Геометрические параметры фрез кратко

Обновлено: 02.07.2024

Несмотря на многообразие типов острозаточенных фрез (цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, пилы по металлу) они имеют много общих конструктивных элементов: диаметр инструмента, посадочные размеры, форма зубьев и их число, углы режущей части, устройства для дробления стружки.

Диаметр фрезы влияет как на процесс фрезерования, так и на выбор конструктивных элементов инструмента. Целесообразно выбирать наибольший диаметр фрезы, так как с этим связано число зубьев, их размеры и форма, толщина тела корпуса. На практике для обеспечения достаточной прочности корпуса используется зависимость

где — диаметр окружности впадин зубьев; d – диаметр посадочного отверстия.

Концевые твердосплавные цельные фрезы изготавливаются по ТУ 2-035-0223131.159-90 диаметрами 14…30 мм; дисковые трехсторонние фрезы быстрорежущие (ТУ2-035-0224638.1156-88) имеют диаметры 100…250 мм. В таком же диапазоне размеров отечественная инструментальная промышленность выпускает торцовые фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали (ТУ2-035-0224638.1155-88).

Посадочным размером для насадных фрез является диаметр отверстия под оправку, который в зависимости от наружного диаметра инструмента выбирается из ряда 16, 22, 27, 32, 40, 50 и 60 мм.

Форма зубьев и впадин фрез должны обеспечивать прочность зубу и достаточное пространство для размещения стружки, ее отвод из зоны резания, а также максимальное количество переточек.

Для острозаточенных фрез наиболее распространена трапецеидальная форма зуба (рис. 6.1,а), которая применяется у чистовых фрез. Зуб такой формы затачивается по задней поверхности. Высота зуба h выбирается в пределах 0,5…0,65 от окружного шага, а r=(0,5-2,0) мм.

Крупные зубья фрез оформляются согласно рис. 6.1,б,в. Форма зуба по рис. 6.1,б имеет двойную прямолинейную спинку, где — рабочий задний угол, а . Зуб третьей формы (рис.6.1,в) имеет криволинейную спинку, при этом ; мм, , а . Такую форму зуба имеют, к примеру, быстрорежущие концевые обдирочные фрезы (ГОСТ 15186-69).

Рис. 6.1. Форма остроконечных зубьев

Число зубьев выбирается из условий обеспечения равномерности фрезерования. Как известно из теории резания, для винтовых фрез равномерность фрезерования достигается при условии, когда ширина фрезерования кратна осевому шагу инструмента, т.е.

, где С – целое число.

Если D – диаметр фрезы, — угол наклона зуба, то

Для прямозубых фрез это условие выполняется, если одновременно работает не менее двух зубьев, т.е.

где — угол контакта; — коэффициент неравномерности .

Углы режущей части выбираются в зависимости от типа фрезы, свойств обрабатываемого материала и технологических условий обработки.

Передние углы у быстрорежущих фрез при обработке стали изменяются в пределах 20…10 0 , твердосплавных — +15 0 …-15 0 , причем меньшие значения назначаются для обработки стали с большей прочностью ( МПа).

Задний угол у мелкозубых фрез принимается равным 16 0 , для фрез с крупным зубом – 12 0 , а для дисковых и прорезных – до 30 0 ; у твердосплавных фрез . Некоторые типы фрез имеют вспомогательные режущие кромки; задние углы на них выбираются в пределах 4-8 0 .

Углом наклона режущей кромки снабжаются все типы фрез с угловой режущей кромкой – торцовые, дисковые, двух- и трехсторонние. Для твердосплавных фрез , а у быстрорежущих фрез не превышает 10 0 .

У цилиндрических фрез с винтовым и наклонным зубом . Обычно цилиндрические насадные фрезы имеют , концевые — , а дисковые двух- и трехсторонние — .

1. Изучить виды основных элементов и геометрических параметров фрез.

2. Приобрести навыки измерения геометрических параметров и озна­комление с измерительными приборами.

Основные теоретические положения

Фрезы отличаются большим разнообразием типов, форм и назначения как стандартизованных, используемых на универсальных фрезерных станках, так и специальных, проектируемых для обработки конкретных изделий.

Цилиндрические и дисковые фрезы. Особенностью конструкции таких фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной обрабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез нет вспомогательных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания. Зубья дисковых фрез, наоборот, на одном или обоих торцах снабжены вспомогательными режущими кромками. В отличие от цилиндрических фрез, их диаметр значительно больше длины (ширины) фрез.

