РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

Фреза — режущий многолезвийный инструмент в виде тела вращения с зубьями для фрезерования. Основными типами фрез, используемых для обработки широкой номенклатуры деталей на фрезерных станках с ЧПУ, являются торцовые и концевые цилиндрические фрезы. Торцовые фрезы применяются для обработки плоскостей, а концевые цилиндрические – для обработки контуров. Однако в ряде случаев плоскости обрабатывают концевыми цилиндрическими фрезами. В зависимости от конфигурации детали и требований чертежа на операциях фрезерования используют концевые сферические, шаровые и конические фрезы, а также дисковые. При этом следует отдавать предпочтение сборному инструменту (рис. 1.15) [12].

Материалом режущей части может служить быстрорежущая сталь, твёрдый сплав, минералокерамика, алмаз. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала), сварные (хвостовик и режущая часть состоят из различных материалов, сваренных вместе), сборные (из различного материала, но соединённые стандартными крепёжными элементами — винтами, болтами, гайками, клиньями).

С помощью сферических фрез может быть обеспечена получистовая и чистовая обработки, а также обработка закаленных сталей с твердостью до 63 HRC. Концевые цилиндрические фрезы также могут оснащаться СМП (рис. 1.16).

а) г)

б) в) д)

Рис. 1.15. Фотографии сборного инструмента, оснащенного СМП: а - торцовая фреза; б, в - дисковые фрезы; г – концевая фреза; д - сферическая фреза

Рис. 1.16. Фотография концевой цилиндрической фрезы в работе

Наиболее эффективный съем большого объема материала можно достичь, работая плунжерными фрезами (рис. 1.17). Эти фрезы работают с осевой подачей. За счет этого они менее подвержены вибрациям, и можно более полно использовать все возможности станка, работая на больших подачах.

Концевые фрезы представляют собой группу фрез, отличающихся креплением в шпинделе фрезерного станка. Крепление фрез в шпинделе станка производят при помощи цилиндрического или конического хвоста. Зубья на цилиндрической части конструируют аналогично зубьям цилиндрических фрез, а на торцовой части аналогично зубьям на торцовой части торцевых фрез. Концевые фрезы подразделяют:

• на концевые обыкновенные с неравномерным окружным шагом зубьев, с цилиндрическим и коническим хвостовиками;

• концевые, оснащенные коронками и винтовыми пластинками из твердого сплава;

• концевые шпоночные с цилиндрическим и коническим хвостовиками;

• шпоночные, оснащенные твёрдым сплавом;

• концевые для Т-образных пазов;

• концевые для сегментных шпонок.

Рис. 1.17. Фотография плунжерных фрез

Угловые фрезы находят применение преимущественно для фрезерования канавок. Они бывают:

• одноугловые;

• двухугловые.

Одноугловые фрезы применяют для фрезерования прямых канавок на фрезах и другом инструменте. Двухугловые несимметричные фрезы применяют для фрезерования прямых и винтовых канавок, а симметричные для фрезерования канавок фасонных фрез.

Дисковые фрезы (рис. 1.18) необходимы для формирования пазов и канавок. Дисковые фрезы бывают трех типов:

• пазовые;

• двусторонние;

• трёхсторонние.

Пазовые дисковые фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности. Для уменьшения трения по торцам толщина фрезы делается на периферии больше, чем в центральной части у ступицы. Важным элементом дисковой пазовой фрезы является ширина, так как фреза предназначена в том числе и для обработки пазов. Важной областью применения дисковой пазовой фрезы является распиловка заготовок из дерева и металла.

Рис. 1.18. Дисковые фрезы

Двусторонние дисковые фрезы, кроме зубьев, расположенных на цилиндрической поверхности, имеют зубья на торце.

У трёхсторонних дисковых фрез зубья расположены на цилиндрической поверхности и на обоих торцах. Условия резания у торцовых зубьев менее благоприятны, чем у зубьев, расположенных на цилиндрической поверхности. Небольшая глубина канавки у торца не дает возможности получить необходимые задние и передние углы.

Фрезы, способные осуществлять линейное врезание под углом, также могут работать и с круговым врезанием под углом (рис. 1.19, а). Одним из общепринятых методов обработки закрытых карманов, пазов и выборок является фрезерование с линейным врезанием под углом, исключающее необходимость предварительного сверления. Более прогрессивным методом, по сравнению с прямолинейным врезанием, является метод кругового врезания (рис. 1.19, а), позволяющий снизить радиальные нагрузки на инструмент и при работе с попутным фрезерованием добиться лучшей эвакуации стружки из зоны резания.

Метод круговой интерполяции (рис. 1.19, б) является альтернативой использованию традиционного расточного инструмента. Круговую интерполяцию можно применять, используя большинство фрез с углом в плане 90 градусов, совершая кольцевой проход.

При плунжерном фрезеровании (рис. 1.19, в) обработка осуществляется не периферийной, а торцовой частью инструмента, при этом преобладают преимущественно осевые, а не радиальные усилия резания. Плунжерное фрезерование применяется, когда традиционные методы невозможны из-за чрезмерных вибраций. Например:

• при вылете инструмента больше чем 4xDc;

• при нежесткой системе;

• для получистовой обработки в углах;

• для труднообрабатываемых материалов, таких как титан.

Данный метод также является альтернативой при ограниченных мощности и крутящем моменте станка. Плунжерное фрезерование не является первым выбором для стабильных условий обработки вследствие меньшей производительности [71].

Рис. 1.19. Специализированные виды фрезерования: а – линейного и кругового; б – круговой интерполяции; в – плунжерного; г – по слоям