15.2. Геометрические элементы режущей части фрезы

Статические углы. На рис. 15.5 показаны геометрические параметры лезвия торцовой фрезы со вставными зубьями, а на (рис. 15.6) – цилиндрической фрезы. Различают углы, определяющие форму режущего клина (лезвия) γ и α, углы в плане φ и φ_, и угол наклона главной режущей кромки λ.

Основное назначение переднего угла γ - уменьшение работы пластической деформации и работы трения по передней поверхности и обеспечение высокой стойкости фрезы. Передний угол выбирают в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, а также материала режущей части фрезы. Чем выше предел прочности обрабатываемого материала при растяжении, тем меньше должно быть значение переднего угла.

Рис. 15.5. Углы торцовой фрезы со вставными зубьями

Рис.15.6. Геометрические параметры режущей части

цилиндрической фрезы:

γ - главный передний угол;

α_n – задний угол в нормальной плоскости;

α - главный задний угол; γ’ – поперечный передний угол;

ω - угол наклона зубьев

Для практических целей (удобства заточки и изготовления фрез) задаются поперечным передним углом γ’ в рабочей плоскости P_sP_s и продольным углом γ” в плоскости, совпадающий с осью фрезы. Для торцовых фрез углы γ’ и γ” связаны с углом γ зависимостью:

(15.1)

Для цилиндрических, концевых и дисковых фрез с винтовыми зубьями для перехода от угла γ’ к углу γ пользуются формулой:

(15.2)

Задний угол обеспечивает условия беспрепятственного перемещения задней поверхности 3 зуба фрезы относительно поверхности резания 1 и 2 (рис. 15.7) и уменьшения работы трения по задней поверхности зуба. Задний угол α удобно измерять в плоскости NN, перпендикулярной к оси фрезы (рис. 15.6). Между углом α и α _n существуют следующие зависимости:

для цилиндрических, дисковых и концевых фрез:

для торцовых фрез с угловой кромкой и угловых фрез:

Кроме углов, рассматриваемых выше, геометрия торцовой фрезы характеризуется главным углом в плане φ и вспомогательным углом φ _ (рис. 15.5, 15.8).

Главный угол в плане φ - угол между проекцией главной режущей кромки на осевую плоскость и направлением подачи. С уменьшением главного угла в плане (при постоянной подаче на зуб и постоянной глубине резания) толщина среза уменьшается, а ширина увеличивается, вследствие чего стойкость фрезы повышается. Однако работа фрезы с малым углом φ (φ ≤ 30º) вызывает увеличение радиальной и осевой сил резания, что при недостаточной жёсткости системы СПИД приводит к вибрациям. Поэтому для торцовых твердосплавных фрез при высокой жёсткости системы СПИД угол φ ≤ 30º, а при нормальной жесткости системы φ =45…60º.

Вспомогательный угол в плане φ _ у торцовых фрез равен 5…10º. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности.

Рис. 15.7. Поверхности резания при цилиндрическом

фрезеровании

В настоящее время распространение получили торцовые фрезы с углом на переходной режущей кромке мм (см. рис. 15.8, в); такая кромка повышает прочность зуба и стойкость фрезы.

Рис. 15.8. Углы в плане у торцовой фрезы:

а и б – без переходной кромки; в – с переходной кромкой

Для более плавного входа зубьев фрезы в срезаемый слой и выхода из него, а также для увеличения числа одновременно работающих зубьев фрезы имеют винтовую стружечную канавку. Таким образом, главные лезвия фрезы являются винтовыми линиями, навёрнутыми на цилиндр диаметром D, а угол ω их наклона к оси фрезы называют углом наклона винтовой канавки.

На чертежах фрез главные лезвия изображают прямыми линиями, наклонёнными к оси фрезы. В зависимости от направления вращения на станке фрезы называют леворежущими и праворежущими. Если при взгляде на торец шпинделя станка фреза вращается по часовой стрелке, то её называют леворежущей, а если против часовой стрелки – праворежущей. Желательно, чтобы в процессе резания сила, действующая на фрезу параллельно её оси, была всегда направлена на шпиндель станка, обладающий значительно большей жёсткостью, чем противоположная опора фрезерной оправки. Для этого у леворежущих фрез винтовая канавка по направлению должна быть правой, а у праворежущих фрез – левой.

У стандартных фрез угол наклона винтовой канавки назначают в пределах 25…35º; у специальных, предназначенных для фрезерования детали определённой ширины, угол ω рассчитывают, чтобы получить так называемое равномерное фрезерование. Расчёт угла ω будет приведён ниже. Расстояние t_т между двумя зубьями по торцу называют торцовым шагом:

t_т .

Расстояние t_o между двумя зубьями вдоль оси фрезы называют осевым шагом. Связь между осевым и торцовым шагами выражается формулой

t_o = t_т .