К конструктивным элементам относятся: диаметр фрезы, посадочные размеры (диаметр отверстия, шпоночная канавка, выточка), число зубьев, форма зуба, стружколоматели и др. Режущая часть зуба фрезы характеризуется следующими углами: углами в плане, передними и задними, а также углом наклона режущей кромки. Геометрические параметры базовых конструкций фрез показаны на рис. 8. Цилиндрические, концевые и другие фрезы снабжаются винтовыми зубьями. Такие фрезы обладают рядом преимуществ по сравнению с прямозубыми. Угол наклона оказывает большое влияние на направление отвода стружки, улучшает качество обработанной поверхности, повышает равномерность фрезерования и стойкость фрез.


Рис. 8. Геометрические параметры быстрорежущих фрез:

а – цилиндрической прямозубой; б – цилиндрической с винтовым зубом; в – торцовой

Зубья фрез общего назначения имеют остроконечную форму: трапецеидальную, усиленную и параболическую (рис. 9).

Особенностями геометрии фрез являются дополнительные параметры: z – число зубьев или число главных режущих кромок; – окружной шаг (если зубья фрезы расположены равномерно); –центральный угол (угол контакта) соответствующий дуге окруж­ного шага; h – высота зуба.


Рис. 9. Форма и параметры зубьев:

а – трапецеидальная; б – усиленного; в – параболического

Для фрез с наклонным и винтовым зубом добавляется еще угол на­клона зуба, соответствующий углу наклона главной режущей кромки у резца, осевой и нормальный шаги:

Основная плоскость является осевой, так как она проходит через ось фрезы. Для упрощения процесса измерения главные углы зубьев цилиндриче­ской фрезы измеряются в плоскости, перпендикулярной оси (торцовой). Пере­ход от углов в торцовой плоскости к углам, расположенным в плоскости , нормальной к главной режущей кромке зуба фрезы (рис. 9), осуществ­ляется с помощью формул: ; .

Главный угол у цилиндрических фрез является величиной постоянной и равной 90 о , так как направление подачи всегда перпендикулярно оси фрезы, а проекция главной режущей кромки на основную (осевую) плоскость парал­лельна оси фрезы. Вспомогательный угол в плане имеется только у цилиндри­ческих торцевых фрез.

Измерение углов цилиндрических фрез. Измерение геометрических параметров фрез следует выполнять помощью угломеров, а линейных размеров конструктивных элементов – штангенциркулем и измерительной линейкой. Измерение углов и осуществляется с помощью угломера для контроля заточки многолезвийных инструментов. Угломер накладывают на режущие кромки двух соседних зубьев так, чтобы режущая кромка измеряемого зуба упиралась в вершину угла, составленного измерительной плоскостью ножа 1 и планки 2, а торцовая часть прибора была перпендикулярна оси фрезы (рис. 10).


Рис. 10. Измерение заднего (а) и переднего (б) угла фрезы угломером

Поворачивают сектор 3 прибора до совмещения измерительной планки 2 с задней поверхностью зуба фрезы. Отсчитывают по градусной шкале сектора 3 значение заднего угла; оно соответствует дуге между значением 0 на градусной шкале и одним из штрихов на шкале 4, соответствующим числу зубьев фрезы. При измерении переднего угла на режущую кромку двух соседних зубьев накладывают угломер так, чтобы режущая кромка измеряемого зуба упиралась в вершину угла, составленного измерительной плоскостью ножа 1 и планки 2. Поворачивают сектор 3 прибора до совмещения измерительного ножа 1 с передней поверхностью зуба фрезы. Отсчитывают по градусной шкале сектора 3 значение переднего угла; оно соответствует дуге между значением 0 на градусной шкале 3 и штрихом на шкале 4, соответствующим числу зубьев фрезы (шкала 4 – шкала числа зубьев измеряемой фрезы).




Для измерения угла наклона винтовой линии зуба (угла наклона глав­ной режущей кромки) фреза прокатывается по копировальной бумаге, по­ложенной на чистый лист. Отмечая на отпечатках след торцовой плоскости фрезы и восстанавливая перпендикуляр к этому следу, получим направление оси фрезы. Угол между осью фрезы и отпечатком главной режущей кромки, измеренный транспортиром, является искомым углом . Измерить можно и универсальным угломером для резцов. Если фреза цилиндрическая торцевая, то следует с помощью угломеров для резцов замерить вспомогательные углы: задний и угол в плане .

