12.3 Конструкции инструментов для фрезерования

При работе на многих обрабатывающих центрах детали и станки требуют применения инструментальных сборок с большим вылетом для доступа к обрабатываемой поверхности длинных деталей. В таких условиях возрастает риск возникновения вибраций, а средством борьбы с вибрациями является или снижение режимов резания, или применение антивибрационных инструментов. Фрезерные адаптеры исключают вибрацию, увеличивая производительность и улучшая надежность процесса обработки при фрезеровании.

Для фрезерования можно использовать разные сочетания инструмента:

а) б)

Рисунок 12.27. – а) Фрезерный инструмент, б) антивибрационная оправка

Торцевое фрезерование

Система торцевых фрез с алюминиевым или стальным корпусом может быть использована для высокоскоростной обработки. Гнезда и режущие пластины имеет рифленую базовую поверхность для повышения надежности обработки и снижения величины биения. Осевое положение режущих пластин можно легко регулировать с микронной точностью.

а) б)

Рисунок 12.28. – Торцевые фрезы для высокоскоростной чистовой обработки с низкими силами резания: а) со сменными кассетами: 160–500 мм, б) с алюминиевым или стальным корпусом: 40–200 мм/

Преимущества: надежность высокоскоростной обработки благодаря конструкции фрезы, эффективный отвод стружки благодаря ускоренным потокам СОЖ, простая микрорегулировка в диапазоне 0,1 мм, смена геометрии и материала режущих пластин, включая пластины из PCD и CBN, для обработки различных материалов заготовок.

Области применения по ISO:

Фрезы для работы с высокой скоростью съема металла и чистовой обработки имеют конструкцию с усиленными углами для уменьшения образования заусенцев и выкрашивания поверхности детали.

а) б)

Рисунок 12.29. – Торцевая фреза для тяжелой черновой и чистовой финишной обработки с пониженными силами резания: а) Торцевые фрезы: 32–250 мм, б) со сменными кассетами: 160–500 мм.

Торцевая фреза с углом в плане 45 градусов, обеспечивающая наилучшую экономическую эффективность, высокую надежность, которые необходимы для бесперебойной обработки и сокращения простоев оборудования при автоматизированном производстве.

 

Рисунок 12.30. – Фрезы для высокопроизводительного торцевого фрезерования.

(варианты исполнения в зависимости от шага)

При больших глубинах резания режущая кромка, расположенная вслед за участвующей в резании кромкой, может быть повреждена стружкой. Геометрия и расположение режущих пластин в корпусе обеспечивает защиту соседних режущих кромок. Опорная пластина предназначена для защиты гнезда режущей пластины и для точного позиционирования режущей пластины. Это обеспечивает повышение стойкости корпуса фрезы. 

Области применения по ISO:

 

Фрезы для тяжелого торцевого фрезерования обеспечивают рост производительности, благодаря возможности работать с максимальной глубиной резания 18 мм и с большой подачей на зуб.

Рисунок 12.31. – Фрезы для тяжелого торцевого фрезерования.

Преимущества: В одном и том же корпусе инструмента можно использовать два различных типа кассет для режущих пластин с размерами 19 мм и 28 мм. Кассеты для сменных режущих пластин с рифленой посадочной поверхностью обеспечивают надежное и точное позиционирование и легкость в обращении. Отдельные кассеты для каждого размера пластин, которые могут использоваться в одном и том же корпусе фрезы, сокращают время простоя станка и номенклатуру инструмента.

Области применения по ISO:

 

Для черновой и получистовой обработки деталей из чугуна и стали торцевым фрезерованием рекомендуется применять универсальные торцевые фрезы с высокой скоростью съема материала в крупносерийном производстве.

Рисунок 12.32. – Торцевая фреза

Область применения: Торцевая фреза разработана для обработки материалов группы ISO-K, но хорошо работает также и по материалам групп ISO P и ISO H. Диапазон диаметров: 40–250 мм, 160–500 мм (прижим клин-прихватом)

 Область применения по ISO:  

Высокопроизводительное фрезерование

Высокопроизводительный инструмент для черновой обработки, применяется в случаях, когда необходима высокая скорость съема металла. Угол в плане 10° позволяет осуществлять торцевое фрезерование с очень высокой подачей. При этом преобладают осевые силы резания, что обеспечивает стабильный процесс обработки без вибрации.

Рисунок 12.33. – Высокопроизводительная концевая фреза, позволяющая выполнять черновую обработку с высокой производительностью

Такая конструкция многоцелевого инструмента обеспечивает кроме торцевого фрезерования, возможность растачивания, фрезерования с врезанием под углом и плунжерного фрезерованиея. с винтовой интерполяцией (по 3 осям)​ и круговой интерполяцией (по 2 осям).​

Универсальные высокоточные трехсторонние дисковые фрезы предназначены для выполнения большого числа операций. Эти фрезы самые высокопроизводительные в классе фрез для обработки пазов и отрезки. Широкие пазы можно выполнять несколькими фрезами, установленными вместе набором.

Рисунок 12.34. − Универсальная трехсторонняя дисковая фреза

Рисунок 12.35. – Набор дисковых фрез

Область применения: Обработка канавок, отрезка, двустороннее фрезерование, фрезерование уступов, торцовое фрезерование, обратное фрезерование торца, фрезерование набором фрез, круговое фрезерование с врезанием

Профильное фрезерование

Для общего фрезерования и для изготовления штампов и пресс-форм, а для черновых операций рекомендуется использовать фрезы, оснащенные круглыми (чашечными) режущими сменными пластинами, либо пластинами со специальным профилем. Прочные режущие кромки позволяют использовать фрезу для работы в тяжелых условиях с прерывистым резанием (отверстия, зазоры и т.п.) и/или для обработки по абразивной окалине (корке).

