книги из ГПНТБ / Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки учебник

Влияние ширины фрезерования В. При увеличении В растет количество зубьев, участвующих в работе, возрастают суммарная площадь поперечного сечения среза, работа резания и тепловыде­

ских твердосплавных фрез Т = 180 мин, для торцовых фрез из быстрорежущей стали Т = 120 -ь 240 мин, для торцовых твердо­ сплавных фрез Т — 120 -5- 420 мин.

В качестве примера рассмотрим формулу скорости резания для цилиндрических фрез из быстрорежущей стали Р18:

При фрезеровании жаропрочных и титановых сплавов необхо­ димо применять СОЖ.

Глубину резания выбирают в зависимости от припуска на обра­ ботку, мощности и жесткости станка. Припуск выгодно всегда снимать за один проход, если это позволяет мощность станка *. Если требуется высокая точность обработки, то фрезерование ведут в два прохода (черновой и чистовой). При чистовом проходе глубину резания принимают в пределах 0,75—2 мм.

Если мощность станка не позволяет обрабатывать деталь за один проход обычной фрезой, пользуются торцовыми фрезами со ступенчатым расположением зубьев (рис. VI.19). У такой фрезы вершины зубьев смещены в осевом направлении, а режущие

* На мощных фрезерных станках при работе торцовыми фрезами глу­

бина резания может достигать 25 мм. Обычно глубина резания составляет

2—6 мм.

180

кромки сдвинуты в радиальном направлении на величину, не­ сколько большую, чем подача на зуб. Подобные фрезы при не­

Минутную подачу определяют по формуле

sM.n = szzna мм/мин;

ее также корректируют по паспорту станка, после чего опреде­ ляют действительную подачу на зуб фрезы:

„____ 5М . Д

Взаключение подсчитывают эффективную мощность N e и сопоставляют с полезной мощностью станка N CT — Уэдг]. Если

окажется, что N e > Л7СТ, то необходимо соответственно понизить скорость резания, обеспечив условие N e ^ NCT. После этого под­ считывают машинное время по формуле (VI. 10).

§ 7. Типы фрез

По назначению и характеру выполняемых операций различают

По форме режущих зубьев фрезы делят на две основные группы: фрезы с остроконечными и затылованными зубьями.

У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя поверх­ ности имеют плоскую форму (рис. VI.20, а). К группе фрез с остро-

181

конечной формой зубьев относятся цилиндрические, торцовые, дисковые и др. У фрез с затылованными зубьями передняя поверх­

что при переточках по передней поверхности они сохраняют по­ стоянство профиля режущей кромки в радиальном сечении. Важ­ ными элементами, определяющими форму зуба затылованных фрез, являются высота зуба IIо и величина затылования к.

Высота зуба определяется

где D — диаметр фрезы; ъ — число зубьев фрезы; а — задний угол на вершине зуба.

Уравнение архимедовой спирали в полярных координатах имеет следующий вид:

р = 5ср,

где В — постоянный коэффициент; ф — текущий полярный угол в радч

Архимедова спираль получается в результате двух равномер­ ных движений — поступательного и вращательного. Главное ее достоинство — простота изготовления кулачков, с помощью кото­ рых производится затылование. Архимедова спираль практически обеспечивает постоянство заднего угла по всей ее длине; теоретиче­ ски этого постоянства нет, но отклонение мало и практического значения не имеет.

Затылование фрез производят на специальных затыловочных станках затыловочными резцами. У фасонных затылованных фрез следует различать задние углы для периферийной части режущей кромки на вершине зуба (угол а) и для ее боковой профильной части

где .Оф — наружный диаметр фрезы; Dx — диаметр фрезы в рас­ сматриваемой точке.

182

Минимально допустимый для боковой режущей кромки зад­ ний угол осб = 3 ч- 4°. В ряде случаев режущие зубья фасонной фрезы подвергают двойному затылованию (рис. VI.22). Это делается тогда, когда зубья термически обработанной фрезы требуется подвергнуть шлифованию по задней поверхности (например, у зу­ борезных и резьбонарезных фрез); при этом необходимо обеспечить свободный выход шлифовального круга, что и достигается двойным затылованием. Одна часть поверхности зубьев ab затыловывается с падением затылка на величину к, а другая Ъс — с падением за­ тылка на величину кг; обычно кг = (1,2 ч- 1,5) к.

