Закрепление фрез в шпиндель станка

Установка фрезы

О том, как правильно установить фрезу на станок, расскажем в этом информационном выпуске.

Фреза – многозубый режущий инструмент, применяемый для обработки материалов резанием (фрезерованием) с целью снятия определенного припуска на обработку.

В зависимости от геометрических параметров различают следующие типы фрез:

  • Цилиндрические
  • Конические
  • Торцевые
  • Концевые
  • Червячные

Большая часть всех фрез имеет отверстие в своей конструкции, благодаря которому имеет возможность одеваться на оправку. Их называют насадными.

Другая же часть фрез сравнительно небольших диаметров имеет в своей конструкции хвостовик. Такие фрезы называют концевыми. Их хвостовик может быть цилиндрическим и коническим.

При установке фрезы на станок оператору станка понадобится информация о номере конуса и типе шпинделя станка, его крепежные параметры. Все размеры, в том числе и крепёжного фланца, стандартизированы (ГОСТ 836-47).

Как правильно установить фрезу с коническим и цилиндрическим хвостовиком

Если размер хвостовика концевой фрезы совпадает с размерами конусного отверстия (гнезда) шпинделя, то в данном случае они сопрягаются без каких-либо дополнительных элементов. Хвостовик вставляют в коническую часть шпинделя и фиксируют с помощью затяжного винта. Этот способ является самым оптимальным и простым, применяется на фрезерных станках с горизонтальной и вертикальной установкой шпинделя, обеспечивая при этом достаточно простую смену фрезы.

В случае, когда размер конуса хвостовика фрезы меньше, чем конус шпинделя, для установки фрезы используют специальные переходные втулки.

Установка и закрепление концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком осуществляется с применением цангового патрона, который способствует увеличению жесткости крепления.

Установка фрезы в цанговом патроне имеет следующий механизм действия:

  • В корпусе патрона установлена цанга, которая перемещается с закрепленным на ней цилиндрическим пальцем. На корпусе нарезана резьба, по которой осуществляется перемещение гайки при ее вращательном движении по часовой стрелке.
  • Оператор станка вставляет фрезу непосредственно в отверстие цанги, находящейся в патроне. И начинает закручивать гайку по часовой стрелке. Под воздействием упорного шарикоподшипника палец и цанга перемещаются до жесткого закрепления в ней фрезы. Цанга, установленная в патроне, позволяет надежно зафиксировать нужную фрезу, препятствует ее поломке и срыву.

Существенным преимуществом в конструкции такого патрона является:

  • Использование упорного подшипника, который обеспечивает значительное увеличение силы зажима фрезы.
  • Удобство для крепления в нём мелких фрез.
  • Достаточно прост в изготовлении.
  • Имеет небольшие габаритные размеры.

При установке фрезы в цангу необходимо:

  • Использовать зажимную цангу строго в соответствии с диаметром закрепляемого инструмента
  • Предпочтительно устанавливать фрезу по всей длине цанги, что обеспечит более надежную фиксацию. Но не менее, чем на 2/3 всей длины.
  • Выбор размера и конструкции цанги для закрепления в ней фрезы производится только в соответствии с ГОСТ17201-71.

Прежде всего нужно учитывать, что диаметр цанги должен максимально соответствовать диаметру устанавливаемой в ней фрезы для более плотного контакта.

Необходимо учитывать тот факт, что сам по себе цанговый механизм является самоцентрирующим, что обеспечивает высокую точность установки инструмента и не требует дополнительной калибровки.

Поэтому после закрепления фрезы в патроне остается проверить ее на биение. Для этого используют индикатор часового типа. Проверку этим методом осуществляют в двух случаях: при установке фрезы в шпиндель фрезерного станка, а также в случае ее переточки. Для контроля биения используют самый простой индикатор, который закреплен на штативе. Измерения фиксируют между зубьями фрезы по всей ее длине.

В процессе обработки металла фреза может работать исправно при правильной ее установке и эксплуатации. А точная ее фиксация с проверкой на биение позволяет:

  • повысить качество фрезерования;
  • увеличить производительность;
  • избежать брака в изделии;
  • снизить риски преждевременного износа.

