Вид фрез их основные углы



Виды фрез по металлу для фрезерного станка – классификация, особенности

Чтобы иметь возможность обрабатывать стальные заготовки, придавая им нужную форму, на производстве широко используют фрезерные станки. Благодаря фрезам по металлу для фрезерных станков получают изделия в точном соответствии с инженерным проектом. Типы фрез, представленные сегодня на отечественном рынке, отличаются большим разнообразием, что позволяет подобрать наиболее подходящий для конкретного случая вариант.

Основные разновидности фрез

Принципы классификации фрез по металлу

Различные виды фрезерных станков обусловлены конструкцией и назначением инструмента, а также способом подачи фрезы, среди которых можно выделить винтовой, вращательный и прямолинейный. Рабочие кромки режущего инструмента, каждая из которых, по сути, представляет из себя резец, изготавливаются из особо твердых сплавов стали или из таких материалов, как керамика, алмаз, кардная проволока и прочих.

Разнообразие фрез дает возможность осуществлять выборку материала на самых сложных участках, в результате чего заготовке придается требуемая форма и она превращается в конкретную деталь.

Множество видов фрез на одном фото

Классификация фрез производится по следующим параметрам:

• расположение зубьев (резцов);
• конструкция (сборная, цельная);
• конструкция зубьев;
• направление зубьев;
• способ крепления режущих элементов;
• материал режущих элементов.

Типы фрез по металлу

Любому начинающему мастеру, столкнувшемуся с необходимостью обработки металла, приходится искать информацию о том, какие бывают фрезы. Опишем наиболее распространенные виды фрез по назначению.

Дисковые фрезы используются для следующих типов работ:

• обрезки заготовок;
• прорезания пазов;
• выборки металла;
• снятия фасок и т.д.

Режущие элементы таких инструментов могут располагаться как с одной, так и с двух сторон. В зависимости от вида обработки (от предварительной до финишной) меняется размер фрезы и ее зубьев. Твердосплавные дисковые фрезы работают в самых сложных условиях при высокой вибрации и невозможности эффективно выводить стружку из области резания.

Из разновидностей таких инструментов можно выделить:

• пазовые;
• прорезные;
• отрезные;
• предназначенные для обработки детали из металла с двух или трех сторон.

Названия этих инструментов определяются их назначением: так, отрезные фрезы нужны для отрезки заготовок из металла на фрезерных станках, а с помощью прорезных производят прорезку пазов и шлицев.

Торцевые фрезы со сменными пластинами

Такие фрезы работают с плоскими и ступенчатыми поверхностями деталей из металла. Из самого названия понятно, что торцевая часть инструмента является рабочей, соответственно, ось его вращения перпендикулярна обрабатываемой плоскости детали. Чаще всего такие фрезы довольно массивны, благодаря чему в них удобно использовать сменные пластины. Большое количество зубьев на участке соприкосновения с деталью из металла позволяет добиться высокой скорости обработки и плавности работы инструмента.

Фрезы такого типа могут быть как с прямыми, так и с винтовыми зубьями. Первыми обрабатывают узкие плоскости, а вторые работают плавнее и потому получили универсальное применение.

Осевые усилия, возникающие при определенных режимах работы фрез с винтовыми зубьями, бывают весьма высокими. В этих случаях применяют сдвоенные инструменты, зубья которых расположены с разным направлением наклона. Благодаря этому решению возникающие в процессе резания осевые усилия уравновешиваются.

К этому типу также относятся рашпильные фрезы типа «кукуруза», с их помощью обрабатывают уступы и прорезают канавки.

Цилиндрическая фреза типа «кукуруза» в работе

Край такой фрезы по металлу, используемой для обработки наклонных поверхностей, а также угловых пазов, имеет коническую поверхность. Существуют как одноугловые, так и двухугловые типы инструментов, отличающиеся между собой расположением режущей кромки (в двухугловых моделях они расположены на двух смежных конических поверхностях, а в одноугловых – на одной конической поверхности). С помощью таких фрез можно выполнять стружечные канавки в инструментах разного рода.

Угловая фреза типа «ласточкин хвост»

Для формирования пазов со скошенными боковыми поверхностями применяются одноугловые инструменты по металлу типа «ласточкин хвост» и перевернутый «ласточкин хвост».

Чаще всего концевые (или пальчиковые) фрезы по металлу применяют для создания пазов, контурных уступов и выемок, обработки взаимно перпендикулярных плоскостей.

Концевые фрезы делятся на несколько разновидностей по следующим признакам:

• монолитные или припаянными режущими элементами;
• с коническим или цилиндрическим хвостовиком;
• для конечной обработки металла (мелкие зубцы) или для грубой (крупные зубцы).