Двойное затылование достигается применением двух кулачков с величиной затылования к и кг.

Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоских по­

§ 3). Основными элементами конструкции фрез являются: диа­ метр D, ширина L и диаметр отверстия под оправку d.

Обдирочные цилиндрические фрезы имеют D — 60 ч- 150 мм,

для высокопроизводительной черновой обработки. Винтовые режу­ щие зубья у них имеют разное направление наклона на обеих поло­ винах, что позволяет уравновесить осевые силы Р0, действующие на фрезу в процессе резания. Число зубьев сдвоенной цилиндри­ ческой фрезы не более 5—6, а угол ев = 45°.

Цилиндрические фрезы со вставными ножами (сборной конст­ рукции) имеют D = 75 ч- 200 мм. Корпус фрезы делается из стали 40Х; а вставные ножи — из быстрорежущей стали (рис. VI.24).

183

Рифленые ножи закрепляют затяжкой в клиновых рифленых пазах, наклоненных к оси фрезы под углом ш = 20 -н 45°.

Применяют также сборные цилиндрические фрезы с впаян­ ными в корпус пластинками из твердого сплава. На рис. VI.25 показана форма пластинок, конструкция и геометрия твердосплавной фрезы.

Торцовые фрезы. Основными типами торцовых фрез, предназна­ ченных для обработки плоских поверхностей, являются фрезерные

Рис. VI.25. Сборная цилиндрическая фреза с напаянными пластин­ ками из твердого сплава

торцовые головки со вставными ножами. Фрезы насаживаются на оправку, закрепляемую в шпинделе станка при помощи затяж­ ного болта.

184

Фрезерные торцовые головки диаметром от 75 до 225 мм изго­ товляют со вставными ножами из быстрорежущей стали или осна­ щают пластинками из твердого сплава (рис. VI.26). К твердосплав­ ным торцовым фрезам, работающим с высокими скоростями реза­ ния, предъявляются повышенные требования к жесткости и проч­ ности крепления зубьев в корпусе, а также к надежности крепле­ ния самих фрез на станке. Геометрические параметры торцовых твердосплавных фрез выбирают в зависимости от обрабатываемого материала.

Крепление вставных ножей осуществляется различными спо­ собами, но наиболее надежным и рациональным и наиболее

изводительность.

Торцовые фрезы с многогранными пластинками из твердого сплава конструктивно оформляются различно. На рис. VI.27 показана фреза с регулируемыми ножами, оснащенными много­ гранными пластинками. Настроенные на размер в специальном приспособлении ножи 1 установлены в корпусе 2 фрезы и закреп­ лены цилиндрическими клиньями 3 с лысками при помощи вин­ тов 4, проходящих через кольцо 5 и перемещающих клинья в осе­ вом направлении. Корпус фрезы имеет с обоих торцов кольцевые выточки, меньшие цилиндрические поверхности которых исполь­ зуются как базы для установки ножей. Кольцо 5 фиксирует поло­ жение ножа в осевом направлении. Отдельные ножи или весь комплект их можно заменить непосредственно на станке, при этом затрата времени на замену 10—12 ножей не превышает 5—6 мин. В собранном виде обеспечивается достаточно высокая точность фрезы: биение по главным режущим кромкам двух смежных но­ жей не превышает 0,03—0,05 мм, а двух противоположных — 0,06—0,1 мм; торцовое биение 0,06—0,08 мм. Фрезы допускают скорость резания при обработке сталей от 235 до 750 м/мин в за­

185

висимости от выбранных подачи $2, числа зубьев фрезы z и диа­ метра D.

Концевые фрезы находят широкое применение на вертикально­ фрезерных станках на операциях прорезки пазов, на копировальнофрезерных станках при обработке сложных наружных и внутрен­ них контуров по копиру, а также на вертикально-фрезерных стан­ ках с программным управлением при обработке объемных поверх­

срегулируемыми ножами, оснащенные = 30°; 2) с крупным зу­

зубья у фрез расположены по окружности с неравномерным шагом: например, для трехзубой фрезы сох = 110°; со2 = 123? и со3 = = 127я. Фрезы изготовляются из высококачественных быстроре­ жущих сталей.

