Сборочній чертеж торцевой Фрезы

Подождите немного. Документ загружается.

1. Общие сведения.

Фреза представляет собой тело вращения, на образующей поверхности

которого или на торцовой поверхности имеются зубья; зубья могут быть

одновременно на обеих поверхностях; при вращении и одновременной

подаче зубья последовательно один за другим вступают в работу и снимают

стружку. Каждый зуб фрезы можно рассматривать как отдельный резец,

вращающийся относительно оси.

Части фрезы (рис. 1)

1. Рабочая – часть фрезы, снабженная зубьями с ржущими кромками.

2. Хвостовик – часть фрезы, предназначенная для крепления (у концевых

фрез).

3. Шейка – промежуточная часть между рабочей частью и хвостовиком.

4. Зуб – выступающая часть, снабженная режущими кромками (зуб,

изготовленный отдельно, называют вставным).

5. Корпус – часть фрезы, в которой закрепляют зубья. У насадных фрез

(рис.1, б) есть отверстие для крепления на оправке, шпоночный паз

служит для передачи крутящего момента.

2. Классификация фрез.

По виду поверхности, на которой нанесены зубья, фрезы, делят на

цилиндрические с зубьями на цилиндрической поверхности; торцовые с

зубьями на торцовой поверхности; дисковые трехсторонние и двусторонние с

зубьями на трех или двух сторонах; угловые с зубьями на конической

образующей поверхности; фасонные с зубьями на фасонной образующей

поверхности как тела вращения.

По конструкции подразделяют фрезы на цельные, изготовленные из

одного куска металла; составные, состоящие из отдельных цельных частей, в

том числе и фрезы комплектные, работающие комплектом из нескольких

штук (они могут иметь различную форму); сборные со вставными зубьями.

По форме обрабатываемой поверхности фрезы подразделяют на фрезы

для обработки плоскостей (торцовые и цилиндрические); пазов и шлицев

(пазовые или шлицевые, могут быть дисковыми или концевыми); фасонные

поверхности (цилиндрические, дисковые, концевые, к этим фрезам относятся

также резьбовые и зуборезные фрезы); тел вращения (ротационное

фрезерование).

Праворежущим называют такие фрезы, которые (если смотреть на

торец фрезы спереди станка) вращаются против часовой стрелки.

Леворежущими – такие, которые при тех же условиях вращаются по часовой

стрелке.

Разделим все фрезы на фрезы с остроконечными и с затылованными

зубьями и рассмотрим их конструктивные особенности. Названия эти

условны; как у тех, так и других фрез зубья, конечно, имеют острый конец, и

у тех и у других фрез задние поверхности зубьев обработаны. Различие

состоит в том, что у фрез с остроконечными зубьями последние в основном

затачивают по задней поверхности, однако не исключается и подточка по

передней поверхности. У фрез с затылованными зубьями переточку

производят только по передней поверхности, причем профиль зуба все время

сохраняют. Конечно, можно перешлифовать фрезу и по задней поверхности,

но это дорого. Термин фрезы с остроконечными зубьями относится и к

фрезам с многогранными неперетачиваемыми пластинами и вставными

ножами.

Рис. 1. Части фрез: а – концевых (хвостовых),

б – насадных (цельных и сборных).

3. Фрезы с остроконечными зубьями.

Фрезы с остроконечными зубьями – наиболее обширная группа фрез.

Преимущества остроконечных зубьев: высокая стойкость, простота

изготовления, чистота обработанной поверхности.

Остроконечная форма зуба получила широкое применение главным

образом для фрез общего назначения, но в области фасонных фрез такую

форму зуба также применяют, несмотря на некоторую сложность заточки по

сравнению с затылованными зубьями. Применяют три типа остроконечных

зубьев. При трапециидальной форме (рис. 2,а) зуб ограничен углом ŋ,

канавка – углом θ:





360



. Эта форма проста в изготовлении, но зуб,

особенно у новой фрезы, несколько ослаблен, при переточке прочность зуба

увеличивается. Некоторые сборные фрезы имеют такой зуб.

Параболическая форма зуба (рис. 2, б) по его задней поверхности

обеспечивает равнопрочность всех сечений зуба на изгиб. Если передний

угол γ не равен нулю, то профиль зуба несколько отходит от параболы и

заменяется дугой окружности. Такая форма зуба сложнее в изготовлении, ее

применяют только тогда, когда это необходимо (например, у концевых фрез,

сегментных пил).

Наибольшее распространение получил зуб (рис. 2, в), который

построен путем двойного фрезерования, чтобы получить приближенно

форму, близкую к равнопрочной параболе. Угол θ канавки определяют

аналогично, затем строят второй угол



6560





и радиус закругления r. К

этому типу можно отнести зубья сборных фрез.

