки використовують для обробки циліндричних та конічних отворів вручну. Вони виготовляються з швидкорізальних сталей та легованої сталі 9ХС і працюють при малих швидкостях. Розвертки діаметром 3...40 мм мають циліндричний хвостовик з квадратом, яким вони кріпляться у воротку Машинні розвертки застосовують для обробки отворів на свердлильних, токарних, координатно-розточувальних та інших верстатах. Вони виготовляються з швидкорізальних сталей або оснащуються пластинами з твердого сплаву.

Розвертка складається з робочої частини (1), шийки (2) і хвостовика (3) (Рисунок 3.12). Робоча частина розверток складається з ріжучої (6) і калібрувальної (5) частин. Кут φ у ручних розверток дорівнює 1...2°, а в машинних – для оброблення крихких і твердих матеріалів φ = 3..5° і для в’язких матеріалів φ = 12..15°. Передній кут і задній кут вимірюють у площині, нормальній до різальної кромки.

Калібрувальна частина має циліндричну стрічку шириною 0,05...0,3 мм для кращого направлення в отворі при роботі і збереження діаметра розвертки. Розвертки хвостові виготовляють діаметром 3...50 мм, а насадні – до 100 мм.

Мітчики

Для утворення різьби в отворах використовують мітчики, які за конструкцією та використанням поділяються на наступні типи:

- слюсарні або ручні, які виготовляють комплектом з 2 або 3 штук;

- машинно-ручні одинарні або в комплекті з 2 штук, які призначені для нарізання метричної і трубної різьби в наскрізних і глухих отворах, як на верстаті так і вручну;

- машинні для нарізання метричної різьби в глухих і наскрізних отворах;

- гайкові для нарізання різьб в гайках на гайкорізних верстатах;

До основних конструктивних елементів мітчика відносяться ріжуча (забірна) частина 1, калібрувальна частина 2 та хвостовик 3 для закріплення мітчика в патроні (Рисунок 3.13).

Ріжуча частина виконує основну роботу різання. Калібрувальна частина служить для зачищення і калібрування різьби. Мітчики виготовляють з прямими або гвинтовими канавками. Хвостовик мітчика має циліндричну форму з квадратом на кінці для затиску і передачі крутного моменту.

Профіль різьби мітчика повинен відповідати профілю різьби, що нарізається.

5. Методичні вказівки

Лабораторну роботу виконують групи студентів із трьох – чотирьох осіб.

Студенти вивчають основні інструментальні матеріали, класифікацію різців та їх застосування, а також знайомляться з інструментами для обробки отворів. Кожний студент виконує індивідуальне завдання, видане викладачем.

6. Зміст звіту по виконаній лабораторній роботі:

• найменування лабораторної роботи; мета роботи; оснащення роботи;

• короткі теоретичні відомості про основні інструментальні матеріали, різці та інструменти для обробки отворів;

• рисунки різальних інструментів для обробки на токарних і свердлильних верстатах;

• висновок по виконаній роботі;

• індивідуальне завдання (на окремому аркуші)

7 Питання для самоперевірки

1. Які інструменти використовують при роботі на токарних верстатах?

2. Які інструменти використовують при роботі на свердлильних верстатах?

3. Основні інструментальні матеріали.

4. Класифікація токарних різців.

5. Центрові інструменти для обробки отворів.

6. Основні частини і елементи різця.

7. Застосування різців різних типів (по виду обробки).

