ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФРЕЗ

Фреза представляет собой тело вращения, на образующей и торцах которой вы­полнены режущие зубья (у некоторых конструкций зубья могут быть выполнены только па образующей). Зубья могут составлять одно целое с корпусом фрезы или быть закреплены припаиванием, механически и т.д. По конструкции зубьев фрезы бывают с затылованными и острозаточенными зубьями. Различают следующие виды фрез: цилиндриче­ские, дисковые, концевые, торцовые, отрезные и пазовые, угловые, фасонные.

3.1. ФРЕЗЫ С ОСТРОЗАТОЧЕННЫМИ ЗУБЬЯМИ

Цилиндрические фрезы.Цилиндрические фрезы применяются для фрезерования открытых поверхностей. Они выпускаются в соответствии с ГОСТ 3752-71. Цилиндриче­ские фрезы могут быть цельные, составные и сборные. Цельные фрезы изготовляются из быстрорежущих сталей. У составных фрез режущие зубья выполняют из быстрорежущей стали или оснащают твердосплавными пластинами, которые припаивают к стальному корпусу фрезы. Сборные фрезы изготовляют с механическим креплением сменных многогранных пластин (СМП).

Определение наружного диаметра и диаметра посадочного отверстия фрезы. Наружный диаметр D фрезы назначается конструктивно, исходя из формы и размеров обрабатываемой детали, глубины резания и ширины фрезерования, указания по шерохо­ватости обработанной поверхности. От диаметра фрезы зависят отвод теплоты, толщина стружки, число и форма режущих зубьев и диаметр посадочного отверстия под оправку.

Выбранный диаметр уточняется в соответствии с геометрическим рядом со зна­менателем прогрессии, равным 1,26, до стандартных размеров

D = 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм.

В соответствии с выбранным диаметром фрезы определяются диаметр посадочно­го отверстия d с допуском по Н7, ширина шпоночного паза b с допуском по Е8, Е9 и его глубина, h с допуском по Н11 (табл. 1 и рис. 1). При этом шпоночный паз следует рас­сматривать как отверстие в системе вала, и в чертеже фрезы обозначать допуск с отклонением в "тело" детали, т.е. отклонение следует показать так: .

Таблица 1. Конструктивные параметры насадных фрез

Рис. 1. Фреза насадная цилиндрическая

Расчет числа и угла наклона зубьев. На практике число зубьев цельных фрез

,

где к - коэффициент, зависящий от условий работы к = 1,0... 1,2 - фрезы для черновой обработки; к =1,8...2,0 - фрезы для чистовой обработки; к = 0,8 - для сборных фрез.

Принятое число зубьев должно обеспечивать равномерность фрезерования. Условие равномерности фрезерования заключается в том, что в процессе фрезерования на дуге контакта фрезы с поверхностью детали должно находиться не менее двух зубьев.

Для прямозубых фрез число зубьев

, (1)

где ψ— угол контакта между фрезой и поверхностью резания,

, (2)

здесь t - глубина резания;

ξ - коэффициент равномерности, равный или больший 2.

Для фрез с винтовым зубом

, (3)

где С— целое число: 1,2,3 и т.д.; b — ширина фрезерования, мм; ω — угол наклона зубьев.

Вычисленные по формулам (1) или (3) числа зубьев следует округлить до целых,

желательно четных значений. В ряде случаев при малых значениях t и b добиться равно­мерности фрезерования невозможно, так как для этого требуются чрезмерно большие числа зубьев, которые невозможно реализовать в конструкции фрезы. Поэтому часто для снижения вибрации применяются фрезы с большими углами ω.

Угол наклона стружечных канавок ω способствует удалению из них срезанной стружки, повышает плавность и равномерность фрезерования, а также стойкость фрез. Направление винтовых зубьев фрез при правом вращении шпинделя должно быть правое, при левом вращении - левое. Для цилиндрических насадных фрез, предназначенных для обработки конструкционных материалов, ω = 30...40°, а у предназначенных для обработ­ки труднообрабатываемых материалов ω = 45...60°.

Выбор формы и размеров зубьев и впадин канавки фрезы. Форма зубьев и впадин у фрез с острозаточенными зубьями определяется условиями обработки и имеет три вида профилей (рис.2): одноугловая, двухугловая и криволинейная (параболическая). Стру­жечная канавка должна обеспечивать достаточный объем для размещения срезанной стружки (при достаточной прочности зуба), большое количество переточек, технологич­ность изготовления и т.д.