Порядок выполнения работы

1. Получить фрезы и приборы у лаборанта.

2. Охарактеризовать фрезы по конструкции, способу крепления на станке, форме задней поверхности зуба, по назначению.

3. Измерить диаметр и подсчитать число зубьев фрезы.

4. Начертить эскизы фрез с указанием всех необходимых сечений и гео­метрических параметров в буквенном обозначении.

5. Произвести измерения фрез и записать их в таблицу журнала. Измерить каждый геометрический параметр три раза.

6. Измерить радиальное биение.

Отчет должен содержать:

1. Характеристика фрез.

2. Эскизы фрез с необходимыми сечениями и буквенным обозначением всех углов.

3. Таблицы с замерами всех геометрических параметров фрез.

1. Изучить виды основных элементов и геометрических параметров фрез.

2. Приобрести навыки измерения геометрических параметров и озна­комление с измерительными приборами.

Основные теоретические положения

Фрезы отличаются большим разнообразием типов, форм и назначения как стандартизованных, используемых на универсальных фрезерных станках, так и специальных, проектируемых для обработки конкретных изделий.

Цилиндрические и дисковые фрезы. Особенностью конструкции таких фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной обрабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез нет вспомогательных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания. Зубья дисковых фрез, наоборот, на одном или обоих торцах снабжены вспомогательными режущими кромками. В отличие от цилиндрических фрез, их диаметр значительно больше длины (ширины) фрез.

К конструктивным элементам относятся: диаметр фрезы, посадочные размеры (диаметр отверстия, шпоночная канавка, выточка), число зубьев, форма зуба, стружколоматели и др. Режущая часть зуба фрезы характеризуется следующими углами: углами в плане, передними и задними, а также углом наклона режущей кромки. Геометрические параметры базовых конструкций фрез показаны на рис. 8. Цилиндрические, концевые и другие фрезы снабжаются винтовыми зубьями. Такие фрезы обладают рядом преимуществ по сравнению с прямозубыми. Угол наклона оказывает большое влияние на направление отвода стружки, улучшает качество обработанной поверхности, повышает равномерность фрезерования и стойкость фрез.


Рис. 8. Геометрические параметры быстрорежущих фрез:

а – цилиндрической прямозубой; б – цилиндрической с винтовым зубом; в – торцовой

Зубья фрез общего назначения имеют остроконечную форму: трапецеидальную, усиленную и параболическую (рис. 9).

Особенностями геометрии фрез являются дополнительные параметры: z – число зубьев или число главных режущих кромок; – окружной шаг (если зубья фрезы расположены равномерно); –центральный угол (угол контакта) соответствующий дуге окруж­ного шага; h – высота зуба.


Рис. 9. Форма и параметры зубьев:

а – трапецеидальная; б – усиленного; в – параболического

Для фрез с наклонным и винтовым зубом добавляется еще угол на­клона зуба, соответствующий углу наклона главной режущей кромки у резца, осевой и нормальный шаги:

Основная плоскость является осевой, так как она проходит через ось фрезы. Для упрощения процесса измерения главные углы зубьев цилиндриче­ской фрезы измеряются в плоскости, перпендикулярной оси (торцовой). Пере­ход от углов в торцовой плоскости к углам, расположенным в плоскости , нормальной к главной режущей кромке зуба фрезы (рис. 9), осуществ­ляется с помощью формул: ; .

Главный угол у цилиндрических фрез является величиной постоянной и равной 90 о , так как направление подачи всегда перпендикулярно оси фрезы, а проекция главной режущей кромки на основную (осевую) плоскость парал­лельна оси фрезы. Вспомогательный угол в плане имеется только у цилиндри­ческих торцевых фрез.

Измерение углов цилиндрических фрез. Измерение геометрических параметров фрез следует выполнять помощью угломеров, а линейных размеров конструктивных элементов – штангенциркулем и измерительной линейкой. Измерение углов и осуществляется с помощью угломера для контроля заточки многолезвийных инструментов. Угломер накладывают на режущие кромки двух соседних зубьев так, чтобы режущая кромка измеряемого зуба упиралась в вершину угла, составленного измерительной плоскостью ножа 1 и планки 2, а торцовая часть прибора была перпендикулярна оси фрезы (рис. 10).


