Конструкции и элементы фрез.

Угол наклона винтовых канавок выполняется:

- для крупнозубых фрез – 40 ⁰; - для мелкозубых фрез – 30-35 ⁰.

С целью наиболее систематического изложения материала рассмотрим конструкции фрез в зависимости от формы и конструкции зуба, рационального использования инструментального материала, метода крепления инструмента на станке, а также в зависимости от формы рабочей поверхности, на которой нанесены зубья инструмента, вида и характера обработки и т.д.

По конструкции или форме зуба различают фрезы с остроконечными (острозаточенными) и с затылованными зубьям.

Переточка остроконечных фрез производится по задней поверхности.

Форма зуба с затылованной задней поверхностью применяется в основном для фасонных фрез. Она обеспечивает после переточки зуба по передней поверхности постоянство размеров профиля зуба и неизменность величин задних углов в любой точке режущих лезвий, а также простоту осуществления процесса затылования.

Форма зубьев фрез, исходя из технико – экономической целесообразности, должна удовлетворят следующим требованиям:

1. Создавать условия свободного размещения и удаления стружки из межзубовой стружечной канавки за счет оптимальной ее формы, размеров и направления;

2. Обеспечить достаточную прочность зуба в целях лучших условий теплоотвода – массивность;

3. Во избежания концентрации термических напряжений и появления трещин при термообработке – впадина должна быть без острых углов и резких переходов;

4. Обеспечить наибольшую долговечность зуба фрезы при оптимально допустимом количестве переточек.

Фрезы с острозаточенными зубьями имеют три разновидности форм зуба: трапецеидальную, двуугловую и параболическую.

Трапецеидальная форма зуба проста по конструкции, но обеспечивает недостаточный объем стружечной канавки и прочность зуба. Применяется для фрез с мелким зубом, у которых окружной шаг зубьев менее 10 мм и отношение диаметра фрезы к числу ее зубьев менее трех (рис. 2.49).

В этом случае высота зубьев составляет (0,5 ¸ 0,65)*t _окр. окружного шага зубьев фрезы.

Двуугловая форма (рис. 2.50) имеет спинку зуба, ограниченную ломанной линей и применяется для фрез с крупным зубом с шагом более 10 мм. В этом случае высота зуба составляет (0,3 ¸ 0,45) t _ОКР. Эта форма обеспечивает больший объем межзубой стружечной канавки и прочность зуба, а также большое количество переточек, но сложнее в изготовления.

Рис. 2.49. Трапецеидальная форма зуба фрезы

Эту форму зуба имеют фрезы с напайными пластинками твердого сплава.

Рис. 2.50 Двуугловая форма зуба фрезы

При параболической форме (рис. 2.51) спинка зуба имеет криволинейные очертания.

Чаще всего она оформлена не по параболе, а дугой окружности радиуса R, равного (0,3 ¸ 0,45) D _Ф – диаметра фрезы.

Применяется для фрез с крупным зубом, работающих на форсированных режимах резания.

В зависимости от размера фрез и метода их крепления на станке фрезы делятся на хвостовые, насадные и фрезерные головки.

Фрезерные головки или торцевые фрезы большого диаметра (сборные фрезы) могут, закрепляются непосредственно на шпинделе винтами, базовой поверхностью может быть торцевая поверхность шпинделя или отверстия фрезы.

Рис. 2.51 Параболическая форма зуба фрезы

В этом случае крутящий момент передается с помощью двух диаметрально расположенных шпонок, закрепленных в пазах и на торце шпинделя.

Торцевые фрезы меньшего диаметра крепятся на специальной оправке с помощью торцевых шпонок и винта, базовой поверхностью является цилиндрическое отверстие. В свою очередь коническая оправка устанавливается в шпинделе станка и затягивается штоком.

Цилиндрические и дисковые фрезы закрепляются на фрезерных оправках, установленных в шпинделе станка и затянутых штоком. В качестве базовых поверхностей используются цилиндрическое отверстие и торцевой поясок.

В зависимости от рационального использования инструментального материала фрезы бывают – цельные из быстрорежущей стали и монолитные из пластифицированного твердого сплава, сборные со вставными ножами из быстрорежущей стали и напаянными твердосплавными пластинками, а также с механическим креплением неперетачиваемых пластинок твердого сплава, резцов – зубьев и т.д.

Цельные быстрорежущие фрезы изготавливают диаметром до 190 мм, а монолитные твердосплавные еще меньших размеров.

Крепление ножей, резцов – зубьев из неперетачиваемых пластинок твердого сплава к корпусу фрез может осуществляться различными методами: с помощью продольного клина и рифлений цилиндрического штифта со срезанной под углом 5 ⁰ лыской, радиального клина и т.д.

По виду поверхностей, на которых имеются зубья фрезы бывают – цилиндрические и торцевые, концевые, дисковые двух и трехсторонние и т.д.

