Технология фрезерования плоских поверхностей

Учреждение образования «Мозырский государственный педагогический университет имени И. П. Шамякина» 
 
 
 

Кафедра методики технологического образования 
 
 
 

Курсовая  работа по технологии обработки металлов

Технология  фрезерования плоских поверхностей 
 
 
 
 

              Выполнил:  

              Научный руководитель: Гладкий С.Н. 
               
               
               
               
               

Мозырь 2011 
Содержание 

Введение………………………………………………………………….………

  1. Материалы, инструменты, приспособления и оборудование

    для фрезерования плоских поверхностей…….…………………….……

    1. Настольный горизонтально-фрезерный станок модели НГФ-110Ш4………………………………………………………………….
    2. Виды фрез…………………………………………………………..….
    3. Приспособления для установки и закрепления заготовок на фрезерных станках…………………………………………………….
    4. Назначение и типы делительных головок.
  1. Учебное место и правила безопасной работы при фрезеровании плоских поверхностей…………………………………………………….…
    1. Правила безопасной эксплуатации станков и поведения на рабочем месте.
  2. Графическая и технологическая документация на изготовление молотка………………………………………………………………..………
  3. Методические рекомендации по технологии фрезерования плоских поверхностей………………………………………………………………...

    4.1.    Виды брака…………………………………………………………….

Заключение………………………………………………….…………………..

Литература…………………………………………………….…………………

 

                Введение

 
      В свете социальных задач особенно возрастает значение уроков трудового обучения, которые должны обеспечить вооружение учащихся основами технических знаний, формирование трудовых умений и навыков, воспитание культуры труда, развитие творческих способностей, подготовку учащихся сознательному выбору профессии.

      В воспитании, как в целостном процессе важную роль играет: умственное воспитание, физическое воспитание, техническое  обучение, т.е. обучение, в ходе которого учащиеся усваивают основные принципы всех составляющих профессии, а также  овладение навыками обращения с простейшими и сложным инструментом.

      Общетрудовые  умения наиболее значимы для современного человека, т.к. они применяются в  любой деятельности. К таким умениям  относятся: умения по планированию работы, умения по организации рабочего места, организации труда, умения по самоконтролю.

      Такими  умениями можно овладеть при изучении в совокупности учебных предметов. Так как при выполнении учащимися  производственных заданий трудовое обучение позволяет формировать  эти умения, то именно ему отводится  главная роль в данном случае. Поэтому целью программы и самого процесса трудового обучения является формирование у учащихся не только специальных навыков, а также общетрудовых умений. Данная цель способствует осуществлению взаимосвязи обучения с производственным трудом.

      Учащиеся, владеющие общепроизводственными  умениями, могут в дальнейшем широко применять их в различных видах  деятельности в условиях производства. Это обусловлено тем, что общепроизводственные умения применимы в различных  видах деятельности.

Данные умения можно применять в работе по большинству рабочих профессий. Формировать общепроизводственные умения можно при обучении любому современному виду труда. В процессе обучения, работая по металообработке, изучение свойств материалов и их марок.

     Таким образом, каждый технический объект, производственный процесс должны рассматриваться не само по себе, а в связи с другими аналогичными объектами, другими процессами.

     В данной курсовой работе рассмотрены  вопросы технологии фрезерования плоских  поверхностей. Эта тема является значимой в производстве, так как в промышленности широко применяются технологические операции фрезерования. Также представлены материалы, инструменты, приспособления и оборудование, которые необходимы для фрезерования плоских поверхностей.

     Представлен настольный горизонтально-фрезерный станок модели НГФ-1101114, описана наладка станка, возможные неисправности и виды брака при работе на нем.

     В полном объеме описаны правила безопасной работы при работе на фрезерном станке и меры предупреждения возникновения чрезвычайных ситуация.

     Разработана и представлена графическая и  технологическая документация на изготовление изделия.

     В курсовой работе представлены методические рекомендации по технологии фрезерования плоских поверхностей, описаны приемы работы, рабочая поза. Все эти сведения окажутся полезными при изучении технологической операции - фрезерование. 
 