Рис. 10. Измерение заднего (а) и переднего (б) угла фрезы угломером

Поворачивают сектор 3 прибора до совмещения измерительной планки 2 с задней поверхностью зуба фрезы. Отсчитывают по градусной шкале сектора 3 значение заднего угла; оно соответствует дуге между значением 0 на градусной шкале и одним из штрихов на шкале 4, соответствующим числу зубьев фрезы. При измерении переднего угла на режущую кромку двух соседних зубьев накладывают угломер так, чтобы режущая кромка измеряемого зуба упиралась в вершину угла, составленного измерительной плоскостью ножа 1 и планки 2. Поворачивают сектор 3 прибора до совмещения измерительного ножа 1 с передней поверхностью зуба фрезы. Отсчитывают по градусной шкале сектора 3 значение переднего угла; оно соответствует дуге между значением 0 на градусной шкале 3 и штрихом на шкале 4, соответствующим числу зубьев фрезы (шкала 4 – шкала числа зубьев измеряемой фрезы).

Для измерения угла наклона винтовой линии зуба (угла наклона глав­ной режущей кромки) фреза прокатывается по копировальной бумаге, по­ложенной на чистый лист. Отмечая на отпечатках след торцовой плоскости фрезы и восстанавливая перпендикуляр к этому следу, получим направление оси фрезы. Угол между осью фрезы и отпечатком главной режущей кромки, измеренный транспортиром, является искомым углом . Измерить можно и универсальным угломером для резцов. Если фреза цилиндрическая торцевая, то следует с помощью угломеров для резцов замерить вспомогательные углы: задний и угол в плане .

Порядок выполнения работы

1. Получить фрезы и приборы у лаборанта.

2. Охарактеризовать фрезы по конструкции, способу крепления на станке, форме задней поверхности зуба, по назначению.

3. Измерить диаметр и подсчитать число зубьев фрезы.

4. Начертить эскизы фрез с указанием всех необходимых сечений и гео­метрических параметров в буквенном обозначении.

5. Произвести измерения фрез и записать их в таблицу журнала. Измерить каждый геометрический параметр три раза.

6. Измерить радиальное биение.

Отчет должен содержать:

1. Характеристика фрез.

2. Эскизы фрез с необходимыми сечениями и буквенным обозначением всех углов.

Продолжаем публикацию материалов из Справочника фрезеровщика под редакцией В.Ф. Безъязычного. На этот раз разберем типы и конструкции фрез.

Фреза — многолезвийный режущий инструмент. Обработка фрезами обеспечивает получение деталей с малой погрешностью формы, размеров и высоким качеством поверхностного слоя.

По форме и технологическому назначению фрезы подразделяют на типы (рис. 1.8). Торцовые (рис. 1.8, а) и цилиндрические (рис. 1.8, б) фрезы предназначены для обработки открытых плоскостей.

Существуют и другие фрезы, например, дисковые угловые, модульные, резьбовые и т.д.


Рис. 1.8. Типы фрез
(t — глубина резания; В — размер обрабатываемой поверхности)

Элементы фрезы. Фреза состоит из корпуса и режущей части, которую изготавливают из инструментальных сталей, твердых или минералокерамических сплавов. Поскольку зуб фрезы соответствует резцу, то поверхности и режущие кромки зубьев фрез определяются по аналогии с резцом.

У токарного резца (рис. 1.9) и фрезы (рис. 1.10) можно выделить следующие элементы и определяющие их параметры.


Рис. 1.9. Геометрические параметры токарного резца


Рис. 1.10. Элементы и параметры фрезы:

Аγ, Аα — передняя и задняя поверхности; K — режущая кромка;
KН — канавка; f — фаска зуба; C — cпинка зуба; γ — передний угол;
α — задний угол; β — угол заострения; δ — угол резания

Поверхность, по которой сходит стружка, называется передней поверхностью Аγ. В процессе резания она контактирует со срезаемым слоем и стружкой. Поверхность, обращенная в процессе резания к заготовке, называется задней поверхностью Аα. Пересечение передней и задней поверхностей образует режущую кромку. Часть режущей кромки, формирующая большую сторону сечения срезаемого слоя, является главной режущей кромкой K, а другая ее часть, формирующая меньшую его сторону, является вспомогательной режущей кромкой K ’.