Рисунок 3.1 Елементи токарного прямого прохідного різця

Рисунок 3.2 Типи токарних різців

Рисунок 3.3 Обробка площин (а, б, в) і відрізання заготовок (г, д) на токарному верстаті

Рисунок 3.4 Обробка конічних поверхонь на токарному верстаті

Рисунок 3.5 Обробка фасонних поверхонь різцями:

а – суцільним, б – з механічним кріпленням різальної частини,

в – дисковий різець

Рисунок 3.6 Обробка фасонної Рисунок 3.7 Нарізання зовнішньої поверхні за копіром різьби різцем

Рисунок 3.8 Типи свердел

Рисунок 3.9 Елементи і геометричні параметри

спірального свердла

Рисунок 3.10 Типи зенкерів; елементи і геометричні параметри

спірального зенкера

Рисунок 3.11 Типи розверток:

а – ручна прямозуба; б – машинна прямозуба; в – спіральна (з гвинтовими канавками); г – насадна циліндрична; д – циліндрична, що регулюється;

е, ж, з – комплект конічних розверток (чорнова, проміжна, чистова).

Рисунок 3.12 Елементи і геометричні параметри розвертки

Рисунок 3.13 Елементи мітчика:

1 – ріжуча (забірна) частина, 2 – калібрувальна частина, 3 – хвостовик

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 8

Завдання 1. Згідно варіанту з таблиці 3.1 порахувати глибину різання для вказаних видів та розмірів обробки. Виконати ескізи до зроблених розрахунків, проставити на них умовні розміри, показати глибину різання.

Таблиця 3.1

Приклад виконання індивідуального завдання до лабораторної роботи № 8:

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 8

Приклад 1 (варіанти 1…12)

Варіант Х

Завдання. Згідно варіанту порахувати глибину різання при свердлінні та наступному зенкеруванні отвору, якщо діаметр першого свердла 22 мм, а діаметр зенкера 23,8 мм. Виконати ескізи, проставити на них умовні розміри, показати глибину різання.

Розв’язання.

Глибина різання t при свердлінні отвору: мм,

де d – діаметр свердла;

Глибина різання t при зенкеруванні отвору: мм,

де D – діаметр зенкера, d – діаметр свердла.

Приклад 2 (варіанти 12…16)

Варіант Х

Завдання. Згідно варіанту порахувати глибину різання при чорновому та наступному чистовому розточуванні внутрішньої циліндричної поверхні, якщо діаметр отвору до обробки 12,0 мм, діаметр отвору після чорнового розточування 15,2 мм, а діаметр отвору після чистового розточування 17,0 мм. Виконати ескізи, проставити на них умовні розміри, показати глибину різання.

Розв’язання.

Глибина різання t при чорновому розточуванні

мм,

де D – діаметр отвору після чорнового розточування, d – діаметр отвору до обробки;

Г либина різання t при чистовому розточуванні

мм,

де D – діаметр отвору після чистового розточування, d – діаметр отвору після чорнового розточування.

Лабораторна робота № 9 Вивчення інструментів для обробки фрезеруванням

1. Мета роботи

• ознайомитись з класифікацією та призначенням фрез;

• ознайомитись з основними видами фрезерних робіт.

2. Оснащення роботи

1. Ріжучий інструмент: фрези різних типів

2. Плакати зі схемами обробки заготовок на фрезерних верстатах

3. Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись з основними типами фрез та їх призначенням

2. Ознайомитись з основними видами фрезерних робіт

3. Оформити звіт за результатами роботи

4. Стислі теоретичні відомості

1. Основні типи фрез та їх призначення

   • Класифікація фрез

Фреза – це тіло обертання, на поверхні якого розміщено ріжучі зуб’я.

В залежності від форми та призначення фрези поділяють на (Рисунок 5.1): циліндричні (а), торцеві (б, з), дискові (в), кінцеві (г), кутові (д), шпонкові (е), фасонні (ж), та інші.

За конструктивними ознаками фрези поділяють на суцільні (б, д) та із вставними ножами (зуб’ями) (а, з). Суцільні фрези виготовляють переважно із інструментальної швидкорізальної сталі. Вставні зуб’я виготовляють з швидкорізальної сталі або твердих сплавів, а корпуси збірних фрез – з конструкційних сталей. Вставні зуб’я припаюють, приварюють або кріплять механічним шляхом (гвинтами та клинами).