 
 

1.Материалы, инструменты, приспособления и оборудование для фрезерования плоских поверхностей 

     Процесс фрезерования, применяемый при обработке самых разнообразных плоских, а также фасонных поверхностей, отличается высокой производительностью. Условия резания фрезой существенно отличаются от условий работы другими инструментами, например, при точении и сверлении, так как при фрезеровании каждый зуб фрезы участвует в резании периодически, выполняя работу резания лишь в течение незначительной части своего оборота, только на угле контакта с заготовкой. За остальную часть оборота зуб фрезы не режет, непрерывно обдувается воздухом и успевает несколько охладиться. Кроме того, поскольку фреза является многолезвийным инструментом, работа резания выполняется одновременно несколькими зубцами.

     Фрезерование производят фрезами – многолезвийными инструментами на фрезерных станках; фрезе при этом сообщается главное вращательное движение, а заготовка получает прямолинейную подачу. Существует два метода фрезерования: встречное и попутное.

     1.1. Настольный горизонтально-фрезерный станок модели НГФ-110Ш4.

     Наряду  с промышленными фрезерными станками в учебных мастерских используют также фрезерные станки школьного типа. Рассмотрим их устройство на примере настольного горизонтально-фрезерного станка модели НГФ-110Ш4 (рисунок 1).

     Основание 1 является фундаментом станка и служит опорой для станины 3 и консоли 14.

     Станина 3 – это базовый элемент, на котором монтируются другие части и механизмы станка. Она имеет коробчатую форму и разделена на два отсека. Верхний отсек является коробкой скоростей, в нижнем отсеке размещен электродвигатель. Передняя часть станины представляет собой

Рисунок 1 – Общий вид настольного горизонтально-фрезерного станка

модели НГФ-110Ш4:

1 – основание; 2 –  маховик продольной  подачи; 3 – станина; 4,5 – рукоятки переключения  частот вращения  шпинделя; 6 – коробка  скоростей;7 – хобот;

8 – светильник; 9 –  серьга; 10 – оправка с фрезой; 11 – машинные тиски; 12 – стол;

13 – маховик поперечной  подачи; 14 – консоль; 15 – маховик вертикальной  подачи. 

вертикальные  направляющие, по которым движется консоль 14, верхняя – горизонтальные направляющие, служащие для перемещения хобота 7.

     Коробка скоростей 6 сообщает главное вращательное движение шпинделю с оправкой 10 и закрепленной на ней фрезе. Она обеспечивает необходимую частоту вращения шпинделя (а вместе с ним и оправки с фрезой), которую устанавливают с помощью рукояток 4 и 5. Хобот 7 с серьгой 9 служат для поддержки переднего конца оправки 10. Хобот может вручную перемещаться по верхним направляющим станины и закрепляться в требуемом положении. Серьга, в свою очередь, может перемещаться по направляющим хобота и также закрепляться в нужном положении. Это обеспечивает жесткость установки оправки с фрезой. Один конец оправки закрепляется в конусном отверстии шпинделя, а другой опирается на подшипник серьги.

     Консоль 14 служит опорой для стола 12. На ней смонтированы механизмы перемещения стола в вертикальном, поперечном и продольном направлениях.

     Стол 12 предназначен для установки и закрепления обрабатываемых заготовок в тисках или без них. Управление движениями стола осуществляется маховиками 2, 13, 15. С помощью маховика 15 стол перемещают в вертикальном направлении, т. е. осуществляют вертикальную подачу заготовки; маховиком 13 – поперечную; маховиком 2 – продольную.

     Техническая характеристика станка модели НГФ-110Ш4.

     Наибольшее и наименьшее расстояния от оси шпинделя до стола соответственно составляют 200 и 30 мм; максимальное расстояние от торца шпинделя до подшипника серьги 230 мм; расстояние от оси шпинделя до хобота 85 мм; размер внутреннего конуса шпинделя – конус Морзе № 3; частота вращения шпинделя 125...1250 мин-1; наибольший диаметр применяемых фрез 110 мм; размер рабочей поверхности стола 400Х100 мм; наибольшее перемещение стола: продольное 250 мм, поперечное 85 мм, вертикальное 170 мм; цена одного деления лимбов: продольной и поперечной подач 0,05 мм, вертикальной 0,25 мм.

     1.2. Виды фрез.

     Фрезы отличаются друг от друга по конструкции зубцов (цельные и вставные), направлению зубцов (прямые и винтовые), профилю зубцов (остроконечные и затылованные), а также по своей общей конструкции (цельные, насадные и сборные), по своей форме и назначению (цилиндрические, торцовые, концевые, шпоночные, дисковые, угловые, резьбовые, фасонные и др.). 