Концевые твердосплавные фрезы применяются для работы с плохо обрабатываемыми металлами – сталью, чугуном и др. Среди концевых фрез выделяют также сферические (шаровые), необходимые для обработки выемок сферической формы, радиусные, служащие для выборки пазов разнообразных форм, грибковые – твердосплавные фрезы для Т-образных пазов на заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. К концевым также относятся граверы или фрезы для гравировки, которые используются для обработки драгоценных металлов, меди, латуни и других материалов.

Из названия становится ясно, что данный тип режущего инструмента призван обрабатывать фасонные поверхности. Такие фрезы активно применяются для обработки деталей из металла со значительным соотношением длины заготовки к ее ширине, так как фасонные поверхности деталей небольшой длины на крупных производствах чаще изготавливают методом протягивания. Фасонные фрезы с затылованным углом сложнее всего подвергать заточке.

По типу зубьев фасонные фрезерные инструменты по металлу делятся на два типа:

• с остроконечными зубьями;
• с затылованными зубьями.

Обработка выполняется методом обката за счет точечного касания заготовки инструментом. Червячные фрезы подразделяются на ряд подвидов по следующим параметрам:

• цельные или сборные;
• правые или левые (направление витков);
• много- или однозаходные;
• с нешлифованными или со шлифованными зубьями.

Кольцевые фрезы (или корончатые сверла)

Такие инструменты служат для получения отверстий, причем кольцевые фрезы обеспечивают более высокую скорость резания в сравнении со спиральными сверлами приблизительно в 4 раза.

Существуют фрезы по металлу не только для станков с ЧПУ, но и для дрели. Иначе их еще называют борфрезами. В их конструкции предусмотрена специальная шпилька для зажима в патроне дрели. В продаже борфрезы можно встретить только в виде комплектов, поскольку работа с металлом с помощью дрели требует точности и соответствующих конкретной задаче форм фрезы.

Для ручного фрезера фрезы тоже покупают комплектом. Существуют кромочные инструменты с подшипником и без него. Первые применяются для обработки на ручном фрезере кромки детали, вторые могут быть использованы на любом участке заготовки, однако для более точной их работы требуются шаблоны. На отечественном рынке встречаются, как правило, китайские режущие инструменты для ручного фрезера, однако их качество можно оценить как достаточно высокое.

В домашних условиях для обработки металла можно использовать такой инструмент, как сверло-фреза. Однако применять его можно только для деталей небольшой толщины. Специалисты не рекомендуют вставлять его в ручной фрезер – оно должно использоваться только в электродрели.

Широкие возможности фрезерных станков

Следует отметить, что современные фрезы позволяют работать практически со всеми видами металлов и сплавов, включая сталь, чугун, алюминий, медь и так далее. Современные фрезерные станки отличаются хорошей эргономичной конструкцией, высокой безопасностью и наличием большого числа датчиков, контролирующих температуру двигателя, скорость вращения фрезы и прочие параметры.

Правильный выбор и своевременная заточка инструмента позволяют работать с максимальной отдачей и высокой точностью, придавая детали требуемую форму.

Источник

Фрезы

Основные элементы, классификация и назначение фрез

Геометрию фрезы составляют взаимное положение рабочих поверхностен зубьев и их форма. Основные элементы фрезы — лезвия, поверхности зубьев и углы между ними — обозначены на рис. V.1 .

Передней поверхностью 2 называется поверхность, по которой сходит стружка. Задняя поверхность 3 обращена (в процессе резания) к обработанной поверхности заготовки 6. Пересечение передней и задней поверхностей образует лезвие 1 зуба фрезы . Узкая поверхность 4 вдоль лезвия со стороны задней поверхности называется ленточкой. Ширина ленточки обычно не более 0,1—0,2 мм. Поверхность 8 называется спинкой зуба.

Передняя поверхность 2 образует с диаметральной плоскостью 7 фрезы передний угол у. Задняя поверхность 3, 5 образует с плоскостью 6, перпендикулярной к диаметральной плоскости 7, задний угол α.

Рис.V.1. Элемент и геометрия прямозубой цилиндрической фрезы

Передняя и задняя поверхности образуют в пересечении угол заострения β. Передняя поверхность 2 зуба с обработанной поверхностью 6 заготовки образуют угол резания δ. Число зубьев фрезы z характеризует величину углового шага зубьев θ = 360/z .