За формою задньої поверхні розрізняють фрези з гострозаточеним (и) та затилованим зубом (к). У фрез із гострозаточеними зуб’ями передня і задня поверхня зуба плоскі. Заточують їх по задній поверхні (и). Вони простіші у виготовленні, мають більшу стійкість, забезпечують одержання більш чистої оброблюваної поверхні. У фрез із затилованими зуб’ями передня поверхня зуба плоска, а задня поверхня зуба окреслена по архімедовій спіралі. Переточують їх по передній поверхні (к), після чого вони зберігають незмінним свій профіль. Із затилованими зуб’ями виготовляють фасонні фрези.

Окрім цього, фрези можуть бути з прямими (д), (м), гвинтовими (а) та різнонаправленими (л) зуб’ями.

В залежності від способу кріплення розрізняють насадні (а, в, д, ж) та кінцеві фрези (г, е). Насадні закріплюють на оправці, кінцеві з циліндричним хвостовиком – в патроні, з конічним хвостовиком – безпосередньо в отворі шпинделя або через перехідну втулку.

Торцеві фрези (б, з) кріплять або на кінцевій частині шпинделя, або на оправці

Призначення фрез

Циліндричні фрези мають зуб’я тільки на циліндричній поверхні і застосовуються для обробки площин. Суцільні фрези з гвинтовими зуб'ями виготовляють як з крупним, так і з дрібним зубом. Фрези з крупними зуб'ями застосовують при чорновому, а з дрібними – при чистовому фрезеруванні. Для фрезерування широких площин застосовують комплекти з кількох циліндричних фрез з різнонаправленими гвинтовими зуб’ями.

Торцеві фрези мають зуб’я як на торці, так і на боковій поверхні, можуть бути виготовлені суцільними або із вставними ножами і застосовуються для обробки площин.

Кінцеві фрези виготовляють зварними: різальна частина робиться з швидкорізальної сталі, хвостовик – з вуглецевої. Застосовують їх для обробки пазів, площин і фасонних поверхонь.

Дискові фрези застосовують для фрезерування прямолінійних пазів, канавок і площин. Виготовляють їх суцільними з швидкорізальної сталі та з вставними ножами із швидкорізальної сталі або твердих сплавів.

Відрізні і шліцьові фрези – дискові фрези малої товщини, які призначені для розрізання матеріалів і прорізання вузьких канавок, наприклад, у головках гвинтів.

Кутові фрези мають зуб’я на конічній і торцевій поверхні, використовують їх для фрезерування площин під кутом, канавок кутового профілю (при виготовленні фрез, зенкерів, розверток і таке інше).

Фасонні фрези застосовують для обробки деталей із складним, частіше криволінійним профілем. До них належать півкруглі опуклі і увігнуті фрези, модульні фрези і т. д. Контур різальної кромки зуба повинен відповідати профілю оброблюваної поверхні.

Пальцеві фрези застосовуються для нарізання зубів крупномодульних зубчастих коліс.

2. Основні елементи зубів циліндричної фрези (Рисунок 5.2)

Основні геометричні параметри циліндричної та торцевої фрези

Фреза – інструмент з багатьма лезами (зуб’ями). Циліндрична фреза складається з корпусу 1 та ріжучих зуб’ів 2. Кожен із зуб’ів фрези можна вважати окремим різцем із властивими йому геометричними параметрами.

Зуб має наступні елементи: передню поверхню 3; задню поверхню 6; спинку зуба 7; стрічку 5 та ріжуче лезо 4.

У циліндричної фрези розрізняють такі кути:

Передній кут γ циліндричної фрези визначають в площині N–N, що перпендикулярна до різальної кромки (а). У фрез із швидкорізальної сталі в залежності від властивостей оброблюваного матеріалу його значення змінюється в межах 10 ... 20°, а у твердосплавних фрез γ = 10...(-15°). Чим м'якіший матеріал оброблюваної заготовки, тим більшим обирають передній кут. Передній кут полегшує утворення та схід стружки.