     Рассмотрим фрезы по их назначению:

     Фрезы для обработки плоскостей. При этих работах используют ряд фрез. Плоскости обрабатывают цельными (рисунок 2, а) и сборными цилиндрическими фрезами, со вставными ножами (рисунок 2, б); торцовыми головками (рисунок 2, в); цельными (рисунок 2, г) и сборными со вставными ножами (рисунок 2, д) торцовыми фрезами.

     Фрезы для обработки уступов, пазов и канавок. Для таких работ используют концевые цельные с коническим хвостовиком (рисунок 2, е), Т-образные с коническим квостовиком (рисунок 2, ж), шпоночные (рисунок 3, з); дисковые трехсторонние с разнонаправленными зубьями (рисунок 3, и); прорезные (рисунок 2, к); пилы круглые сборные со вставными сегментами (рисунок 2, л); угловые (рисунок 2, м), фасонные (рисунок 2, н) и других профилей фрезы.

     Фрезы для изготовления резьбы. Резьбы фрезеруют дисковыми резьбовыми фрезами (рисунок 3, а) и гребенчатыми резьбовыми фрезами (рисунок 3, б). Дисковые резьбовые фрезы используют для нарезания резьб различного профиля (треугольного, прямоугольного, трапецевидного) на заготовках разной длины. Гребенчатые резьбовые фрезы применяют для фрезерования резьб треугольного профиля на коротких заготовках.

     Фрезы для изготовления зубчатых колес. На фрезерных станках применяют так называемые модульные фрезы: дисковые (рисунок 3, в) и пальцевые (рисунок 3, г). Оба типа фрез являются фасонными с затылованными зубцами. Боковой профиль зубцов у этих фрез полностью отвечает профилю канавки на обрабатываемом зубчатом колесе.

       Цилиндрические фрезы (D до 90 мм), торцовые насадные фрезы (D до 110 мм), а также дисковые трехсторонние с мелким зубом, дисковые пазовые, угловые, фасонные, отрезные, прорезные, концевые и шпоночные фрезы изготовляются цельными. Концевые и шпоночные фрезы из быстрорежущей стали (D>10 мм) изготовляются сварными (рисунок 3, д), рабочая часть фрезы из инструментальной стали спаривается встык с хвостовиком из конструкционной стали марок 40X или 45.

     Сборными со вставными зубцами изготовляются цилиндрические и торцовые, насадные и дисковые, фрезы (D > 75 мм) и все торцовые фрезерные головки. 

Рисунок 2 – Типы фрез:

а – цилиндрическая цельная; б – цилиндрическая сборная со вставными ножами;

в – торцовая фрезерная головка; г – торцовая насадка цельная; д – торцовая насадка сборная со вставными ножами, е – концевая с коническим хвостовиком;

ж – концевая Т-образная; з – шпоночная с цилиндрическим хвостовиком;

и – дисковая трехсторонняя; к – прорезная; л – пила круглая сегментная;

м – угловая; н – фасонная; А – отверстие; Т – тело; П – шпоночный паз;

К – конусный хвостовик; Ц – цилиндрический хвостовик.

Рисунок 3 – Типы фрез:

а – дисковая резьбовая; б – гребенчатая резьбовая; в – дисковая модульная;

г – пальцевая модульная; д – сварная концевая. 

     1.3. Приспособления для установки и закрепления заготовок на фрезерных станках – это различные прихваты, подставки, угловые плиты, призмы, машинные тиски, столы и вспомогательные инструменты, механизирующие и автоматизирующие закрепление заготовок и тем самым сокращающие вспомогательное время.

     Прихваты (рисунок 4, а) используют для закрепления заготовок или каких-либо приспособлений непосредственно на столе станка с помощью болтов. Нередко один из концов прихвата 2 опирается на подставку 1 (рисунок 4, б).

     Если при обработке заготовок необходимо получить плоскости, расположенные под углом одна к другой, то применяют угловые плиты: обычные (рисунок 5, а) и универсальные, допускающие поворот вокруг одной (рисунок 5, б) или двух осей (рисунок 5, в).

Рисунок 4 – Прихваты и подставка:

а – прихваты для  крепления детали непосредственно  на столе станка; б – прихват, опирающийся на подставку: 1 – подставка; 2 – прихват; 3 – болт; 4 – заготовка. 
 
 

Рисунок 5 – Угловые плиты:

а – обычные; б – универсальные, допускающие поворот вокруг одной оси;

в – универсальные, допускающие поворот  вокруг двух осей. 