Главная задняя поверхность обращена к поверхности резания и примыкает к главной режущей кромке. Вспомогательная задняя поверхность обращена к обработанной поверхности и примыкает к вспомогательной режущей кромке.

Участок режущей кромки в месте пересечения двух задних поверхностей называется вершиной лезвия, а радиус, по которому выполнено это сопряжение, — радиусом вершины.

Углы лезвия задают и измеряют относительно основной Pνc и рабочей Рпс плоскостей (см. рис. 1.9, а). Следует различать углы лезвия, заданные в главной и в нормальной Рнс секущих плоскостях. Плоскость Pτ перпендикулярна линии пересечения основной плоскости и плоскости резания, а плоскость Рнс перпендикулярна режущей кромке в рассматриваемой точке. Если инструмент имеет криволинейную режущую кромку, то измерение углов производят в сечении, перпендикулярном к касательной в данной точке.

Передний угол γ — угол между передней поверхностью и основной плоскостью. Угол, измеренный в нормальной секущей плоскости, называется нормальным γн, а измеренный в главной секущей плоскости — главным передним углом γ. При этом различают положительный передний угол [+γ], если режущая кромка занимает наивысшее положение на передней поверхности (cм. рис. 1.9, б), и отрицательный передний угол [—γ], если режущая кромка расположена ниже точек передней поверхности.

При резании инструментом с отрицательным передним углом деформации срезаемого слоя будут значительно больше, а следовательно, больше силы и температура в зоне резания, чем при обработке инструментом с положительным передним углом.

Задний угол α — угол в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания. Угол, измеренный в нормальной секущей плоскости, называется нормальным αн, а измеренный в главной секущей плоскости — главным задним углом α.

Величина заднего угла оказывает влияние на прочность режущего клина, интенсивность роста износа.

Угол заострения β — угол между передней и задней поверхностями лезвия; он определяет прочность режущего инструмента. Угол резания δ — угол между передней поверхностью и плоскостью резания; δ ≈ β + α.

Углы лезвия определяются также относительно вспомогательной режущей кромки.

Главный угол в плане ϕ — угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ϕ′ — угол между проекцией вспомогательной кромки на основную плоскость и направлением, обратным направлению подачи. Угол при вершине резца ε — угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость.

Угол наклона главной режущей кромки λ — угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью. От величины этого угла зависят прочность вершины резца, условия врезания зуба фрезы в заготовку, направление схода стружки и другие параметры резания.

Различают положительный угол наклона кромки [+λ], если вершина резца занимает нижнее положение на режущей кромке (cм. рис. 1.9, в), и отрицательный [—λ], если она занимает наивысшее положение. При λ = 0 режущая кромка расположена параллельно основной плоскости.

Зуб фрезы (cм. рис. 1.10) имеет те же элементы, что и резец: переднюю поверхность Аγ, заднюю поверхность Аα, режущую кромку K и соответствующие углы γ, α, β, δ. У зуба можно выделить также фаску f и спинку С — поверхность, смежную с передней поверхностью одного зуба и задней поверхностью соседнего. Канавка Kн является переходным элементом от одного зуба к другому.

Фрезы имеют торцовую плоскость, т.е. плоскость, перпендикулярную к оси фрезы, и осевую плоскость, т.е. плоскость, проходящую через ось фрезы и рассматриваемую точку на ее режущей кромке.

Главная режущая кромка K фрезы выполняет основное резание. У цилиндрических фрез главная режущая кромка может быть прямолинейной (по образующей цилиндра), наклонной (к образующей цилиндра) и винтовой. Вспомогательной режущей кромки у цилиндрических фрез нет.

У фрез с торцовыми зубьями различают:

  • главную режущую кромку — кромку, расположенную под углом к оси фрезы;
  • вспомогательную режущую кромку — кромку, расположенную на торцовой части фрезы;
  • переходную режущую кромку — кромку, соединяющую главную и вспомогательную режущие кромки.

Более полная картина координатных плоскостей в соответствии с ГОСТ 25762–83 при фрезеровании приведена на рис. 1.11, а при фрезеровании фасонных поверхностей — на рис. 1.12.


