Адрес этой страницы' ?>

Фрезерование.

Фрезерование поверхностей заключается в снятии стружки вращающимися многолезвийными инструментами — фрезами, режущие кромки зубьев которых находятся в прерывистом контакте с обрабатываемым материалом.

Различают следующие основные виды фрезерования:

1) осевое цилиндрическое фрезерование цилиндрическими, дисковыми и концевыми фрезами;

2) торцовое фрезерование торцовыми, дисковыми и концевыми фрезами;

3) двустороннее фрезерование дисковыми, концевыми и торцовыми фрезами;

4) трехстороннее фрезерование концевыми и шпоночными фрезами; 5) комбинированное фрезерование наборами фрез;

6) фасонное фрезерование фасонными цилиндрическими и концевыми фрезами.

Рис. 109. Виды фрез

Основные типы фрез приведены на рис. 109.

Фрезерование применяют для обработки поверхностей различных форм (плоскостей, фасонных поверхностей и др.).

Чаще всего фрезерованием обрабатывают плоскости. Для этой цели применяют цилиндрические или торцовые фрезы.

Первые бывают с прямыми (рис. 109, а) или с винтовыми (рис. 109, б) зубьями.

При применении фрез последнего вида фрезерование протекает более плавно и спокойно вследствие постепенного врезания зубьев в металл.

Торцовые фрезы подразделяются на хвостовые и насадные (рис. 109, в). Последние при их значительных размерах делают с вставными зубьями (фрезерные головки, см. рис. 109, г), что позволяет расходовать меньше дорогих инструментальных сталей и заменять, в случае надобности, отдельные зубья фрезы, корпус которой делается из относительно дешевой стали (например, стали 45).

Для фрезерования пазов применяют дисковые, а также концевые цилиндрические фрезы. Дисковые фрезы подразделяются на следующие виды: двусторонние, трехсторонние и пазовые (рис. 109, в—ж). Первые имеют зубья на периферии и на одном из торцов; вторые, кроме того, и на втором торце.

Регулируемые трехсторонние фрезы состоят из двух половин, между которыми помещают прокладки для регулировки толщины фрезы, уменьшающейся после ее заточки.

Пазовые фрезы имеют зубья только на периферии. Концевые «пальцевые» цилиндрические фрезы применяют в тех случаях, когда по каким-либо причинам дисковыми фрезами нельзя обрабатывать: фрезерование пазов дисковыми, более жесткими, фрезами производительнее, чем концевыми.

Для фрезерования углублений, канавок, фасонных поверхностей применяют угловые фасонные фрезы, которые могут быть насадными и хвостовыми (рис. 109, е).

Существуют также особые фрезы для нарезания зубчатых профилей, нарезания резьб и др. (рис. 109, ж, з, и).

Для изготовления фрез применяют быстрорежущие стали (Р18, Р9), сталь 9ХС, а также оснащают фрезы пластинками из твердых сплавов.

Геометрическая форма каждого зуба фрезы в принципе сходна с геометрической формой токарного резца, однако условия работы зубьев фрез хуже, чем токарных резцов, вследствие прерывистого контакта зубьев фрезы с обрабатываемой поверхностью. Резание металла при фрезеровании протекает менее спокойно, чем при постоянном контакте режущей кромки резца с обрабатываемой поверхностью, что имеет место при точении. Вместе с тем условия воздействия тепла, возникающего при резании фрезой, на ее зубья меньше, чем при точении, так как каждый зуб несколько охлаждается при выходе из контакта с обрабатываемым металлом.

Рис. 110. Геометрические параметры зуба фрезы

Геометрические параметры зуба фрезы показаны на рис. 110; здесь передний угол γ = 5 ÷ 15°, задний угол α = 10 ÷ 30° и угол заострения β. У фрез, оснащенных пластинками из твердых сплавов, часто передние углы имеют отрицательное значение, а угол заострения β получается до 90°. Чем больше этот угол, тем прочнее зуб фрезы и лучше условия теплоотвода в тело инструмента. Скорость резания v при фрезеровании равна окружной скорости вращения инструмента. Глубина резания t — это слой металла, снимаемый за один проход (рис. 111).

Рис. 111. Схема фрезерования

Шириной фрезерования В называют длину части поверхности, находящуюся в контакте с режущими элементами фрезы и измеряемую в направлении, перпендикулярном подаче.

Подача — это перемещение обрабатываемой заготовки относительно инструмента или, наоборот, фрезы относительно заготовки. Различают подачу на один зуб фрезы (s_z), подачу на один оборот фрезы (s_об) и подачу в минуту (s_мин):

s_мин=s_об * n =s_z * z *n мм/мин,

гдеz — число зубьев фрезы;

n — число оборотов фрезы в минуту;

n = (1000*v) / π*d об/мин;

гдеv — скорость резания в м/мин;

d— диаметр фрезы в мм.

Скорость резания зависит от обрабатываемого материала, условий обработки, глубины резания, подачи, стойкости фрезы и т. д. и назначается по нормативам режима резания или подсчитывается по эмпирическим формулам.

Рис. 112. Форма стружки при фрезеровании

При фрезеровании инструментами с периферическими зубьями стружка имеет вид запятой (рис. 112). Ее толщина не равномерна и изменяется по мере поворота зуба относительно обрабатываемой поверхности.

Рис. 113. Попутное (а) и встречное (б) фрезерование

Различают попутное (по подаче) и встречное (против подачи) фрезерование. В первом случае (рис. 113) направление подачи и вращения фрезы совпадают, во втором они направлены противоположно.

Чаще применяют второй способ, при котором толщина стружки постепенно увеличивается и достигает наибольшего значения при выходе зуба фрезы из контакта с обрабатываемой поверхностью.

Площадь поперечного сечения стружки в каждый момент резания — величина переменная.

Силы резания, действующие на зубья фрезы, имеют различные направления и разную величину в зависимости от направления подачи по отношению к направлению вращения фрезы, т. е. от способа фрезерования (встречное или попутное), а также от рода фрезерования (торцовыми фрезами или фрезами с периферическими зубьями). При встречном фрезеровании цилиндрическими фрезами сила резания Р, действующая на каждый зуб фрезы, может быть разложена на две составляющих: касательную к фрезеP_z и радиальную Р_y, направленную к центру фрезы. Касательная сила создает крутящий момент M = (P_z* d )/2 кГмм,

где d — диаметр фрезы в мм.