Задній кут α циліндричної фрези визначають в площині, перпендикулярній до осі фрези. Це кут між дотичною до задньої поверхні зуба фрези в точці С та дотичною до кола, що утворюється цією точкою при обертанні навколо осі фрези (а). В залежності від типу фрези задній кут змінюється в межах 6...25°. Так само визначаються кути γ та α на циліндричній частині торцевих фрез. Головний задній кут зменшує тертя задньої поверхні зуба об поверхню різання.

Кут нахилу зуб’ів ω забезпечує більш спокійні умови різання у порівнянні з фрезами з прямими зуб’ями та надає необхідне направлення стружці, що сходить (б).

У зуба торцевої фрези ріжуче лезо має більш складну форму. Для торцевих фрез суттєве значення мають головний (φ) та допоміжний (φ₁) кути в плані.

Головний кут в плані φ – кут між проекцією головної різальної кромки зуба торцевої фрези на осьову площину та напрямком подачі (б). Найчастіше кут φ приймають в межах 45...60°.

Допоміжний кут в плані φ₁ (б) зменшує тертя допоміжної ріжучої кромки об оброблювану поверхню. Його зазвичай обирають в межах 5...10°, але використовують також фрези з кутом φ₁ = 0°.

Застосовують також торцеві фрези і з лезами зуб’ів більш складної форми (в), які мають головну різальну кромку 8, допоміжну кромку 10 і перехідну кромку 9 з кутом φ₀ = φ / 2. Наявність перехідної кромки підвищує міцність зуба.

3. Основні види фрезерних робіт (Рисунок 5.3)

До основних видів фрезерних робіт відносяться наступні роботи: обробка горизонтальних, вертикальних і похилих площин, фасонних поверхонь, фрезерування пазів, шпонкових канавок, зуб’ів прямозубих і гвинтових циліндричних зубчастих коліс, обробка складних поверхонь набором фрез, нарізання різьб.

• Фрезерування площин (горизонтальних, вертикальних, похилих)

Горизонтальні площини (а, б) обробляють на горизонтально-фрезерних верстатах циліндричними фрезами або на вертикально-фрезерних і поздовжньо-фрезерних верстатах торцевими фрезами.

Вертикальні площини (в, г, д) обробляють на горизонтально-фрезерних верстатах торцевими або дисковими фрезами, на вертикально-фрезерних верстатах – кінцевими фрезами, а на поздовжньо-фрезерних верстатах – торцевими фрезами.

Похилі площини і скоси (е, ж) фрезерують торцевими і кінцевими фрезами на вертикально-фрезерних верстатах з поворотною фрезерною головкою, або на горизонтально-фрезерних верстатах кутовими фрезами.

• Фрезерування прямокутних пазів і уступів

Уступи і прямокутні пази (з, и, м, о) фрезерують дисковими фрезами на горизонтально-фрезерних верстатах, або кінцевими фрезами на вертикально-фрезерних і горизонтально-фрезерних верстатах. Фрезерування паралельних, перпендикулярних площин та уступів здійснюється набором фрез (циліндричних або дискових) за допомогою установочних кілець на горизонтально-фрезерних верстатах.

Фрезерування закритих та відкритих шпонкових пазів

Закриті шпонкові пази (н) фрезерують кінцевими фрезами, а відкриті – кінцевими або спеціальними шпонковими фрезами на вертикально-фрезерних верстатах.

Пази під сегментні шпонки фрезерують на горизонтально-фрезерних верстатах дисковими фрезами. Заготовці при цьому надають вертикальну подачу.

• Фрезерування Т-подібних пазів і пазів типу "ластівчин хвіст"

Т-подібні пази (к) фрезерують на вертикально-фрезерних верстатах за два проходи: спочатку паз прямокутного профілю кінцевою фрезою (рідше на горизонтально-фрезерних верстатах дисковою фрезою), після цього нижню частину паза – фрезою для Т-подібних пазів.