Рис. 2. Типы остроконечных зубьев: а- трапециидальная, б –

параболическая форма, в – с двойной спинкой.

4. Цилиндрические фрезы с остроконечными зубьями.

Цилиндрические фрезы с прямыми зубьями для обработки металлов в

настоящее время не применяют из-за неравномерности работы, так как зубья

такой фрезы вступают в работу по всей ширине одновременно, вызывая тем

самым резкое периодическое возрастание силы резания, что служит

причиной колебаний системы СПИД. Винтовые зубья позволяют получить

более выгодные условия, сила резания при входе зуба возрастает постепенно,

и фреза работает плавно, без дрожания и ударов и дает более чистую

поверхность. Когда угол наклона винтовой канавки ω принимают большим,

фрезы при работе, конечно, дают большие осевые силы на подшипники.

Диаметр фрезы D – важный конструктивный элемент. От диаметра

зависят отвод тепла, толщина стружки, число зубьев, форма зубьев и диаметр

отверстия. Увеличенный диаметр фрезы выгоднее, он позволяет применить

более жесткую оправку, лучше разместить зубья и канавки фрезы и

увеличить число зубьев, улучшить отвод тепла и повысить минутную подачу,

хотя и ведет к повышению расхода металла на фрезы и увеличению

необходимой мощности на фрезерование. Однако именно этим путем в

основном повышают производительность при фрезеровании.

Если обозначить диаметр отверстия под оправку или, что тоже самое,

диаметр правки под фрезу через d, толщину тела фрезы через m и высоту

зуба через H (рис. 3), то диаметр фрезы D=d+2m+2H.

Диаметр d оправки, в свою очередь, можно рассчитать исходя из сил,

действующих на фрезу, оправка будет испытывать сложное сопротивление

при изгибе и кручении. Диаметр ее может быть определен по формуле

приведенного момента сил при одновременном действии изгиба и кручения:

65,035,0

dввпр

ММММ





где

- изгибающий момент сил, действующих на оправку,

- крутящий момент, действующий на оправку,

ŋ – коэффициент, принимают ŋ=1.

Для определения изгибающего момента

и крутящего момента

необходимо построить эпюру сил, действующих на оправку, при этом можно

считать, что оправка одним концом неподвижно защемлена в шпинделе

станка, а другим лежит на свободной опоре. По величине

.пр

, задавшись

допускаемым напряжением σ, можно найти момент сопротивления оправки



.пр

W 

Зная W. Найдем диаметр d круглой оправки. Диаметр оправки на

прочность рассчитывают редко; обычно при конструировании фрез для

определения диаметра оправки используют табличные значения,

учитывающие также необходимую жесткость оправок и стандартный

размерный ряд диаметров отверстий фрез.

Таким образом, диаметр цилиндрической фрезы приблизительно в 2,5-

3 раза больше диаметра оправки.

Рис. 3 Основные конструктивные размеры

цилиндрической фрезы.

Корпуса фрез нужно изготовлять из стали, которую можно термически

обработать, например 40Х, ножи изготовляют из быстрорежущей стали, в

основном марки Р6М5. при конструировании фрезы необходимо обеспечить

такое расположение ножа, при котором толщина слоя

аиа

, считаемого при

переточках (рис.4), будет одинаковой у обоих торцов ножей, при этом

остающееся тело ножа должно быть также одинаковым. Величину А

смещения ножа с оси, обеспечивающую такое расположение ножа,

определяют графическим путем пробных построений. После того как

найдена величина А рассчитывают основные размеры ножа и клина.

Смещения А ножа в горизонтальной и h в вертикальной плоскостях

получены графическим путем. Угол наклона



дна паза в сечении ΙΙ – ΙΙ

определен графическим путем. Угол



задан при конструировании фрез.

Передний угол



в торцовом сечении фрез получают перерасчетом

переднего угла



в нормальном сечении:





cos

tg 

Размеры ножа:

H 

cos



где



- определяют по формуле

sin





;

H 

cos



;

3333max

cossin

cos



























 tgA

Размеры паза определяют следующим образом. В сечении Ι-Ι задают

толщину ножа и клина. Ширина паза



qqq

, где

- толщина клина;

- толщина ножа;



- натяг. Натяг



необходим при забивании клина, так

как последний может пройти глубже. Во всех конструкциях с клиновидным

креплением натяг



=0,2 – 0,4 мм.

Ширина корпуса

ВВ

, где В – ширина фрезы. Длина клина



tgq

cos





Полученную по формуле длину клина следует уменьшить на 2-3 мм.

Зная длину клина, легко определить наибольшую толщину клина:

113

3 qtgLq 



Рис. 4. Схема расчета размеров ножа сборной цилиндрической фрезы.