     Машинные тиски могут быть простыми неповоротными (рисунок 6, а), поворотными (поворот вокруг вертикальной оси, рисунок 6, б), универсальными (поворот вокруг двух осей, рисунок 6, в) и специальными (например, для закрепления валов, рисунок 6, г): с ручным, пневматическим, гидравлическим или пневмогидравлическим приводом. 

Рисунок 6 – Машинные тиски:

а – неповоротные; б – поворотные; в – универсальные; г – специальные. 

     Столы для установки и закрепления заготовок бывают неповоротными (рисунок 7, а) и поворотными (рисунок 7, б) с ручным, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом. Поворотные столы позволяют обрабатывать на станке фасонные поверхности заготовки, а также применять метод непрерывного фрезерования, когда во время обработки одной заготовки уже готовые детали снимают и на их место устанавливают новые заготовки. 

     Рисунок 7 – Столы:

     а – неповоротные; б – поворотные: 1 – кронштейн для  крепления стола  на станке; 2 – стопор; 3 – шкала отсчета угла поворота; 4 – рукоятка ручного поворота. 

     1.4. Назначение и типы делительных головок.

     Делительные головки являются важнейшими принадлежностями горизонтально-фрезерных станков, в  особенности универсальных, и значительно  расширяют их технологические возможности. Делительные головки используют при изготовлении различных инструментов (фрез, разверток, метчиков, зенкеров и т.д.), нормализованных деталей машин (головок болтов, граней гаек и т.п.), при фрезеровании зубчатых колес, пазов, шлицев и других деталей.

     Делительные головки служат: для установки  оси обрабатываемой заготовки под  необходимым углом относительно плоскости стола станка; для периодического поворота заготовки вокруг ее оси  на определенный угол (деление окружности на равные и неравные части); для непрерывного вращения заготовки при нарезании винтовых канавок или винтовых зубьев зубчатых колес.

     Делительные головки подразделяются на: лимбовые (с делительными дисками) непосредственного деления, простого деления, полууниверсальные, универсальные; безлимбовые (без делительного диска) с зубчатым планетарным механизмом и набором сменных зубчатых колес; оптические (для точных делений и контрольных операций).

     Стандартом  предусмотрено шесть типоразмеров головок: 160; 200; 250; 320; 400; 500 мм. Универсальными делительными головками комплектуются все фрезерные станки.

     Устройство универсальной делительной головки. На рисунке 8 показана универсальная делительная головка. На чугунном основании 20 со стяжными дугами 8 установлен корпус 10. Ослабив гайки, можно поворачивать корпус на угол, устанавливаемый по нониусу 12. На опорной плоскости основания делительной головки имеются два сухаря, предназначенные для установки головки в пазы стола фрезерного станка.

     В корпусе расположен шпиндель со сквозным отверстием. Его концы расточены на конус Морзе. На одном из них устанавливается центр 21, на другом — оправка для дифференциального деления. На переднем конце шпинделя имеются резьба и центрирующий поясок 7, необходимые для крепления трехкулачкового самоцентрирующегося или поводкового патрона.

     На  буртике шпинделя установлен лимб 8 для непосредственного деления. В средней части шпинделя расположено червячное колесо с круговой выточкой на торце, в которую входит конец зажима 11.

Рисунок 8 – Универсальная делительная головка:

1 – маховик; 2 – корпус задней бабки; 3 – пиноль; 4 – полудентр задней бабки;

5 – гайка опорного люнета; 6 – головка гайки; 7 – центрирующий поясок; 8 – лимб;

9 – стяжные дуги, 10 – корпус; 11 – зажим; 12 – нониус; 13 – зажимной винт;

14 – линейки; 15 – втулка; 16 – вал механического привода; 17 – стопор;

18 – раздвижной сектор; 19 – крышка; 20 – основание; 21 – центр; 22 – стопорный винт; 23 – корпус люнета; 24 – основание задней бабки. 

     Оно получает вращение от червяка, расположенного в эксцентрической втулке. Поворотом  втулки с помощью рукоятки шпиндель станка можно ввести в зацепление с червячным колесом или вывести  из него.

