- •Часть 2. Режущий инструмент
- •1 Резцы.
- •Конструкция и геометрические параметры токарного резца.
- •1.1 Классификация резцов.
- •1.2 Выбор оптимальных геометрических параметров токарных резцов.
- •1.2.2. Параметры режущей части резцов с неперетачиваемыми твердосплавными пластинами.
- •1.3 Современные конструкции токарных резцов.
- •1.3.2. Резцы с механическим креплением твердосплавных сменных многогранных пластин (смп).
- •1.4 Фасонные резцы
- •Инструменты для обработки отверстий.
- •2.1 Классификация инструментов для обработки отверстий.
- •2.1.1 Сверла.
- •2.1.2. Зенкеры.
- •2.1.3 Развертки.
- •2.1.4. Расточные инструменты.
- •2.1.5. Комбинированные инструменты.
- •2.2. Спиральное сверло. Основные части, режущие элементы, геометрические параметры.
- •2.3.Способы повышения стойкости сверл.
- •2.4. Элементы режима резания и среза при сверлении.
- •2.5. Силы, действующие на сверло.
- •2.4. Зенкеры.
- •2.5. Развертки.
- •2.6 Комбинированные инструменты и инструменты для расточки отверстий.
- •3. Фрезы общего и специального назначения.
- •3.1 Основные типы фрез и их назначение.
- •Встречное и попутное фрезерование
- •4. Протяжной инструмент
- •5. Резьбообразующие инструменты
- •5.1. Накатывание наружной резьбы
- •5.2. Нарезание наружной резьбы.
- •5.3. Выдавливание внутренней резьбы.
- •5.4. Нарезание внутренней резьбы.
- •6. Зуборезные инструменты.
- •6.1. Формообразование при резании зубчатых колес.
- •6.2. Конструкции зуборезных инструментов.
- •6.2.1. Дисковые модульные фрезы.
- •6.2.2. Пальцевая зуборезная фреза
- •6.2.3. Зубодолбежные головки.
- •6.2.4. Червячные зуборезные фрезы.
- •6.2.5. Червячные фрезы для червячных колес.
- •6.2.6. Зуборезные долбяки.
- •6.2.5. Шеверы.
- •7. Абразивная обработка и абразивные инструменты.
- •7.1. Понятие об абразивной обработке.
- •7.2. Характеристика абразивного инструмента.
- •7.3. Форма абразивного инструмента.
- •7.4. Технологические разновидности процесса шлифования
3. Фрезы общего и специального назначения.
Фрезерование – это универсальный и производительный метод механической обработки материалов резанием с помощью инструмента, имеющего главное вращательное движение и хотя бы одно движение подачи, направленное не по оси фрезы. Фрезерование позволяет получить как высокоточные поверхности (до = 0,63мкм, 7…8 –го квалитета точности при скоростном и тонком фрезеровании), так и грубые (14…17-го квалитета точности при черновом фрезеровании).
Фрезы обычно являются многолезвийным режущим инструментом, каждое лезвие которого снимает одинаковое количество обрабатываемого материала. Наиболее часто фрезерование применяют для обработки плоских поверхностей (плоскостей, пазов, уступов и т.п.). Но с его помощью можно также обрабатывать фасонные, резьбовые, шлицевые, зубчатые и другие поверхности деталей машин.
Процесс резания при фрезеровании имеет следующие отличительные особенности.
1. Периодически повторяющийся по времени цикл работы режущих кромок: резание – отдых (в течение оборота зуб фрезы находится в контакте с обрабатываемым материалом сотые или тысячные доли секунды, т.е. на протяжении большей части оборота режущие кромки «отдыхают»).
2. В течение одного цикла резания режущие кромки испытывают переменную нагрузку в связи с изменением толщины срезаемого слоя (при этом у фрез с прямыми зубьями изменяется только толщина, а у фрез с винтовыми зубьями – и толщина срезаемого слоя, и длина контакта режущей кромки с заготовкой).
3. Режущие кромки и система СПИД в целом испытывают переменные нагрузки вследствие периодически повторяющегося процесса врезания режущего зуба в материал заготовки и выхода из него (сила резания, действующая на зуб фрезы, изменяется от нуля до максимальной, значение которой определяется режимом резания, физико-механическими свойствами обрабатываемого материала и прочими условиями обработки). Следовательно, процесс резания при фрезеровании сопровождается интенсивными вынужденными колебаниями. Врезание начинается с некоторой толщины срезаемого слоя а > r (где r – радиус скругления режущих кромок фрезы), поэтому зуб фрезы некоторое время не срезает припуск, а скользит, пластически деформируя обрабатываемый материал. В схемах фрезерования, где продолжительность скольжения велика, это приводит к существенному ухудшению условий работы инструмента, вызывая его повышенный износ.