А б в

Рис.2. Формы профиля зуба: а - одноугловая; б - двухугловая; в - параболи­ческая

Одноугловая (трапециевидная) форма (см. рис. 2, а) предназначена для фрез с мелким зубом, в частности для фрез малого диаметра. Основное её достоинство - про­стота инструмента II порядка, который представляет собой обычную угловую фрезу. Ка­навки характеризуются следующими конструктивными элементами: углом стружечной канавки θ (он нормирован в диапазоне 45... 100° кратно 5°); углом зуба η (для обеспече­ния прочности зуба угол должен быть в пределах 47...52°); высотой зуба h; радиусом дна стружечной канавки r. Конструктивные элементы стружечной канавки следует рассмат­ривать в такой последовательности:

1. Определить угловой шаг зубьев ε.

Для прямозубых фрез .

Для фрез с винтовым зубом .

2.Задаться значением угла зуба .

3.По формуле

,

определить угол стружечной канавки и округлить полученную величину кратно 5°.

4. Уточнить действительную величину угла зуба и убедиться, что уточненная величина укладывается в пределы 45...55°.

5. Рассчитать окружной шаг зубьев

.

6. Определить высоту зуба

.

7. Назначить радиус у дна канавки r = 0,5...2,0 мм.

Двухугловая форма (см. рис. 2, 6) рекомендуется для фрез с крупным зубом, пред­назначенных для предварительной обработки. Отличие расчета фрезы с зубом двухугло-вой формы от предыдущего заключается в том, что θ = 60...65°, h = (0,3...0,45)Р , r = (0,4...0,75)h (θ, F определяются графически).

Криволинейная форма (см. рис. 2,в) рекомендуется для той же цели, что и преды­дущая, но характеризуется большей прочностью. Спинка зуба очерчивается радиусом R = (0,3...0,45) D, при этом касательная должна проходить под углом = α + (10... 15°).

Для всех профилей на задней поверхности зубьев назначается ленточка f, наклон которой и определяет величину заднего угла, f = 1...2 мм для зубьев с криволинейной спинкой и f = 0,1 мм для одно- и двухугловых зубьев.

Все размеры зубьев и канавок следует округлять кратно 0,5 мм.

Выбор геометрических параметров фрез. Геометрические параметры фрезы на­значаются в соответствии с условиями обработки: физико-механическими свойствами обрабатываемого материала, размерами сечения среза, требуемой шероховатостью по­верхности и т.д. Выбор их производится по литературным источникам, отраслевым и заводским нормативам. В ряде случаев необходима экспериментальная проверка этих параметров.

Главный угол в плане φ определяется конструкцией фрезы. Для цилиндрических, концевых, и дисковых фрез φ = 90°. Вспомогательный угол в плане = 0...10⁰.

Главный задний угол рассматривается в торцовом сечении Т-Т (см. рис.1). Он на­значается в целях уменьшения трения задней поверхности зуба фрезы о поверхность ре­зания детали. При его увеличении уменьшается площадь контакта между этими поверх­ностями и соответственно снижаются силы трения. Однако увеличение этого угла сверх определенных значений приводит к уменьшению угла заострения β , ослаблению режу­щего клина и, следовательно, к снижению его прочности. Уменьшение массивности ре­жущего клина также ухудшает теплоотвод от лезвия, в результате возрастает температура резания и снижается стойкость фрезы.

Таким образом, величина главного заднего угла должна одновременно удовлетво­рять двум противоречивым условиям. При этом необходимо иметь в виду, что при встречном фрезеровании зуб фрезы начинает срезать стружку при толщине сечения сре­за, близкой к нулю, и наличии так называемой "дуги скольжения", что отрицательно ска­зывается на стойкости фрезы. Для уменьшения дуги скольжения целесообразно увеличи­вать главные задние углы до величин, превышающих приблизительно в два раза величи­ны аналогичных углов у токарных резцов. Так, для фрез с мелким зубом угол α = 16° , для фрез с крупным зубом α = 12° . При попутном фрезеровании задний угол выбирается равным 8...10°.

Задний угол в нормальном сечении необходим при профилировании фрез II порядка для обработки стружечных канавок и для удобства измерения углов α и γ .