По форме зубьев различают фрезы с остроконечными и затылованными зубьями. Применяются три типа остроконечных зубьев фрез:

1. с прямой спинкой ( рис. V.2, а ) — для мелкозубых фрез, допускающих шесть— восемь переточек и предназначенных для легких работ;
2. ломаной спинкой ( рис. V.2, б ) — для фрез с крупными зубьями, работающих в тяжелых условиях;
3. с криволинейной спинкой ( рис V.2, в ), имеющей очертание, близкое к параболе.

Прочность зуба 3-го типа значительно повышена по сравнению с зубом 1-го типа и несколько менее по сравнению с зубом 2-го типа. Это позволило увеличить высоту зуба и тем самым — объем стружечной канавки, а следовательно, и число возможных переточек.

Фрезы с затылованными зубьями ( рис. V.2, г ) применяются для обработки фасонных поверхностей, таких, например, как поверхности зубьев шестерен, шлицевых валиков и.т. д. Эти фрезы имеют заднюю поверхность и спинку зуба, выполненную в форме архимедовой спирали, угол подъема которой образует задний угол а вуба. Угол α измеряется между касательной к окружности и касательной к спирали, проведенным из вершины зуба. Затылованные фрезы затачиваются по передним поверхностям зубьев, при этом после переточек профиль лезвия в радиальном сечении сохраняется неизменным до полного использования фрезы.

Рис.V.2. Формы острононечных и затылованных зубьев фрез

По направлению зубьев различают фрезы с прямыми зубьями, лезвии которых параллельны оси вращения, и с винтовыми зубьями, лезвия которых винтообразны относительно ее. Изготавливаются фрезы как с правыми, так и с левыми винтовыми канавками.

Геометрия цилиндрических фрез . На рис. V.3 показаны элементы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями: передняя поверхность 1, задняя поверхность 4, ленточка 3 (шириной 0,05—0,1 мм), поверхность спинки (затылованная) 5, лезвие 2. Угол, образованный лезвием с осью фрезы, называется углом наклона винтовой канавки, или углом наклона спирали или углом наклона зубьев и обозначается ω. Задний угол α ( рис. V.3, б ) измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т. е. в плоскости ее торца.

Нормальный задний угол αн измеряется в плоскости, перпендикулярной к лезвию. Передний угол γ измеряется в плоскости, перпендикулярной к лезвию. Поперечный передний угол γ’ измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы.

Рис.V.3. Элементы и геометрия цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями

Геометрия торцевых фрез. Рабочая часть торцевой фрезы имеет главные и вспомогательные лезвия. Главные лезвия образуют наружную цилиндрическую форму, переходящую у торца в коническую, вспомогательные — торцевую сторону фрезы.

Элементы зуба с главным лезвием ( рис. V.4, а ) подобны элементам цилиндрической фрезы ( см рис. V.3 ): передняя поверхность 1, задняя поверхность 4, ленточка 3, спинка 5, винтовые лезвия 2, задний угол α, поперечный передний угол γ’, задний нормальный угол α н , передний угол γ, угол наклона винтообразного лезвия ω.

Элементы зуба с вспомогательным лезвием с торцевой стороны фрезы показаны на рис. V.4,б . Здесь передний угол тождественен углу наклона винтообразного лезвия на цилиндрической части фрезы, который иногда применительно к торцевым фрезам называют продольным передний углом. Задний угол α 1 зуба на вспомогательном лезвии показан в сечении Б—Б, его называют торцевым задним углом.

Главные лезвия торцевой фрезы соединены с вспомогательными лезвиями (переходными участками), которые образованы вершинами зубьев, составляющих наружную коническую форму, заканчивающую цилиндрическую часть фрезы. Угол, под каким этот участок лезвия расположен по отношению к цилиндрическому участку главного лезвия, называется главным углом в плане φ. Обычно φ равен 45—60°.

В целях уменьшения трения торцевых зубьев их лезвия расположены под углом φ 1 , называемым вспомогательными углом в плане. Помимо углов φ и φ 1 имеется еще угол φ 0 , называемый углом в плане переходного лезвия. Угол φ 0 образован фаской в местах соединений главных лезвий с вспомогательными лезвиями ( рис. V.4, в ).

Ширина фаски ƒ 0 , составляет 1,5— 2 мм и может заменяться закруглением места соединения лезвий. Такое сглаживание угла соединения делается с целью уменьшения шероховатости обработанной поверхности и увеличения стойкости фрезы.

Рис.V.4. Элементы и геометрия торцевой фрезы с винтовыми зубьями

На рис. V.5 показано влияние формы зуба и подачи на шероховатость поверхности при фрезеровании торцевой фрезой. Если фрезерование ведется фрезой без фаски ƒ 0 ( рис. V.5, а ), то высота неровностей h а увеличивается пропорционально увеличению угла φ 1 и подачи s z . При фрезеровании фрезой с фаской ƒ 0 , или закруглением с радиусом R ( рис. V.5, б ) высота неровностей h б относительно уменьшается; при том тем более, чем шире фаска ƒ 0 или больше радиус закругления R. Для фрез с закругленными зубьями высота неровностей

Рис.V.5. Влияние формы лезвия фрезы на шероховатость поверхности

Материалы для режущих частей фрез здесь .

