Основные элементы фрезы

На Рис.1. показаны геометрические параметры зуба цилиндрической фрезы: передняя поверхность 1, по которой сходит стружка; задняя поверхность 2 шириной f, обращенная в процессе фрезерования к обработанной поверхности; ленточка 3 шириной 0,05-0,1мм; затылочная поверхность (затылок) 4; винтовое режущее лезвие 5 (режущая кромка), наклоненное к оси фрезы под углом ω.

Рис.1. Основные геометрические параметры зуба цилиндрической фрезы.

Задний угол α представляет собой угол между касательной к задней поверхности зуба фрезы и касательной к траектории движения точки лезвия, принимаемой за окружность, этот угол измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т.е. в плоскости торца фрезы. Нормальный задний угол α_n измеряется в плоскости перпендикулярной к режущему лезвию.

Передний угол φ представляет собой угол между касательной к следу передней поверхности и следом осевой плоскости, проходящих через точку лезвия данного зуба; этот угол измеряется в плоскости, перпендикулярной к режущему лезвию. Поперечный передний угол φ₁ измеряется подобно заднему углу α в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т.е. в плоскости торца фрезы. Передний угол может иметь как положительное, так и отрицательное значение.

Рис.2. Основные геометрические параметры зуба торцовой фрезы.

На Рис.2.а,б показаны геометрические параметры зуба цельной торцовой фрезы из быстрорежущей стали. На рабочей части этой фрезы различают два режущих лезвия: главное режущее лезвие на цилиндрической поверхности фрезы и вспомогательное режущее лезвие на торцовой поверхности фрезы.

Элементы зуба главного режущего лезвия, относящиеся к цилиндрической поверхности фрезы подобны элементам цилиндрической фрезы Рис.1.а,б.: передняя поверхность 1; задняя поверхность 2; ленточка 3; затылочная поверхность 4; винтовое режущее лезвие 5; задний угол α; нормальный задний угол α_n; передний угол φ; поперечный передний угол φ₁; угол наклона ω винтового лезвия режущей кромки к оси фрезы.

Элементы зуба вспомогательного режущего лезвия, относящиеся к торцовой поверхности фрезы показаны на Рис.2.б. Здесь передним углом служит угол наклона винтового лезвия ω, который в торцовых фрезах называют продольным передним углом. Угол α₁ (сечение по uu) называют торцовым задним углом или задним углом на вспомогательном режущем лезвии. Для облегчения резания главное режущее лезвие зуба фрезы сошлифовано на угол φ, называемый главным углом в плане углового лезвия или главным углом в плане, а для уменьшения трения зуба об обработанную поверхность вспомогательное режущее лезвие сошлифовано на угол φ₁ называемый вспомогательным углом в плане.

Читайте так же:

Как сделать пневмодомкрат своими руками видео

Схема зуба торцовой фрезы показана на Рис.2.в, где, кроме углов φ и φ₁, показан еще угол φ, называемый главным углом в плане переходного лезвия.

Переходное лезвие шириной f делается для сглаживания острого угла, получающегося при сопряжении главного и вспомогательного режущих лезвий.

Фрезы и их конструктивные особенности

Фреза — многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого или на торце имеются режущие зубья. Фрезы применяются для обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, тел вращения, а также для разрезания материалов (пилы) и для изготовления резьбы (резьбовые фрезы) и зубчатых колес (зуборезные фрезы).

По типу (назначению) различают фрезы цилиндрические, торцовые, дисковые пазовые (одно-, двух- и трёхсторонние), отрезные (прорезные), концевые, шпоночные, Т-образные пазовые, угловые, фасонные (в т. ч. модульно-дисковые и пальцевые), червячные;

по сечению зуба — остроконечные, затылованные;

по форме зубьев — с прямыми, винтовыми, разнонаправленными зубьями;

по направлению винтовых канавок — с правыми и левыми канавками;

по конструкции — цельные, составные, сборные, со вставными зубьями (ножами), комплектные:

по способу крепления — насадные, с хвостовиком (конические или цилиндрические);

по материалу режущей части — из быстрорежущей стали, твёрдого сплава, композиционного материала.

