Устройство фрез. Конструкция зубьев фрезы.

Конструкция зубьев фрезы. По конструкции зубьев различают фрезы с остроконечными и затылованными зубьями.

Как видно из рис. 50, фреза с остроконечными зубьями по форме напоминает пилу. Такая конструкция зубьев очень распространена; фрезы с остроконечными зубьями широко применяются вследствие простоты их изготовления.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

Зубья остроконечных фрез затачивают по задней поверхности зуба ВС, как показано пунктиром 1—1 на рис. 50, причем с каждой новой переточкой высота зуба и промежуток между зубьями сокращаются и, следовательно, уменьшается место для выхода стружки. Это является недостатком фрез с остроконечными зубьями.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

На рис. 51 изображены профили остроконечных зубьев фрез. Обычный профиль зуба (рис. 51, а) применяется для работ, не требующих больших усилий (например при чистовом фрезеровании); профиль зуба с ломаной спинкой (рис. 51, б) применяется в крупнозубых фрезах для снятия больших припусков; профиль зуба с криволинейной спинкой (рис. 51, в) является более трудным при изготовлении фрез, но он обеспечивает большую прочность зуба и. рекомендуется недавно вышедшими ГОСТами на цилиндрические, торцовые и концевые фрезы.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

 

Фрезам с остроконечными зубьями редко придают фасонный профиль, так как после переточки зуб теряет нужный профиль, что ведет к уменьшению точности обработки. Поэтому для фасонных фрез применяют затылованную конструкцию зуба.

У Фрез с затылованными зубьями (рис. 52) задняя поверхность зуба ВС направлена не по прямой линии, как у фрезы с остроконечными зубьями, а по кривой. Эта кривая называется спиралью Архимеда и показана на рис. 52 пунктиром. Задняя поверхность обрабатывается по спирали на специальном токарно-затыловочном станке.

Задний угол такой фрезы определяется подобно зубу фрезы, показанному на рис. 51, в, т. е. углом между касательной к окружности и касательной к задней поверхности (спирали).

Кривая ВС, по которой обточена задняя поверхность зуба, имеет то свойство, что при обточке фрезы по передней поверхности АВ зуб всегда будет радиальным, как показано пунктиром 1—1 (рис. 52), и профиль его останется неизменным. С каждой новой переточкой впадина между зубьями становится шире и место для выхода стружки увеличивается. Следовательно, преимущество фрез с затылованными зубьями заключается в том, что их профиль после переточек не изменяется. Надо, однако, помнить, что из-за большой сложности изготовления фрез с затылованными зубьями их стоимость значительно выше, чем фрез с остроконечными зубьями.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

Форма зубьев фрезы. По форме зубьев различают фрезы с прямыми (рис. 53, а) и винтовыми (рис. 53, б ив) зубьями.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

Фрезами с прямыми зубьями в последнее время редко обрабатывают плоскости, их применяют главным образом только для обработки фасонных поверхностей. Основным недостатком этих фрез является неспокойная работа вследствие того, что каждый зуб врезается и выходит из обрабатываемой поверхности сразу «по всей своей ширине, что при небольшой глубине резания дает удары и может вызвать вибрацию.

Применяя фрезы с винтовыми зубьями, можно добиться более плавной работы, при этом, по крайней мере, два зуба фрезы должны быть постоянно в резании (рис. 54). Кроме того, ори помощи винтовых зубьев облегчается сход стружки: она направляется винтовой канавкой фрезы из пределов зоны резания.

Различают фрезы с левыми (рис. 53, б) и правыми (рис. 53, в) винтовыми зубьями. Такие фрезы иногда для краткости называют соответственно левыми и правыми. Для обычных видов работы употребляются фрезы с правыми винтовыми зубьями.

Для безошибочного определения правой или левой винтовой фрезы существует простое правило. Фрезу ставят на торец и смотрят, в какую сторону имеет подъем канавка: если канавка поднимается слева направо, фреза называется правой; если канавка поднимается справа налево, фреза называется левой.