5. Торцовые фрезы с остроконечными зубьями.

В настоящее время большинство работ по фрезерованию выполняют

торцовыми фрезами. Фреза (рис.5,а) предназначена для обработки

поверхностей, а также уступов и имеет кроме торцовых кромок длинные

режущие кромки, расположенные на цилиндрической части. Фреза

изготовлена из конструкционной стали с напаянными пластинами из

твердого сплава. Использование торцовых фрез, оснащенных этими

пластинами, позволяет увеличить скорость резания в 3-6 раз по сравнению со

скоростями, которые допускают фрезы с быстрорежущими ножами.

Цельная торцовая фреза с напаянными непосредственно в корпус

пластинами твердого сплава имеет, однако, некоторые недостатки: при

незначительной трещине хотя бы одной пластины перепайка их сложна и

может повлечь за собой разрушение пластин у соседних зубьев, при

выкашивании одной из пластин необходимо вновь затачивать все. Поэтому

такие торцовые фрезы не находят широкого применения, и заводы

предпочитают использовать сборные фрезы, в которых пластины напаивают

на вставные ножи или крепят механически.

Несмотря на все большее внедрение в практику твердосплавных

инструментов, находят еще рациональное применение цельные торцовые

фрезы из быстрорежущей стали (рис. 5, б). Такие фрезы с мелким зубом дают

чистую поверхность и служат для чистовых и получистовых работ.

Рекомендуются следующие геометрические параметры фрез для общих

работ по чугуну и стали: передний угол γ=15º, задний угол на

цилиндрической части 16º, на торцовых зубьях 8º. Для более грубых

обдирочных работ могут быть применены торцовые фрезы с крупным зубом.

Геометрические параметры такие, как у фрез с мелким зубом, кроме

заднего угла α, который принимается равным 12º. Целесообразно

изготовление этих фрез цельными из быстрорежущей стали только малых

размеров. Ввиду большого расхода материала крупные фрезы лучше

изготовлять сборными (рис. 5, в). Сборная фреза с клиновидными

рифлеными ножами из быстрорежущей стали получила наибольшее

распространение. Корпус фрезы, изготовленный из конструкционной стали,

снабжен клиновидными пазами, на задней стенке которых нанесены

рифления, направленные вдоль паза. Нож имеет форму клина с углом 5º, на

опорной стороне ножа также есть рифления. Ударами молотка или прессом

нож забивают в клиновидный паз, и он удерживается в корпусе благодаря

возникающим силам трения. После стачивания диаметр фрезы можно

восстановить перестановкой ножей на следующее рифление.

6. Дисковые фрезы с остроконечными зубьями.

Дисковые фрезы предназначены для фрезерования различных пазов и

выемок. Дисковые пазовые фрезы снабжены зубьями только на

цилиндрической части и представляют собой как бы неширокие

цилиндрические фрезы с прямыми зубьями. Более тонкие фрезы называют

прорезными (или шлицевыми) и изготовляют их по стандарту.

Для определения размеров ножа и паза необходимо знать (рис. 6):

диаметр фрезы D, ширину фрезы b, передний угол -



, угол наклона ножа ω,

вылет ножей по торцу l. Зная эти величины, можно определить: угол



смещение паза

, зазор x между нерабочей стороной и стенкой корпуса,

размеры клинового паза и ножа:

 

 

sinsin

sin











Угол ψ можно определить по формуле:



sin 

Смещение паза

sin



ltg

kaC



. Зазор

111

cossincos



Bbbx 

Расстояние

дна паза от центральной линии определяют после

вычерчивания фрезы в натуральную величину с учетом толщины

необходимой стенки у ступицы фрезы.

При забивании ножа в корпус, как и у цилиндрических и торцевых

фрез, следует при расчете учитывать деформацию паза и брать паз уже, чем

нож, на 0,2 – 0,3 мм. Весь расчет необходимо вести по средней линии

рифления.

Зная величину зазора, можно определить высоту ножа



cos



Рис. 6. Схема определения размеров клиновидного рифленого ножа и

паза под него у дисковых фрез.

Угловые фрезы предназначены для фрезерования канавок инструмента

или для фрезерования различных пазов. Для изготовления угловой фрезы

необходимо знать углы установки делительной головки. Эти углы А, В, С

(рис. 7) должны быть обязательно рассчитаны конструктором и проставлены

на рабочем чертеже фрезы.

Угол наклона шпинделя делительной головки А=В-С. Но угол В можно

найти, зная центральный угол

360





и угол β.

Угол С можно определить следующим образом:

С sin

. Подставив

значения t и l, получим

BctgtgkR





sin)(

sin



, после сокращения

BctgtgC sinsin



