Дисковые фасонные фрезы

Фасонными называются такие фрезы, режущая кромка или профиль зубьев которых имеет фасонный, сложный кон­тур. Дисковые фасонные фрезы применяют для фрезерования прямых и винтовых канавок на призматических и цилиндрических деталях, а также на различных режущих инструментах (сверлах, зенкерах, развертках, метчиках, фрезах и др.). Фрезы с остроконечными зубьями для этого не применяют. У них после изнашивания за каждую переточку задняя поверхность по всему контуру должна формироваться как бы заново, что осложняет эксплуатацию таких фрез. Их применяют для фрез с несложным фасонным контуром, переточка которых по профилю не создает больших трудностей. Дисковые фасонные фрезы делают, как правило, с затылованными зубьями, чтобы получить необходимый положительный задний угол. Основное преимущество фрез с затылованными зубьями состоит в том, что их профиль после переточки по передней поверхности сохраняется постоянным. Затылованная задняя поверхность зуба образуется в результате равномерного вращения затылуемого инструмента относительно его оси и поступательного движения затыловочного инструмента в радиальном направлении к фрезе. От того, будет ли это поступательное движение равномерным или нет, получаются различные линии зуба в поперечном сечении инструмента: общая кривая второго порядка, архимедова иди логарифмическая кривая, дуга окружности или прямая линия. У дисковых фрез сборной конструкции задние поверхности зубьев можно образовать по дуге окружности, исключив операцию затылования. Для этого в технологическом корпусе, который может быть совмещен с рабочим, задние поверхности обтачивают фасонным резцом или шлифуют по окружности. После этого зубья соответствующим способом переставляют в рабочий корпус, создавая задние углы по всему профилю. Профилирование таких фрез отлично от профилирования затылованных и остроконечных. В настоящее время затылование инструментов производится только по спирали Архимеда. Она является более технологичной по сравнению с другими, так как образуется в результате двух равномерных указанных движений затылуемого и затыловочного инструмента. На существующих токарно-затыловочных станках эти движения легко реализуются. Поступательное движение производится от кулачка. Затыловочный кулачок тоже перемещается по спирали Архимеда. Его спад или подъем равен величине затылования одного зуба фрезы. Вследствие этого одним кулачком можно затыловать фрезы разного диаметра и с разным числом зубьев, что является также существенным положительным моментом этой кривой. Чтобы создать более оптимальные задние углы на боковых режущих кромках, применяют боковое и косое затылование, при котором равномерное движение затыловочного инстру­мента направлено вдоль оси фрезы или под некоторым углом к ней. Но при осевом или косом затыловании будет изменяться профиль зубьев фрезы по мере ее переточки, что для фасонных фрез недопустимо или нежелательно. Поэтому такие фрезы в основном радиально затылуют.

Конструктивные элементы дисковых фасонных фрез. К конструктивным элементам фрез относятся: наружный диаметр, диаметр отверстия под оправку, высота и толщина зуба, толщина стенки, ширина фрезы, размеры впадины и число зубьев.

Диаметр фрезы. Наружный диаметр фрезы: . Диаметр отверстия d равен диаметру оправки. Высота шпоночного паза h₁ принимается по нормалям в зависимости от d. Толщина стенки с учетом напряжений, возникающих при термообработке, Т = 6–12 мм. Опыт проектирования фрез показывает, что D₁ = (1,6 – 2)·d, здесь меньший коэффициент принимается для больших диаметров. Н – высота зуба.

Число зубьев фрезы с увеличением диаметра, как правило, уменьшается. Так получается только для фасонных дисковых фрез с затылованными зубьями. Это объясняется тем, что обычно такие фрезы имеют большую высоту профиля и ее изменение не прямо пропорционально изменению диаметра фрезы.

Профиль зубьев фрезы. Определение профиля зубьев дисковых фасонных фрез является одной из главных и сложных задач проектирования инструмента. Профиль зубьев определяется в осевой плоскости фрезы. Он представляет собой кривую сечения затылованной поверхности зуба фрезы осевой плоскостью. В этой плоскости производится установка затыловочного резца при изго­товлении задней поверхности зубьев и шаблона для контроля профиля зубьев фрезы.

Профилирование дисковых фасонных фрез для обработки винтовых канавок. При обработке поверхностей винтовых канавок профиль исходной поверхности инструмента и профиль зубьев фрезы, имеющий передний угол равный нулю, отличаются от профиля таких канавок. Объясняется это тем, что винтовые канавки дисковыми инструментами (фрезами и шлифовальными кругами) обрабатывают методом бесцентрового огибания. При этом нет начальных окружностей, по которым изделие и инструмент в относительном движении формообразования катятся без скольжения, но поверхность канавки образуется в относительном движении в результате ряда последовательных резов режущими кромками различных зубьев в разном их положении.