Фрезы со вставными зубьями. Цельная конструкция зубьев заодно с корпусом фрезы неэкономична, если фреза имеет большой размер: при износе зубьев после многократной переточки или после их поломки приходится всю фрезу сдавать в отход. Поэтому применяют более экономичные фрезы со вставными зубьями, или сборные.

Сборные фрезы применяются, начиная с диаметра 60 мм и выше. Корпус сборной фрезы изготовлен из конструкционной стали, а зубья — из быстрорежущей стали или из углеродистой стали с напаянными пластинками твердого сплава.

На рис. 55 изображена цилиндрическая фреза со вставными зубьями из быстрорежущей стали.

На рис. 56 изображена торцовая фреза для скоростного фрезерования со вставными зубьями, на которые напаяны пластинки из твердого сплава.

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

 

Цилиндрические и торцовые фрезы крупных размеров, имеющие вставные зубья, называют фрезерными головками.

Направление резания. При фрезеровании зубья фрезы должны быть направлены в соответствии с направлением ее вращения. По направлению вращения различают праворежущие и леворежущие фрезы. Для определения направления резания фрезы руководствуются следующими правилами:

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

1. В случае работы на горизонтально-фрезерном станке следует смотреть на фрезу со стороны заднего конца шпинделя. Если при этом видно, что фреза вращается по часовой стрелке (рис, 57, а), то вращение шпинделя называют правым, а фрезу праворежущей, если фреза вращается против часовой стрелки (рис. 57, б), то вращение шпинделя называют левым, а фрезу леворежущей.

Если же смотреть на шпиндель станка со стороны стола, то праворежущая фреза отбрасывает стружку вправо, а леворежущая — влево.

2. В случае работы на вертикально-фрезерном станке следует смотреть на фрезу сверху. При этом праворежущая фреза вращается по часовой стрелке (рис. 57, в), а леворежущая фреза — против (рис. 57, г).

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

3. В обычных случаях направление вращения шпинделя устанавливают для горизонтально-фрезерных станков влево, для вертикально-фрезерных станков вправо.

Направление резания цилиндрической фрезы можно изменить, повернув ее на оправке; направление резания торцовой фрезы постоянно.

Количество зубьев фрезы. Фрезы с малым числом зубьев, т. е. с большим шагом, имеют большую впадину для выхода стружки и более прочный в основании зуб, поэтому допускают снятие стружки большего размера. Фрезы с большим шагом, так называемые фрезы с крупными зубьями, применяют для черновых или обдирочных работ.

Фрезы с большим числом зубьев, т. е. с малым шагом, так называемые фрезы с мелкими зубьями, применяют для чистовых и отделочных работ.

Фрезы со вставными зубьями имеют обычно меньшее число зубьев, чем равные им по диаметру цельные фрезы, так как элементы крепления вставных зубьев занимают определенное место. Поэтому сборные фрезы обычно относят к фрезам с крупными зубьями.

Способ крепления фрез. Большинство фрез имеет цилиндрическое отверстие, при помощи которого их надевают на фрезерную оправку. Такие фрезы называются насадными.

Торцовые фрезы сравнительно небольшого диаметра изготовляют заодно с хвостовиком. Они называются концевыми, или хвостовыми. Концевые фрезы диаметром до 20 мм изготовляют с цилиндрическим хвостовиком, а начиная с диаметра 14 мм — с коническим.

Материал фрез. В зависимости от материала, из которого изготовлена режущая часть, различают фрезы:

а)   из углеродистой стали (чаще всего марки У12А) и легированной стали (обычно марок 9ХС и ХВГ);

б)  из быстрорежущей стали Р18 и Р9;

в)   из твердых сплавов;

г)  из минералокерамики.

Чем больше скорость резания, тем больше выделяется тепла и тем сильнее нагреваются зубья фрезы. При достижении определенной температуры режущая кромка теряет твердость, вследствие чего фреза перестает резать. Температура, при которой режущая кромка фрезы теряет твердость, различна для углеродистой и быстрорежущей сталей и для твердых сплавов.

