Разновидности фрез и их геометрия.

Работа

Обработка материалов фрезерованием

Фрезерование– широко распространённый в машиностроении процесс обработки плоских и фасонных поверхностей многозубыми режущими инструментами - фрезами. При вращении фрезы зубья последовательно входят в работу и срезают припуск обрабатываемого материала. По производительности фрезерование значительно превосходит строгание и в условиях крупносерийного производства уступает лишь наружному протягиванию.

Фрезерование обеспечивает 8…10 квалитет точности и шероховатости мкм. Кинематика процесса характеризуется двумя движениями-резания и подачи.

Главное движение при фрезеровании-быстрое вращение инструмента вокруг оси,а движение подачи-медленное поступательное перемещение заготовки,закреплённой на столе станка.

Режим резания при фрезеровании характеризуется:

1) скоростью резания , м/мин;

2) подачей S: подача на зуб,мм/зуб; подача на оборот, мм/об; минутная подача, м/мин

3) глубиной резания t, мм;

4) В – шириной фрезерования,мм.

Основные виды фрезерования различными типами инструмента показаны на рисунке 13.

Разновидности фрез и их геометрия.

Среди всех видов лезвийного инструмента фрезы выделяются наибольшим разнообразием. Все фрезы по конструкции или форме зуба бывают двух типов (рисунок 13): фрезы с остроконечными зубьями (острозаточенные фрезы),в которых образующая задней поверхности-прямая линия (рисунок 13 а);фрезы с затылованными зубьями (затылованные фрезы),в которых задняя поверхность образована спиралью Архимеда (рисунок 13 б).

Рисунок 13. Виды фрезерования

Фрезы изготавливают с мелким и крупным зубом. При мелком зубе уменьшается объём стружечной канавки и снижается допустимая нагрузка на зуб. Поэтому при черновой обработке применяют фрезы с крупным зубом,а фрезы с мелким зубом - для чистовой обработки.

Фрезы делятся:а) по месту расположения режущих зубъев на корпусе-цилиндрические (рисунок 13 а),торцевые (рисунок 13 г, д),дисковые-односторонние (отрезные),двух- и трехсторонние (рисунок 13 б),кольцевые (рисунок 13 в), фасонные (рисунок 13 е),угловые – одноугловые,,двухугловые,червячные и др.; б) по направлению зубьев относительно оси – прямозубые - (рисунок 13 б, г),со спиральным зубом - >0 (рисунок 13 а, в, г); по способу установки на станке - насадные - (рисунок 13 а, б, е), устанавливаемые на оправку,причем для обработки многих поверхностей на одной оправке может быть закреплен набор фрез (до 6 шт),хвостовые (рисунок 13 в, г, д) - с коническим или цилиндрическим хвостовиком,закрепляемые непосредственно в шпинделе станка или при помощи цанги.

По виду инструментального материала-быстрорежущие твердосплавные,алмазные,эльборовые.

По конструкции - цельные (обычно из быстрорежущей стали), с напайными пластинами (твердосплавные),с круглыми и многогранными неперетачиваемыми пластинами,вставными (рисунок 13 в, г, д) зубьями.

Все многочисленные операции фрезерования можно разделить на два основных типа: цилиндрическое фрезерование - когда резание производится зубьями расположенными на цилиндрической образующей (рисунок 13 б) торцовое фрезерование - осуществляется зубьями,которые находятся на торцевой части фрезы (рисунок 13 а).

Другие разновидности фрезерования являются комбинациями этих двух типов. Поэтому рассмотрим геометрические параметры торцевой и цилиндрической фрез.

Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоскостей на горизонтально - фрезерных станках и изготавливаются диаметром , длиной цельной и сборной конструкции.

Геометрические параметры фрезы (рисунок 14) характеризуют:

1) передний угол (, находящийся в главной секущей плоскости А-А-между касательной к передней поверхности в точке лезвиях и радиусом фрезы в той же точке.Обычно измеряют угол в торцовой плоскости ,а затем определяют по зависимости ;

2) угол - угол наклона винтовой линии (;

3) задний угол ,измеряемый в торцовой плоскости-угол между касательной к задней поверхности и касательной к окружности,образованной вращением точки x вокруг оси фрезы.Угол назначают в пределах .

В процессе резания точка x кроме вращательного движения участвует и в движении подачи S и траектория движения этой точки-циклоида. Однако всегда ,и поэтому циклоиду приближенно заменяют окружностью,что и нашло отражение в определении заднего угла .

Рисунок 14. Геометрия цилиндрической и торцевой фрезы

Торцовые фрезы также применяют для обработки плоских поверхностей на вертикальных и горизонтально-фрезерных станках. Они обеспечивают более высокую производительность,чем цилиндрические,и поэтому более широко применяются. Каждый зуб торцовой фрезы (см.рисунок 13 д и 14 а) можно рассматривать как проходной токарный резец,имеющий главную режущую кромку с главным углом в плане и вспомогательную с углом . Сопряжение главной и вспомогательной кромок выполняется в виде переходной режущей кромки под углом или в виде радиуса - во фрезах с многогранными пластинами, как у резцов. Угол в зависимости от жесткости системы выбирается в пределах . Диаметр фрезы D должен быть примерно на 20% больше ширины фрезерования (см.рисунок 13 д). Цельные торцовые фрезы изготовляются диаметром , а сборные (с зубьями из быстрорежущей стали и твердых сплавов) . Широко применяются торцовые фрезы с многогранными твердосплавными пластинами,а также зубьями из СТМ.

Зубья фрезы изготавливают из быстрорежущей стали Р6М3, Р6М5К5, Р9К10, Р14К5Ф5,а также твердых сплавов ВК8, ВК10, Т14К8. Для повышения износостойкости фрез на рабочие поверхности фрез наносят многослойные износостойкие покрытия на установках “Була”.