Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра теоретических основ материаловедения
В.Н Коробко, А.И. Кузнецов, С.И. Гринёва, М.М. Сычёв
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Методические указания
к лабораторной работе
Санкт-Петербург
2004
УДК 621.914(031)
Коробко В.Н., Кузнецов А.И., Гринёва С.И., Сычёв М.М. Фрезерные станки: Метод. указания. СПб., СПбГТИ(ТУ), 2003. – 20 с.
В методических указаниях описаны станки фрезерной группы: консольные вертикально- и горизонтально-фрезерные, бесконсольные, продольно-фрезерные и фрезерные станки непрерывного действия. Рассмотрена кинематика консольных фрезерных станков.
Методические указания предназначены для студентов 2 курса инженерно-кибернетического факультета и соответствуют рабочей программе «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».
Ил.14, библиогр. 8 назв.
Рецензент: В.Г. Корсаков, д-р хим. наук, профессор каф. ХТМИЭТ СПБГТИ(ТУ).
Утверждено на заседании учебно-методической комиссии общеинженерного отделения 22.09.03.
Рекомендовано к изданию РИСо СПбГТИ(ТУ)
ВВЕДЕНИЕ
Фрезерование – процесс обработки плоскостей, фасонных и винтовых поверхностей, нарезание шлицев, резьбы и зубчатых колёс, получение винтовых канавок вращающимся режущим инструментом – фрезой. Этот метод обработки металлов резанием широко применяется в машиностроении, уступая по своей распространённости только токарной обработке.
В методическом указании рассмотрены различные типы фрезерных станков, что позволяет познакомить студентов с их конструкцией, принципами работы и возможностями при обработке деталей различных габаритов и назначения.
Фрезерная группа станков (6) включает: вертикално-фрезерные консольные станки – тип 1; непрерывного действия – тип 2; тип 3 – отсутствует; копировальные и гравировальные – тип 4; вертикальные бесконсольные станки – тип 5; продольно-фрезерные станки – тип 6; консольные широкоуниверсальные – тип 7; горизонтально-фрезерные консольные станки – тип 8; разные – тип 9 (шпоночно-фрезерные, резьбо-фрезерные и т.п.).
При обозначении модели станка первая цифра указывает номер группы – 6 (фрезерная), буква обозначает модернизацию станка, следующая цифра – тип станка, последняя цифра – номер стола (размер стола от 0 до 5), буква, которая может стоять после номера стола обозначает модификацию станка (6Н81Г; 6Р82; 6Н11; 6Н13).
1.1 Консольные фрезерные станки
К консольным фрезерным станкам относятся горизонтально-, вертикально-, и универсально-фрезерные1 станки. Эти станки – наиболее распространённый тип станков, применяемый для фрезерных работ. Своё название они получили от консольного кронштейна (консоли), перемещающейся по вертикальным направляющим станины станка и служащей опорой для горизонтальных перемещений стола.
Схема горизонтально-фрезерного станока приведена на рисунке 1. Шпиндель станка, на котором крепится инструмент, вращается вокруг горизонтальной оси. Станок может работать цилиндрическими, дисковыми и торцевыми фрезами. Он состоит из станины, в которой размещена коробка скоростей. По вертикальным направляющим смонтированным на станине перемещается консоль. На консоли смонтирован стол, на нём крепится заготовка, которая с помощью механизмов стола получает подачу в трёх направлениях – продольном, поперечном и вертикальном. Коробка подач размещена внутри консоли. В верхней части станины расположен хобот, по направляющим которого перемещается подвеска. В подвеске находится подшипник для поддержания оправки с фрезой (см. приложение А).
Рисунок 1 Горизонтально-фрезерный станок 6Н82Г
Рисунок 2 Вертикально-фрезерный станок 6Н12
Вертикально-фрезерный станок называется так, потому что его шпиндель смонтирован перпендикулярно рабочей плоскости стола, т.е. расположен вертикально – рисунок 2. Этот станок так же состоит из станины, в которой смонтирована коробка скоростей. Шпиндельная головка находится в верхней части станины, она может поворачиваться в вертикальной плоскости. Заготовка размещается на столе, смонтированном на консоли, и может совершать движение подачи в трёх плоскостях. В консоли смонтирована и коробка подач (см. Приложение В).
На рисунке 3 приведены виды операций, которые выполняются на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках.