Рис. 1.11. Координатные плоскости при периферийном фрезеровании:

РVC и РVK — основные плоскости: статическая и кинематическая;
РПС, РПК и РПИ — плоскости резания: статическая, кинематическая и инструментальная;
РН — нормальная секущая плоскость; — главная секущая плоскость;
РΤИ, РΤС и РΤК — главные секущие плоскости: инструментальная, статическая и кинематическая соответственно


Рис. 1.12. Координатные плоскости при фасонном фрезеровании
(см. обозначение плоскостей к рис. 1.11)

Геометрические элементы фрез в соответствии с ГОСТ 25762–83 приведены на рис. 1.13–1.15.


Рис. 1.13. Геометрические элементы цилиндрической фрезы:
1 — передняя поверхность лезвия Аγ; 2 — главная режущая кромка K;
3 — вспомогательная режущая кромка K′; 4 — главная задняя поверхность лезвия Аα;
5 — вспомогательная задняя поверхность лезвия А′α ; 6 — вершина лезвия


Рис. 1.14. Геометрические элементы угловой концевой фрезы
(см. обозначения на рис. 1.13)


Рис. 1.15. Углы торцевой фрезы:
а — со вставными зубьями; б — со вставными квадратными зубьями

Буквенные обозначения элементов обработки и плоскостей приведены в табл. 1.1.




Форма и элементы зубьев. В зависимости от поверхности, по которой производится затачивание фрезы, существуют две основные конструкции зубьев:

  • остроконечный зуб, затачиваемый по задней поверхности (рис. 1.16, а);
  • затылованный зуб, затачиваемый только по передней поверхности (рис. 1.16, б).


Рис. 1.16. Форма зубы фрезы:
а — остроконечная; б — затылованная

Зубья характеризуются следующими элементами (рис. 1.17):

  • высота h — расстояние между точкой режущей кромки зуба и дном канавки, измеренное в радиальном сечении фрезы перпендикулярно ее оси;
  • ширина задней поверхности зуба (см. рис. 1.10, фаска f) — расстояние от режущей кромки до линии пересечения задней поверхности зуба с его спинкой, измеренное в направлении, перпендикулярном режущей кромке;
  • Sш — окружной шаг зубьев — расстояние между одноименными точками режущих кромок двух смежных зубьев, измеренное по дуге окружности с центром на оси фрезы и в плоскости, перпендикулярной этой оси. Окружной шаг может быть равномерным и неравномерным;
  • величина затылования hз (см. рис. 1.16, б) — это понижение кривой затылования между режущими кромками двух соседних зубьев.


Рис. 1.17. Элементы зуба:
h — высота; f — фаска; Sш — окружной шаг


Рис. 1.18. Схема образования винтовой линии:
а — левой; б — правой

Элементы и форма канавок. Канавка K (см. рис. 1.10) — выемка для отвода стружки, ограниченная передней поверхностью зуба и задней поверхностью одного и спинкой соседнего зуба. Канавки делятся на прямые и винтовые. Канавка прямая параллельна оси фрезы. Образование винтовой линии показано на рис. 1.18. Если треугольник АВС навернуть на цилиндр так, чтобы катет AB = πD совпал с основанием цилиндра диаметром D, то гипотенуза АС образует на цилиндре винтовую линию левую или правую. Шагом Р винтовой линии называется величина ее подъема за один оборот вокруг цилиндра. Угол ω называется углом наклона винтовой линии, а угол β — углом подъема винтовой линии. Эти углы связаны между собой соотношением: ω = 90 — β. Они определяются по формулам:


Канавка винтовая левая (рис. 1.19, а) — канавка, направленная по винтовой линии с подъемом справа налево. Канавка винтовая правая (рис. 1.19, б) — канавка, направленная по винтовой линии с подъемом слева вверх направо.


Рис. 1.19. Направление винтовых канавок:
а — левое; б — правое

Важными параметрами фрезы являются объем впадины зуба и профиль впадины зуба. Плавность сопряжения передней поверхности и спинки зуба должна быть такой, чтобы стружка под воздействием сил инерции, охлаждающей жидкости или вновь образующейся стружки свободно удалялась из впадины. Увеличение параметров r и h (рис. 1.17) с целью достижения более благоприятных условий размещения стружки ограничено прочностью зуба. Для улучшения отвода стружки переднюю поверхность и впадины зубьев у некоторых фрез полируют.

Фрезы с остроконечными зубьями просты в изготовлении, удобны в эксплуатации и обеспечивают достаточно высокую стойкость инструмента. Затачивание таких фрез производят по задней поверхности, однако следует иметь в виду, что по мере переточек высота зуба и объем его впадины уменьшаются.