Изготовляют фрезы из инструментальных углеродистых и легированных сталей марок У10А, У12А и 9ХС, из быстрорежущих сталей Р9 и Р18, из твердых сплавов (пластинки ножей) ВК8 и Т15К6 и др. Так, например цилиндрические фрезы с мелкими зубцами изготовляют из сталей У12А, 9ХС, Р9, Р18; фрезы угловые — из тех же сталей и стали марки У10А; фрезы торцовые насадные со вставными ножами — корпус из сталей 40, 45, а ножи из сталей 40Х, У8, детали крепления ножей — из сталей 40Х, У7; пластинки к ножам — из твердых сплавов ВК8 для чугуна и Т15К6 для стали и т. д.

Фрезы из быстрорежущих сталей после термообработки способны сохранять режущие свойства при температуре до 600°С (873 К).

Твердые сплавы в виде небольших пластинок припаиваются или механически крепятся к ножам, резцам или корпусу фрезы. Они выдерживают температуру нагрева до 1000°С (1273, имеют высокую твердость, не нуждаются в дополнительной термообработке и допускают скорости резания в 4…5 раз выше, чем для фрез из быстрорежущих сталей. Однако твердые сплавы обладают повышенной хрупкостью и склонны к образованию трещин при резких изменениях температуры, что следует учитывать при эксплуатации фрез, оснащенных ими.

Читайте так же:

Значки шероховатости на чертежах

Для экономии дорогостоящих инструментальных материалов, цельными изготавливаются только фрезы небольшого диаметра. В остальных случаях их выполняют сборными, состоящими из корпуса, в пазах которого различными способами крепятся ножи или резцы. Насадные фрезы снабжены посадочными отверстиями стандартных диаметров, хвостовые имеют конический или цилиндрический хвостовик.

Крупнозубые фрезы предназначены главным, образом для чернового фрезерования, мелкозубые — для чистового.

Геометрические параметры режущей части наиболее широко используемых типов фрез — цилиндрической и торцовой.

Основные элементы цилиндрической фрезы следующие: передняя поверхность 1, по которой сходит срезаемая стружка; спинка зубца 2, которая может быть прямолинейной, двухугловой или криволинейной; задняя поверхность 3 шириной f = 1 ÷ 2 мм; главное режущее лезвие 4, которое выполняет основную работу резания и может быть прямым, циклонным или винтовым с углом ω; ленточка шириной К = 0,05 ÷ 0,1 мм оставляется при заточке для более точного изготовления фрез по диаметру.

Рисунок 7.2 Геометрические параметры режущей части цилиндрической фрезы:

1 — передняя поверхность зуба; 2 — задняя поверхность зуба; 3 — затылочная поверхность зуба; 4 — винтовая главная режущая кромка зуба.

Основными геометрическими параметрами лезвия являются следующие углы: γ — главный передний угол. Угол в секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. α — главный задний угол. Угол в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания. — угол наклона

Режущее лезвие у торцовой фрезы имеет более сложную форму. Оно состоит из главного лезвия 1, углового и переходного лезвий 2 и торцового лезвия 3.

Рисунок 7.3 Геометрические параметры режущей части торцовой фрезы:

1 — главная режущая кромка; 2 — переходная режущая кромка.

Главный передний угол фрезы γ измеряется в главной секущей плоскости. Зуб фрезы имеет угол в плане φ и φ₁. Задний угол α и вспомогательный задний угол α₁ .

Дата добавления: 2017-01-26 ; просмотров: 2831 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Геометрические параметры фрез

Так как каждый зуб фрезы представляет собой резец, то все параметры геометрии режущей части фрез определяются также как и у резцов.

Вектор скорости резания и вектор подачи могут быть направлены в одну сторону, либо на встречу друг другу. Если вектор скорости и подачи направлены навстречу друг другу, то фрезерование называют встречным (см. рис а). В этом случае силы резания отрывают заготовку от станка, и зуб фрезы испытывает повышенное трение и износ в точке контакта. Если векторы скорости и подачи совпадают по направлению, попутное фрезерование (см. рис. б), то силы резания прижимают деталь к станку. Сила резания как бы толкает деталь в направлении подачи, что может привести к поломке режущих зубьев.