Рисунок 3 Обработка заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках
а – фрезерование горизонтальной плоскости на горизонтально-фрезерном станке цилиндрической фрезой; б – фрезерование горизонтальной плоскости на вертикально-фрезерном станке торцевой фрезой; в – фрезерование вертикальной плоскости на горизонтально-фрезерном станке торцевой фрезой; г – фрезерование вертикальной плоскости на вертикально-фрезерном станке концевой фрезой;
д – фрезерование наклонной плоскости торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке; е – фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой;
ж – фрезерование скоса на горизонтально-фрезерном станке одноугловой фрезой; з – фрезерование комбинированной поверхности набором фрез на горизонтально-фрезерном станке; и – фрезерование прямоугольных пазов и уступов дисковой фрезой на горизонтально-фрезерном станке; к – фрезерование уступов и прямоугольных пазов концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке; л – фрезерование фасонного паза фасонной дисковой фрезой на горизонтально-фрезерном станке; м – фрезерование углового паза одноугловой и двухугловой фрезами на горизонтально- фрезерном станке; н – фрезерование паза типа «ласточкин хвост» концевой одноугловой фрезой на вертикально-фрезерном станке;2 о – фрезерование Т-образного паза на вертикально-фрезерном станке;3 п –фрезерование закрытых шпоночных пазов концевой шпоночной фрезой на вертикально-фрезерном станке; р – фрезерование открытого шпоночного паза концевой или шпоночной фрезой на вертикально-фрезерном станке;
с – фрезерование шпоночного паза под сегментную шпонку дисковой фрезой на горизонтально-фрезерном станке; т – фрезерование фасонных поверхностей незамкнутого контура с криволинейной образующей на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках
Вертикальные бесконсольно-фрезерные станки (рисунок – 4) используются для обработки деталей большой массы и размеров. В отличие от консольных фрезерных станков, где деталь закрепляется на консольно установленном столе, испытывающем значительные изгибающие нагрузки, у бесконсольных станков стол смонтирован непосредственно на станине. У вертикально-фрезерных станков он имеет продольное перемещение вдоль горизонтальных направляющих салазок, которые имеют поперечное перемещение по направляющим станины. Вертикальное перемещение получает шпиндельная головка.
Продольно-фрезерные станки используются для обработки заготовок большой массы и размеров. У консольно-фрезерных станков большого размера производить подъём и опускание консоль становится неудобным, поэтому в этих станках подъёмные консольные столы заменены столами, имеющими только продольное перемещение. Вертикальное перемещение получает шпиндель. Продольно-фрезерные станки бывают одностоечными (рисунок – 5) и двухстоечными
(рисунок – 6) с длиной стола 1250 12 000 мм и шириной 400 5 000 мм.
Рисунок 4 – Бесконсольный вертикально-фрезерный станок ГФ
1 – станина; 2 – салазки; 3 – стол (500×2000 мм);
4 – шпиндельная головка
Заготовка устанавливается на столе станка и имеет только продольное перемещение. На стойках расположены фрезерные головки, которые могут перемещаться вверх и вниз по направляющим. Для повышения жёсткости у двухстоечных станков верхние части стоек соединены поперечиной.
В случае необходимости одновременной обработки более двух поверхностей используют многошпиндельные продольно-фрезерные станки (рисунок – 7). Станок имеет четыре поворотные шпиндельные головки: две вертикальные головки, расположенные на траверсе, и две горизонтальные головки, расположенные на стойках. Стол имеет только продольное перемещение. Обработка заготовки может производиться одновременно четырьмя фрезами подачей стола, подачей шпиндельных бабок при неподвижном столе, подачей стола и шпиндельных бабок одновременно, подачей траверсы вниз при неподвижном столе.
Рисунок 5 – Одностоечный продольно-фрезерный станок с одним горизонтальным шпинделем А662В
1 – стол; 2 – шпиндельная головка; 3 – стойки перемещения шпиндельной головки
Рисунок 6 – Двухстоечный продольно-фрезерный станок А662
1 – стол; 2 – шпиндельная головка; 3 – стойки перемещения шпиндельной головки
Рисунок 7 – Многошпиндельный двухстоечный продольно- фрезерный станок 66824
1,2 – вертикальные шпиндельные головки; 3,4 – горизонтальные шпиндельные головки; 5 – стол (3,6×12 м); 6 – поперечина; 7 – пульт управления; 8 – кнопочные станции регулирования
На станках непрерывного действия фрезеруют плоские поверхности больших партий однотипных деталей. Они бывают двух типов: карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные.