У фрез с затылованной формой зубьев (cм. рис. 1.16, б) спинку обрабатывают на токарно-затыловочных станках. Ее профиль соответствует архимедовой спирали, что обеспечивает постоянство профиля передней поверхности зуба. Для сохранения значений задних углов и профиля, зубья затачивают по передней поверхности в радиальном направлении. Сохранение постоянного профиля режущей кромки особенно важно для фасонных фрез. По мере переточек зубьев фрезы объем впадины увеличивается.

Недостатками этих фрез являются малая величина заднего угла α и нулевой передний угол γ, что затрудняет резание и снижает стойкость инструмента. Затылованные фрезы имеют более высокую стоимость по сравнению с острозаточенными.

Конструкции фрез. Большинство конструкций фрез стандартизовано. Помимо технологического назначения фрезы подразделяют на цельные, составные, со вставными ножами и сборные головки.

Цельные фрезы изготовляют целиком из инструментального материала (быстрорежущей стали или твердого сплава). Фрезы могут быть цельными комбинированными, т. е. зубья выполняются из инструментального материала, а корпус — из конструкционной стали. Зубья напаиваются на корпус или, если они из быстрорежущей стали, наплавляются на него.

Цельные фрезы обладают большой жесткостью, что является их достоинством. Однако им свойственны и недостатки: изменение размера фрез после переточки; отрицательное влияние температуры пайки или наплавки режущих зубьев на качество (стойкость) инструмента; повышенный расход инструментального материала.

Фрезы с механическим креплением вставных зубьев (пластин) в настоящее время наиболее распространены. Среди многообразия конструкций крепления режущих элементов у таких фрез можно выделить два основных вида — фрезы с механическим креплением ножей (резцов) и фрезы с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин.

Фрезы с многогранными пластинами имеют ряд достоинств, что определяет их широкое применение на практике. В общем случае при механическом креплении должны быть обеспечены точная ориентация режущей пластины в корпусе фрезы, надежность ее крепления, возможность быстрого удаления изношенной пластины и замены ее новой, а также механизация этих процессов, минимальные размеры узла крепления.

Известно много различных способов крепления пластин: винтами, штифтами, рычагами, прихватами и т.д. Все они имеют свои достоинства и недостатки. Один из наиболее простых способов крепления многогранной пластины показан на рис. 1.20. Пластину 1 из инструментального материала устанавливают на прокладку 2, которую для уменьшения деформации от воздействия сил резания и температуры изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплава. Прокладку крепят винтом 3. Пластину ориентируют в60;радиальном и вертикальном направлениях упорами 4, 5 и зажимают винтом 7 через прижим 6. На поверхности, обращенной к сходящей стружке, этот прижим имеет припаянную твердосплавную пластину 8. Для механического крепления используют пластины двух-, трех-, четырех-, пяти-, шестигранной и круглой формы (рис. 1.21).


Рис. 1.20. Схема крепления четырехугольной пластины прихватом:
1 — пластина; 2 — прокладка; 3 — винт;
4 и 5 — упоры; 6 — прихват; 7 — винт;
8 — припаянная пластина


Рис. 1.21. Многогранные неперетачиваемые пластины твердого сплава:
а — квадратные; б — шестигранные; в — круглые

В настоящее время применяют либо цифровые, либо буквенно-цифровые условные обозначения механически закрепляемых пластин в зависимости от их формы, геометрии заточки, точности и т.д. .

В этих обозначениях первые две цифры (или первая буква) характеризуют форму пластины, третья цифра (или вторая буква) определяет значение заднего угла, четвертая цифра (или третья буква) указывает степень точности изготовления пластины, а пятая цифра (или четвертая буква) характеризует ее конструктивные особенности.

Вторая часть условного обозначения состоит из трех групп двузначных цифр, определяющих: длину режущей кромки (мм), толщину пластины (мм), значение радиуса при вершине (мм), увеличенное в 10 раз.

Например, пластина шестигранной формы с нулевым значением заднего угла, нормальной точности, с центральным отверстием и стружечными канавками, размерами: длиной режущей части 11 мм, толщиной 4 мм, радиусом при вершине 1,2 мм, выполненная из сплава ВК6, будет иметь обозначения:

На рис. 47 показаны элементы фрезы, причем эти элементы для большей наглядности обозначены теми же цифрами, что и одинаковые с ними элементы резца, представленного на рис. 45.