Читайте так же:

Какой фирмы дифавтомат лучше

Острозаточенные фрезы

Конструктивные элементы фрез

Наружный диаметр фрезы (d_a).

Диаметр фрезы должен обеспечивать необходимую жесткость оправки для заданных условий ее работы. Нормальная работа фрез имеет место при прогибе оправки не более –0,4мм при черновом и –0,2мм при чистовом фрезеровании.

Диаметр насадных фрез должен обеспечивать прочность ее в сечении между окружностью впадин и посадочным отверстием.

Наружный диаметр фрезы рассчитывается по соответствующим формулам, в зависимости от типа фрезы. Он зависит от ширины фрезерования (В), глубины резания (t), подачи на зуб (S_z), расстояния между оправками (l) и прогиба оправки ().

Диаметры стандартизованы. Размерные ряды диаметров составлены по геометрической прогрессии со знаменателем .

Диаметр посадочного отверстия (D_o) для насадных фрез выбирают в зависимости от наружного диаметра фрезы, но не более 60 мм с округлением до стандартного ряда.

Угол наклона зуба фрезы (), его направление выбирается так, чтобы осевая составляющая силы резания была направлена в сторону шпинделя.

Фрезы с винтовым зубом обладают высокой стойкостью вследствие увеличения кинематических передних углов. Это позволяет назначать меньшие значения передних углов, повысить прочность зуба и увеличить в 1,5-2 раза подачу на зуб.

Число зубьев (z). Они определяют производительность обработки. Выбирают из условия равномерности фрезерования с учетом эффективной мощности оборудования, наибольшего числа переточек, типа фрезы и вида обработки.

Условие равномерности фрезерования. Равномерность фрезерования достигается при условии, когда ширина фрезерования (В) кратна осевому шагу инструмента (t_o).

B/t_o=C

Для винтовых фрез z=(CDctg)/B

Для прямозубых фрез z=(360 o )/

где, С – целое число;

D — диаметр фрезы;

 — угол наклона зуба;

 — угол контакта фрезы с заготовкой  = arccos(1-2t/D);

 — коэффициент равномерности   2.

Максимальное число зубьев фрезы (z_max) определяется в зависимости от эффективной мощности оборудования.

При черновой обработке число зубьев определяется из условия размещения стружки и типа фрезы.

Число зубьев фрез сборных конструкций в 1,8…2 раза меньше, чем у цельных.

Читайте так же:

Изготовить железный ящик выдвижной

Форма и размеры зубьев и стружечных канавок. При выборе формы зуба необходимо обеспечить его прочность, свободное размещение срезаемой стружки в канавке, большое число переточек, простоту изготовления.

Геометрические параметры фрезы.

Они выбираются по рекомендации в зависимости от типа фрезы, свойств обрабатываемого материала и технологических условий обработки.

Передний угол () выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого и инструментального материалов.

При обработке заготовок из стали и чугуна  = 10…20 о .

Задний угол () выбирается в зависимости от типа фрезы, формы зуба, используемого инструментального материала и может быть рассчитан а зависимости от максимальной толщины среза (а_max).

Для торцевых и трехсторонних фрез являются важными следующие углы.

Угол наклона режущей кромки () служит для направления отвода стружки, упрочнения режущей кромки и обеспечения равномерного фрезерования.

Главный угол в плане фрезы () определяет стойкость и производительность фрез и соотношение между составляющими силы резания.

Переходная кромка у вершины фрезы длиной (l_о) и углом в плане (_о = /2) необходима для упрочнения режущей кромки.

Вспомогательный угол в плане (₁) определяет точность и шероховатость обработанной поверхности.

6.1.1. Конструктивные элементы и геометрические параметры фрез

Несмотря на многообразие типов острозаточенных фрез (цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, пилы по металлу) они имеют много общих конструктивных элементов: диаметр инструмента, посадочные размеры, форма зубьев и их число, углы режущей части, устройства для дробления стружки.