Источник

Закрепление фрез в шпиндель станка

Чистота обработки и производительность станка во многом зависят от качества закрепления фрезы на станке. Если фреза закреплена неверно, она будет бить, вследствие чего нагрузка на отдельные зубья будет чрезмерной и они могут поломаться. Если фреза установлена далеко от опоры шпинделя, оправка может отжиматься. Оправки, при помощи которых закрепляются фрезы, необходимо содержать чисто вытертыми; их не следует забивать, помня, что всякая забоина приводит к биению фрезы. Способ закрепления фрезы на станке зависит от ее конструкции и размеров, а также от характера работы, выполняемой фрезой. Рассмотрим основные способы крепления фрез. 1. Фрезу надевают на центровую оправку, один конец которой входит в коническое гнездо шпинделя, а другой поддерживается серьгой. 2. Фрезу надевают на концевую оправку, которая коническим концом входит в коническое гнездо шпинделя. 3. Фрезу с коническим хвостовиком устанавливают хвостовиком в коническое гнездо шпинделя. 4. Фрезу закрепляют цилиндрическим хвостовиком в гнезде шпинделя при помощи специальных патронов. 5. Фрезу надевают на выступающий передний конец шпинделя и закрепляют на нем. Фрезеровщик обязан знать тип и номер конуса гнезда шпинделя своего станка и крепительные размеры переднего конца шпинделя. Фрезерные станки отечественного производства имеют стандартный размер переднего конуса шпинделя (см. рис. 22), поэтому фрезерные оправки, изготовленные со стандартным хвостовикам, подходят к ним. На рис. 43 показаны оправки с коническим хвостовиком 1, который соответствует коническому гнезду 2 (см. рис. 22) переднего конца шпинделя отечественных фрезерных станков и центрируется в нем. Выемки 2 (рис. 43) во фланце оправки надеваются на поводки 3 (см. рис. 22), вставленные в пазы на торце шпинделя.

Центровые оправки (рис. 43, а и б) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а другим поддерживаются подшипником серьги. Оправка (рис. 43, а) для закрепления фрез, работающих при больших усилиях, имеет большую длину, позволяющую применять посредине добавочную серьгу. Оправка на рис. 43, б предназначена для легких работ. Концевые оправки (рис. 43, в) одним концом закрепляются в гнезде шпинделя станка, а на другом конце оправки закрепляется насадная фреза, которая работает вместе с оправкой как концевая фреза.

Источник

Оправки и пробки для установки и крепления заготовок по внутренней обработанной поверхности

Оправки для фрезерных станков

Оправки являются оснасткой для фрезерного станка и предназначаются для передачи вращающего момента шпинделя инструменту. Они используются во фрезерных станках всех типов. Конструкция фрезерной оправки зависит от типа станка и используемого инструмента.

Оправка для фрезерного станка имеет такие основные элементы:

1. Конический хвостовик используется для установки оправки в коническое отверстие соответствующего размера шпинделя станка, в зависимости от типа зажима оправки и типа конуса шпинделя на станке, существует большое количество вариантов исполнения.

Конуса фрезерных оправок стандартизированы для удобства подбора инструмента. Весьма популярные в отечественных станках оправки фрезерные 7:24 выполненные по ГОСТ 24644-81 эти оправки имеют зарубежные аналоги, такие как ISO, CAT, BT и т. д. которые различаются только размерностью и вспомогательными элементами. Также часто используется конус Морзе и HSK. Последний вариант применяется на станках с высокой скоростью вращения шпинделя — 15000 об/мин и выше. Если конус оправки не совпадает с конусом шпинделя, то можно использовать переходные втулки.

2. Часть оправки для закрепления инструмента. В зависимости от типа инструмента, существую различные версии этой части.

Основные виды фрезерных оправок:

Примечание: конструкции оправок могут отличаться от указанных ниже, т.к. здесь приведены лишь наиболее популярные виды.

1. Для торцевых фрез

Торцевые фрезы, а также некоторые дисковые, устанавливают на оправках которые имеют короткую цилиндрическую часть. На торце оправки имеются два направляющих сухаря, который защищает фрезу от проворачивания на оправке. Затяжка фрезы производится винтом, вкручиваемым в торец оправки.

2. Для цилиндрических фрез

К фрезам этого типа также относятся дисковые, прорезные, отрезные, фасонные и угловые фрезы, поэтому их крепление выполняется таким же образом. По способу крепления эти фрезы называют насадными, поскольку они надеваются на оправки.

Оправки этого типа могут иметь различную длину части, на которой закрепляются фрезы. В большинстве случаев для защиты инструмента от проворота, посадка на валу оправки осуществляется с помощью шпонки в пазу, который фрезеруют на всю возможную длину установки фрезы. На конце оправки нарезана резьба, на которую накручивается поджимная гайка. Для установки фрезы в нужной части оправки используются втулки, набор которых входит в комплект фрезерного станка. Втулки имеют разную ширину, и путем их подбора фреза размещается в требуемом месте. Для установки удобны регулируемые втулки, которые изменяют свою длину при вращении корпуса.

Длинная оправка для горизонтально фрезерного станка закрепляется вторым концом в серьге хобота. Это обеспечивает достаточную жесткость и позволяет установить на оправку более одного инструмента.

3. Для концевых фрез и сверл

При выборе патрона необходимо определить для каких целей он будет использоваться:

  • для зажима концевой фрезы, сверла, метчика или
  • для обработки стали, чугуна, нержавейки или цветных металлов
  • для черновых, получистовых или чистовых работ
  • большой объем производства или небольшими партиями
  • без применения СОЖ, наружная подача СОЖ через трубки или подача СОЖ через инструмент под давлением

Концевые фрезы имеют меньший диаметр, чем оправка, поэтому они крепятся не поверх нее, а в отверстии. Закрепление фрез и сверл с цилиндрическим хвостовиком диаметром до 20 мм удобнее всего производить в цанговых патронах ER. При больших нагрузках, у цанговых патронов есть вероятность вытягивания фрезы из патрона, однако достаточно неплохая точность по биению и гибкость делает их универсальным патроном для сверления и чистового и получистового фрезерования.

Для чернового фрезерования используют специальные усиленные цанговые патроны с цилиндрической цангой.

Для сверл с цилиндрическим хвостовиком небольшого диаметра так же применяются универсальные сверлильные патроны, в которые можно зажимать инструмент в очень широком диапазоне диаметров, но только сверла, т.к. данные патроны не воспринимают радиальную нагрузку. Усилие зажима у этих патронов меньше чем у цанговых, вследствие меньшей площади контакта с хвостовиком фрезы, а следовательно и вероятность проворота больше. Для выполнения точных работ применяются прецизионные сверлильные патроны.

Так же существует гидравлический цанговый патрон, в которым зажим цанги осуществляется за счет давления специальной жидкости – гидропласта, необходимое давление достигается путем поджима винтом мембрану внутри оправки. Гидравлическая мембрана обеспечивает высокое усилие зажима и точность по биению. Патрон очень прост в обращении и не требует отдельного оборудования, но имеет довольно высокую стоимость.

Другим вариантом зажима инструмента с цилиндрических хвостовиком является патрон с термообжимом. Отверстие в патроне немного меньше, чем диаметр хвостовика, для смены инструмента патрон нагревают индукционной катушкой, чтобы он расширился. Точность по биению очень хорошая при усилии зажима от среднего до высокого.

Необходимо различное тепловое расширение держателя и хвостовика инструмента, поэтому патроны с термообжимом используются в основном для цельных твердосплавных инструментов. Для смены инструмента необходимо специальное нагревательное оборудование, каждый патрон предназначен только для одного диаметра хвостовика и подвода СОЖ. Поэтому термообжим лучше всего подходит для специального производства с инструментальным участком для смены инструмента.

Для более высоких крутящих моментов используются инструменты имеющие хвостовик с лыской, для их зажима используются два типа патрона: патрон для сверл с хвостовиком ISO9766 и патрон Weldon для инструмента с хвостовиком DIN 6535-HB. Лыски обеспечивают сопротивление крутящему моменту и повышают надежность от вытягивания, но радиальное биение инструмента в данных патронах значительно выше чем в цанговых, что предопределяет их использование в основном для черновых работ.

Патрон для сверл с хвостовиком ISO9766 отличается от патрона Weldon лыской во всю длину хвостовика а не короткой, и шлифованной внутренней поверхностью.

Для зажима концевых фрез и сверл с коническим хвостовиком используются специальные патроны с внутренним Конусом Морзе. Для фиксации сверл в таких патронах используется паз под лапку на торце сверла, а для фиксации фрез используется болт заворачивающийся в торец фрезы.

4. Для нарезания резьбы метчиком

Для нарезания резьбы применяются патроны с посадкой под квадратный хвостовик метчика. Существует довольно много конструкция патронов для нарезания резьбы но можно выделить основные.

На современных фрезерных станках существует два варианта нарезания резьбы метчиком:

А) Обычное резьбонарезание без синхронизации частоты вращения шпинделя с подачей по оси Z

Жесткое нарезание резьбы с синхронизацией частоты вращения шпинделя с подачей по оси Z При первом варианте нарезания резьбы необходимо использовать специальные компенсирующие погрешность шага по оси Z патроны.

