Фрезы и их конструктивные особенности

Фреза — многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого или на торце имеются режущие зубья. Фрезы применяются для обработки плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, тел вращения, а также для разрезания материалов (пилы) и для изготовления резьбы (резьбовые фрезы) и зубчатых колес (зуборезные фрезы).

По типу (назначению) различают фрезы цилиндрические, торцовые, дисковые пазовые (одно-, двух- и трёхсторонние), отрезные (прорезные), концевые, шпоночные, Т-образные пазовые, угловые, фасонные (в т. ч. модульно-дисковые и пальцевые), червячные;

по сечению зуба — остроконечные, затылованные;

по форме зубьев — с прямыми, винтовыми, разнонаправленными зубьями;

по направлению винтовых канавок — с правыми и левыми канавками;

по конструкции — цельные, составные, сборные, со вставными зубьями (ножами), комплектные:

по способу крепления — насадные, с хвостовиком (конические или цилиндрические);

по материалу режущей части — из быстрорежущей стали, твёрдого сплава, композиционного материала.

Изготовляют фрезы из инструментальных углеродистых и легированных сталей марок У10А, У12А и 9ХС, из быстрорежущих сталей Р9 и Р18, из твердых сплавов (пластинки ножей) ВК8 и Т15К6 и др. Так, например цилиндрические фрезы с мелкими зубцами изготовляют из сталей У12А, 9ХС, Р9, Р18; фрезы угловые — из тех же сталей и стали марки У10А; фрезы торцовые насадные со вставными ножами — корпус из сталей 40, 45, а ножи из сталей 40Х, У8, детали крепления ножей — из сталей 40Х, У7; пластинки к ножам — из твердых сплавов ВК8 для чугуна и Т15К6 для стали и т. д.

Фрезы из быстрорежущих сталей после термообработки способны сохранять режущие свойства при температуре до 600°С (873 К).

Твердые сплавы в виде небольших пластинок припаиваются или механически крепятся к ножам, резцам или корпусу фрезы. Они выдерживают температуру нагрева до 1000°С (1273, имеют высокую твердость, не нуждаются в дополнительной термообработке и допускают скорости резания в 4…5 раз выше, чем для фрез из быстрорежущих сталей. Однако твердые сплавы обладают повышенной хрупкостью и склонны к образованию трещин при резких изменениях температуры, что следует учитывать при эксплуатации фрез, оснащенных ими.

Для экономии дорогостоящих инструментальных материалов, цельными изготавливаются только фрезы небольшого диаметра. В остальных случаях их выполняют сборными, состоящими из корпуса, в пазах которого различными способами крепятся ножи или резцы. Насадные фрезы снабжены посадочными отверстиями стандартных диаметров, хвостовые имеют конический или цилиндрический хвостовик.

Крупнозубые фрезы предназначены главным, образом для чернового фрезерования, мелкозубые - для чистового.

Геометрические параметры режущей части наиболее широко используемых типов фрез - цилиндрической и торцовой.

Основные элементы цилиндрической фрезы следующие: передняя поверхность 1, по которой сходит срезаемая стружка; спинка зубца 2, которая может быть прямолинейной, двухугловой или криволинейной; задняя поверхность 3 шириной f = 1 ÷ 2 мм; главное режущее лезвие 4, которое выполняет основную работу резания и может быть прямым, циклонным или винтовым с углом ω; ленточка шириной К = 0,05 ÷ 0,1 мм оставляется при заточке для более точного изготовления фрез по диаметру.

Рисунок 7.2 Геометрические параметры режущей части цилиндрической фрезы:

1 — передняя поверхность зуба; 2 — задняя поверхность зуба; 3 — затылочная поверхность зуба; 4 — винтовая главная режущая кромка зуба.

Основными геометрическими параметрами лезвия являются следующие углы: γ - главный передний угол. Угол в секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. α - главный задний угол. Угол в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания. - угол наклона

Режущее лезвие у торцовой фрезы имеет более сложную форму. Оно состоит из главного лезвия 1, углового и переходного лезвий 2 и торцового лезвия 3.

Рисунок 7.3 Геометрические параметры режущей части торцовой фрезы:

1 — главная режущая кромка; 2 — переходная режущая кромка.

Главный передний угол фрезы γ измеряется в главной секущей плоскости. Зуб фрезы имеет угол в плане φ и φ₁. Задний угол α и вспомогательный задний угол α₁ .