Режущие инструменты, и в их числе фрезы все больше оснащаются твердыми сплавами, применяемыми в виде пластин готовых форм. Такие пластины механически закрепляются на корпусах фрез.

Режущие твердосплавные пластины классифицируются: по форме, заднему углу, степени точности и другим конструктивным особенностям. Основные размеры пластин и их характеристики с условными обозначениями установлены ГОСТ 19042—73. Наибольшее применение для фрез имеют пластины круглой, квадратной и пятигранной форм.

Фрезы с пластинами твердого сплава имеют в 1,5—2 раза более высокую стойкость, позволяют на 20—25 % сократить затраты времени резания, число фрез, обращающихся в производстве, по сравнению с обычными фрезами из быстрорежущих и инструментальных сталей.

Многообразие конструкций фрез, применяемых в производстве, вызывает необходимость классифицировать их по ряду признаков.

По материалу режущей части фрезы делятся на углеродистые, быстрорежущие и твердосплавные.

По форме режущих зубьев различают фрезы с остроконечными и затылованными эубьямн ( см. рис. V.2 )

По направлению режущих зубьев фрезы подразделяются на прямозубые с винтовыми ( см. рис. V.3 ) или спиральными зубьями.

По своему назначению (характеру выполняемых работ) и расположению лезвий фрезы разделяются на цилиндрические ( рис. V.6, а ) и торцевые ( рис. V.6, б ), применяемые для обработки плоскостей; дисковые двусторонние ( рис. V.6, в ) для фрезерования уступов и дисковые трехсторонние для фрезерования пазов ( рис. V.6, г ); прорезные ( рис. V.6, д ) и концевые ( рис. V.6, е ), используемые для обработки небольших по размеру плоскостей, пазов, уступов, поверхностей криволинейных контуров у изделий плоских форм и др.; угловые ( рис. V.6, ж ) для обработки угловых пазов и канавок и фасонные ( рис. V.6, в ) для обработки фасонных поверхностей.

Рис.V.6. Типы фрез и обрабатываемые ими характерные формы поверхностей

По способу закрепления на станке фрезы разделяются на насадные, насаживаемые на оправку, и концевые, закрепляемые хвостовиком.

По конструкции фрезы разделяются на цельные, зубья которых выполнены заодно с корпусом; сборные — со вставными зубьями (в виде ножей или непосредственно режущих пластин); составные, например составленные из двух половин и прокладки между ними для восстановления первоначальной длины фрезы после переточки.

По размерам и числу зубьев различают фрезы с мелкими и крупными зубьями. Мелкозубыми принято называть фрезы, число зубьев г которых больше 1,5√D, а крупнозубыми называют фрезы, число зубьев г которых меньше 1,5√D, где D — диаметр фрезы, мм. К крупнозубым фрезам относят фрезы со вставными ножами и применяют их для чернового и получистового фрезерования. Мелкозубые фрезы используют для чистового и отделочного фрезерования.

Числа зубьев для мелко- и крупнозубых фрез каждого типа в зависимости от их диаметра установлены государственными стандартами.

В некоторых случаях целесообразно применять одно- и двузубые фрезы, т. е. сборные фрезы, в корпусе которых закреплены один или два диаметрально расположенных зуба. Такие фрезы, называемые иногда летучими, обычно используют для обработки единичных деталей фасонного профиля, а также для фрезерования некоторых цветных металлов и легких сплавов. Широко используются фрезы-летучки в условиях ремонтного производства.

Значения диаметров и ширины фрез нормализованы. Они образуют геометрический ряд со знаменателем прогрессии φ = 1,26. Наружные диаметры стандартных фрез принимаются равными: 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 100, 125, 160, 200, 250 мм и т. д. до 630 мм. Нормальная ширина цилиндрических фрез составляет ряд с размерами 50, 63, 100, 125 мм. В отверстиях фрез предусмотрены продольный шпоночный паз для передачи крутящего момента от шпинделя с помощью шпонки и внутренняя выточка (во фрезах шириной больше 24 мм).

Хвостовики концевых фрез диаметром меньше 20 мм изготовляют цилиндрическими; у фрез большего диаметра хвостовики выполняют с конусом Морзе или метрическим, стандартизированным по ГОСТ 24644—81.

Источник