Диаметр фрезы влияет как на процесс фрезерования, так и на выбор конструктивных элементов инструмента. Целесообразно выбирать наибольший диаметр фрезы, так как с этим связано число зубьев, их размеры и форма, толщина тела корпуса. На практике для обеспечения достаточной прочности корпуса используется зависимость

где — диаметр окружности впадин зубьев; d – диаметр посадочного отверстия.

Размерный ряд острозаточенных фрез стандартизирован для каждого вида: например, фрезы концевые из быстрорежущей стали (ГОСТы 17025-71, 17026-71, ТУ 2-035-0222232-90, ГОСТ 15086-69) изготавливаются диаметрами 3…63 мм, а твердосплавные концевые фрезы (ТУ 2-035-854-81, ТУ 2-035-824-81, ТУ 2-035-748-80) – 3…40 мм.

Концевые твердосплавные цельные фрезы изготавливаются по ТУ 2-035-0223131.159-90 диаметрами 14…30 мм; дисковые трехсторонние фрезы быстрорежущие (ТУ2-035-0224638.1156-88) имеют диаметры 100…250 мм. В таком же диапазоне размеров отечественная инструментальная промышленность выпускает торцовые фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали (ТУ2-035-0224638.1155-88).

Посадочным размером для насадных фрез является диаметр отверстия под оправку, который в зависимости от наружного диаметра инструмента выбирается из ряда 16, 22, 27, 32, 40, 50 и 60 мм.

Читайте так же:

Как загнуть металлический лист

Форма зубьев и впадин фрез должны обеспечивать прочность зубу и достаточное пространство для размещения стружки, ее отвод из зоны резания, а также максимальное количество переточек.

Для острозаточенных фрез наиболее распространена трапецеидальная форма зуба (рис. 6.1,а), которая применяется у чистовых фрез. Зуб такой формы затачивается по задней поверхности. Высота зуба h выбирается в пределах 0,5…0,65 от окружного шага, а r=(0,5-2,0) мм.

Крупные зубья фрез оформляются согласно рис. 6.1,б,в. Форма зуба по рис. 6.1,б имеет двойную прямолинейную спинку, где — рабочий задний угол, а . Зуб третьей формы (рис.6.1,в) имеет криволинейную спинку, при этом ; мм, , а . Такую форму зуба имеют, к примеру, быстрорежущие концевые обдирочные фрезы (ГОСТ 15186-69).

Рис. 6.1. Форма остроконечных зубьев

Число зубьев выбирается из условий обеспечения равномерности фрезерования. Как известно из теории резания, для винтовых фрез равномерность фрезерования достигается при условии, когда ширина фрезерования кратна осевому шагу инструмента, т.е.

, где С – целое число.

Если D – диаметр фрезы, — угол наклона зуба, то

Для прямозубых фрез это условие выполняется, если одновременно работает не менее двух зубьев, т.е.

где — угол контакта; — коэффициент неравномерности .

Углы режущей части выбираются в зависимости от типа фрезы, свойств обрабатываемого материала и технологических условий обработки.

Передние углы у быстрорежущих фрез при обработке стали изменяются в пределах 20…10 0 , твердосплавных — +15 0 …-15 0 , причем меньшие значения назначаются для обработки стали с большей прочностью ( МПа).

Задний угол у мелкозубых фрез принимается равным 16 0 , для фрез с крупным зубом – 12 0 , а для дисковых и прорезных – до 30 0 ; у твердосплавных фрез . Некоторые типы фрез имеют вспомогательные режущие кромки; задние углы на них выбираются в пределах 4-8 0 .

Углом наклона режущей кромки снабжаются все типы фрез с угловой режущей кромкой – торцовые, дисковые, двух- и трехсторонние. Для твердосплавных фрез , а у быстрорежущих фрез не превышает 10 0 .

У цилиндрических фрез с винтовым и наклонным зубом . Обычно цилиндрические насадные фрезы имеют , концевые — , а дисковые двух- и трехсторонние — .

голоса

Рейтинг статьи