2.3.2 Типы и конструкции фрез

Фрезы представляют собой корпус, устанавливаемый на шпинделе станка со сформированными на нем режущими элементами (зубьями). Фрезы классифицируются по конструктивным признакам: способу крепления на станке; форме и расположению режущих кромок относительно оси вращения; способу соединения режущего элемента с корпусом; форме задней поверхности режущего элемента. По способу крепления на стайке различают фрезы насадные и концевые.

2.4 Насадные фрезы для поперечного паза.

Фрезы для обработки пазов — наиболее распространенный пред­ставитель цельных незатылованных насадных фрез. Стандартизо­вано два типа этих фрез: для формирования пазов вдоль (рис. 16.а) и поперек (рис. 16.б) волокон древесины. Параметры отечествен­ных стандартизованных фрез: D = 100...180 мм; В = 4...20 мм; d — 27,32 и 40 мм. Боковые режущие кромки основных зубьев (число таких зубьев z = 4 на рис. 16.а и z =2) имеют допол­нительный задний угол а' = 3°. В случае переточки зубьев по передней поверхности ширина фрезы уменьшается, что приво­дит к сужению обрабатываемо­го паза. Поэтому для сохранения постоянства ширины В зубья за­тачивают по задней поверхно­сти. Чаще всего заточка выпол­няется с сохранением постоянст­ва угла заострения β, т. е. β = β₁

С каждой переточкой уменьшается диаметр фрезы (D₁<D), увеличивается передний угол (ɣ₁ >ɣ) и уменьшается задний угол (α< α). Если принять припуск на заточку ΔR = D/2 - D_₁ /2 = R — R_l то изменение контурных углов можно выразить следующими вы­ражениями:

sinγ₁= sinγ-R/R₁ ; Δγ=γ-γ₁; α₁=αΔγ

Если диаметр переточенной фрезы должен быть больше 120 мм (например, по условиям настройки станка или исходя из глубины формируемого паза), или чрезмерно уменьшился задний угол, то припуск на переточку следует уменьшить.

Пазовые фрезы для поперечных пазов имеют два основных зуба и две пары подрезающих зубьев (подрезателей). Подрезатели должны перерезать волокна древесины, прежде чем те будут отделены от заготовки основными зубьями. Для успеш­ного выполнения этих функций подрезатели выступают пример­но на 0,5 мм за окружность резания основных зубьев, а также име­ют отрицательный передний угол у = -45°. Признаком отрицатель­ного переднего угла является выдвинутая вперед по направлению вращения инструмента передняя поверхность. Вспомним, что ана­логичное решение геометрии зубьев и у пил для поперечного пи­ления древесины, т. е. различие между круглой пилой и пазовой фрезой весьма условно — фактически пазовая фреза делает не­сквозной пропил.

Резкое изменение углов зуба, а также профиля обработанной детали при переточках дель­ных незатылованных фрез практически исключают их использо­вание для обработки профильных деталей. С этой целью следует применять затылованные фрезы.

Рис.16 Конструкции цельных фрез для пазов вдоль (а) и поперек (б) волокон древесины.

Рис. 17. Фрезы насадные:

а — цельная с прямым затылком; б —цельная с криволинейным затылком; в —дисковая пазовая сборная; г — сборная цилиндрическая; д — сборная фланцевая; 1, 6 — ножи; 2 — клин; 3 — распорный винт; 4 —- корпус; 5, 7 — фланцы; 8 — регулировочный винт; 9 — болт

Рис. 18. Фреза насадная с пластинками твердого сплава

Рис. 19. Фрезы насадные составные:

а — саморегулирующаяся для обработки паза; б — саморегулирующаяся для обработки шипа; в — регулируемая с простановочными кольцами.

Насадные фрезы (рис. 17) центральным отверстием насаживают на шпиндель станка. Для лучшего обеспечения соосности насадные фрезы иногда снабжают центрирующими цангами. Концевые фрезы имеют хвостовик для крепления в патроне станка.

Составные фрезы (рис. 19) представляют собой комплект цельных или сборных насадных фрез, устанавливаемых на один шпиндель и предназначенных для обработки сложных профилей.

У фрез с криволинейной задней поверхностью (см. рис. 17), затылок оформляют по архимедовой спирали либо по окружности из смещенного центра, практически обеспечивающих постоянство профиля и угловых параметров зубьев. По архимедовой спирали обычно обрабатывают задние поверхности насадных (см. рис. 17, б и рис. 19) и концевых (рис. 20, в) фрез. Операцию формирования криволинейной задней поверхности называют затылованием. Затылование цельных фрез выполняют на токарно-затыловочном станке (рис. 21). При этом заготовка фрезы вращается в шпинделе станка, а суппорт с профильным токарным резцом надвигается на заготовку. Движение пода резца осуществляется от кулачка, оформленного также по архимедовой спирали, вращение которого жестко связано с вращением шпинделя.

Затылование бывает радиальным, если резец надвигается перпендикулярно оси вращения фрезы, и косым (или угловым), если резец надвигается под углом т к оси фрезы. Радиальное затылование применяют, если профиль обрабатываемой детали состоит из участков с углами Ɛ≥10° (рис. 20,а). Косое затылование применяют при наличии участков с углами Ɛ<10° (рис.20, б участок ab расположен перпендикулярно оси фрезы, т. е. Ɛ=0). Двусторонние профили, имеющие два или больше участков с углами Ɛ<10°, требуют применения составной фрезы с косым затылованием (см. рис. 19).

Кулачок токарно-затыловочного станка, управляющий движением резца, выбирают по величине падения затылка К. Величину падения затылка К (мм), вычисляют по формуле:

К = (πd tg α)/z,

где d — номинальный диаметр фрезы, мм; z- число зубьев фрезы; α-номинальный задний угол.

На чертежах затылованных фрез обязательно проставляют падение затылка К (см. рис. 17,б). Если известно падение затылка, номинальный задний угол а можно вычислить по формуле:

α = arctg [Кz/(πd)].

Задняя поверхность, оформленная по окружности, чаще всего встречается у однозубых концевых фрез и сборных фрез с круглыми и дугообразными ножами. При этом центр затыловочной окружности должен быть смещен относительно оси вращения фрезы.

Рис. 20. Схема затылования зуба фрезы:

а — радиального; б — косого (углового); 1— токарно-затыловочный резец; 2 — заготовка фрезы

Твердость рабочей части фрез должна быть: у фрез из сталей Х6ВФ и 9ХС диаметром до 6 мм 50...54 HRC; свыше 6 мм 57... 60 HRC; у фрез из быстрорежущей стали диаметром до 6 мм 57...60 HRC; свыше 6 мм 60...61 HRC.

Радиальное и торцевое биение режущих кромок двухрезцовых концевых фрез относительно оси хвостовика не более 0,05 мм.