Технологические операции, выполняемые на ФС-1

Фрезерный станок ФС-1 предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ по дереву: изготовление вагонки, половой доски, плинтуса, наличника, филенки и других столярных и мебельных изделий.

Обработка осуществляется по направляющей линейке, также технологические возможности станка могут быть расширены за счет применения специальной оснастки – копировальной приставки, что делает возможным использование станка для объемно-копировальных работ.

Наличие наклоняемого шпинделя позволяет расширить операционные возможности станка, уменьшить номенклатуру применяемого инструмента, а также повысить качество обрабатываемой поверхности сложных профилей.

Функциональная схема станка ФС-1.

 

Заготовка 3 (рис 2.2.) базируясь боковой пластью по поверхности направляющей 2 линейки и по плоской поверхности рабочего стола, надвигается на инструмент 4 - насадную фрезу.

Для обеспечения надёжного базирования заготовка дополнительно прижимается прижимами.

 

Рис.2.2. Функциональная схема

 

1-задняя направляющая линейка 2-передняя направляющая линейка 3 -заготовка 4- режущий инструмент.

 

 

Краткое описание конструкции станка ФС-1

  Одношпиндельный фрезерный станок с ручной подачей ФС-1 изображен на рис.2.3. Внутри станины 1 коробчатой формы смонтирован шпиндельный суппорт с фрезой 7. Положение суппорта можно регулировать по высоте маховичком 11. Сверху на станине неподвижно установлен стол 4, а также передняя 9 и задняя 5 направляющие линейки для базирования обрабатываемого материала Зубчатый сектор 6 служит для предотвращения выброса заготовки из станка. Вращающийся инструмент закрыт ограждением 8. Шпиндель 14 приводится во вращение от двухскоростного электродвигателя 13 через плоскоременную передачу. Для натяжения ремня используют маховичок 12. Частота вращения шпинделя 4500-8000 об/мин, его быстрая остановка обеспечивается электроторможением электродвигателя. Рис.2.3. Одношпиндельный фрезерный станок с ручной подачей ФС-1: а-общий вид; б-кинематическая схема; 1-станина; 2-переключатель частоты вращения шпинделя; 3-выключатель; 4-стол; 5,9-направля-ющие линейки; 6-зубчатый сектор; 7-режущий инструмент (фреза); 8-ограждение; 10-пульт управления; 11-маховичок настройки шпинделя по высоте; 12-маховичок натяжения ремня; 13-электро-двигатель; 14-шпиндель; 15-допсшнительная опора шпинделя; 16-кронштейн; 17-маховичок подъема кронштейна .  
 

Фрезерный станок ФС-1.

Станок фрезерный с нижним расположением шпинделя имеет виброустойчи­вую станину - чугунную отливку коробчатой формы, на которой неподвижно уста­новлен стол. Стол станка — чугунная отливка, усиленная ребрами жесткости. Стол жестко крепится к станине. На задней стенке на поворотной плите смонтирован привод шпинделя, кото­рый состоит из двухскоростного электродвигателя и плоскоременной передачи. Натяжение ремня тарированное (тарировка осуществляется винтовойцилиндриче­ской пружиной). В нише с левой стороны размещено электрооборудование.

В чугунном корпусе коробчатого сечения на подшипниках качения смонти­рован шпиндель. Шпиндельная бабка вместе со шпинделем перемещается в верти­кальной плоскости относительно стола по направляющим станины на 100 мм вра­щением маховичка с помощью червячной и винтовой передач и может быть зафик­сирована рукояткой в любом промежуточном положении на высоте подъема. Ре­жущий инструмент закрепляется на специальной насадке, которая крепится в ко­нусном отверстии шпинделя дифференциальной гайкой, имеющей две резьбы одного направления: одну с мелким шагом, соответствующим резьбе на оправке, и вторую с большим шагом - на шпинделе.

Инструментальная оправка комплектует­ся набором простановочных колец, что позволяет закреплять на оправке фрезы раз­личной высоты. При установке оправки или режущего инструмента на шпиндель последний стопорится от проворачивания относительно корпуса фиксатором, вставляемым в радиальное отверстие шпинделя. Положение фиксатора контроли­руется стопорным винтом, сблокированным с микровыключателем.