Передняя поверхность 6 зуба фрезы 5 образует с вертикаль­ной плоскостью 4 передний угол у; задняя поверхность 7 зуба образует с обработанной поверхностью 8 заготовки задний угол
а; передняя поверхность 6 зуба образует с задней поверхно­стью 7 зуба угол заострения (3.

Режущая кромка 3, или лезвие, образована пересечением пе­редней и задней поверхностей. Практически режущую кромку зуба фрезы делают не в виде линии, а в виде узкой полоски-лен­точки шириной около одной десятой миллиметра. Эта ленточка 9 обеспечивает правильную заточку фрез.


Наружный диаметр фрезы, размеры и форма впадины зуба для размещения и выхода стружки, высота и профиль зуба, ко­личество зубьев, их шаг также являются элементами фрезы.


Понятие о геометрии фрезы. Выбор правильной величины ре­жущих углов и размеров элементов фрезы является решающим средством для получения наилучших результатов при фрезеро­вании. Совокупность геометрических размеров режущих углов, размеров и форм зубьев фрезы называют геометрией фрезы.

Геометрия цилиндрической фрезы. На рис. 48 показаны эле­менты цилиндрической фрезы: передняя поверхность 1, задняя поверхность 4 шириной f, ленточка 3 шириной 0,05—0,1 мм, за­тылочная поверхность (спинка) 5, режущая кромка (лезвие) 2, наклоненная к оси фрезы под углом ω.


назначают в пределах от — 10 до +20° в зависи­мости от типа фрезы, ма­териала режущей части и твердости обрабатыва­емого материала.

Угол заострения β об­разован передней и зад­ней поверхностями и за­висит от значения пе­реднего и заднего углов. Так как прочность зуба фрезы тем больше, чем больше угол заострения Р, то вполне понятно же­лание увеличить этот угол. При фрезеровании твердосплавными фре­зами сталей повышенной твердости и твердых чугунов во избежание вы­крашивания лезвия зуба фрезы применяют отри­цательный передний угол γ для увеличения угла заострения β

Угол наклона ω винтовой режущей кромки служит для уве­личения плавности работы фрезы и для создания направления сходящей стружки. Обычно угол наклона режущей кромки ω назначают в пределах 10—55° в зависимости от типа фрез.

Геометрия торцовой фрезы. На рис. 49, а и б показаны элемен­ты торцовой фрезы. На рабочей части этой фрезы различают две режущие кромки (лезвия): главную режущую кромку на цилин­дрической поверхности фрезы и вспомогательную режущую кромку на торцовой поверхности фрезы.

Элементы зуба главной режущей кромки, от­носящиеся к цилиндрической поверхности фрезы, подобны

эле­ментам цилиндрической фрезы (см. рис. 48): передняя поверх­ность /; задняя поверхность 4 ленточка 3 затылочная

поверх­ность (спинка) 5; винтовое режущее лезвие 2; задний угол а; задний нормальный угол аn; передний угол у; поперечный

пе­редний угол у1. угол наклона ω винтовой режущей кромки к оси фрезы.

Элементы зуба вспомогательной режущей кромки, относящиеся к торцовой поверхности фрезы, пока­заны на рис. 49, б. Здесь передним углом служит угол наклона винтового лезвия ω, который в торцовых фрезах называют про­дольным передним углом. Угол а1 (сечение по Б — Б) называют торцовым задним углом или задним углом на вспомогательной режущей кромке.

Для облегчения резания главная режущая кромка зуба фрезы сошлифована на угол ф, называемый главным углом в плане, или глав­ным углом в плане угловой кромки, а для уменьшения трения зуба об обработанную поверхность вспомо­гательная режущая кромка сошлифована на угол ф1 называемый вспомогательным углом в плане.

Схема зуба торцовой фрезы показана на рис. 49, в, где, кроме углов ф и ф1, показан еще угол ф0, называемый главным углом в плане переходной кромки. Переходная кромка шириной /о делается для сглаживания острого угла, получающегося при сопряжении главной и вспомогательной режущих кромок, что увеличивает срок работы фрезы без переточки.

Главный угол в плане ф угловой кромки влияет на расход мощности при фрезеровании и выбирается в зависимости от типа фрезы в пределах от 30 до 90°. Главный угол в плане ф0 пере­ходной кромки назначается равным половине угла ф.

Читайте также: