ТЕМА 4. ВИДИ ФРЕЗ. ФРЕЗИ ТОРЦЕВІ, ФАСОННІ

Фрезою називається лезовий інструмент для обробки з обертовм рухом різання інструменту (Dr) без можливої зміни радіуса траєкторії цього руху і хоча б з одним рухом подачі (Ds), напрямок якого не збігається з віссю обертання. Фреза – це багатолезовий обертовий інструмент, зуби якого послідовно вступають у контакт з оброблюваною поверхнею в процесі різання. Особливістю процесу фрезерування є те, що він протікає переривчасто на відміну від точіння, свердління та інших процесів, при яких ріжуча кромка знаходиться в контакті із заготовкою до закінчення процесу різання. Ширина фрезерування завжди вимірюється уздовж осі обертання фрези. Неможливість зміни радіуса траєкторії головного руху різання лез інструменту, згідно ГОСТ 25751-83, є відмітною ознакою фрез. Для циліндричних фрез рівномірність фрезерування досягається за рахунок кута нахилу w, що забезпечує сталість перетину зрізаної стружки в кожен момент.

Класифікація фрез (рис. 4.1):

За розташуванням зубів щодо осі фрези : циліндричні; кутові; торцеві (у тому числі і торцеві фрезерні головки); фасонні; дискові (прорізні і відрізні); кінцеві; шпонкові; спеціальні.

За напрямком зубів: прямозубі; з гвинтовим зубом.

За конструкцією фрези: цільні; складені нероз'ємні; збірні; складальні (складаються з декількох стандартних або спеціальних фрез, об'єднаних в єдину конструкцію).

За інструментальним матеріалом: з швидкорізальної сталі; з пластинами твердого сплаву (ТЗ); з керамічними пластинами; з пластинами з надтвердого матеріалу.

За способом кріплення на верстаті: кінцеві з конічним або циліндричним хвостовиком; насадні з конічним або циліндричним отвором під оправлення.

За формою зуба: гострозаточені; затиловані.

Рис 4.1 – Види фрез

4.1. Торцеві фрези

Торцеві фрези застосовують для обробки широких площин (рис.4.2). Переваги перед циліндричними фрезами:

- при обробці бере участь більше число зубів в наслідок великого кута контакту. Як наслідок збільшується хвилинна подача;

- нижча шорсткість обробки;

- їх можна проектувати великих діаметрів;

- торцеві фрези легше виготовити збірної конструкції.

- торцеві фрези більш зручні для оснащення БНП, що дає менший розхід інструментального матеріалу.

Діаметр торцевих фрез вибирається залежно від ширини фрезерування: D >1,2В.

Число зубів, як і у циліндричних фрез, залежить від діаметра, умов експлуатації, об’єму стружки:

для сталі число зубів: Z = 0,04D, якщо D < 200 мм; і

Z = 0,04D + 2, якщо D > 200 мм;

для чавуну: Z = 0,1D.

Рис. 4.2 – Торцева фреза

Рис. 4.3 – Геометричні параметри торцевих фрез

Діаметр під оправку вибирається конструктивно або за ГОСТом.

Геометричні параметри торцевих фрез:

α = 12÷15⁰; γ = 3÷20⁰; f = 1÷3 мм; φ = 45÷90⁰; φ₁ = 2÷10⁰

α¹ = α + (2÷3)⁰ ─ задній кут на пластинці;

α¹¹ = α + (2÷5)⁰ ─ задній кут на тілі різця.

4.2. Затиловані фасонні фрези

Фасонні фрези широко використовуються в промисловості при зовнішній обробці різноманітних фасонних профілів. Фасонні фрези використовують також для фрезерування прямих, похилих і гвинтових канавок різної форми на циліндричних деталях і різних ріжучих інструментах. Фрези з гострокінечними зубами для цього не застосовують.

Переваги затилованних фрез: простота заточки; менш складні у виготовленні, ніж гострозаточенного фрези; зберігають сталість профілю ріжучої кромки при повторних заточуваннях по передній поверхні; забезпечують більшу кількість переточувань.

Недоліки: велике радіальне биття; невисока стійкість; мають меншу кількість зубів у порівнянні з гострозаточеними, а отже, вони менш продуктивні.

Затилування зубів фрез може бути виконано по:

1. Архимедовій спіралі (або логарифмічній).

2. Колу.

3. Прямій лінії.

Однак тільки архимедова спіраль дозволяє отримати додатні задні кути в будь-якій точці леза і незмінність профілю фрези після переточок. Крім того архимедова спіраль спрощує виготовлення затилувального кулачка.

На практиці застосовують три способи затилування: радіальне, кутове і осьове. Найбільше застосування має радіальне затилування.

Величина затилування визначається за формулою:

Отримана величина затилування заокруглюється до значення кратного 0.5 мм. У разі необхідності забезпечення високої точності профілю деталі застосовують фрези зі шліфованим профілем. У таких випадках використовують подвійне затилування _, мм:

При подвійному затилованія шліфується 2/3 від товщини тіла зубів. Цe обумовлено необхідністю забезпечення виходу шліфувального круга. Для створення більш оптимальних задніх кутів на бічних і похилих ріжучих крокмах, застосовують осьове або кутове затилування.

Рис. 4.3 – Радіальне затилування зуба фрези

Рис. 4.4 – Кутове затилування зуба фрези

Величину кутового затиловання Ку, мм, можна визначити за формулою:

.

Тоді з прямокутного трикутника:

де, - кут повороту супорта затилувального верстата, в градусах. = 4÷6.

Профіль зубів фрези по передній поверхні буде збігатися з оброблюваним профілем, якщо передній кут дорівнює нулю. В іншому випадку профіль зубів фрези відрізняється від вихідного і потрібно проводити його корекційний розрахунок.