Организация рабочего места. Основные технологические фрезерные операции

Учебное руководство по фрезерному делу: организация рабочего места, технологии и безопасность

Данное учебное руководство содержит полный объем теоретических сведений, технологических последовательностей, правил техники безопасности и практических заданий по теме «Организация рабочего места. Основные технологические фрезерные операции». Руководство предназначено для изучения устройства оборудования, способов обработки материалов и контроля качества изделий.

1. Ключевые концепции и теоретические основы

Организация рабочего места фрезеровщика

Рабочее место для выполнения фрезерных работ должно быть организовано в соответствии с принципами научной организации труда (НОТ). Это обеспечивает безопасность рабочего, экономию производственной площади, времени и физических усилий, а также сохранность станочного оборудования, инструментов и оснастки.

Оснащение рабочего места:

• Оборудование и мебель: горизонтально-фрезерный станок (например, учебная модель НГФ-110Ш4), инструментальная тумбочка или стеллажи, деревянная ростовая подставка.
• Инструменты и оснастка: режущие инструменты (фрезы), контрольно-измерительные приборы (слесарный угольник, штангенциркуль с глубиномером), вспомогательные инструменты (чертилка, напильники, шлифовальная шкурка средней зернистости), машинные тиски, подкладки, оправки, упоры.
• Средства ухода и защиты: средства ухода за станком, щетка-сметка, специальные крючки для удаления стружки, защитные очки, защитный экран.

Управление горизонтально-фрезерным станком

Качественная обработка заготовки достигается за счет точного позиционирования детали относительно режущего инструмента. Для этого стол горизонтально-фрезерного станка перемещается в трех направлениях:

1. Продольное
2. Поперечное
3. Вертикальное

Перемещение стола во всех направлениях осуществляется с помощью специальных маховичков. Маховички снабжены лимбами (шкалами), устройство которых аналогично лимбу поперечной подачи суппорта токарно-винторезного станка. Управление работой станка выполняется с помощью рукояток, маховиков и кнопок.

Кинематика и способы фрезерования

В процессе механической обработки на фрезерном станке выделяют два основных движения:

• Главное движение (движение резания): вращательное движение, совершаемое фрезой.
• Движение подачи: поступательное движение заготовки вместе со столом станка в направлении, перпендикулярном оси вращения фрезы.

По направлению движения заготовки относительно вращения инструмента фрезерование подразделяется на два вида:

Вид фрезерования · Направление движения заготовки относительно вращения фрезы · Особенности процесса

• Встречное фрезерование — Стол с заготовкой перемещается навстречу направлению вращения фрезы.; Зуб фрезы начинает резание с минимальной толщины стружки.
• Попутное фрезерование — Движение заготовки совпадает с направлением вращения фрезы.; Зуб фрезы сразу внедряется на максимальную глубину стружки.

Основные фрезерные операции и применяемый инструмент

На горизонтально-фрезерном станке выполняются следующие технологические операции:

1. Фрезерование плоских поверхностей:

• • Применяемый инструмент: цилиндрическая фреза.
  • Особенности: фреза закрепляется на середине оправки или ближе к станине станка.

2. Фрезерование прямоугольных уступов:

• • Применяемый инструмент: цилиндрическая или дисковая фреза.
  • Особенности: заготовка требует точной установки в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

3. Фрезерование скосов:

• • Применяемый инструмент: угловая фреза.

4. Фрезерование пазов и канавок:

• • Применяемый инструмент: дисковая фреза (обработка выполняется по всей ширине паза).

5. Отрезание заготовок:

• • Применяемый инструмент: отрезная фреза.
  • Особенности: приемы аналогичны фрезерованию пазов.

6. Фрезерование фасонных поверхностей:

• • Применяемый инструмент: фасонные фрезы или специально собранные наборы фрез на цилиндрической оправке.

2. Пошаговые технологические процессы

Порядок фрезерования плоской поверхности цилиндрической фрезой

1. Подготовка и установка оснастки: Установить машинные тиски на столе станка. Проверить правильность их установки (перпендикулярность или параллельность оси оправки) с помощью слесарного угольника.
2. Закрепление заготовки: Разметить заготовку, установить ее в машинные тиски с использованием подкладок соответствующей толщины и надежно зажать.
3. Первоначальная настройка:

• • Маховичками продольной, поперечной и вертикальной подач подвести заготовку под фрезу.
  • Настроить необходимую скорость резания (выполняется под контролем или с помощью учителя).
  • Включить электродвигатель станка.
  • Вращая маховички, осторожно подвести заготовку до легкого касания с вращающейся фрезой.

4. Установка глубины резания:

• • Вывести заготовку продольной подачей из-под фрезы в сторону, противоположную рабочей подаче.
  • Поднять стол на требуемую величину глубины резания, контролируя перемещение по лимбу вертикальной подачи.

