Билет 19

1. Фрезы

Конструктивные элементы фрез с остроконечными зубьями.По конструкции режущей части различают фрезы с зубьями, сделанными как одно целое с корпусом, и фрезы сборные, состоящие из корпуса, в котором закреплены режущие зубья.Фрезы сборные могут иметь зубья, целиком изготовленные из быстрорежущей стали и закрепленные на корпусе механическим способом. Цилиндрические фрезы подобной конструкции изготовляются сборными диаметром 75 мм и более, а концевые — диаметром 30 мм и более. Твердосплавные фрезы чаще всего являются сборными. Только мелкоразмерный инструмент может изготовляться полностью из твердого сплава.Фрезы, зубья которых сделаны как одно целое с корпусом, особенно при их изготовлении из инструментальных (быстрорежущих) сталей, представляют значительную группу. Одним из важных конструктивных элементов таких фрез является их наружный диаметр. При определении размеров наружного диаметра необходимо учитывать, что с увеличением наружного диаметра можно применять оправки большего диаметра. Это позволяет работать с большими нагрузками, так как оправка будет более жесткой и прочной.Фрезы большего диаметра имеют увеличенное число зубьев, лучшие условия для отвода тепла. При обработке такими фрезами возрастает дуга контакта зубьев с заготовкой. Все это обеспечивает более спокойную работу и способствует повышению качества обработанной поверхности и стойкости инструмента. Однако с увеличением диаметра фрезы повышается расход материала, стоимость инструмента, возрастает также время, необходимое для врезания фрезы, что снижает производительность.Взаимный учет рассматриваемых противоречивых тенденций приводит к выбору оптимального наружного диаметра фрезы. Диаметр фрезы определяют по формуле: где d— диаметр отверстия под оправку;m — толщина тела фрезы; Н — высота зуба.

Диаметр отверстия d под оправку выбирается так, чтобы обеспечить достаточную прочность и жесткость ее. Из этих соображений размеры отверстий для фрез с мелкими зубьями, предназначенных для чистовой обработки, могут быть приняты меньшими, чем для фрез с крупными зубьями. По сравнению с быстрорежущими фрезы твердосплавные, с целью увеличения жесткости оправок, должны иметь увеличенные размеры диаметров посадочных отверстий.Диаметр посадочного отверстия d .зависит от конструкции и диаметра фрезы, ширины и глубины снимаемого слоя, свойств обрабатываемого материала и материала инструмента и выбирается из стандартного ряда значений равным: 19, 22, 27, 32, 40, 50, 60 мм. В среднем можно принять, что диаметр оправки в 2,5—3,0 раза меньше диаметра фрезы. Диаметр ступицы фрезыДиаметры D торцовых фрез зависят от ширины В фрезеруемой поверхности. Чтобы обработать всю заданную поверхность заготовки, диаметр торцовой фрезы D должен быть больше ширины В. Для торцовых фрез из быстрорежущей стали ориентировочно D — 1,1В, а для твердосплавных фрез — D = (1,2-:-1,6) В. Величина наружного диаметра у концевых фрез определяется в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и принимается равной ширине обрабатываемой канавки с учетом наблюдаемого при фрезеровании разбивания.Диаметры фрез должны соответствовать ряду их стандартных значений, составленному из геометрической прогрессии со знаменателем, равным —1,26. Поскольку ряд чисел оборотов шпинделей фрезерных станков составляет также геометрическую прогрессию, выбор диаметров фрез из геометрического ряда обеспечивает рациональное их использование при наименьшем количестве.Число зубьев фрезы и их окружной шаг зависят от характера работы и принятых режимов резания. Фрезы с большим окружным шагом и небольшим числом зубьев обладают следующими качествами: зуб получается более прочным и массивным, допускает большее количество переточек, лучше отводит теплоту от режущих кромок, обеспечивает лучшее размещение стружки во впадинах, позволяет срезать более толстые стружки, что способствует снижению усилий, действующих на фрезу. Поэтому фрезы с крупным зубом получили большое распространение. Фрезы с мелким зубом применяются при обработке заготовок с небольшими припусками, а также при фрезеровании хрупких металлов, таких как чугун и др.На практике число зубьев цельных фрез определяется по формуле:Коэффициент k зависит от типа фрезы и условий ее работы. Для фрез с крупным зубом он колеблется от 0,6 до 1,2, а для фрез с мелким зубом — от 1,75 до 2,8. У сборных фрез число зубьев зависит от конструкций режущей части и элементов крепления. Проектируя сборные фрезы, число их зубьев, а, следовательно, и окружной шаг, необходимо принимать такими, чтобы обеспечить достаточную жесткость конструкции и размещение зубьев и элементов крепления в корпусе.Форма профиля зуба фрезы должна обеспечить необходимую прочность и жесткость зубьев и конструкции фрезы в целом, свободное размещение и удаление срезаемой стружки, максимально возможное количество переточек, а также препятствовать появлению трещин при термической обработке.Для остроконечных фрез на практике применяют три типа профилей зубьев (рис. 96).Рис. 96. Формы профиля остроконечного зубаДля фрез с мелким зубом принята трапецеидальная форма профиля (рис. 96, а) угол профиля зуба НЮ принимают равным 45-—50°. Тогда угол канавки ТЕТА для фрез с передним углом ГАММА = 0 будет:где Е — угловой шаг зубьев.Угол ТЕТА должен соответствовать углу профиля угловой фрезы, с помощью которой фрезеруются канавки. Ширина вершины зуба f = 0,5-:-2,0 мм. Для избежания появления трещин при термической обработке впадина зуба закругляется радиусом r = 0,5 -:- 2,0 мм. Затачивание таких фрез производится по задней поверхности. Поэтому с точки зрения числа возможных переточек, а, следовательно, и срока службы фрезы, целесообразно увеличивать высоту зуба. Но в этом случае уменьшается прочность и жесткость зубьев. Сопоставление этих условий обеспечивает выбор оптимальной величины высоты зуба. Для рассматриваемых фрез она обычно принимается равной 0,5—0,65 окружного шага.