2. Инструмент

Элементы и геометрия фрезы. На рис.3 показана цилиндрическая фреза с винтовыми зубьями. Она состоит из корпуса 1 и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхности 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режущие лезвия 4. У цилиндрических фрез различают углы: передний γ, измеряемый в плоскости А-А, перпендикулярной к режущему лезвию; главный задний α, измеряемый в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы; угол наклона зубьев ω. Передний угол γ облегчает образование и сход стружки. Главный задний угол α обеспечивает благоприятные условия перемещения задней поверхности зуба относительно поверхности резания и уменьшает
трение на этих поверхностях.	Рис.3. Элементы и геометрия фрезы

Угол наклона зубьев ω обеспечивает более спокойные (без рывков) условия резания по сравнению с прямым зубом и придает направление сходящей стружке.

У зуба торцевой фрезы (рис.3б) режущее лезвие имеет более сложную форму. Оно состоит из главного режущего лезвия 8, переходного лезвия 9 и вспомогательного лезвия 10. Зуб торцевой фрезы имеет главный угол в плане φ, измеряемый между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане φ₁, составляет 5-10°. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности. Угол в плане на переходном режущем лезвии φ₀ = φ/2. Величины углов фрезы влияют на качество обработки и выбираются по справочным материалам в зависимости от материала фрезы и заготовки, требований к качеству обрабатываемой поверхности и другим данным.

Типы фрез. В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис.4а), торцевые (рис.4,б), дисковые (рис4,в), концевые (рис.4,г), угловые (рис4,д), шпоночные (рис. 4,е), фасонные (рис.4,ж).

Фрезы изготовляют цельными (рис. 4,б) или сборными с напайными и вставными ножами (рис.4,в). Режущие лезвия могут быть прямыми" (рис.4,д) или винтовыми (рис.4,а). Фрезы имеют остроконечную (рис.4,з) или затылованную (рис.4,и) форму зуба. У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя поверхности плоские. У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда, при переточке по передней поверхности профиль зуба фрезы сохраняется.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей, корпуса напайных фрез - из конструкционных сталей; на рабочие части зубьев фрез припаивают пластинки из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы различными механическими способами.

Рис.4. Типы фрез: а – цилиндрические; б – торцевые; в – дисковые; г – концевые; д – угловые; е – шпоночные; ж – фасонные; з – остроконечная; и – затылочная форма зуба

3. Виды и схемы фрезерования

Различают фрезерование цилиндрическое (осевое) рис.5,а и торцовое рис.5,б. При цилиндрическом фрезеровании работу выполняют зубья, расположенные на цилиндрической поверхности фрезы. При торцевом фрезеровании в работе участвуют зубья, расположенные на цилиндрической и торцевой поверхностях фрезы.

Рис.5 Схемы фрезерования: а – цилиндрическое; б – торцевое

Для цилиндрического фрезерования желательно, а при большой ширине обработки – обязательно, горизонтальное положение плоскости с тем, чтобы использовать для операции горизонтально-фрезерный станок, допускающий двустороннее закрепление инструмента.

Фрезерование цилиндрическими, а также дисковыми фрезами может быть выполнено по двум схемам:

1) движение подачи направлено против вращения фрезы (рис.6,а)

2) движение подачи совпадает с направлением вращения фрезы I (рис.6,б).

Рис.6 Схемы работы фрез: а – встречное фрезерование цилиндрической фрезой; б – попутное фрезерование цилиндрической фрезой; в – работа торцевой фрезы

Фрезерование но первой схеме называется встречным, а по второй схеме - попутным.

При встречном фрезеровании сечение среза и нагрузка на зуб увеличиваются постепенно - от нуля при врезании зуба до максимума при выходе его из контакта с деталью. Горизонтальная составляющая усилия резания направлена в сторону, противоположную подаче. Преодоление этой составляющей в процессе работы приводит к устранению зазора, имеющегося в механизме подачи, и резание проходит плавно и спокойно.

При попутном фрезеровании зуб фрезы начинает работу со срезания слоя наибольшей толщины, которая в конце работы уменьшается до нуля. Горизонтальная составляющая совпадает по своему направлению с подачей и стремится затянуть обрабатываемую деталь под фрезу.

При обработке заготовок с черной поверхностью попутное фрезерование применять не следует, так как при врезании зуба фрезы в твердую корку происходит преждевременный износ и выход их строя фрезы.

При обработке заготовок с чистыми поверхностями попутное фрезерование имеет преимущества перед встречным в отношении как стойкости инструмента, так и шероховатости поверхности. При попутном фрезеровании необходимо, чтобы станок был в хорошем состоянии и имел устройство для устранения зазора в механизме подачи.

При попутном и встречном фрезеровании можно работать при движении стола в обоих направлениях, что позволяет выполнять черновое и чистовое, фрезерование за одну операцию.

Цилиндрические фрезы широко используются в единичном и, серийном производстве.

Торцовыми фрезами можно обрабатывать и ступенчатые плоские поверхности, имеющие свободный вход и выход для фрезы.

Торцовые фрезы имеют ряд преимуществ по, сравнению с цилиндрическими. Они обеспечивают равномерное фрезерование даже при небольших припусках на обработку, так как угол контакта фрезы с заготовкой зависит только от диаметра фрезы и ширины заготовки. Длина дуги контакта здесь значительно больше, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами. Для оснащения сборных торцовых фрез требуется меньше быстрорежущей стали или твердого сплава. Установка торцовой фрезы непосредственно в шпиндель станка исключает необходимость в применении длинных и недостаточно жестких оправок, неизбежных при работе цилиндрическими насадными фрезами, и позволяет использовать фрезы диаметром до 800-1000 мм и более.

Фрезерование плоскостей торцовыми фрезами осуществляется на вертикально- и продольно-фрезерных станках, а также и на горизонтально-фрезерных станках с установкой фрезы непосредственно в шпинделе станка.