Концевые цилиндрические фрезы

ФРЕЗЫ

Фрезерование широко применяют в машиностроении и приборостроении для обработки различных поверхностей корпусных и призматических деталей, а также винтовых поверхностей деталей тел вращения. В машиностроении фрезерные станки составляют 10 – 20% общего парка металлорежущих станков.

Фреза – многолезвийный вращающийся режущий инструмент, зубья которого последовательно вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью в процессе резания. Относительно медленная подача производится движением обрабатываемой детали, закрепленной на столе фрезерного станка. В зависимости от вида обрабатываемой поверхности равномерное движение подачи может быть прямолинейно-поступательным, вращательным или винтовым. Фрезерованием выполняют разнообразные операции, что обусловило значительное разнообразие типов, форм, конструкций и размеров фрез. Основные типы фрез: а – цилиндрическая; б – торцовая; в – концевые; г – дисковая; д – шлицевая; е – угловая; ж – дисковая фасонная; з – шпоночная; и – шпоночная сегментная; к – для Т-образных пазов.

Цилиндрические насадные фрезы ГОСТ 3752-71. Такие фрезы применяют для фрезерования плоскостей; их делают насадными цельными или же сборной конструкции. Насадные цельные фрезы выпускают с мелкими зубьями для чистовой обработки и с крупными зубьями для чернового фрезерования плоскостей. Как правило, такие фрезы имеют винтовые остроконечные зубья. Диаметр фрезы оказывает существенное влияние на процесс резания и режу­щие свойства инструмента. При конструировании цилиндрических фрез определяют наименьший диаметр с учетом обеспечения необходимых размеров элементов, т. е.:

, где

d – диаметр отверстия под оправку; h₁ – высота шпоночного паза; Т – толщина стенки фрезы; h – высота зуба или глубина канавки.

Для повышения жесткости расчетный диаметр оправки увеличивают в 1,25—1,3 раза. По диаметру оправки определяют высоту h₁. Толщина стенки принимается конструктивно в пределах 5 – 12 мм так, чтобы . Высота зуба h должна определяться из условия, чтобы объем канавки был достаточным для размещения стружки. Практически она также принимается конструктивно. Для насадных фрез диаметром до 200 мм D = (2,5—3)·d. Стандартные цилиндрические насадные цельные фрезы изготовляют диаметром 40 – 100мм, длиной до 160 мм; насадные сборные со вставными зубьями из быстрорежущей стали – диаметром 100 – 250 мм, насадные, оснащенные винтовыми пластинками из твердого сплава – диаметром 63 – 125 мм, длиной 45 – 100 мм. Цилиндрические фрезы сборной конструкции с зубьями из быстрорежущей стали бывают одинарные и составные. Одинарные фрезы выпускают длиной 40, 50, 65мм. Длина составных фрез определяется числом фрез в комплекте.

Число зубьев должно быть по возможности наибольшим. Чем больше число зубьев, тем при прочих равных условиях большее число зубьев находится в контакте с заготовкой в процессе резания, тем больше суммарная длина режущих кромок, одновременно участвующих в работе, тем выше производительность и плавность процесса или же при неизменной производительности уменьшается подача на каждый зуб. Вследствие этого уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Фрезы цилиндрические с мелким зубом служат для чистовой обработки плоскостей. Они работают с небольшими подачами, срезают сравнительно тонкие слои. Размер зубьев и объем стружечных канавок для этих целей требуются небольшие. Поэтому зубьев на дайне окружности данного диаметра фрезы разместится больше, чем у фрез с крупным зубом того же диаметра, которые используют для черновой обработки. Фрезы сборной конструкции со вставными ножами из быстрорежущей стали и с напаянными твердосплавными пластинками имеют меньшее число зубьев, чем цельные насадные фрезы, потому что элементы и условия крепления ножей требуют дополнительного пространства для их размещения, что неизбежно ведет к увеличению окружного шага между зубьями. Для уменьшения возможности возникновения вибраций при черновой обработке с большой глубиной резания насадные цельные фрезы с крупным зубом рекомендуется делать с неравномерным окружным шагом зубьев.

Направление и угол наклона зубьев. Цилиндрические фрезы для обработки плоскостей изготовляют с винтовыми и ко­сыми зубьями. При фрезеровании возникает осевая составляющая силы резания. Для одинарных фрез исключить ее невозможно. Для повышения устойчивости процесса резания желательно, чтобы осевая сила была направлена на шпиндель станка. Это возможно тогда, когда праворежущая фреза имеет левозаходное направление зубьев, и наоборот. Угол наклона зубьев к оси фрезы ω оказывает существенное влияние на равномерность процесса фрезерования. Наиболее благоприятные условия резания получаются при таком угле наклона зубьев, при котором процесс фрезерования становится равномерным. Под равномерным фрезерованием понимают такой процесс, при котором сила резания постоянна. Это происходит тогда, когда суммарная площадь сечения срезаемого слоя всеми зубьями, одновременно участвующими в работе – величина постоянная. Для цилиндрических фрез с винтовыми зубьями равномерное фрезерование может быть выполнено при определенных условиях, несмотря на то, что каждым зубом в данный момент времени срезаются слои разной толщины и в разные моменты времени – разной площади сечения.