     Делительный диск установлен на валу, смонтированном в подшипниках скольжения, которые  размещены в крышке 19. Крышка фиксируется на корпусе 10 центрирующей расточкой и крепится непосредственно к основанию. К делительному диску с помощью пружины прижат раздвижной сектор 18, состоящий из линеек 14 и зажимного винта 13, с помощью которого линейки устанавливают под требуемым углом. Пружинная шайба предотвращает самопроизвольный поворот сектора.

     Вал 16 механического привода от станка смонтирован в подшипниках скольжения и расположен во втулке 15, закрепленной на крышке 19. На конце вала расположено коническое зубчатое колесо, находящееся в постоянном зацеплении с коническим зубчатым колесом, установленным на валу делительного диска. Делительный диск фиксируется в нужном положении стопором 17.

     Центр 4 задней бабки можно перемещать в вертикальном и горизонтальном направлениях. В основании 24 расположен корпус 2, который штифтом связан с рейкой. Вращением головки зубчатого вала можно перемещать корпус вверх и поворачивать относительно оси штифта. В требуемом положении задняя бабка крепится на столе станка с помощью болтов и гаек.

     Пиноль 3 перемещается с центром 4 при вращении маховика 1, укрепленного на винте. На опорной плоскости основания имеются два направляющих сухаря, положение которых выверено относительно оси пиноли. Сухари обеспечивают совпадение центров делительной головки и задней бабки при установке их на столе станка.

     Люнет служит дополнительной опорой при обработке  нежестких заготовок. В корпусе 23 люнета расположен винт, перемещающийся с помощью гайки 5 и имеющий призматическую головку 6. Головка крепится стопорным винтом 22.

     Способы деления. С помощью универсальной делительной головки можно осуществлять непосредственное, простое и дифференциальное деление. Последнее применяется крайне редко, только в тех случаях, когда нельзя осуществить деление окружности на определенное число частей методом простого деления.

 

2. Учебное место и правила безопасной работы при фрезеровании плоских поверхностей 

     Под организацией учебного места понимают упорядоченное расположение станка (станков при многостаночном обслуживании), организационной оснастки (т.е. инструментальных шкафов, подносов и лотков для инструментов, стеллажей для станочных приспособлений, планшетов и рамок для технической документации и др.), а также других устройств, обеспечивающих станочнику необходимые условия для высокопроизводительной и безопасной работы. Рациональная организация учебного места включает в себя его планировку, оснащение и обслуживание.

     Правильное  расположение на учебном месте всего, что требуется для работы, – важное условие осуществления учебно-трудового процесса и обеспечения безопасности учебного труда (рисунок 9).

     При организации учебного места необходимо руководствоваться следующими правилами:

     - на учебном месте не должно быть ничего лишнего; все должно быть сосредоточено вокруг работающего на возможно близком расстоянии, но так, чтобы не мешать его свободным рабочим движениям;

     - каждый предмет следует класть на отведенное для него место, чтобы не искать его при повторном использовании;

     - все, чем во время работы приходится пользоваться чаще, нужно располагать ближе; все, чем пользуются реже, следует класть дальше;

     - размещать предметы необходимо таким образом, чтобы место их расположения соответствовало естественным движениям рук работающего (например, предметы, которые берутся левой рукой, должны быть положены слева; если какой-либо предмет трудно поднять одной рукой, надо положить его так, чтобы было удобно брать обеими руками); предметы, требующие особо осторожного обращения, должны быть расположены выше предметов,

Рисунок 9 – Рабочее место для токарной обработки:

1 – станок; 2 – стеллаж; 3 – решетка; 4 - тумбочка 

требующих менее осторожного обращения (например, контрольно-измерительный инструмент должен занимать самое верхнее положение, ниже – рабочие инструменты, еще ниже – приспособления);

     - чертежи, технологические карты и другую учебно-техническую документацию располагают обычно на специальных подставках, чтобы ею было удобно пользоваться в процессе работы;

     - заготовки и готовые детали не должны загромождать рабочее место, их следует располагать таким образом, чтобы трудовые движения были наиболее короткими;

     - хранить инструменты, приспособления и учебно-техническую документацию следует в специальном инструментальном шкафчике; в шкафчике надо поддерживать строгий порядок: каждому предмету должно быть отведено определенное место.

     Выполнение  учебно-трудовых заданий требует  не только целесообразного размещения инструментов, приспособлений и другого  оборудования на рабочем месте, но и  правильной организации самого процесса труда.

     Каждый работающий должен знать и строго выполнять следующие основные правила безопасной эксплуатации станков и поведения на рабочем месте.