Цилиндрические фрезы обрабатывают плоскости шириной меньше, чем длина цилиндрической фрезы. Это связанно с тем, что на торцевых поверхностях они не имеют зубьев.

Торцевыми фрезами можно производить обработку плоскостей, пазов, четвертей и других поверхностей любой ширины, что обеспечивается наличием зубьями с главными режущими лезвиями на образующей и вспомогательных лезвий на торцевых поверхностях фрезы.

Червячные фрезы предназначены для нарезания зубчатых колес. Конструкция червячной фрезы приведена на рис. 2.52.

Рис. 2.52. Конструктивные элементы червячной фрезы

Диаметр фрезы – D _a, определяет число и форму зубьев, диаметр посадочного отверстия – отв., толщину стружки и отвод тепла, т.е. влияет на процесс фрезерования, так и на выбор конструктивных элементов.

В начале назначается диаметр () фрезы, а затем диаметр оправки или наоборот. Ориентировочно для цилиндрических и дисковых фрез при небольшой ширине фрезерования принимают , где – max глубина фрезерования.

Если ширина фрезерования большая, то .

Наиболее правильный путь – выбирают вначале диаметр посадочного отверстия или диаметр посадки, затем все остальные конструктивные элементы фрезы:

,

где – диаметр оправки;

– толщина тела фрезы;

(Н)hко– высота зуба.

Число зубьев фрез можно определить по эмпирическим формулам.

Цилиндрические фрезы.

Различают фрезы с мелким зубом и с крупным зубом , где – диаметр фрезы.

Число зубьев – важнейший элемент, от которого зависит торцевой шаг , а также работоспособность фрезы.

Число зубьев можно определить по формуле (установленной практическим путем)

,

где – диаметр фрезы, – коэффициент зависит от условий работы и конструкции фрезы.

Табличные значения коэффициент (Таблица 2.5).

Таблица 2.5

Типы фрез	m
Цилиндрические фрезы цельные – с крупным зубом	1,1
Цилиндрические фрезы цельные- с мелким зубом	1,8

Если известны конкретные условия работы фрезы, то можно определить из следующих условий:

1. Из условия размещения стружки

;

2. Из условий числа переточек

,

где - число переточек; Х-толщина слоя металла, снимаемого за одну переточку, мм.

3. Из условий равномерности фрезерования

,

где – диаметр фрезы; – угол наклона винтовой канавки;

В – ширина фрезерования. - любое число (обычно).

, м/мин.

Примерные значения: стойкости (T),скорости (V), мощности (N). приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Типы фрез и материал режущей части.	D, мм	Z, шт.	В, мм	S, мм/зуб.	Обрабатываемый материал и ,мм	, мин	, м/мин	, квт
Цилиндрические из быстрорежущей стали.				0,12	Сталь, = 8 мм		43,5	3,8
Твердый сплав				0,13	Сталь, = 5 мм
					Чугун Чугун		30,5	2,8

Таблица 2.7

Диаметры цилиндрических фрез

Ширина фрезерования В до	Диаметр фрезы при глубине резания до
150*
200*
300*

*- применять сборные составные фрезы.

Подачи , мм/зуб при фрезеровании плоскостей цилиндрическими фрезами из твердого сплава (Таблица 2.8)

Таблица 2.8

Обрабатываемый материал	Область применения
Сталь	Чугун
Подачи мм/зуб, при ширине фрезерования В мм.	При достаточной жесткости и достаточной мощности
До 30	Свыше 30
0,15 ¸ 0,2	0,2 ¸ 0,25
Из быстрорежущей стали
0,2 ¸ 0,3 N = 5 ¸ 10	0,25 ¸ 0,4

Скорость резания () м /мин (таблица 2.9)

Таблица 2.9

Тип фрезы	Материал	Подача , мм/зуб
0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5
Цилиндрические	Быстрорежущая сталь	В = 40
В = 63
В = 100

Качество металлорежущего инструмента зависит от его конструкции, материала и технологии производства. Основополагающими технологическими направлениями развития инструментального производства являются приближение формы заготовки к форме готового изделия, за счет применения специального профиля проката, биметаллических заготовок, использования методов пластического деформирования и порошковой металлургии, автоматизации технологических процессов, применения автоматизированных загрузочных устройств, манипуляторов, роботов, специальных станков, автоматических линий и станков с ЧПУ, концентрации и совмещения операции, применения высокоэффективной оснастки и групповой технологии, использования новых высокоэффективных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) с подводами их непосредственно в зону резания, применения синтетических сверхтвердых материалов, новейших методов термической и термохимической обработки, износостойких покрытий, расширение области применения электрофизических и электрохимических методов обработки.

Перспективным является комплексное развитие инструментального производства на базе углубления отраслевой и межотраслевой специализации. Расширение масштабов выпуска инструмента, концентрация его производства, создает предпосылки для освоения качественно новых прогрессивных технологических процессов.

Дата добавления: 2015-07-15