5. Выполнение обработки:

• • Зафиксировать консоль на направляющих стойки стопорной рукояткой.
  • Плавным вращением маховика продольной подачи подвести заготовку к фрезе и произвести фрезерование.

Особенности фрезерования уступов, скосов и пазов

• Контроль установки: Необходима точная выверка заготовки в горизонтальном и вертикальном положениях во избежание брака.
• Пробная стружка: Перед фрезерованием уступа на полную глубину снимается пробная стружка. Она должна иметь одинаковую толщину по всей длине обработки, что подтверждает правильность базирования заготовки.
• Окончательная обработка: Выполняется за один или несколько проходов. Контроль глубины и размеров уступа/паза осуществляется штангенциркулем с глубиномером.

3. Правила безопасной работы (Инструкция ИОТ-030-98)

До начала работы:

1. Надеть рабочую одежду (халат и берет), застегнуть рукава. Подготовить защитные очки.
2. Установить деревянную ростовую подставку.
3. Закрепить заготовку и фрезу. Подготовить необходимые инструменты и приспособления.
4. Поставить рукоятки управления в нейтральное положение, отвести фрезу от заготовки.
5. Включить станок и проверить его работу на холостом ходу.
6. Надеть защитные очки и опускать защитный экран.

Во время работы:

• Плавно подводить заготовку к режущему инструменту.
• Категорически запрещается:
• • Измерять обработанную заготовку, убирать стружку, смазывать или чистить станок до его полной остановки и выключения.
  • Отходить от включенного станка.
  • Передавать и принимать любые предметы через вращающиеся части станка.
  • Работать без защитного экрана или защитных очков.
  • Облокачиваться на станок.
  • Класть на стол станка инструменты и заготовки.
  • Сдувать или сметать стружку руками (для этого следует использовать специальные крючки или щетку-сметку).
• При обнаружении любых неисправностей немедленно выключить станок и сообщить учителю.

По окончании работы:

1. Отвести заготовку от фрезы и выключить станок.
2. Снять обработанную деталь.
3. Привести в порядок станок, рабочее место, инструменты и приспособления.
4. Убрать стружку и отходы в специальные ящики.
5. Сдать готовую деталь, инструменты и рабочее место учителю.
6. Привести в порядок одежду и тщательно вымыть руки с мылом.

4. Обзор практических учебных работ

Практическая работа № 2: «Подготовка фрезерного станка к работе и управление им»

• Цель: Освоить подготовку горизонтально-фрезерного станка (НГФ-110Ш4) к работе и навыки управления им.
• Основные этапы: Опробование перемещений стола вручную при нейтральном положении рычагов; проверка работы на холостом ходу; установка тисков и цилиндрической фрезы; пробная разметка и зажим заготовки с последующей уборкой оснастки в тумбочку.

Практическая работа № 3: «Технологии фрезерования на станке плоских поверхностей»

• Цель: Освоить приемы фрезерования плоской поверхности заготовки.
• Материалы и заготовка: Заготовка размером $60 \times 50 \times 25$ мм, станок НГФ-110Ш4, цилиндрическая фреза, машинные тиски, подкладки, штангенциркуль с глубиномером, угольник.
• Основные этапы: Выполнение учебного фрезерования плоской грани, отвод фрезы, снятие детали, контроль точности и шероховатости поверхности.

Практическая работа № 4: «Изготовление прямоугольной заготовки по чертежу»

• Цель: Изготовление прямоугольной оправки, используемой для гибки коробочек (под гвозди или саморезы) из тонколистового металла.
• Параметры чертежа оправки:
• • Исходная заготовка: $60 \times 50 \times 25$ мм.
  • Готовые размеры по чертежу: длина $55 \pm 1$ мм, ширина $45 \pm 1$ мм, толщина $s20$ мм.
  • Материал: сталь Ст3.
  • Дополнительные требования: выполнение фаски $1 \times 45^\circ$ на всех ребрах заготовки.
• Последовательность выполнения:

1. 1. Подготовка рабочего места, удаление заусенцев с исходной заготовки.
   2. Разметка и фрезерование базового угла.
   3. Опиливание заусенцев напильником после обработки базового угла.
   4. Разметка заготовки в окончательные размеры по чертежу.
   5. Закрепление заготовки в тисках и фрезерование в размер ($55 \pm 1 \times 45 \pm 1$ мм).
   6. Снятие заготовки, опиливание фасок $1 \times 45^\circ$, заусенцев и острых углов напильником в слесарных тисках.
   7. Финишная обработка шлифовальной шкуркой средней зернистости на верстаке.
   8. Уборка рабочего места и сдача работы.

5. Вопросы для самопроверки (с ответами)

1. Вопрос: Какое движение при фрезеровании называется главным, а какое — движением подачи?

• Ответ: Главным является вращательное движение фрезы (движение резания). Движением подачи является поступательное движение заготовки вместе со столом станка в направлении, перпендикулярном оси вращения фрезы.

2. Вопрос: Чем различаются встречное и попутное фрезерование?

• Ответ: При встречном фрезеровании заготовка перемещается навстречу направлению вращения фрезы, а при попутном — направление движения заготовки совпадает с направлением вращения фрезы.

3. Вопрос: Каким инструментом проверяется перпендикулярность установки губок машинных тисков относительно оси оправки?

• Ответ: Слесарным угольником.

4. Вопрос: С какой целью перед фрезерованием уступа на полную глубину снимают пробную стружку?

• Ответ: Пробную стружку снимают для того, чтобы убедиться в правильности и точности закрепления заготовки относительно фрезы. Стружка должна иметь одинаковую толщину по всей длине обработки.

5. Вопрос: Какое приспособление используется для точной настройки глубины резания при вертикальном перемещении стола?

• Ответ: Лимб маховика вертикальной подачи.

6. Вопрос: Какими инструментами разрешается удалять стружку со станка во избежание травм?

• Ответ: Исключительно специальными крючками или щеткой-сметкой (удалять стружку руками, сдувать ее категорически запрещено).

7. Вопрос: Для чего при фрезеровании плоской поверхности заготовку подводят к фрезе до легкого касания перед выводом и подъемом стола?

• Ответ: Чтобы установить нулевую точку отсчета глубины резания перед настройкой нужного размера по лимбу.

8. Вопрос: Какая операция выполняется напильником и шлифовальной шкуркой на слесарном верстаке после окончания фрезерования прямоугольной оправки?

• Ответ: Снятие заусенцев, притупление острых углов и выполнение фасок размером $1 \times 45^\circ$ на всех ребрах заготовки.

6. Темы для развернутых ответов и эссе

1. Анализ мер безопасности и организации рабочего места фрезеровщика.

• Направления для раскрытия: Опишите структуру рабочего места (оснащение, размещение инструмента, роль ростовой подставки). Подробно разберите требования инструкции ИОТ-030-98 на всех этапах (до, во время и после работы). Объясните, к каким последствиям для качества детали и здоровья рабочего ведет нарушение правил уборки стружки или работы без защитных средств.

2. Сравнительный анализ технологических операций, выполняемых на горизонтально-фрезерном станке.

• Направления для раскрытия: Рассмотрите классификацию фрезерных операций (плоские поверхности, уступы, пазы, скосы, отрезание, фасонные поверхности). Сопоставьте виды используемых фрез (цилиндрические, дисковые, угловые, отрезные, фасонные) и особенности их установки на оправке. Поясните разницу между попутным и встречным фрезерованием.

3. Технологический маршрут изготовления прямоугольной оправки для гибки металличских коробочек.

• Направления для раскрытия: Опишите пошаговый процесс превращения черновой заготовки $60 \times 50 \times 25$ мм в готовую деталь по чертежу (размеры $55 \pm 1 \times 45 \pm 1$ мм, материал Ст3). Раскройте значение базирования (базовый угол), правила снятия пробной стружки, использования лимбов подачи, слесарной обработки (снятие фасок $1 \times 45^\circ$) и контроля качества штангенциркулем.

7. Глоссарий терминов

• Встречное фрезерование — метод обработки, при котором направление поступательного перемещения обрабатываемой заготовки противоположно направлению вращения фрезы в зоне резания.
• Главное движение (в фрезеровании) — вращательное движение режущего инструмента (фрезы), обеспечивающее снятие стружки.
• Движение подачи — непрерывное или периодическое поступательное перемещение заготовки, обеспечивающее последовательное внедрение зубьев фрезы в материал.
• Дисковая фреза — режущий инструмент дисковой формы с зубьями на цилиндрической и/или торцевых поверхностях; применяется для фрезерования уступов, пазов и канавок.
• Лимб — градуированное кольцо или шкала на маховике управления станком, предназначенное для точного отсчета величины перемещения стола с заготовкой.
• Машинные тиски — зажимное приспособление, монтируемое на столе станка и служащее для надежного базирования и закрепления заготовок во время обработки.
• НГФ-110Ш4 — модель учебного горизонтально-фрезерного станка, предназначенного для выполнения основных фрезерных операций.
• Отрезная фреза — тонкая дисковая фреза, предназначенная для разрезки материалов и отрезания обработанных деталей.
• Попутное фрезерование — метод обработки, при котором направление поступательного перемещения заготовки совпадает с направлением вращения фрезы в зоне резания.
• Прямоугольная оправка — технологическое приспособление (деталь), отфрезерованное в точные размеры по чертежу, применяемое как форма для гибки коробочек из тонколистового металла.
• Угловая фреза — режущий инструмент с коническими режущими кромками, применяемый для фрезерования скосов и угловых канавок.
• Цилиндрическая фреза — фреза в форме цилиндра с зубьями на наружной поверхности, применяемая для обработки плоских поверхностей на горизонтально-фрезерных станках.
• Фасонная фреза — фреза с криволинейным профилем режущей кромки, используемая для получения сложных фасонных поверхностей.