Ограждение инструмента состоит из чугунного корпуса, в котором имеется патрубок для вытяжки стружки и пыли в общецеховую систему, двух кронштейнов, передней и задней направляющих линеек для базирования обрабатываемого мате­риала, а также механизма микронастройки линеек. Концы линеек армированы де­ревянными накладками, что обеспечивает безопасную работу при переналадке станка, а также более высокое качество обработки вследствие уменьшения зазора между линейкой и инструментом. Корпус ограждения рассчитан для работы с ин­струментом до 150 мм.

Безопасность работы повышает также защита инструмента, выполненная в виде штампосварного щитка, закрывающего переднюю выступающую часть фрезы. Подъём щитка до настроенного крайнего верхнего положения в процессе работы осуществляется передней гранью движущейся заготовки, а возврат в исходное по­ложение - под действием его собственного веса, частично уравновешенного пру­жиной. Для предотвращения обратного выброса заготовки из станка предназначен тормозной сектор.

Управление станком осуществляется кнопками пульта управления, установ­ленного на кронштейне-стойке над столом.

На фронтальную часть станины вынесен выключатель и переключатель час­тоты вращения шпинделя. На боковой поверхности станины размещены маховички перемещения суппорта и натяжения ремня. Для освещения рабочего пространства на станке предусмотрена лампа.

 

2.5. Требования к качеству обработанной поверхности, факторы, влияющие на качество обра­ботки.

При резании различают следующие поверхности: обрабатываемая, обработанная и поверхность резания.

Качество обработанной поверхности характеризуется геометрически – величиной и формой неровностей поверхности и физически – свойствами древесины в поверхностном слое детали.

Заготовка должна хорошо базироваться, для этого она должна быть плоской, также её толщина должна быть не более 100 мм. Ширина не более 230 мм.

К детали предъявляются следующие требования: шероховатость поверхности не должна превышать требуемую Rmmax40-100 мкм, точность обработки 12 – 14 квалитета.

На поверхности фрезерования в зависимости от состояния системы станок-инструмент-деталь, а также режимов резания могут иметь место неровности, разрушения и упругого восстановления, ворс и мшистость, кинематические и вибрационные неровности и даже макронеровности в виде заколов и вырывов.

Особо важное значение имеет подача на резец. Она влияет не только на вол­нообразование, но и на высоту неровностей разрушения. От подачи на резец зави­сит производительность станка. Уменьшение подачи на резец при остром резце благоприятно сказывается на шероховатости поверхности. С увеличением припуска на обработку шероховатость обработки ухудшается, производительность умень­шается. При подаче на резец до 0,08-0,15 мм при фрезеровании образуется сливная стружка, при которой неровностей разрушения на фрезерованной поверхности не наблюдается даже при затупленном резце.

Вторым фактором, влияющим на качество обработки, является степень за­тупления резца. Тупой резец при внедрении в древесину создает обширную зону деформации, что приводит к образованию дефектов обработки в виде ворса, мши­стости, вырывов и упругого восстановления по годовым слоям (отслоение ранней древесины от поздней). Радиус кривизны лезвия 40 мкм считается критическим для фрезерного инструмента, так как при работе острыми резцами производительность и класс шероховатости обработки выше.

Объемный вес древесины влияет на образование ворса и упругого восстанов­ления волокон. С уменьшением объемного веса величина деформации увеличива­ется. При фрезеровании хвойной древесины ворс образуется на ранней рыхлой дре­весине годичного слоя, на участке выхода ножа из волны.

Изменение влажности древесины от W =12—15% и больше до W=8—10% сказывается на появлении ворса и упругого восстановления по годовым слоям.Скорость резания не оказывает заметного влияния на шероховатость поверх­ности. При больших скоростях могут возникнуть вибрационные риски, имеющие вид дугообразных выхватов - нерегулярных волн, длина которых значительно пре­вышает длину кинематических волн. Они образуются также при фрезеровании вибрирующей заготовки, не имеющей достаточной жесткости и плохо сбазированной на станке. Часто такие неровности получаются при фрезеровании конца тонкой заготовки.