Углеродистая сталь теряет режущие свойства при температуре 250°, а быстрорежущая — при 550°. Твердые сплавы сохраняют режущие свойства при температурах порядка 800—1000°.

Углеродистую сталь У12А применяют для фасонных затылованных фрез малых диаметров с нешлифованным профилем, работающих с незначительными скоростями резания.

Легированную сталь 9ХС и ХВГ применяют для фасонных затылованных фрез, работающих при нормальных скоростях резания и малых сечениях стружки.

Фрезы из быстрорежущей стали Р18иР9 допускают большие скорости резания й подачи, чем фрезы из углеродистой и легированной сталей, и ими обычно пользуются в практике фрезерования. В последнее время для фрезерования жаропрочных сталей применяют быстрорежущую сталь с прибавкой кобальта (Р9К5 и Р9КЮ) или ванадия (Р9Ф5 и Р18Ф2).

Высокая твердость и износостойкость твердых сплавов, а также их способность сохранять режущие свойства при высоких температурах обеспечивают возможность еще более производительной обработки по сравнению с быстрорежущей сталью.

Изготовляемые в СССР марки твердых сплавов для обработки металлов резанием определены ГОСТ 3882—53. Они подразделяются на титано-вольфрамовые (типа ТК) и вольфрамовые (типа ВК) сплавы.

Для оснащения фрез твердые сплавы выпускаются в виде пластинок. Такие пластинки припаивают либо к державкам из конструкционной углеродистой или легированной сталей (в этом случае они образуют вставные ножи), либо к корпусу фрезы. Они не требуют термической обработки.

В последнее время в СССР создан и внедряется в производство новый неметаллический режущий материал — минерало- керамика, режущие свойства которой не уступают режущим свойствам современных твердых сплавов, а при обработке чугуна, бронзы и литья из легких сплавов превышают их по скорости резания в полтора-два раза.

Минералокерамика представляет собой глинозем (окись алюминия), спеченный под высоким давлением.

Минералокерамические пластинки обладают высокой твердостью и способностью сохранять режущие свойства при температуре около 1200°, что позволяет вести обработку на больших скоростях резания. Недостатком таких пластинок является большая хрупкость, ограничивающая их применение в случаях обработки с неравномерным припуском, прерывистого резания и при обдирочных стружках.

Наилучшие режущие свойства имеют керамические материалы марки ЦМ-332, что позволяет использовать их не только при обточке, но и при торцовом фрезеровании чугуна и цветных сплавов. Фрезы с пластинками из материала марки ЦМ-332 успешно применяются на ряде заводов.

На рис. 58, а показана торцовая фреза с механическим креплением керамических пластинок конструкции М. Ф. Беляева (завод «Красное Сормово»). Хвостовик 1 изготовлен за одно целое с корпусом фрезы. Керамическая пластинка устанавливается в кассету, а для обеспечения равномерного зажима ее с трех сторон обертывают медной или латунной фольгой 4 толщиной 0,2 мм. Пружина 5, присоединенная к кассете с помощью заклепок 2, предназначена для удержания керамической пластинки от выпадения при установке. Крепление керамической пластинки осуществляется болтом и гайкой. Фреза пригодна для обработки чугуна и стали.

На рис. 58, б показана дисковая двусторонняя фреза конструкции П. А. Маркелова с механическим креплением керамических пластинок. Фреза предназначена для фрезерования легких сплавов и пластмасс.

Фреза состоит из корпуса 1 керамической пластинки 2, дифференциального винта, прижимного сухаря 4, упора 5 с рифлениями, предназначенного для регулирования вылета керамической пластинки, и стопорного винта 6, удерживающего в пазу упор 5 от выпаданий в процессе работы фрезы. По мере уменьшения высоты керамической пластинки, вызываемого переточками, упор 5 может быть переставлен.

 

 УСТРОЙСТВО ФРЕЗ

 

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий