Цилиндрической и торцевой фрез. Виды фрез

Цилиндрические и торцевые фрезы являются самыми рас­пространенными из большой группы фрезерных инструментов. Они могут быть цельными и сборными, со вставными ножами. Зубья фрезы могут быть мелкими (для чистовой и получистовой обработки) и крупными (для черновых операций).

На рис. 22.25, а показана цилиндрическая фреза с винтовыми зубьями. Она состоит из корпуса 1 и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхность 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режущую кромку 4. У цилиндрических фрез различают передний угол у, измеренный ■в плоскости А—А, перпендикулярной к главной режущей кромке; главный задний угол а, измеренный в плоскости, перпендику­лярной к оси фрезы; угол наклона зубьев ю. Передний угол у облегчает образование и сход стружки. Главный задний угол а обеспечивает благоприятные условия перемещения задней по­верхности зуба относительно поверхности резания и уменьшает
трение по этим поверхностям. Угол наклона зубьев со обеспечива­ет более равномерные условия резания по сравнению с прямым зубом и определяет направление сходящей стружки.

Стандартные фрезы имеют следующие значения углов: у= 15°; а = 16°; со = 30...40°.

У зуба торцевой фрезы (рис. 22.25, б) режущий контур имеет более сложную форму. Он состоит из главной режущей кром­ки 8, переходной кромки 9 и вспомогательной кромки 10. Зуб торцевой фрезы имеет главный угол в плане ф, вспомогатель­ный угол в плане ф, и угол наклона переходной кромки ф₀. Чем меньше угол ф,, тем меньше шероховатость обработанной по­верхности (обычно он колеблется в пределах 5...10°).

А-А Рис. 22.25. Элементы и геометрия фрезы: а — цилиндрическая фреза; б — зуб торцевой фрезы; D— диам:етр фрезы;L— ширина фрезы

Фрезы различают по следующим параметрам:

□ расположению зубьев на исходном цилиндре — торцевые, цилиндрические, трехсторонние;

□ способу закрепления на станке — насадные, концевые;

□ виду обрабатываемой поверхности — угловые, шпоночные, фасонные, для Т-образных пазов, пазовые, отрезные, резьбовые, зуборезные;

□ форме зуба — прямозубые, с винтовым зубом, с разнона­правленным зубом;

□ виду задней поверхности — острозаточенные, затылован- ные;

□ материалу, из которого изготовлена режущая часть фре­зы — из быстрорежущей стали, твердого сплава, керамики, синтетических твердых материалов;

□ способу закрепления режущих зубьев — Цельные, с напа­янными пластинками, с механическим креплением пластин;

Рис. 22.26.Виды фрез и схемы обработки фрезерованием

 

□ виду хвостовика для крепления фрезы в шпинделе — с ци­линдрическим и коническим хвостовиком;

□ размеру зубьев — с мелкими и крупными зубьями.

На рис. 22.26 показаны основные виды фрез и схемы обра­ботки фрезерованием.

Горизонтальные плоскости обрабатывают цилиндрическими (шириной до 120 мм) и торцевыми фрезами (рис. 22.26, а, б); вертикальные плоскости — торцевыми (рис. 22.26, в) и конце­выми (рис. 22.26, г); наклонные плоскости и скосы — торце­выми (рис. 22.26, д), концевыми (рис. 22.26, е) и угловыми (рис. 22.26, ж). Комбинированные поверхности — комбиниро­ванными фрезами (рис. 22.26, з). Для получения пазов и уступов применяют дисковые (рис. 22.26, и), концевые (рис. 22.26, к), фасонные (рис. 22.26, л), угловые (рис. 22.26, м) фрезы. Откры­тые пазы типа «ласточкин хвост» и Т-образные пазы обрабаты­вают следующим образом: сначала прорезают паз прямоугольного профиля концевой фрезой, а затем обрабатывают его концевой одноугловой (рис. 22.26, н) или Т-образной (рис. 22.26, о) фре­зами. Шпоночные пазы фрезеруют концевыми (рис. 22.26, п), шпоночными (рис. 22.26, р) или дисковыми (рис. 22.26, с) фре­зами. Фасонные поверхности обрабатываются фасонными фре­зами (рис. 22.26, т).

Фрезерные станки

В зависимости от условий обработки и производства фрезер­ные станки подразделяются на станки общего и специального назначения. К станкам общего назначения относятся консоль- но-фрезерные (вертикально-фрезерные, универсальные и широ­коуниверсальные); бесконсольно-фрезерные (с неподвижной или поворотной шпиндельной головкой, с круглым столом, с копи­ровальным устройством); продольно-фрезерные (одностоечные горизонтальные или вертикальные, двухстоечные с двумя или более шпинделями).

К специальным станкам относятся копировально-фрезерные, шлице- и шпоночно-фрезерные, барабанно-фрезерные, фрезерные станки с ЧПУ и др.