Глубина кинематических неровностей зависит от точности установки но­жей в режущей головке. Если радиусы фрезерования всех резцов одинаковы, то высота кинематической волны в этом случае наименьшая.

 

2.6. Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Выбор типового инструмента (графическая часть), подготовка его к работе (балансировка, правка, вальцева­ние, заточка, доводка, и т. д.).

 


 

Рис. 2.4. пример: фреза фасонная цельная насадная

 

Элементы фрезы. Фреза, рис. 2.4., включает зубья 1 с передними гранями 3 и затылками 4. Между зубьями расположены межзубовые впадины 2 с задними гранями впадин 5. Для крепления на станке корпус фрезы имеет ступицы с опорными торцовыми поверхностями 6. Зубья снабжены главными 7 и боковыми 8 режущими кромками.

Основными параметрами фрезы служат наружный диаметр D, диаметр посадочного отверстия d, углы резания: передний g, заострения b, задний a и угол резания d; угол косой обточки затылка зуба t, угол выхода затыловочного резца w; величина падения кривой затылка зуба k, ширина зуба фрезы В.

Параметры фрезы зависят от многих факторов: скорости главного движения, шерохова­тости обработанных поверхно­стей детали, условий труда (ручная, механизированная подача), сложив­шихся традиций и практического опыта.

Скорость главного движения при фрезеровании имеет значения в пределах 20...40 м/с при частоте вращения фрезы 3000...12000 мин-1. Исходя из этого наружный диаметр D принимается из следующего ряда чисел.

 

Таблица 2.2

Тип фрезерного станка Легкий Средний Тяжелый
D, мм 60; 80; 100 100; 120; 140 140; 160

Диаметр посадочного отверстия d связан с наружным диаметром фрезы Dсоотношением

d » (0.25...0.33)D.  

Полученное значение посадочного отверстия d округляют до нор­мализованного из ряда (ГОСТ 6636-74), мм:

22; 27; (30); 32; (35) ; 40; 50; 60; 70.

Число зубьев фрезы Z = 2; 4; 6. Меньшее значение Zпринимают при работе на станке с ручной подачей. Для станков с механической по­дачей Z = 4; 6.

Выбор угловых параметров. Угловые параметры фрез приведены в табл. 1.

У фасонной фрезы режущие кромки на передней грани АВ (рис. 2.6), формирующие высоту обрабатываемого профиля h, имеют раз­личные радиусы вращения. Так для наружных точек А радиус вращения равен R, а для нижних точек Врадиус вращения равен R-h. В связи с этим при переходе от точки А к точке В углы задний a и передний g увеличиваются до aн и gн. Они математически связаны следующими формулами:

 

При проектировании фасонной фрезы надо стремиться к тому, чтобы значения g и gн, a и aн были близки к табличным по табл. 2.3.

 

 

Таблица 2.3.

Численные значения угловых параметров фрез

  Назначение фрезы Угол, град:
передний g задний a обточки боковой поверхности (t) поднутре-ния (l)
Фрезерование вдоль волокон: -мягких лиственных и хвойных пород; - твердых лиственных пород. Фрезерование поперек волокон твердых по­род. Фрезерование в торец.             10...15           2...4  

Величина падения кривой затылка зуба k, мм:

 

Угол выхода затыловочного резца. Затыловочным резцом обра­батывают затылки зубьев фрезы на токарно-затыловочном станке. Угол выхода w необходим для того, чтобы затыловочный резец, обработав за­тылок предыдущего зуба, успел выйти в исходное положение для обра­ботки затылка последующего зуба.

Значение w=0,3 w0 для цилиндрических фрез и w=(0,11...0,17) w0 при обработке очень глубоких профилей. Здесь w0 = 360°/Z. Мини­мально возможный угол w = 10...12°.

Материал для изготовления фрез. Фрезы изготавливают из вы­соколегированных сталей марок Х12Ф, Х12М, 9Х5ВФ, Х6ВФ.