.

Главный передний угол γ предназначен для уменьшения нагрузки на режущую кромку в процессе резания и рассматривается в нормальном сечении N-N, т.е. в направ­лении схода стружки. Он назначается исходя из условий, обеспечивающих срезание стружки в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и характеристики материала инструмента. Увеличение переднего угла способствует сниже­нию пластических деформаций срезаемого слоя и сил резания, облегчает перемещение стружки по передней поверхности. С этой точки зрения величины передних углов жела­тельно назначать предельно большими, близкими к 45°. Однако такое увеличение угла γ вызывает уменьшение угла заострения β, ослабление режущего клина и приводит к снижению его прочности.

Таким образом, большие величины передних углов допустимо назначать только при обработке конструкционных материалов с низкими прочностными свойствами (табл. 2).

Конструктивные особенности цилиндрических фрез с острозаточенными зубья­ми из твердых сплавов. Стандартные твердосплавные цилиндрические фрезы с остроза­точенными зубьями бывают составные, как правило, оснащены призматическими или винтовыми режущими пластинами из твердого сплава различной формы.

Таблица 2. Значения переднего угла фрез

Обрабатываемый материал	Передний угол γ для фрез
Быстрорежу­щих	Твердосплав­ных
Сталь	до600МПа = 600...1000МПа >1000МПа	15 12...10	+5...-5 -10...-15
Чугун, бронза	5...15	+5...-5
Алюминиевые сплавы	20...30	10...20

Размеры цилиндрических фрез с винтовыми твердосплавными пластинами приве­дены в [4]. При постоянном шаге угол наклона ω зубьев на фрезе наружного диаметра D, отличного от наружного диаметра , винтовой пластины с углом наклона , определя­ется по формуле .Номенклатура винтовых твердосплавных пластин

позволяет изготовлять цилиндрические фрезы диаметром до 300 мм и с углом наклона

зубьев ω = 20...60°.

При конструировании насадных фрез следует произвести проверку прочности корпуса по формулам:

.

Если эти условия не соблюдаются, следует изменить D и d иповторить расчет.

Сведения о других конструктивных элементах приведены в работах

[ 1,2,3.4,14] и ГОСТ 8752-71, ГОСТ 3752-71, ГОСТ 8721-69 и др.

Торцовые фрезы. Торцовые фрезы предназначены для обработки плоскостей от­крытых или с небольшими уступами. Торцовые фрезы по сравнению с цилиндрическими имеют значительный угол контакта с обрабатываемой поверхностью, что приводит к повышению равномерности процесса фрезерования. Современные торцовые фрезы ос­нащаются пластинками твердого сплава, выполняются цельными и сборными (последние предпочтительнее). Пластины закрепляются либо непосредственно в корпусе фрезы, либо припаиваются к сменным резцам (ножам). В качестве режущих элементов могут быть использованы сменные многогранные пластины (СМП), а также вставки из сверхтвердых материалов (СТМ).

Различают основные виды торцовых фрез: цельные из быстрорежущей стали (рис.3); составные с припаянными пластинами твердого сплава; сборные насадные, осна­щенные режущими ножами (рис. 4) или СМП, или вставками из СТМ; хвостовые со вставными ножами или оснащенные пластинами из СМП (рис.5), или вставками из СТМ.

Рис.3. Торцовая цельная фреза

Определение наружного диаметра и диаметра посадочного отверстия фрезы. Наружный диаметр D фрезы должен быть на 4...10 мм больше ширины фрезерования В и принимается равным D = (1,1... 1,2) В. Насадные фрезы изготовляются диаметром 100...630 мм. Иногда изготовляются диаметром до 1000 мм. Диаметр посадочного отвер­стия назначается d = D/2,25и округляется до стандартного значения фрезерной оправки (см. разд. 3.1).

Определение числа зубьев фрезы. Число зубьев цельной фрезы в зависимости от диаметра фрезы определяется следующим образом:

наружный диаметр D...40...50...63...80...100...125...160

число зубьев 12...14...16...18... 20... 22... 24

Число зубьев (ножей) сборной фрезы меньше, чем число зубьев у цельной, и при­нимается в зависимости от диаметра фрезы и обрабатываемого материала:

наружный диаметр D < 40...50;.63...80...100...125...160....200 250 400

сталь................... 3... 4...... 5...... 6....... 8.... 8-10……12

чугун.................. 4... 5...... 6..... 10..... 12. 16....22....30

Расположение ножей по угловому шагу может быть равномерным или неравно­мерным, также разновысотным со смещением вершин в осевом направлении на величину, несколько большую, чем подача на зуб.