Наряду с быстрорежущими фрезами имеют распространение также и твердосплавные концевые фрезы, конструкция и геомет­ рия которых показаны на рис. VI.29. Одна из них (рис. VI.29, а) имеет впаянные пластинки из твердого сплава, вторая (рис. VI.29, б) состоит из двух частей — хвостовика и припаянной

кнему цельной рабочей части твердого сплава, так называемой

ко р о н к и . Твердосплавные концевые фрезы с впаянными пла­

186

стинками изготовляют с числом зубьев z = 6 -4- 8 для D = 12 -н

Рис. VI.29. Концевые твердосплавные фрезы:

а — со впаянными пластинками из твердого сплава; 6 — с напаянной твердосплавной коронкой

Шпоночная фреза (рис. VI.30) представляет собой разновид­ ность концевой фрезы, которая имеет всего два винтовых зуба на цилиндрической части и два торцовых зуба. В момент вреза-

ния фрезы на глубину шпоночной канавки (подача вдоль оси фрезы) главными режущими зубьями являются торцовые, а для осуще­ ствления подачи вдоль оси детали — цилиндрические зубья.

Дисковые фрезы применяют для прорезки пазов, канавок и для разрезки металла. Различают следующие типы дисковых фрез: 1) трехсторонние — с режущими кромками на обоих тор­ цах и на цилиндрической части; 2) двусторонние — с режущими кромками на одном из торцов и на цилиндрической части; 3) одно-

б — трехсторонняя с разнонаправленными зубьями

Трехсторонняя дисковая фреза с зубьями, расположенными параллельно оси (рис. VI.31, а), называется прямозубой, а с зу­ бьями, расположенными наклонно к оси и направленными в раз­ ные стороны (влево и вправо), — фрезой с разнонаправленными зубьями (рис. VI.31, б). Для обработки стальных деталей приме­ няют трехсторонние фрезы с D = 60 -f- 100 мм и z — 16 -г- 22. Переходную фаску между цилиндрической и торцовой режущими кромками делают / = 0,3 -т- 0,5 мм. Ширина фрезы В соответст­ вует ширине прорезаемых канавок и пазов; при переточке размер по ширине уменьшается.

Двусторонняя дисковая фреза имеет на цилиндрической части винтовые зубья.

Односторонняя дисковая фреза является прямозубой. Во избе­ жание трения фрезы о стенки прорезаемой канавки боковые ее стороны (торцы) шлифуют с углом фх = 0930'. Односторонняя дисковая фреза шириной 5 ^ 5 мм используется как шлицевая или прорезная. Односторонние дисковые фрезы изготовляются

188

Дисковые фрезы цельной конструкции всех типов изготовляют из инструментальных легированных и быстрорежущих сталей.

Дисковая трехсторонняя фреза со вставными ножами показана на рис. VI.32. Вставные ножи закрепляют в корпусе фрезы при помощи рифлений, что позволяет регулировать размер фрезы по ширине. Такие фрезы имеют D = 65 -н 175 мм и ъ — 12 -- 16.

Для скоростного фрезерования применяют дисковые фрезы, оснащенные пластинками из твердых сплавов. Например, для

Рис. VI.32. Трехсторонняя дисковая фреза с пластинками из твердого сплава

Т15К6. На передней поверхности зубьев фрезы затачивают фаску (шириной до 1,5 мм) с отрицательным передним углом, равным —5 -■---- 152. Делается это для механического упрочнения режущей кромки.

Угловые фрезы применяют для прорезки канавок с угловым профилем. Большое применение угловые фрезы получили в инстру­ ментальном производстве при прорезке канавок у фрез, развер­ ток, зенкеров и других инструментов. Различают два типа угловых фрез: одноугловые (рис. VI.33) и двухугловые (рис. VI.34). У одно­ угловой фрезы наклон главной режущей кромки характеризуется углом ер; у двухугловой фрезы — углами ф и б. Передний и зад­ ний углы угловых фрез -рассматриваются в плоскостях

и N 2 — N 2. На рис. VI.33 приведена конструкция одноугловой фрезы с впаянными пластинками из твердого сплава; корпус фрезы изготовляют из конструкционной стали 40Х.

189