Форма и геометрия зубьев. Цилиндрические фрезы имеют остроконечную трапециевидную форму зубьев или же параболическую – выпуклую. Причем для мелкозубых фрез форма зуба трапециевидная одноугловая с шириной лен­точки с = 0,6 – 0,8 мм, образующей задний угол α. Для крупнозубых фрез форма зуба усиленная двуугловая с шири­ной ленточки с = 1,2 – 1,5 мм. По прочности она приближается к параболической форме зуба, но более технологична. Параболическая форма зуба обеспечивает высокую прочность зуба, но она сложнее в изготовлении. Применяется для тяжелонагруженных крупнозубых цилиндрических фрез при черновом фрезеровании.

Фрезы сборной конструкции изготовляют сравнительно больших диаметров и оснащают ножами из быстрорежущей стали или твердого сплава. Фрезы с быстрорежущими ножами выпускают диаметром 100 – 250 мм. Фрезы с винтовыми твердосплавными зубьями по ГОСТ 8721—69 изготовляют диаметром 63 – 125 мм. Ножи из быстрорежущей стали делают прямыми и располагают в корпусе наклонно к оси фрезы. Такие фрезы называются косозубыми. Они бывают одинарные и составные. Одинарные могут быть длинными и короткими. Длинные имеют длину до 150 мм с углом наклона зубьев к оси ω = 15—20°. С увеличением длины фрезы угол наклона уменьшается. Это вызывается косым расположением паза и зуба в корпусе фрезы. Короткие одинарные фрезы имеют длину 40, 50 и 65 мм, угол наклона зубьев ω = 45⁰, число зубьев z = 8 – 12. Составные цилиндрические фрезы с зубьями из быстрорежущей стали представляют собой комплект, состоящий из нескольких коротких одинарных фрез, насаженных на одну оправку. В зависимости от ширины фрезерования число фрез в комплекте от 2 до 6. Фрезы имеют разное направление ножей для взаимной компенсации осевой составляющей силы резания. Цилиндрические фрезы можно изготовлять с прямыми твердосплавными пластинками, напаянными на вставные зубья. Пластинки выпускаются небольшой длины, поэтому на каждый зуб цилиндрической фрезы их напаивается несколько штук. Стыки пластинок на смежных зубьях располагают в шахматном порядке, и они выполняют роль стружколомателей. Они делаются радиусными или лучше в виде призмы под углом 120⁰ шириной 2 – 2,5 мм, глубиной 0,5 – 0,7 мм и затачиваются на необходимый задний угол. В нормальном сечении к винтовому зубу передний угол γ = -5 ÷ +5⁰, задний угол α = 16 – 20⁰.

Такие фрезы широко применяют для фрезерования нешироких плоскостей, пазов и контурного фрезерования на станках с ЧПУ. Они бывают цельные, сварные встык и сборной конструкции. Сборные концевые фрезы оснащают зубьями из быстрорежущей стали или твердого сплава. Последние диаметром 10 – 25 мм делают с монолитной твердосплавной коронкой, которую припаивают к оправке. Цилиндрические концевые фрезы изготовляют двух типов: с цилиндрическим хвостовиком диаметром 3 – 20 мм и с коническим хвостовиком диаметром 14 – 63 мм. По ГОСТ 15086-69 и ГОСТ 4675-71 выпускают концевые обдирочные фрезы с коническим хвостовиком диаметром 25 – 80 мм со стружкоразделительными канавками на зубьях и с затылованными зубьями. В настоящее время разработаны конструкции концевых фрез с волновой передней поверхностью. Для станков с ЧПУ концевые фрезы применяют с неравномерным окружным шагом зубьев, чтобы исключить или уменьшить вибрации. Неравномерность окружного шага зубьев 4 – 6°. Такие фрезы имеют увеличенный угол наклона зубьев ω = 45 – 50°. Лучше его делать таким, при котором обеспечивается равномерность фрезерования. Для увеличения жесткости концевые фрезы должны иметь утолщение сердцевины к хвостовику. Для регулирования осевого размера концевых фрез в их торце устанавливается регулировочный винт. Концевые фрезы с коническим хвостовиком закрепляют в переходной втулке, имеющей резьбу на наружном диаметре и регулировочную гайку.

Дата добавления: 2014-01-20