Рис. 4. Торцовая насадная фреза со вставными ножами

Целесообразно использование черновых и чистовых ножей, диаметрально расположенных:

мм.

Вылет чистовых ножей: мм.

Напайные ножи, оснащенные твердым сплавом, и державки под СМП имеют призматическую форму. Высота ножа ; меньшие значения используют для фрез больших диаметров. Ширина ножа (державки) B = (1,1...1,3) H мм. Вылет ножей (державки) относительно корпуса для торцовых фрез обычно равен 8...10 мм.

Для улучшения качества поверхности также вводятся 1...2 зачищающих зуба с пе­реходной режущей кромкой шириной 2...10 мм и φ = 0.

Способы закрепления пластин и ножей весьма разнообразны и определяются тре­бованиями жесткости [1,2,3,4].

Выбор геометрических параметров торцовых фрез. Торцовые фрезы имеют те же геометрические параметры, что и цилиндрические (рис. 6).

Главный угол в плане φ назначается в широких пределах в зависимости от условий обработки и в большинстве случаев не зависит от конфигурации обрабатываемой детали (кроме тех случаев, когда выполняются уступы небольшой высоты, несколько меньше размера пластинки твердого сплава). Наиболее часто главный угол в плане при­нимается равным 45, 60 или 90°.

Рис. 5. Торцовая хвостовая фреза с СМП

Для предварительного фрезерования (Ra = 3,2...5,0 мкм) φ = 60°, для чистового

(Ra =1,25...2,5 мкм) φ = 30...45°, для образования уступов, перпендикулярных обрабо­танной поверхности, φ = 90°.

У торцовых фрез с механическим креплением режущих элементов угол φ может принимать значения 35, 42, 57, 87, 88°.

Вспомогательный угол в плане (на торцовой части ножа) φ = 8... 10°. В целях уп­рочнения зуба и улучшения условий теплоотвода между главной и вспомогательной ре­жущими кромками делается переходная кромка f = 1...2 мм под углом φ' = φ / 2

(см.рис. 6).

Угол наклона режущих кромок λ для несимметричного 5...15° и 10...15° для сим­метричного фрезерования.

Задние углы , затачиваются на всех режущих кромках одинаковыми: для

предварительных фрез 10...12°, для чистовых 12...15°.

Рис. 6. Геометрические параметры торцовых фрез

Значения передних углов у торцовых фрез выбираются, как и для цилиндриче­ских, по табл.2.

Фрезы с механическим креплением сменных многогранных пластин.

Прогрессивным направлением в проектировании сборных фрез является разра­ботка конструкций с закреплением СМП непосредственно в корпусе фрезы. Такие фрезы должны оснащаться пластинами высокого класса точности.

Эти фрезы выпускаются с четырехгранными (ГОСТ 22086-76), пятигранными (ГОСТ 22087-76) и круглыми (ГОСТ 22088-76) пластинами диаметром 60, 63, 80 мм с коническим хвостовиком. Насадные фрезы с СМП (ГОСТ 26595-85) выпускаются диа­метрами 80, 100, 125, 160, 200 и более. Широкое распространение в металлообработке получают торцовые фрезы, оснащенные СМП из минералокерамики и композитов.

Форма пластины влияет на силу резания, число режущих кромок, точность обрабаты­ваемой поверхности и, до некоторой степени, на конфигурацию обрабатываемой детали.

Рекомендации по выбору конструктивных элементов фрез с СМП, их конструкции корпуса, способа закрепления пластин, размеров фрезы, типоразмера пластины, формы режущей кромки и примеры конструкций приведены в работах [1,2,3,4,].

Геометрия инструмента в значительной степени определяется типом пластин и их расположением в корпусе фрезы.

Углы в плане и , для многранных пластин указаны ниже:

число граней в пластине..................... 4 5 6

главный угол в плане °.................. 75... 67. 55

вспомогательный угол в плане .... 15... 5... 5

Значения углов в плане и , и рабочая длина режущей кромки для круглых пластин зависят от глубины резания.

