Занятие 9 лекция 7
Тема 2.2. Инструмент для фрезерования. Строгальные резцы.
Инструмент для фрезерования.
Фреза – многолезвийный инструмент, у которого по окружности или на торце расположены режущие зубья, представляющие собой простейшие резцы.
Фрезы (рис. 2.2.1) разделяют на цилиндрические и торцовые для обработки плоских поверхностей; дисковые, концевые и угловые для обработки пазов, канавок и шлицев; фасонные для обработки фасонных поверхностей; модульные для нарезания зубьев; червячные для нарезания зубьев цилиндрических и червячных колес.
Зуб 4 цилиндрической фрезы (рис. 2.2.1,а) имеет главную режущую кромку 2; переднюю 1, заднюю 3 и затылочную 5 поверхности. В сечении зуба плоскостью N–N, перпендикулярной главной режущей кромке, можно рассмотреть следующие углы: передний γ, задний α, заострения β резания δ.
Передний угол γ служит для облегчения схода срезаемых элементов стружки и уменьшения их усадки. При обработке стали γ = 10–20°, чугуна γ = 10–15°; для твердых материалов угол принимают меньше, для мягких – больше.
Задний угол α предназначен для уменьшения трения между затылочной поверхностью зуба и поверхностью резания. Для различных фрез угол
α = 12–25°.
Зубья цилиндрических фрез могут быть прямыми или винтовыми под углом ω к оси фрезы (рис. 2.2.1,б). У цилиндрических фрез угол ω = 30 - 40°, у дисковых и торцовых ω= 10 - 25°.
Рис. 2.2.2. Основные типы фрез:
а)— цилиндрическая прямозубая; 6) — цилиндрическая с винтовыми зубьями;
в) — дисковая пазовая; г) — дисковая двусторонняя; д)— дисковая трехсторонняя; е) — торцовая; ж)—концевая; з) — пальцевая модульная; и) — червячная
Фреза с прямыми зубьями врезается в обрабатываемую поверхность сразу по всей длине зуба, что приводит к переменной (толчковой) нагрузке на станок и несколько ухудшает поверхность обработки.
Фрезы с винтовыми зубьями работают более плавно; станок нагружен более равномерно, так как зубья фрезы врезаются в деталь постепенно.
Для обработки мягкой и средней твердости стали при малых скоростях резания фрезы изготовляют из углеродистой инструментальной стали У12А (фрезы малых диаметров), а также из легированных сталей 9ХС, ХВ5 и ХВГ для работы при небольших скоростях резания и малых подачах. Хорошие результаты дает использование быстрорежущей стали Р9 и Р18; при обработке жаропрочных и нержавеющих сталей применяют фрезы из той же стали с присадками кобальта или ванадия.
При черновом фрезеровании сталей применяют пластинки из твердых сплавов марок ВК и ТК; при чистовом – в основном марок ТК. Для черновой и чистовой обработки серого чугуна применяют твердосплавные пластинки марок ВК, а также минералокерамические пластинки марки ЦМ-332. Корпуса фрез изготовляют из сталей 40, 40Х, У8 и др.
Всесоюзным научно-исследовательским инструментальным институтом (ВНИИИ) разработаны фрезы торцовые с твердосплавными не-перетачиваемыми многогранными и круглыми пластинками с механическим креплением. Эти фрезы позволяют применять более износоустойчивые твердые сплавы и изменять установку или заменять пластинки на станке. По сравнению с напаянными фрезы конструкции ВНИИИ позволяют повысить стойкость в 1,5–2 раза, уменьшить время на восстановление фрез, сократить в 2,5–3 раза расход ножей из твердого сплава и несколько снизить машинное время обработки.
Фрезы с наружным диаметром 5–32 мм из твердых сплавов выпускают монолитными, их используют при интенсивных режимах резания.
Строгальные резцы.
Строгальный резец (рис. 2.2.2,а) состоит из стержня А и режущей части Б или головки. Головка резца имеет переднюю поверхность 1, главную 2 и вспомогательную 6 задние поверхности, главную 3 и вспомогательную 5 режущие кромки, вершину 4.
При сечении главной режущей кромки резца плоскостью N–N, перпендикулярной к поверхности резания (рис. 2.2.2,6), различают углы: главный передний γ и главный задний α, заострения β и резания δ. Кроме того, резец имеет главный φ и вспомогательный φ1 углы в плане и угол при вершине ε.
Главный передний угол γ резцов из быстрорежущей стали выбирают в пределах 5–20° в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала; для твердосплавной режущей части резца угол γ отрицателен и изменяется в пределах от –5 до–15°. Главный задний угол α обычно равен 6–10°.
Главный угол в плане φ для проходных резцов принимают 30–75°, а вспомогательный угол в плане φ1, -10–30°; для отрезных резцов φ1 = 2–3°.
По расположению режущей кромки строгальные резцы делят на правые и левые; по расположению головки относительно стержня–на прямые и изогнутые; по виду выполняемой работы– на проходные, подрезные, отрезные, фасонные; по виду обработки – на черновые и чистовые.
Строгальные резцы для обработки стали и чугуна изготовляют из быстрорежущей стали Р9 и Р18 или с пластинками из твердых сплавов марок ВК8, ВК15, Т5К10 при черновом и ВК6, Т15К6, Т5К12В, ТТ7К12 при чистовом строгании. Пластинки напаивают на стержень резца из углеродистой инструментальной стали.
Рис.2.2.2. Строгальный резец:
а)основные части и элементы, б) углы резца
Для чистового строгания плоскостей крупных стальных деталей применяют чашечные вращающиеся резцы (рис. 2.2.3). Резец состоит из изогнутой державки 1 с запрессованной в нее бронзовой втулкой 2 и изготовленной из быстрорежущей стали или твердосплавной чашки 3. Чашка цилиндрическим хвостовиком входит во втулку и закрепляется винтом 4 и гайкой 5.
Рис. 2.2.3. Чашечный резец
Чашку устанавливают в рабочее положение, наклоняя ее ось в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в плоскости продольной подачи под углом βпр = 3° и в плоскости поперечной подачи под углом βпоп = 1°30'–1°40'.
Внедрение чашечных вращающихся резцов на чистовых строгальных операциях значительно снижает трудоемкость отделочных работ, исключая в большинстве случаев необходимость шабрения.