Фрезы

Фреза – многолезвийный режущий инструмент, выполненный в виде тела вращения, на образующей которого и (или) на торце расположены зубья. Предназначены для обработки плоскостей, пазов, прорезей, уступов, фасонных и винтовых поверхностей, нарезания резьб и т.д.

Точность обработки – 7…9 квалитеты.

Шероховатость обработанной поверхности - R_a =1,25 мкм.

Главное движение при фрезеровании – вращение фрезы.

1. Классификация фрез

   1. По расположению зубьев

а) цилиндрические;

б) торцовые;

в) угловые;

г) фасонные;

д) дисковые двух- и трехсторонние;

е) концевые;

ж,з) шпоночные

Рис.1. Типы фрез

1. По направлению зубьев

• С прямыми зубьями (Рис.1,д)

• С косыми зубьями (Рис.1,б)

• С винтовыми зубьями (Рис.2)

Рис.2. Фреза цельная цилиндрическая с винтовым зубом

1. По конструкции

• Цельные, изготовленные из одного куска быстрорежущей стали (Рис.2).

• Составные, состоящие из отдельных цельных частей, в том числе фрезы комплектные

Рис.3 Составная фреза

• С

  Рис. 4 Сборная фреза

  борные, оснащены режущей частью в виде ножей из быстрорежущей стали, многогранными и круглыми пластинками из твердых сплавов или из сверхтвердых или керамических материалов.

1. По способу крепления на станке

• Хвостовые с цилиндрическим или коническим хвостовиком;

• Насадные, с посадочным отверстием.

1. По конструкции зубьев

• Незатылованные – с прямолинейной образующей задней поверхности (Рис.1,и).

• Затылованные – с криволинейной образующей задней поверхности (Рис.1,к).

2. Незатылованные фрезы

Незатылованные фрезы перетачиваются преимущественно по задней поверхности.

Незатылованные зубья широко применяются для фрез общего назначения.

Достоинства незатылованных фрез:

• Высокая стойкость (в 1,5…3 раза выше, чем у затылованных).

• Простота изготовления.

• Повышенная чистота обработанной поверхности.

1. Конструктивные параметры

• Диаметр фрезы d_a

Наружные диаметры стандартизованы. Размерные ряды диаметров фрез составлены по геометрической прогрессии со знаменателем φ = 1,26; 1,58, равным знаменателю ряда частоты вращения шпинделя фрезерных станков. Это обеспечивает неизменность скорости резания при применении фрез любого диаметра.

Уменьшение наружного диаметра способствует снижению машинного времени обработки. Однако при этом может снижаться жесткость оправки и прочность фрезы в сечении между окружностью впадин и посадочным отверстием.

От диаметра фрезы зависят:

• отвод тепла,

• толщина стружки,

• число зубьев,

• диаметр посадочного отверстия.

• Диаметр посадочного отверстия D₀ зависит от наружного диаметра и округляется до стандартного значения (16; 22; 27; 32; 40; 50 и 60 мм).

Для фрез с мелкими зубьями для чистовой обработки диаметры оправок могут быть меньше, чем для фрез с крупными зубьями.

Для фрез, оснащенных твердым сплавом, и для обработки труднообрабатываемых материалов диаметры оправок должны быть большими.

• Диаметр окружности впадин d₁

• Число зубьев выбирают из условия равномерности фрезерования с учетом эффективной мощности оборудования. Увеличение числа зубьев ведет к улучшению качества обработки, но растут энергозатраты на фрезерование, снижаются число возможных переточек фрезы, прочность зуба, размеры стружечной канавки, растут эксплуатационные затраты.

1. Геометрия

• Передний угол γ зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала и режущей и прочностной характеристики инструментального материала.

• Задний угол  зависит от максимальной толщины срезаемого слоя a_max

С увеличением заднего угла возрастает износ режущей кромки в радиальном направлении, а от величины радиального износа зависит точность обработки. Для фрез из твердого сплава для получения малой шероховатости обрабатываемой поверхности задний угол рекомендуется 5…8^0.

• Уголнаклона зубьев ω

• Улучшает равномерность фрезерования (ω= 10…15⁰).

• Влияет на направление схода стружки.

• Позволяет получить положительные передние углы на торцовых зубьях дисковых двух- и трехсторонних фрез.

• Повышает стойкость фрезы вследствие увеличения кинематических передних углов. При этом можно уменьшить инструментальный передний угол в нормальном сечении и повысить прочность зуба, что позволяет увеличить в 1,5…2 раза подачу на зуб.

Направление угла наклона зуба ω выбирают так, чтобы осевая составляющая силы резания была направлена в сторону шпинделя.

3. Форма зубьев

Форма зубьев должна обеспечивать

• прочность зуба,

• достаточное пространство для размещения стружки,

• допускать максимально возможное число переточек.

Существует три основные формы незатылованных зубьев: трапецеидальная форма, параболическая форма и с двойной спинкой зуба

(Рис. )

• Трапецеидальная форма проста в изготовлении, но зуб ослаблен. Применяется для фрез с мелким зубом. Угол тела зуба  = 47…52⁰ (для концевых и прорезных – 30…40⁰) . Угол стружечной канавки υ =  +. Фаска f = 0,5…2 мм. Радиус закругления дна впадины r =0,5…2 мм. Высота зуба h = 0,5…0,65 окружного шага зубьев.

• Параболическая форма обеспечивает повышенную прочность зуба на изгиб. Для изготовления требуются специальные фрезы. Применяется для фрез с малым числом зубьев.

• Форма зуба с двойной спинкой по прочности близка к параболической, но проще в изготовлении. Спинка образуется двойным фрезерованием угловой фрезой. Наиболее распространена.

2. Типы фрез

1. Цилиндрические фрезы

Применяются на горизонтально-фрезерных станках для обработки плоскостей.

Фрезы с прямыми зубьями используются только для обработки узких плоскостей. Винтовой зуб повышает плавность работы, однако в этом случае возникают осевые усилия. Применение сдвоенных цилиндрических фрез с разнонаправленными винтовыми зубьями позволяет уравновесить осевые усилия, действующие на фрезы, в процессе резания. В месте стыка фрез предусматривается перекрытие режущих кромок одной фрезы режущими кромками другой для устранения недообработанных участков.

Цилиндрические фрезы с винтовыми пластинками из твердого сплава дают хорошие результаты при обработке жаропрочных и коррозионно-стойких сталей и сплавов (по сравнению с быстрорежущи-ми фрезами обеспечивают повышение производитель-ности с одновременным повышением стойкости ), но сложны в изготовлении. Стыки между напаянными пластинами оформляются в виде стружкоделителей и должны располагаться в шахматном порядке.