4. Фрезерование является способом многолезвийной обработки, так как в процессе резания участвуют одновременно несколько зубьев; причем, чем больше их число, тем меньше интенсивность колебаний и спокойнее протекает процесс резания.
3.1 Основные типы фрез и их назначение.
В настоящее время производят фрезы широкой номенклатуры, которые различаются по внешнему виду, размерам и конструкции.
Цилиндрические фрезы (рис. 3.1,а) предназначены для установки на горизонтально-фрезерных станках при обработке плоских поверхностей шириной до 120мм при условии, что ширина В обрабатываемой поверхности на заготовке на 5…6мм меньше длины L рабочей части фрезы. Цилиндрические фрезы изготовляют из быстрорежущей стали целиком (D < 100мм) или со вставными ножами (D > 100мм). Большой расход дорогого инструментального материала привел к тому, что в настоящее время цилиндрические фрезы практически не применяют. Тем не менее, ряд технических решений представляет практический интерес. Это, например, конструкция фрезы с переменным угловым шагом (с разностью 6º) и увеличенным углом наклона зубьев (w = 40º) с левым направлением, а также большой жесткостью зуба.
Торцевые фрезы (рис.3.1,б) отличаются от концевых отношением диаметра D к длине рабочей части L. (Для торцевых фрез D/ L = 4…6, для концевых фрез D/ L = 0,2…0,5). Стандартные торцевые фрезы выпускают диаметром от 50 до 630мм с напаянными и неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. Зарубежные фирмы производят также фрезы со сменными пластинками из минералокерамики.
Торцевые фрезы предназначены для обработки плоских поверхностей и используются на разнообразных станках: горизонтально – и вертикально – фрезерных, карусельно - и барабанно – фрезерных и др. Обычно диаметр фрезы составляет 1,2…1,25 ширины обрабатываемой поверхности.
Дисковые фрезы (рис. 3.1, в) в соответствии со стандартом выпускают диаметром от 63 до 315мм с напаянными и неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. Режущие зубья у них расположены на периферийной цилиндрической поверхности. В зависимости от их геометрии фрезы могут быть одно - (для фрезерования плоскостей), двух- (для обработки взаимно перпендикулярных поверхностей) и трехсторонними (для фрезерования пазов, канавок и т.п.).
Отрезные фрезы (рис. 3.1, г) изготовляют шириной от 1 до 5мм с режущими зубьями из быстрорежущей стали или твердого сплава на периферийной цилиндрической поверхности. Их используют для разрезки материалов на горизонтально – и продольно – фрезерных станках. Особый интерес представляют дисковые пилы, разработанные в Самарском аэрокосмическом университете. Их отличительной особенностью является разделение зубьев на прорезные и зачистные. Это значительно облегчает работу фрезы, поскольку прорезной зуб обеспечивает предварительную прорезку паза, а зачистной окончательно формирует заданный размер.
Рис. 3.1 Схемы фрезерования и типы фрез.
Прорезные (шлицевые) фрезы (рис.3.1,г) выпускают диаметром 40…75мм и шириной 0,2…5мм с режущими зубьями из быстрорежущей стали или твердого сплава на периферийной цилиндрической поверхности. Они предназначены для фрезерования узких пазов и шлицев в головках винтов и шурупов.
Концевые фрезы (рис. 3.1,д) широко используют при обработке на станках с ЧПУ самых различных поверхностей, начиная от самых простых и кончая сложными фасонными. Их также применяют при работе на вертикально-фрезерных станках. Кроме того, концевые фрезы используют для обработки поверхностей вращения на токарно-фрезерных станках. Концевые фрезы изготавливают с коническим или цилиндрическим хвостовиком, цельными или сборными, из быстрорежущей стали или твердого сплава. Причем они могут быть оснащены винтовыми, прямыми и неперетачиваемыми твердосплавными пластинками.
Угловые фрезы (рис. 3.1, е) изготовляют диаметром 35…90мм с режущими зубьями из быстрорежущей стали или твердого сплава. Их применяют для фрезерования профильных угловых канавок, как правило, в инструментальном производстве. Наиболее часто эти фрезы используют при работе на универсально – фрезерных станках.
Фасонные фрезы имеют профиль режущих зубьев, соответствующий профилю обрабатываемой поверхности. На рис. 3.1, ж,з в качестве примера показаны фрезы с выпуклым и вогнутым полукруглым профилем режущих зубьев. Обычно их изготовляют из быстрорежущей стали, но в настоящее время на ряде зарубежных инструментальных фирм выпускают фасонные фрезы с неперетачиваемыми твердосплавными пластинками.
Шпоночные фрезы (рис. 3.1, и, к) производят диаметром 3…40мм с режущими зубьями из быстрорежущей стали или твердого сплава. Их используют для обработки шпоночных пазов на вертикально – и горизонтально - фрезерных станках, а также на станках с ЧПУ.