Пази типу "ластівчин хвіст" (л) фрезерують на вертикально-фрезерних верстатах за два проходи: спочатку прямокутний паз кінцевою фрезою, після цього скоси пазу – кінцевою однокутовою фрезою.

• Фрезерування фасонних поверхонь

Фасонні поверхні (п, р, с) обробляють фасонними фрезами відповідного профілю найчастіше на горизонтально-фрезерних верстатах, а складні просторові фасонні поверхні – на спеціальних копіювально-фрезерних верстатах.

5. Методичні вказівки

Лабораторну роботу виконують групи студентів із трьох – чотирьох осіб. Студенти знайомляться з теоретичними відомостями про основні типи фрез та їх призначення, а також з основними видами фрезерних робіт. Кожний студент виконує індивідуальне завдання, видане викладачем.

6. Зміст звіту по виконаній лабораторній роботі

• найменування лабораторної роботи; мета роботи; оснащення роботи;

• короткі теоретичні відомості про основні типи фрез та види фрезерних робіт;

• рисунки різальних інструментів для обробки на фрезерних верстатах;

• висновок по виконаній роботі;

• індивідуальне завдання (на окремому аркуші).

7. Питання для самоперевірки

1. Що уявляє собою фреза.

2. Класифікація фрез в залежності від форми та призначення.

3. Класифікація фрез за конструктивними ознаками.

4. Класифікація фрез за формою задньої поверхні зубів.

5. Класифікація фрез в залежності від способу кріплення.

6. Основні елементи зубів циліндричної фрези

7. Призначення фрез.

Рисунок 5.1 Типи фрез а)...з), л), м) та типи зубів фрез і їх параметри и), к)

Рисунок 5.2 Основні геометричні параметри циліндричної і торцевої фрез

Рисунок 5.3 Основні види фрезерних робіт

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 9:

Завдання 1. Для обробки площини на фрезерному верстаті 6Р82 розрахувати частоту обертання n торцевої фрези діаметром D зі швидкістю різання V згідно варіанту з таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Приклад виконання індивідуального завдання до лабораторної роботи № 9:

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 9

Варіант Х

Завдання 1. Для обробки площини на верстаті 6Р82 розрахувати частоту обертання n торцевої фрези діаметром D=100 мм зі швидкістю різання V=31,4 м/хв згідно варіанту Х.

Розв’язання.

Швидкість різання обчислюють за формулою

де D – діаметр фрези, мм

n – частота обертання шпинделя верстата (фрези), хв^-1

Звідки

Література

1. Прейс Г.Н. и др. Технология конструкционных материалов – К.: Вища шк., 1991. – 391 с.

2. Попович В.В., Попович В.В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Підручник.- Львів: Світ, 2006.- 622 с.

3. Кузін О.А., Яцюк Р.А. Металознавство та термічна обробка металів: Підручник.- Львів: Афіша, 2002.- 304с.

4. Технологія конструкційних матеріалів: підруч./[за ред. проф. М.А. Сологуба] – 2-ге вид., перероб. і допов. – К.: Вища шк., 2002. – 374 с.

5. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов: учебник для машиностроительных специальностей вузов / [А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Борсукова и др.]; под общ. ред. А.М. Дальского. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.

6. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам – К.: Госстандарт Украины. – 1996. – 26 с.

7. ДСТУ ГОСТ 7.1 – 2006. Бібліографічний запис. Бібліографічний опис: загальні вимоги та правила складання. – К.: Держспоживстандарт України. 2007. – 47 с.

8. Большой энциклопедический технический словарь. 2004.

9. Большой энциклопедический словарь. 2000.

10. Энциклопедия "Техника". – М.: Росмэн. 2006.

ДОДАТКИ

Додаток А

Титульна сторінка (зразок)

Міністерство освіти і науки України

Черкаський державний технологічний університет

кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв

Звіт

про виконання лабораторних робіт

з дисципліни

"Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство"

(Частина1)

черкаси 20...

Додаток б

Додаток в