Передние углы выбираются в зависимости от марки обрабатываемого мате­риала по табл.2. Задние углы получаются за счет установки режущей пластины в корпусе в пределах 8...10 °.

Кроме главного угла в плане различают дополнительные углы, которые опреде­ляют форму режущего зуба торцовой фрезы в пространстве. На рис. 7 представлены уг­лы фрезы в различных плоскостях относительно оси вращения инструмента: радиальный передний угол , определяется по формуле

,

осевой наклон пластины определится по формуле

,

угол наклона режущей кромки λ, определится как

,

где .

При рассмотрении геометрии торцовых фрез возможны следующие конструкции: фрезы с положительными или отрицательными значениями передних углов как радиального, так и осевого; с отрицательными радиальными и положительными осевыми передними углами (см. табл. 3).

Фрезы с отрицательными передними углами применяются для обработки твердых сталей и чугунов при тяжелой ударной нагрузке, с положительными углами - для обра­ботки вязких материалов, алюминия, пластичных сталей.

Рис. 7. Геометрические параметры торцовой фрезы, оснащенной СМП

Таблица 3. Значения углов , торцовых фрез, оснащенных СМП

Концевые фрезы. Концевые фрезы широко используются для обработки плоскостей, глубоких пазов, уступов и т.д. Концевые фрезы из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 17025-71 выпускаются диаметром 2...28 мм, с коническим хвостовиком по ГОСТ 17026-71 -диаметром 10...63 мм.

Диаметр концевой фрезы d (рис. 8) назначается конструктивно исходя из формы и

размеров обрабатываемой детали. Например, для обработки паза диаметр фрезы должен

соответствовать ширине фрезеруемой канавки; обычно он меньше ширины

обрабатываемого паза на 0,1 мм. Значение диаметра округляется до стандартного (см. выше).

Длина фрезы определяется как , где - длина режущей части; l -

длина шейки; - длина хвостовика. Принять для фрез диаметром до 10 мм, — для фрез диаметром от 10 до 25 мм и для фрез диаметром свыше 25 мм.

Рис. 8. Фреза концевая

Количество зубьев концевых фрез зависит от диаметра фрезы и определяется из соотношения Z_H =(0,1...1,3) d> 2...12.

Для выполнения условия равномерности фрезерования зубья на цилиндрической части выполняют с углом наклона ω = 30...45°. Как правило, фрезы с торцовыми зубьями - праворежущие.

Форма зубьев с параболической или двухугловой спинкой выбирается в зависимости от числа зубьев.

Методика выбора конструктивных элементов стружечной канавки приведена в разделе цилиндрических фрез.

Профиль режущей кромки на торцовых зубьях определяется профилем дна фрезеруемой канавки. Специальными концевыми фрезами изготовляют канавки: Т-образные, в форме ласточкиного хвоста, а также шпоночные пазы для различных видов шпонок.

Шпоночные фрезы выполняются двухзубыми. Они срезают стружку как при осе­вой, так и при продольной подачах. Для этой цели они имеют задние и передние углы на торце и на образующей. Угол наклона стружечных канавок ω = 12... 15°. Направление винтовых зубьев должно совпадать с направлением вращения фрезы. Для облегчения врезания в обрабатываемый материал торцовые зубья снабжены вспомогательным углом в плане

= 5° . У оси фрезы делается подточка так же, как у обычных спиральных сверл

[1,2,3]. Режущая кромка одного из двух зубьев фрезы перекрывает ее центр на 0,5...1,0 мм. Это делается с целью срезать весь металл на дне канавки. Диаметр фрезы рассчитывается по формуле

,

где Н - допуск на ширину шпоночного паза; b - ширина шпоночного паза; Н - пре­дельное отклонение размера В.

Геометрические параметры торцовых зубьев аналогичны углам, рассмотренным выше, за исключением угла λ, который равен нулю.

Фрезы для Т-образных пазов выполняются с разнонаправленными зубьями. С целью повышения прочности зубьев на торце зуба выполняется фаска размером 0,5x30°. Для снижения трения на обоих торцах зуба делается поднутрение с углом

= 1°30’…2°.

Твердосплавные концевые фрезы общего назначения изготовляют с цельной рабочей частью, с коронкой, с напаянными твердосплавными пластинами и с механическим реплением СМП.

