3. Типы фрез

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис. VI.84, а), торцовые (рис. VI.84, б), дисковые (рис. VI.84, в), концевые (рис. VI.84, г), угловые (рис. VI.84, д), шпоночные (рис. VI.84, е), фасонные (рис. VI.84, ж).

Фрезы изготовляют цельными (рис. VI.84, б, д) или сборными с напайными и вставными ножами (рис. VI.84, з). Режущие лезвия могут быть прямыми (рис. VI.84, д) или винтовыми (рис. VI.84, а). Фрезы имеют остроконечную (рис. VI.84, и) или затылованную (рис. VI.84, к) форму зуба. У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя поверхности плоские. У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда; при переточке по передней поверхности профиль зуба фрезы сохраняется.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей, корпуса напайных фрез — из конструкционных сталей; на рабочие части зубьев фрез припаивают пластинки из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы различными механическими способами.

Э лементы и геометрия фрезы. На рис. VI.85, а показана цилиндрическая фреза с винтовыми зубьями. Она состоит из корпуса 1 и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхность 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режущее лезвие 4.

У цилиндрических фрез различают углы: передний угол , измеряемый в плоскости А — А, перпендикулярной к режущему лезвию; главный задний угол , измеряемый в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы; угол наклона зубьев . Передний угол  облегчает образование и сход стружки. Главный задний угол  обеспечивает благоприятные условия перемещения задней поверхности зуба относительно поверхности резания и уменьшает трение на этих поверхностях. Угол наклона зубьев  обеспечивает более спокойные условия резания по сравнению с прямым зубом и придает направление сходящей стружке.

У зуба торцовой фрезы (рис. VI.85, б) режущее лезвие имеет более сложную форму. Оно состоит из главного режущего лезвия 8, переходного лезвия 9 и вспомогательного лезвия 10. Зуб торцовой фрезы имеет главный угол в плане , измеряемый между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ₁ составляет 5—10°. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности. Угол в плане на переходном режущем лезвии

Наличие переходного режущего лезвия повышает прочность зуба. Рекомендуемые значения углов приводятся в справочных материалах.

4. Приспособления для обработки заготовок на фрезерных станках

Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относятся прихваты, угольники, призмы, машинные тиски (см. гл. 6 разд. VI).

При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки. Они служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезеровании винтовых канавок.

Наиболее распространены универсальные лимбовые делительные головки.

Д елительная головка (рис. VI.86, а, б). Она состоит из корпуса 1, поворотного барабана 2 и шпинделя 4 с центром. В корпусе на шпинделе жестко закреплено червячное зубчатое колесо (обычно с числом зубьев 40), находящееся в зацеплении с однозаходным червяком. Вращение шпинделю сообщают рукояткой 6. Следовательно, при одном обороте рукоятки шпиндель сделает ¹/₄₀ оборота. На переднем конце шпинделя нарезана резьба для навинчивания кулачкового патрона или поводка. Делительный лимб 5 с отверстиями закреплен на полом валу, внутри которого расположен вал рукоятки 6, Для удобства пользования лимбом 5 имеется раздвижной сектор 7, состоящий из двух ножек, которые устанавливают так, чтобы между ними было необходимое число отверстий на лимбе. На шпинделе 4 закреплен лимб 3 для непосредственного деления заготовки на части.

Универсальные делительные головки позволяют осуществлять деление непосредственным, простым и дифференциальным способами.

При непосредственном способе деления червяк выводят из зацепления с червячным колесом и поворачивают заготовку вращением лимба 3, закрепленного на переднем конце шпинделя 4. Одно деление шкалы лимба соответствует повороту шпинделя на 1°.

При простом способе деление производят при закрепленном лимбе 5. Шпиндель с заготовкой поворачивают вращением рукоятки через включенную червячную передачу.

Частота вращения рукоятки п, необходимая для поворота заготовки на часть оборота,

=

где N — характеристика делительной головки — число, обратное передаточному отношению червячной пары; z — число частей, па которое надо разделить заготовку.

Если z < 40, то > 1; тогда = A + = A +

где А — число целых оборотов рукоятки; а и b — числитель и знаменатель правильной простой дроби; т — общий множитель при а и b, который выбирают исходя из того, чтобы произведение тb представляло собой число отверстий, имеющихся на одной из окружностей лимба 5; тогда та — число делений на окружности лимба, соответствующее части поворота рукоятки.

Дифференциальное деление применяют в тех случаях, когда на окружности лимба такое число отверстий, которое не удовлетворяет условию простого деления. При дифференциальном способе деления заготовку поворачивают на требуемый угол вращением рукоятки относительно вращающегося делительного лимба 5, который получает вращение от шпинделя 4 через сменные зубчатые колеса (рис. VI.86, б).

При этом справедливо равенство N = = n₁+ n₂

где n₁ — частота вращения рукоятки относительно делительного лимба; n₂ = i— частота вращения лимба, соответствующая повороту заготовки на оборота (z — заданное число делений; i — передаточное отношение сменных зубчатых колес).

Частота вращения рукоятки

где z_пр — приближенное число делений, близкое к заданному и позволяющее использовать способ простого деления.

Подставляя значения п, п₁ и n₂ в формулу, приведенную выше, получим = + i или i=

Е сли z_пр > z, передаточное отношение i будет положительным; если z_пр < z — отрицательным. При положительном i направления вращения рукоятки и делительного лимба совпадают, при отрицательном i они вращаются в противоположных направлениях.

Винтовые канавки фрезеруют при непрерывном вращении шпинделя делительной головки, которое он получает от винта продольной подачи стола универсально-фрезерного станка через сменные колеса а, b, с, d (рис. VI.87). Заготовку устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки. В процессе обработки заготовка получает два движения — вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения согласованы так, что при перемещении на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка делает один оборот.

Уравнение кинематического баланса цепи имеет вид

1 об.заг. t_в=Т_н или i_см= =

где t_в — шаг ходового винта продольной подачи стола станка; Т_н — шаг нарезаемой винтовой канавки.

Стол станка с заготовкой поворачивают на угол наклона винтовой канавки  для получения винтовой канавки требуемого профиля.

В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи крутящего момента от шпинделя станка на фрезу. Базой для крепления фрезы на оправке может быть ее центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу крепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором — хвостовыми.

На рис. VI.88, а показана оправка 2 для крепления цилиндрических и дисковых фрез 3. Фрезу насаживают на оправку и соединяют с ней посредством шпонки 4. Требуемое положение фрезы на оправке обеспечивается установочными кольцами 7. Коническим хвостовиком оправку вставляют в коническое отверстие шпинделя 1 и закрепляют затяжным болтом 9. От проворачивания оправку удерживают сухари 8, входящие в пазы фланцев шпинделя и оправки. Другой конец оправки входит в подшипник 6 серьги 5.

Короткие концевые оправки (рис. VI.88, б) используют для крепления торцовых и дисковых фрез. Коническим хвостовиком 10 оправку закрепляют в шпинделе 1, а на другом конце оправки крепят насадную фрезу 11 с помощью шпонки 12 и винта 13. Фрезы с коническим хвостовиком 15 закрепляют в коническом отверстии шпинделя 1 непосредственно или через переходные втулки 14 (рис. VI.88, в). Фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в цанговом патроне. Конический хвостовик патрона вставляют в шпиндель станка и закрепляют болтом.