При втором варианте в теории использовать патроны с компенсацией не обязательно, для этого можно применять цанговые патроны с зажимом квадрата метчика четырьмя винтами

но на практике рекомендуют использовать метчиковые патроны типа SynchroFlex, со встроенным гибким элементом

или использованием резиновых цанг

Для нарезания резьбы в глухих отверстиях необходимо использовать патроны с предохранительной муфтой, которая защищает оправку от превышения крутящего момента.

Так же используются оправки с быстросменным держателем, которые идут с набором патронов под каждый размер метчика. В таких оправках обычно предусмотрена осевая компенсация, но так же применяются и предохранительные муфты. Иногда предохранительная муфта предусмотрена в конструкции самого патрона цанги.

Для универсальных фрезерных станков предусмотрены патроны с реверсом, для вывода метчика из отверстия.

5. Для растачивания

Для растачивания на станках применяются два основных вида оправок

А) Модульная или сборная система – представляет собой оправку с фланцем на который крепятся различные расточные головки (с одним резцом, с двумя, для чернового растачивания и т.д.)

Б) Оправки с интегрированными револьверными головками

Револьверная головка в большинстве случаев представляет из себя оправку с закрепленной на торце, на направляющих, блок (или несколько блоков), с поперечным и продольным креплением резца, который можно смещать в перпендикулярном направлении относительно оси вращения оправки для регулирования вылета резца.

Разновидности

Оправки для установки на фрезерные станки по форме фрез бывают следующих типов:

  • цилиндрические — оснащены креплением насадного типа, защитой от проворачивания вокруг вала шпоночного типа, в торцевой части нарезана резьба для накручивания зажимной гайки, крепится к валу при помощи стандартных втулок или регулируемых;
  • торцевые — закрепление режущих инструментов выполняется на затягивающийся торцевой винт, цилиндрическая часть короткая, оснащена двумя направляющими зажимными сухарями, предотвращающими проворачивание фрезы;
  • резьбонарезные — выполняются с различными типами креплений под квадратный концевик метчиков, позволяют обрабатывать заготовки с синхронизацией частоты оборотов шпинделя или без неё, конструкции для высверливания несквозных отверстий дополняются защитной муфтой;
  • концевые — оснащаются зажимным патроном, позволяет закреплять инструменты с посадочным диаметром менее 20 мм, не предназначены для эксплуатации с сильными нагрузками, выпускаются конструкции обычные, усиленные и гидравлические;
  • расточные — выпускаются с неразборными головками револьверного типа или модульными, оснащены механизированными приводами для зажатия режущих инструментов;
  • горизонтально-нарезные с длинным концевиком — используются на станках горизонтального типа.

По конструкции оправки бывают:

Зажимные устройства оправок бывают следующих типов:

  • простые;
  • комбинированные, состоят из нескольких простых.

Виды комбинированных зажимов:

  • винторычажные;
  • клинорычажные;
  • эксцентрикорычажные.

По уровню механизации зажимные конструкции оправок бывают следующих типов:

Пробки цанговые самоцентрирующие

Пробки цанговые самоцентрирующие применяют для средних работ. Цанга разжимается давлением центра. Базовая поверхность заготовки должна быть обработана с учетом разжима цанги до 0,5 мм.

Размеры, мм

D d d1 L l l1 l2
30—34 26 М20х1,5 65 32 27 16
35—39 33 М20х1,5
40—44 37 М24х2 75 38 31 17
45—49 43 М30х2 80 22
50—54 48 М42Х3 90 48 41
55—60 53 М42Х3

Устройство и принцип работы

Оправки для фрезерования конструктивно состоят из двух частей:

  1. Конического хвостовика, предназначенного для посадки на шпиндель станка.
  2. Крепления для обрабатывающего инструмента.

Конструкция может быть простой либо модульной. Модульная используется для установки на промышленное оборудование с целью выполнения сложных этапов обработки без частой переустановки фрез.

  1. Оправка устанавливается на посадочное место шпинделя станка с центровкой положения.
  2. В рабочую часть вставляется и зажимается обрабатывающий инструмент.
  3. Включается станок, обрабатывается заготовка при помощи фрезы.

Оправки могут передавать вращательный момент напрямую от шпинделя или понижать их, в зависимости от конструкции.

Источник

Читайте также:  Токарный станок а 620
Оцените статью