Конструкция и геометрия фрез

Фрезы — инструмент, используемый на фрезерных станках для обработки плоских, цилиндрических и фасонных поверхностей: открытых, сплошных и прерывистых плоскостей, пазов уступов, канавок, шлицев, щелей, торцов, при разрезке и т.п.

Фрезы различают:

по основным конструктивным особенностям — цилиндрические; дисковые дву- и трехсторонние; угловые; фасонные выпуклые, вогнутые; прорезные и отрезные; торцовые; концевые; шпоночные;

по способу образования задней поверхности зуба — острозаточенные, подвергающиеся переточкам по задней поверхности; затылованные, сохраняющие форму и размеры режущей кромки при переточках, осуществленных по передней поверхности;

по методу крепления — концевые с коническим и цилиндрическим хвостовиком; насадные, имеющие цилиндрические или конические отверстия, торцовые базы крепления с продольными и поперечными шпоночными пазами;

по конструкции закрепления зубьев — цельные, изготовляемые из одной заготовки; составные неразъемные (сварные); со вставными зубьями и ножами;

по инструментальному материалу — из быстрорежущей стали; из твердого сплава; из сверхтвердых материалов;

по форме режущей кромки зуба — с прямым зубом, с наклонным зубом, с винтовым зубом.

Разнообразие конструкций фрез связано с условиями их применения. Для обработки открытых плоскостей на горизонтально-фрезерных станках применяют цилиндрические фрезы цельные или сборные со вставными ножами. Для обработки сплошных и прерывистых поверхностей на вертикально-фрезерных станках используют торцовые фрезерные головки. Фрезерование фасонных поверхностей производят фасонными фрезами, а обработку сопряженных плоскостей — торцовыми насадными фрезами цельными или со вставными ножами. Фрезерование пазов, уступов, полуоткрытых плоскостей осуществляют концевыми и дисковыми фрезами.

Конструкция торцовой насадной фрезы со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом, показана на рис. 5.1, а основные геометрические параметры заточки — на рис. 5.2. Ножи фрезы предварительно затачивают отдельно от корпуса. Окончательную заточку ножей производят в сборе с корпусом.

Рекомендуемые величины углов при заточке зависят от типа фрезы, ее назначения и условий работы. Ориентировочные пределы изменения углов режущей части фрез приведены в табл. 5.1 и 5.2.

Для фрез, оснащенных твердым сплавом, углы ф в плане затачиваются в пределах 45—75°, а вспомогательный угол ф₁ в плане — в пределах 3—5°. Для упрочнения вершины зуба у торцовых фрез затачивается переходная кромка длиной f = 1, 5 - 2 мм с углом φ _о в плане, равным 30—35°, т.е. равным половине главного угла ф в плане. При фрезеровании чугуна угол ф в плане уменьшается до 45—60°. При съеме припуска менее 3 мм в условиях высокой жесткости технологической системы угол φ в плане уменьшают до 30°

Фрезы торцовые насадные изготовляют разных размеров с диаметром от 100 до 630 мм. Фрезы диаметром от 250 до 630 мм имеют посадочное отверстие 128, 57 мм. Фрезы диаметром от 100 до 200 мм имеют посадочное отверстие от 32 до 50 мм.

В корпус фрезы устанавливается определенное число ножей (от 8 до 30 в зависимости от диаметра фрезы), которые закрепляются клиньями с углом 5°, имеющими твердость HRC₃ 40—50.

Режущие части ножей изготовляют из пластин твердого сплава марок ВК6, ВК8, Т5К10, Т14К8, Т15К6 или других марок по требованию заказчика.

Твердосплавные пластины напаивают на корпус клинового ножа (рис. 5.3) припоем из латуни марок Л63 и Л68 или сплава марки МНМц68-4-2. Слой припоя при напайке пластин не превышает 0, 10—0, 15 мм.

Ножи могут быть левыми и правыми с углами в плане φ ₁ = 30, 45, 60 и 75°, что обеспечивает, после сборки их в корпусе фрезы, углы в плане φ = 45, 60, 75 и 90°, так как паз имеет угол наклона относительно корпуса 15°. Для фрез диаметром 100 и 125 мм угол наклона паза равен нулю, а для фрез диаметром 160 и 200 мм —10°.

Перед сборкой ножи затачиваются предварительно с задним углом а₁ от 18 до 23° в зависимости от угла φ в плане фрезы в сборе:

Из всего выпуска режущего инструмента, изготовляемого инструментальными заводами страны, свыше 30% приходится на фрезы. В настоящее время инструментальными заводами изготавливается свыше 75 типов нормализованных фрез, что составляет более 1300 типоразмеров, не считая фрез, изготавливаемых по спецзаказам.
Фрезы классифицируются по следующим признакам:
По технологическому признаку различают фрезы для обработки следующих поверхностей:
1) плоскостей;
2) пазов и шлиц;
3) фасонных поверхностей;
4) зубчатых колес и резьб;
5) тел вращения;
6) для разрезки материала.
По конструктивному признаку различают следующие типы:
1) по направлению зуба: а) с прямыми, б) с наклонными, в) с винтовыми и г) с разнонаправленными зубьями.
2) по конструкции зуба; а) с остроконечными, б) с затылованными зубьями.
3. По внутреннему устройству: а) цельные, б) со вставными зубьями, в) сборные (разборные) головки.
4. По способу крепления: а) фрезы с отверстием (насадные); б) концевые (хвостовые) с цилиндрическим или коническим хвостовиком.
В табл. 26 приведена классификация фрез по технологическому назначению.

В 15. Нарезание резьбы резцами и фрезами.