Фрезерование криволинейных поверхностей

Обработка криволинейных поверхностей фрезерованием осу­ществляется фасонными фрезами, по копиру и при помощи на­строенных кинематических цепей.

Обработка фасонными фрезами применяется для фрезерова­ния относительно коротких фасонных незамкнутых поверхностей в крупносерийном и массовом производствах.

Обработка осуществляется осевыми, концевыми и дисковыми фасонными фрезами, имеющими профиль режущих зубьев одина­ковый с фасонной поверхностью.

Фрезерование по копиру или копирное фрезерование приме­няют при обработке деталей с замкнутой фасонной поверхностью, фасонных профилей значительной длины, а также фасонных про­филей, которые невозможно обработать фасонными фрезами.

Процесс формообразования фасонной поверхности основан на совершении вполне определенных движений фрезы относительно обрабатываемой поверхности заготовки.

Относительные перемещения инструмента и заготовки при об­разовании поверхности выполняются при помощи одного, двух или трех простых копиров или одного сложного пространствен­ного копира.

Фрезерование по копиру можно выполнить с помощью механи­ческих копировальных устройств; с помощью станков со следящим приводом для управления скоростями подач.

Фрезерование криволинейной поверхности детали по копиру с помощью механических устройств показано на рис. 243, а. Копировальный ролик 1 взаимодействует с криволинейным уча­стком профиля копира 2. Усилие подачи Q может быть разложено на две составляющие: касательную силу Т к профилю копира и нормальную к нему силу N.

Нормальная сила N создает постоянный контакт между ро­ликом и копиром. Касательная сила Т создает относительное пере­мещение ролика по копиру, осуществляя процесс копирования.

Деталь

Рис. 243. Расчетные схемы при фрезеровании криволинейной поверхности по копиру

Рис. 244. Конструктивные схемы образования криволинейных поверхностей с помощью одного копира: а — копир и деталь имеют поступательное движение; б — копир и деталь имеют враща­тельное движение; в — копир имеет поступательное, а деталь — вращательное движение; (/ — деталь; 2 — копир; 3 — палец копировального прибора; 4 — фреза; 5 — шпиндельная бабка; 6 — поперечина; 7 -— стол; 8 — стойка)

Произвольное изменение диаметров фрезы и ролика при обра­ботке детали по определенному профилю копира вызывает иска­жение формы профиля обрабатываемой детали.

На рис. 244 представлены различные конструктивные схемы образования криволинейных поверхностей при помощи одного копира.

Образование криволинейных поверхностей при помощи двух копиров, совместно влияющих на характер движения обрабаты­ваемой заготовки и фрезы, имеет следующие преимущества:

1. обеспечивает обработку поверхности с большими углами наклона профиля;

2. обеспечивает обработку линейчатых поверхностей типа ци­линдров и коноидов и др.

На рис. 245 показана конструктивная схема обработки слож­ного профиля с большими углами наклона со следующей кинематикой формообразования: один копир и заготовка имеют поступательное, а другой копир — вращательное движение.

Стол с обрабатываемой заготовкой 3 перемещается по станине, связанной с механизмом подач 9.

Подача осуществляется через винт 8 и гайку. Обработка де­тали 3 производится фрезой 6.

Первый копир 10 в форме дискового кулачка, получающий вра­щение от механизма подач 9, через ролик 11 сообщает поступа­тельное движение ползуну с копиром /. Копир / через ролик 2 осуществляет возвратно-поступательное движение ползунов 7 и 4

по стойкам 5. Необходимый контакт между роликом 11 и копиром 10 осуществляется пружиной или противовесом. Сочетание криволинейных контуров копиров 10 и 1 обес­печивает обработку сложной поверхности.

Значительные усилия, воз­никающие в месте контакта ролика и копира при фрезе­ровании по копиру с по­мощью механических уст­ройств, вызывают появление деформаций в системе СПИД, снижающих точность обра­ботки.

Автоматизация цикла фрезерования криволинейных поверх­ностей при наличии механической продольной (задающей) подачи осуществляется следящей подачей фрезы или заготовки, повто­ряющей очертания копира. Следящая подача может осуще­ствляться при помощи груза или пружины, постоянно прижима­ющих следящий щуп,

Рис. 245. Образование сложной поверх­ности по двум копирам

имеющий форму пальца или ролика, к ко­пиру. В автоматических копировально-фрезерных станках при­меняют гидравлическую, электрическую или электрогидравли­ческую следящую систему.

Основное преимущество копировально-фрезерных станков со следящими приводами по сравнению с механическими устрой­ствами обуславливается свойством следящих систем: незначи­тельное давление копировального щупа на копир, не вызывающего деформаций в системе СПИД. Это позволяет изготавливать ко­пиры из мягких, легко обрабатываемых материалов.

Однако на точность обработки на копировально-фрезерных станках со следящей системой оказывают влияние погрешности, зависящие от: 1) порога чувствительности копировальной головки станка (минимальное перемещение копировального пальца го­ловки, необходимое для создания командного импульса); 2) инерционности следящей системы (время срабатывания следящей си­стемы станка); 3) инерционности выбега подвижных систем — столов, кареток станка.

Фрезерование поверхностей при помощи настроенных кинема­тических цепей обеспечивает образование определенной формы у детали согласно настройке кинематической цепи станка, связы­вающей вращение инструмента или обрабатываемой детали с переме­щениями инструмента или обра­батываемой детали. Наиболее рас­пространенными способами приме­нения настроенных кинематиче­ских цепей при фрезеровании являются нарезание резьб, обра­ботка спиралей, обработка зубча­тых колес методом обкатки.

• На рис. 246 показана обработка архимедовой спирали кулачка при помощи несложного приспособле­ния, основанного на использова­нии кинематических зависимос­тей.

Рис. 246. Приспособление для обра­ботки кулачков