Рекомендации по выбору конструктивных элементов цельных фрез, а также твер­досплавных фрез и оснащенных СМП, их конструкции корпуса, способу закрепления пластин, размеров фрезы, типоразмера пластины, формы режущей кромки и примеры конструкций приведены в работах [1,2,3,4,14].

Геометрические параметры концевых фрез выбираются, как и для цилиндрических и торцовых фрез.

Дисковые фрезы.Дисковые фрезы применяются для прорезки пазов, канавок, разрезки металла. Они изготовляются цельными и сборными.

Отрезные фрезы. В зависимости от наружного диаметра D и ширины фрезы В

они могут быть цельными, с припаянными пластинками твердого сплава и сборными (со вставными зубьями или сегментами).

Геометрические параметры назначаются в соответствии с рекомендациями, при­веденными выше.

Для улучшения условий резания и распределения нагрузки на зубья с двух сторон выполняются переходные режущие кромки в виде фасок под углом 45° на длине (0,2...0,3)B. Применяются также фаски, чередующиеся через зуб на каждой стороне. Зад­няя поверхность по фаске затачивается с задним углом α= 20° . Наиболее благоприятной является параболическая форма стружечной канавки. Высота зуба h = (0,42...0,46)Р, ра­диус закругления у дна канавки r = (0,55...0,60) h , радиус дуги, очерчивающий спинку зуба R = (0,1l...0,18)D . Торцовые поверхности фрезы затачивают со вспомогательным углом в плане φ' = 15...30'.

Размеры и , определяющие расположение паза в корпусе у сборных фрез, рас­считываются по формулам

Остальные конструктивные размеры и примеры конструкций приведены в работах

[ 1, 2, 3, 4 ] и ГОСТ 2679-73. 16230-81.

Пазовые фрезы. Пазовые фрезы, как правило, односторонние прямозубые и пред­назначены для обработки неглубоких пазов. Зубья только на цилиндрической части, поэтому на торцах зубьев предусмотрен угол в плане = 0°30' на высоте 1,0...1,5 мм. Ширина режущей кромки на вершине зуба принимается равной ширине паза с допуском 0,04...0,05 мм. Количество зубьев . Основные параметры зубьев:

h = (0,4...0,5)Р, r = 0,5...2 мм, f = 0,8...2,0 мм, γ = 5°, α = 6...10°, угол стружечной канавки 55...65°.

Двухсторонние и трехсторонние дисковые фрезы. Диаметр фрезы D и ширинафрезерования В назначаются в зависимости от размеров обрабатываемой детали. У двух­сторонних фрез ширина В должна быть на 3...5 мм больше ширины обрабатываемого уступа. У трехсторонних фрез ширина В должна обеспечивать обработку ширины паза в заданных допусках.

Она вычисляется по формуле

где b - ширина обрабатываемого паза;

Н- допуск на ширину паза;

Н - предельное отклонение размера В .

Число зубьев фрез с мелкими зубьями

.

Для трехсторонних фрез с разнонаправленными зубьями

.

Полученные величины Z_н следует округлить до ближайшего четного значения и сопоставить с рекомендуемыми в работах [1,2,3,4].

Основные преимущества трехсторонних фрез сборной конструкции - это эконо­мия инструментального материала и возможность восстановления ширины фрезы при износе за счет смещения ножей в осевом направлении. Для этой цели применяются ножи с рифленой опорной поверхностью клинообразной формы. Для более рационального использования ширины ножа при переточках каждый последующий паз имеет смещение рифлений подобно тому, как это делается у зенкеров и разверток со вставными ножами [1].

Диаметр сборных стандартных фрез по ГОСТ 9474-74 составляет от 75 до 515 мм, ширина в зависимости от диаметра составляет от 14 до 40 мм.

Остальные конструктивные размеры и примеры конструкций приведены в работах [1,2,3,4] и ГОСТ 3355-78, ГОСТ 9474-73, ГОСТ 16227-81, ГОСТ 16229-81.

Угловые фрезы. Угловые фрезы предназначены для обработки плоскостей, распо­ложенных под углом. Они подразделяются на одноугловые и двухугловые. Фрезы не­больших диаметров делаются цельными, фрезы больших диаметров могут оснащаться пластинками твердого сплава. Фрезы диаметрами до 50 мм рекомендуется делать хво­стовыми, свыше 50 мм - насадными.