Карусельно-фрезерные станки, как показано на рисунке 8 оснащены фрезерной головкой, которая перемещается вертикально по стойке станка. На круглом столе – карусели с вертикальной осью вращения установлены заготовки. Они снимаются при окончании обработки без остановки станка. Фрезерование производится непрерывно. Карусель может иметь диаметр 750 2 000 мм.
У барабанно-фрезерных станков, в соответствии с рисунком 9, барабан имеет горизонтальную ось вращения. Заготовки устанавливаются на гранях барабана, и они медленно вращаются вместе с барабаном, осуществляя круговую подачу. Обработка ведётся одной или несколькими фрезерными головками.
Рисунок 8 – Карусельно-фрезерный станок
Рисунок 9 – Барабанно-фрезерный станок
2 КИНЕМАТИИКА КОНСОЛЬНЫХ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
На рисунке 10 приведена кинематическая схема консольного универсально-фрезерного станка. Станок располагает двумя самостоятельными приводами – приводом главного движения (вращение шпинделя) и приводом подачи (см. Приложение Б).
Главное рабочее движение сообщается шпинделю (вал V) от электродвигателя (N = 7кВт; n = 1440 об/мин) через пятиваловую коробку скоростей. Вращение от двигателя через упругую соединительную муфту передаётся на вал I коробки скоростей. За счёт изменения положения подвижных блоков на валах II и IV коробки скоростей шпинделю сообщается 18 различных чисел оборотов в диапазоне от 31,5 до 1600 об/мин.
Движение подачи и быстрое перемещение стола в трёх направлениях осуществляется от второго двигателя (N = 1,7 кВт; n = 1420 об/мин).
Величина минутной подачи определяется по формуле:
sм = nэ.д.i t,
где nэ.д. – число оборотов в минуту вала электродвигателя;
i – передаточное отношение между валом электродвигателя и соответствующим ходовым винтом;
t – шаг ходового винта, мм.
Таким образом, при постоянных значениях величин nэ.д. и t количество различных величин минутных подач sм определяется числом возможных передаточных отношений i между валом электродвигателя и ходовым винтом.
Подачи сообщаются столу станка по следующей схеме: электродвигатель – вал VI – зубчатые колёса 26/50 – вал VII зубчатые колёса 26/57 – вал VIII – тройной подвижной блок (18/36; 27/27; 36/18) – вал IX – второй тройной блок, перемещающийся по шлицевому валу X (18/40; 21/37; 24/34) – вал Х – зубчатые колёса 40/40 или перебор 13/45 – 18/40 – вал XI – зубчатые колёса 28/35 – вал XII.
С вала XII движение может передаваться по трём направлениям:
1) вал XII – зубчатые колёса 18/33 – вал XIII – зубчатые колёса 33/37 – вал XIV – зубчатые колёса 18/16 – вал XV – зубчатые колёса 18/18 – ходовой винт продольной подачи;
2) вал XII – зубчатые колёса 18/33 – вал XIII – зубчатые колёса 33/37 – вал XIV – зубчатые колёса 37/33 – ходовой винт поперечной подачи XVII;
3) вал XII – зубчатые колёса 18/33 – вал XIII – зубчатые колёса 22/33 – вал XIII – зубчатые колёса 23/47 – ходовой винт вертикальной подачи XIX.
Таким образом может быть получено 18 продольных и поперечных подач стола в диапазоне от 25 до 1250 мм/мин и 18 вертикальных подач в пределах от 8,3 до 400 мм/мин.
Рисунок 10 – Кинематическая схема консольного универсально-фрезерного станка 6М82
Чтобы получить быстрое перемещение стола в любом из трёх направлений, требуется включить насаженную на вал XI фрикционную муфту, которая соединит колесо z = 33 с валом XI. В этом случае движение от электродвигателя к валу XI будет передаваться через промежуточные зубчатые колёса z = 50 и z = 67, минуя коробку подач. С вала XI на соответствующие ходовые винты быстрое движение передаётся по тем же цепям, что и рабочие подачи. Скорость быстрого перемещения стола в продольном и поперечном направлениях составляет 3000 мм/мин, а в вертикальном – 1000 м/мин.
Кинематическая схема вертикально-фрезерного станка 6М12П, приведённая на рисунке 11, в значительной степени совпадает с рассмотренной выше схемой (см. Приложение). Здесь числа оборотов шпинделя также изменяются от 31,5 до 1600 об/мин. Однако кинематическая цепь главного движения несколько отличается от рассмотренной.
