10.7.5. Элементы и геометрия фрез
На рис. 10.46, а показана цельная цилиндрическая косозубая фреза, состоящая из корпуса 2 и режущих зубьев 7. Зуб фрезы имеет переднюю 3 и заднюю 6 поверхности, спинку 7, ленточку 5 и главную режущую кромку 4.
Ржущее лезвие зуба торцевой фрезы (рис. 10.46, б) имеет более сложную форму. Торцевая фреза состоит из главной режущей кромки 4, переходной кромки 8 и вспомогательной кромки 9.
Фрезы общего назначения выполняются с острозаточенной задней поверхностью и затылованные. Спинка острозаточенного зуба может быть одноугловой, двухугловой (сечение А–А) и криволинейной. Одноугловая форма наиболее проста в изготовлении и применяется для торцевых и фасонных фрез, фрез с малым числом зубьев. Двухугловая форма обеспечивает большую прочность зуба, применяется для дисковых и твердосплавных фрез.
Спинка затылованного зуба очерчена дугой окружности. Криволинейная форма обеспечивает наивысшую прочность зуба и применяется для концевых фрез. Высота зуба h и форма впадины между зубьями, особенно радиус впадины r, – важные параметры фрезы, влияющие на прочность зуба. Для размещения стружки необходимо соблюдать условие
Рис. 10.46. Углы заточки фрез: а – цилиндрических; б – торцевых; 1 – режущий зуб; 2 – корпус фрезы; 3 – передняя поверхность; 4 – главная режущая кромка; 5 – ленточка; 6 – задняя поверхность; 7 – спинка зуба; 8 – переходная кромка; 9 – вспомогательная кромка; f – фаска; h – высота зуба; r – радиус впадины между зубьями; α, γ, φ – углы резания; Dф − диаметр фрезы; ω − угол наклона зуба фрезы
Стандартные фрезы выполняются с нормальным (мелким) и крупным зубом. Фрезы с нормальным зубом предназначены для работы с облегченными режимами резания. Благодаря большому числу зубьев производительность их выше, чем у фрез с крупным зубом, которые применяются при обработке глубоких пазов, уступов и плоскостей в заготовках из алюминиевых и медных сплавов, при обработке стальных заготовок на нежестких станках.
Передний угол γ, измеряемый в сечении А–А, перпендикулярном главной режущей кромке, влияет на деформации срезаемого слоя и прочность режущего лезвия. Чем больше этот угол, тем меньше деформации срезаемого слоя, меньше силы резания и ниже температура, но уменьшается и прочность зуба. Главный задний угол α измеряется в плоскости, перпендикулярной оси фрезы. Для фрез он принимается несколько большим, чем для токарных резцов (для фрез условия трения и изнашивания на задней поверхности хуже). При толщине срезаемого слоя до 0,08 мм α = 18–20°, при толщине срезаемого слоя более 0,08 мм α = 12–15°. Главный угол в плане φ влияет на ширину и толщину срезаемого слоя, на соотношение составляющих силы резания, на прочность вершины зуба. С уменьшением этого угла увеличивается активная длина главной режущей кромки, уменьшается толщина срезаемого слоя, повышается стойкость фрезы. Если оставить стойкость неизменной, можно повысить скорость резания и величину подачи на зуб.
Фрезы с малыми углами φ рекомендуется применять при работе на станках повышенной жесткости при небольшой глубине срезаемого слоя.
Концевые, дисковые и пазовые фрезы выполняются с постоянным углом φ, равным 90 или 60°, поэтому упрочнить режущую кромку можно за счет заточки переходной режущей кромки (фаски f) под углом φ, равным 45 или 30°. Выполнение зубьев по винтовой линии под углом ω обеспечивает плавность врезания зуба и равномерность фрезерования. При этом увеличивается фактический передний угол, измеряемый в направлении схода стружки, что облегчает процесс резания, не уменьшая прочности зуба.
Например, увеличение угла наклона винтовой канавки (угла наклона зубьев) ω с 10 до 60° увеличивает стойкость фрезы в 3–5 раз.