Одноугловые фрезы делаются с углом конуса φ в пределах 55...100° через каждые 5°, двухугловые изготовляются с общим углом конуса φ в пределах 55...90°, причем меньший угол принимается в пределах 15...25° в зависимости от размеров общего угла.

Для фрезерования канавок режущих инструментов используются одноугловые фрезы с углами конуса φ = 18, 22, 25 и 30°.

Габаритные размеры принимаются такие же, как и для всех дисковых фрез. Спин­ка зуба фрезы одноугловая. Передняя поверхность его затачивается под углом γ = 10°. На вершине выполняется фаска шириной f = 0,8...1 мм под углом α = 15°. Угол стружечной канавки θ = 70°.

Основные конструктивные размеры и примеры конструкций приведены в работах [1,2,3,4].

3.2. ФРЕЗЫ С ЗАТЫЛОВАННЫМИ ЗУБЬЯМИ

Фасонные фрезы широко применяются в промышленности для обработки поверх­ностей и канавок сложного фасонного профиля.

В основном все фрезы с затылованными зубьями стандартизированы: фрезы полу­круглые выпуклые и вогнутые (ГОСТ 9305-69), фрезы пазовые (ГОСТ 8543-71), фрезы концевые обдирочные, фрезы для нарезания зубчатых колес и др.

Последовательность проектирования фрез с затылованными зубьями подробно рассмотрена в разделе «Проектирование зуборезных инструментов» (см. пп. 12 - 17, разд. 5.2).

3.3. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ЧЕРТЕЖА ФРЕЗЫ

1.Выбрать марку инструментального материала. Выбор марки инструментального материала определяется физико-механическими свойствами обрабатываемого материала

(см. табл. 4).

2.Выполнить рабочий чертеж фрезы. В чертеже необходимо указать все геомет­рические параметры фрезы, в том числе и обеспечиваемые установкой (для сборных
фрез). У фрез, оснащенных пластинами твердого сплава, следует указать: номер формы
пластины твердого сплава в соответствия с ГОСТ 2209-82; марку припоя для соединения
пластины с державкой (наиболее распространенные припои: красная медь - Ml ГОСТ
856-66 и латунь - Л68 ГОСТ 15527-70).

3.У сборных твердосплавных фрез предусмотреть различные величины задних уг­лов на пластинке твердого сплава и державке. Углы в державке для облегчения

заточки должны быть на 2...3° больше.

4.Указать форму стружечной канавки или профиль фрезы II порядка (если это не­
обходимо).

5.У сборных инструментов с закреплением режущих элементов при помощи риф­ления показать профиль рифления со всеми размерами и параметрами шероховатости.

6.У сварных инструментов указать место стыка, его расстояние от переднего торца
и способ сварки по ГОСТ 15878-80.

7.Показать величины радиального и торцового биений режущих кромок инстру­ментов, величины обратной конусообразности, крутости и т.д.

Таблица 4. Марки инструментального материала

Примечание: быстрорежущие стали - ГОСТ 19625-73, твердые сплавы ГОСТ 3882-74 и 4872-75.

8.В маркировке указать: марку инструментального материала и, если это не­
обходимо, какой-либо характерный размер (например, ширину паза, угол наклонной по­верхности и т.д.).

9.Указать место маркировки по ЕСКД.

3.4 РАСЧЕТ НАБОРА ДИСКОВЫХ ТРЕХСТОРОННИХ ФРЕЗ.

Рассчитать и спроектировать набор из дисковых трехсторонних фрез для обработки двух параллельных поверхностей детали «Звено соединительное».

Рис. 9. Эскиз детали «Звено соединительное»

Исходные данные.

Деталь изготовлена из стали Сталь 20 = 420 МПа ГОСТ 977. Заго­товка получена методом литья по выплавляемым моделям. Операция обра­ботки выполняется на универсально-фрезерном станке модели 676.

Техническая характеристика станка:

Рабочая поверхность стола 800 х 250 мм.

Конус Морзе №4.

Частота вращения шпинделя

= 50 об/мин;

= 1630 об/мин.

Число ступеней 16

Эффективная максимальная мощность на шпинделе = 2,8 кВт.

Паспортные данные станка:

Продольные поперечные подачи: 13, 17, 21, 26, 33,42, 52, 64, 82.

Вертикальные подачи: 104, 130, 160, 200, 255, 320, 395, 500.

Рис. 10. Схема обработки