Рисунок 12.36. − Фрезы для торцевого и профильного фрезерования.

Фреза с круглыми пластинами и геометрией, обеспечивающей положительный задний угол, предназначена для широкого диапазона операций, таких как торцевое фрезерование, обработка карманов и профильная обработка. Инструмент обеспечивает плавное врезание и выход из зоны резания и отсутствие вибраций при обработке инструментом с большим вылетом.

Конструкция с положительными углами используется для станков большой и малой мощности, при этом реализуются низкие силы резания и незначительное тепловыделение при обработке с малой глубиной резания. Это позволяет увеличить подачу в 5 - 10 раз по сравнению с обычной обработкой.

Рисунок 12.37. − Фрезы для торцевого и профильного фрезерования.

Концевые фрезы со сферической режущей кромкой предназначены для черновой и получистовой обработки криволинейных поверхностей на обрабатывающих центрах, фрезерных станках с ЧПУ и копировально-фрезерных станках для изготовления штампов и пресс-форм, а также для аэрокосмической, автомобильной и других отраслей промышленности.

Рисунок 12.38. – Концевая фреза со сферическим концом для черновой и получистовой профильной обработки

Для чистового фрезерования ряда материалов используется фрезы со сферической режущей частью, например при изготовлении сложнопрофильных поверхностей пресс-форм, а также при производстве турбинных лопаток в аэрокосмической промышленности. Ее острые кромки позволяют обрабатывать закалённую сталь твердостью до HRC 60, нержавеющую сталь, серый чугун и чугун с шаровидным графитом, а также алюминий.

Рисунок 12.39. – Концевая фреза со сферическим концом для высокоточной профильной обработки

Универсальные концевые фрезы могут быть использованы для обработки различных поверхностей со сложной кинематикой процесса формообразования. Они обрабатывают прямоугольные уступы, хорошо подходят для плавного фрезерования с врезанием под углом и методом винтовой интерполяции.

Рисунок 12.40. − Концевые фрезы, позволяющие выполнять фрезерование с врезанием под углом и плавное фрезерование уступов

Фрезы оснащаются пластинами с размерами -11, -17 и -18 мм для глубины резания до 15,7 мм.

О бласти применения по ISO в зависимости от типоразмера радиусных пластин, мм:

Многофункциональный вращающийся инструмент для фрезерных операций эффективно применяется также в качестве невращающегося инструмента для наружного и внутреннего точения с использованием двух различных режущих пластин.

Рисунок 12.41. − Многофункциональный токарно-фрезерный инструмент

Преимущества: Один фрезерный и четыре токарных инструмента в одном, сокращение времени смены инструмента, экономия гнезд в инструментальном магазине, применение в качестве токарного инструмента для наружной или внутренней обработки.

​12.5 Конструкции инструмента для растачивания

Многоцелевой расточной инструмент для черновой обработки можно эффективно использовать для трех различных типов операций: многолезвийного, ступенчатого и однолезвийного растачивания. Резцовые вставки можно регулировать индивидуально, как в осевом, так и радиальном направлении. Система состоит из корпуса с ползунами-резцовыми вставками, проставками и заглушками, что позволяет адаптировать инструмент к различным материалам и условиям обработки.

а) б)

Рисунок 12.42. – Черновой расточной инструмент с двумя режущими пластинами:

Рисунок 12.43. – Черновой расточной инструмент с тремя режущими пластинами

Для различных видов растачивания используются зенковки и сборный расточной инструмент.

а) б) в)

г) д) е) ж) Рисунок 12.44. – Примеры применения а) Многолезвийное растачивание, б) Ступенчатое растачивание, в) Однолезвийное растачивание, г) Обработка ступеней, д) Сквозное отверстие, е) Прерывистое резание, ж) Глухое отверстие.

 

Система расточных инструментов для обработки больших диаметров состоит из корпуса и адаптера, которые позволяют осуществлять высокопроизводительное черновое растачивание. Система обеспечивает большую жёсткость и надёжность при обработке отверстий большого диаметра и предназначена для получения требуемого качества и диаметра отверстия.

а) б) в)

Рисунок 12.45. – Черновой расточной инструмент для обработки больших диаметров: а) 150-300, б) 298-540, в) 538-1260.

а) б) в)

г) д) е) ж)​

Рисунок 12.46. – Примеры применения

а) Растачивание двумя режущими кромками​, б) Ступенчатое растачивание, в) Растачивание одной режущей кромкой, г) Ступенчатое отверстие, д) Сквозное отверстие, е) Прерывистое резание, ж) Глухое отверстие.

Проблемы, источником которых является вибрация, часто возникают при растачивании и на других операциях, особенно при обработке с большим вылетом. Вибрация может стать причиной ухудшения качества поверхности, снижения точности и производительности, повышенного износа режущей пластины и станка, а также высокого уровня шума. Поэтому снижение вибраций обеспечивает повышение эффективности обработки.

При растачивании можно использовать разные конструктивные решения для оправок:

Рисунок 12.47. – Использование антивибрационных оправок при растачивании