Горизонтально-фрезерные станки (рис. 22.27) имеют следую­щее устройство. В станине 1 станка размещена коробка скоро­
стей. По вертикальным направляющим станины перемещается консоль 7. Заготовка, устанавливаемая на столе 4 в тисках или специальном приспособлении, получает подачу в трех направлени­ях: продольном (перемещение стола по направляющим салазок 6), поперечном (перемещение салазок по направляющим консоли) и вертикальном (перемещение консоли по направляющим стани­ны). Главным движением резания является вращение шпинделя 2. Коробка подач размещена в консоли. Хобот 3 служит для закре­пления подвески 5, поддерживающей конец фрезерной оправки.

2 3 5 Рис. 22.27.Горизонтально-фрезерный станок

 

Горизонтально-фрезерные станки, имеющие поворотную пли­ту, которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонталь­ной плоскости и устанавливать его на требуемый угол, называют универсальными. Они позволяют обрабатывать винтовые канавки на цилиндрических поверхностях с использованием делительной головки.

Вертикально-фрезерные станки (рис. 22.28) отличаются вер­тикальным расположением шпинделя. Основные узлы станка: станина 1, поворотная шпиндельная головка 2 со шпинделем 3, стол 4, салазки 5, консоль 6. Главным является вращательное движение шпинделя. Заготовка, установленная на столе, может получать подачу в трех направлениях.

2 1 Рис. 22.29. Продольно-фрезерный станок

Продольно-фрезерные станки, одностоечные и двухстоеч- ные, с одним или несколькими шпинделями, предназначены для обработки вертикальных, горизонтальных, наклонных плоско­стей на заготовках большой длины и массой до 30 т или на группе заготовок одновременно в условиях серийного производства. Осо­бенностью станков этого типа является большая длина стола — до 12 м при ширине до 5 м. На рис. 22.29 показан продольно-фре­зерный двухстоечный станок. Стол 2 станка, на котором уста­навливают заготовку, имеет только продольное перемещение по направляющим станины 1. На каждой стойке 4 расположены

Рис, 22.28. Вертикально-фрезерный станок

 

фрезерные головки 3, которые могут перемещаться по их направ­ляющим вверх и вниз. В верхней части стойки они соединены поперечиной 6, что повышает общую жесткость станка. По верти­кальным направляющим стоек перемещается траверса 5. Две верхние фрезерные головки 3 перемещаются по направляющим траверсы и могут поворачиваться на угол до 30°. Шпиндель ка­ждой фрезерной головки при наладке станка может выдвигаться в осевом направлении на 100...200 мм. Вследствие отсутствия консоли станки этого типа имеют большую жесткость, что по­зволяет работать на-повышенных режимах резания.

Копировалъно-фрезерные станки предназначены для обра­ботки сложных контуров концевыми фрезами по копиру. Разли­чают контурное и объемное копировальное фрезерование. Контур­ное фрезерование применяют для обработки замкнутых профилей с прямолинейной образующей (кулачки, шаблоны и т.д.), объем­ное — для получения сложных объемных поверхностей (пресс-фор­мы, турбинные лопатки и т.д.).

На рис. 22.30 показан копировально-фрезерный станок для объемного фрезерования. По направляющим станины 6 в про­дольном направлении церемегцается вертикальный стол 1 • На сто­ле устанавливают приспособления для закрепления заготовки и копира. На стойке 5 смонтирована головка 4, которая переме­щается по вертикальным направляющим стойки. Фрезерная головка и жестко соединенное с ней следящее устройство 3 со щупом 2 могут перемещаться вдоль оси шпинделя. Во время ра-

Рис. 22.30.Копировально-фрезерный станок

 

боты станка щуп 2 с усилием 1,5...2,0 Н прижимается к копиру. При изменении усилия в следящем устройстве 3 возникают элек­трические сигналы, которые управляют движением фрезерной головки и обеспечивают поперечную (следящую) подачу фрезы в соответствии с профилем копира.

Заготовки обрабатываются специальными концевыми фре­зами. Щуп и концевая фреза должны иметь одинаковые радиусы скругления. При контурном фрезеровании фрезе одновременно сообщают движение в двух координатных направлениях (верти­кальную и поперечную подачи) по заданной копиром программе. Вертикальная подача является задающей: в процессе фрезерова­ния контура она остается постоянной по величине и направлению в пределах заданного участка профиля. Поперечная подача явля­ется следящей: ее величина определяется командными импуль­сами, поступающими от следящего устройства. Профиль обраба­тываемой поверхности зависит от соотношения задающей и следя­щей подач. Результирующая подача фрезы относительно заготовки направлена по касательной к обрабатываемой поверхности.

Рис. 22.31. Схема объемного фрезерования

 

Объемные или фасонные поверхности обрабатывают отдель­ными строчками (полосками). Ширина полоски равна диаметру концевой фрезы. Обработка фасонных поверхностей произво­дится последовательно в вертикальной или горизонтальной плоскостях, при этом задающее движение меняет направление в конце каждой строчки (рис. 22.31). В копировально-фрезер- ных станках используют различные механические, электроме­ханические и гидравлические следящие системы.