Рисунок 11 – Кинематическая схема консольного вертикально-фрезерного станка 6М12П
Главное движение от электродвигателя (N = 7 кВт; n = 1440 об/мин) к шпинделю осуществляется по следующеё схеме: электродвигатель – упругая соединительная муфта – вал I постоянные зубчатые колёса 26/54 – вал II – тройной передвижной блок зубчатых колёс, дающий три переключения между валами II и III (16/36; 19/36; 22/33) – вал III – второй такой же блок, дающий три переключения между валами III и IV (18/47; 28/37; 39/26) – вал IV – двойной передвижной блок, дающий переключение между валами IV и V (20/70; 83/37) – вал V – конические зубчатые колёса 29/29 – вал VI – зубчатые колёса 54/54 – шпиндель станка VII.
Кинематические цепи подач станка модели 6М12П полностью соответствуют рассмотренным выше цепям станка модели 6М82. Все обозначения на приводах подач на схемах – рисунок 10 и рисунок 11, совпадают. Значения подач также совпадают.
3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Кинематика консольных фрезерных станков
3.1 Цель работы
Ознакомление со способами обработки заготовок на фрезерных станках, с устройством фрезерных станков различных типов и с кинематикой консольных фрезерных станков.
3.2 Приборы и материалы
Кинематические схемы консольных фрезерных станков и образцы фрез.
3.3 Описание (содержание) работы
1. Для выполнения работы студенты в соответствии с индивидуальными заданиями получают кинематические схемы фрезерных станков, составляют уравнения кинематических цепей главного движения и движения подачи и рассчитывают частоту вращения шпинделя и величину подачи.
2. В соответствии с индивидуальным заданием по образцу детали студенты определяют, какими фрезами и на каких станках фрезеровалась данная деталь.
3.4. Оформление результатов работы
Оформление результатов работы студенты осуществляют в виде отчёта, в котором приводятся расчёты кинематических цепей и карандашные эскизы деталей с указанием способов их обработки в соответствии с индивидуальным заданием.
3.5 Контрольные вопросы
1 Классификация фрезерных станков.
2 Маркировка фрезерных станков.
3 Конструкция консольного горизонтально-фрезерного станка.
4 Конструкция консольного вертикально-фрезерного станка.
5 Виды обработки, производимые на консольных фрезерных станках.
6 Назначение и особенности конструкции бесконсольных фрезерных станков.
7 Назначение и особенности конструкции продольно-фрезерных станков.
8 Типы фрезерных станков непрерывного действия и их назначение.
9 Особенности кинематики главного движения и движения подачи консольных фрезерных станков.
10 Способ реверсирования движения подачи, применяемый в консольных фрезерных станках.
ЛИТЕРАТУРА
1990г., 528с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Основные узлы консольного универсально-фрезерного станка 6М82.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
Возможные положения блоков зубчатых колёс коробки скоростей
станка 6М82 (а) и коробка подач станка 6М82 (б)
а
б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)
Основные узлы консольного вертикально-фрезерного станка 6М12П
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………………………….. 3
универсально-фрезерного станка 6М82 …………………………………. 11
вертикально-фрезерного станка 6М12П ………………………………… 13
Литература ………………………………………………………………… 15
Приложение А Основные узлы консольного
универсально-фрезерного станка 6М82 …………………………………. 16
Приложение Б Возможные положения зубчатых колёс коробки
скоростей станка 6М82 (а) и коробка подач станка 6М82 (б) …………. 17
Приложение В Основные узлы консольного
вертикально-фрезерного станка 6М12П ………………………………… 18
Кафедра теоретических основ материаловедения
Методические указания
Фрезерные станки
Виктор Николаевич Коробко
Александр Иванович Кузнецов
Светлана Ивановна Гринёва
Максим Максимович Сычёв
Отпечатано с оригинал-макета. Формат 60×901/16.
Печ. л. Тираж экз.
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
198013 Санкт-Петербург, Московский пр., 26
1 Универсально-фрезерные станки отличаются от горизонтально-фрезерных станков тем, что их стол может осуществлять поворот по круговым направляющим на угол (45 50о), что необходимо при фрезеровании винтовых канавок.
2 Фрезерование паза осуществляется в два захода: сначала фрезеруется прямоугольный паз концевой фрезой, затем – скосы паза одноугловой концевой фрезой.
3 Фрезерование паза осуществляется за два прохода: сначала фрезеруется прямоугольный паз концевой или дисковой фрезой, затем фрезеруется нижняя часть паза фрезой для Т-образных пазов.
4 Станок предназначен для обработки с трёх сторон крупногабаритных деталей весом до 120 т, длиной до 12 м, шириной и высотой до 3,6 м.