2.4.4. Фрезы для обработки различных поверхностей

Наиболее распространенные фрезы различают по форме и назначению: цилиндрические, торцовые, концевые, шпоночные, дисковые, угловые, фасонные, резьбовые и т. д.

Р и с. 2.46. Фреза цилиндрическая с винтовым зубом:

1–главное режущее лезвие; 2–спинка зуба; 3–передняя поверхность лезвия

Фрезы цилиндрические (рис. 2.46) предназначены для обработки плоских поверхностей, ширина которых меньше длины фрезы. Они могут быть изготовлены как цельные из быстрорежущих сталей, так и со вставными ножами из быстрорежущих сталей или пластинами из твердого сплава. Чаще всего их выпускают с винтовыми зубьями, т. е. с углом наклона относительно оси фрезы  = 30 ... 40.

Фрезы торцовые и торцовые головки предназначены для обработки поверхностей сравнительно большой площади, а также поверхностей, имеющих большую поверхностную твердость и прочность (поверхности отливок, заготовок, полученных одним из методов обработки давлением). Торцовые насадные фрезы предназначены для обработки уступов, небольших поверхностей (рис. 2.47).

Р и с. 2.47. Фреза торцовая насадная

Торцовые головки и насадные фрезы оснащают пластинами (резцами) из быстрорежущих сталей, твердых сплавов, керамики, а также (для чистового фрезерования) из эльбора.

Фрезы концевые предназначены для фрезерования плоскостей, уступов, пазов, различных контуров. Концевые фрезы могут быть цельными и со вставными зубьями из твердых сплавов. Хвостовик может быть как цилиндрический, так и конический. Цилиндрический хвостовик имеют фрезы диаметром до 20 мм.

Шпоночные фрезы предназначены для фрезерования шпоночных канавок (пазов) на валах. Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режущими лезвиями. Режущая часть шпоночных фрез может быть изготовлена из быстрорежущих сталей (Р12, Р6МЗ, Р6М5К5, Р9К10 и др.), может быть оснащена пластинами из твердых сплавов (Т15К6, Т5К10, ВК5, ВК8 и др.). Хвостовик изготовляют из конструкционных сталей.

Дисковые фрезы предназначены для фрезерования пазов с небольшими допусками на размер паза. Они могут также применяться для фрезерования уступов, канавок и др. Этот тип фрез изготавливается чаще всего с тремя режущими кромками (по периферии и по торцам) – трехсторонние фрезы. Иногда по заводским нормалям изготавливаются и двусторонние фрезы (по периферии и одному из торцов). Дисковые фрезы также могут быть цельные и со вставными ножами из инструментальных сталей, твердых сплавов, ГОСТ 16229 – 78 и ГОСТ 6469 – 69.

Рис. 2.48. Угловые фрезы:

а – одноугловая; б – двухугловая

Угловые фрезы предназначены для обработки угловых канавок, пазов, скосов, винтовых канавок и т. п. Угловые фрезы подразделяют на одноугловые (рис. 2.48, а) и двухугловые (рис. 2.48, б). Угловые насадные фрезы выполняют по ГОСТ 1695 – 80Е. Одноугловые фрезы имеют угол , равный 45, 60, 70, 80, 85, 90, 100, 105, 110 и 120', диаметр 40 – 80 мм, ширину 8 – 20 мм. Двухугловые имеют , равный 55, 60, 65, 75, 85, 90 и 100 . Угловые фрезы изготовляют из быстрорежущих сталей Р12, Р6М5, Р9К10, Р14Ф4 и др.

Существуют фасонные фрезы для фрезерования канавок и профилей различной конфигурации (ГОСТ 9305 – 69), фрезы для обработки Т-образных пазов (ГОСТ 7063 – 73, ГОСТ 10673 – 75), прорезные, отрезные, резьбовые и др.

2.4.5. Фрезерные станки, приспособления и вспомогательный инструмент, применяемый при фрезеровании

В зависимости от условий производства и для обработки заготовок различного вида могут использоваться различные фрезерные станки. Они могут быть подразделены на станки общего назначения и специальные.

К станкам общего назначения относятся: консольно-фрезерные (вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, универсальные и широкоуниверсальные станки); бесконсольно-фрезерные (с неподвижной или поворотной шпиндельной головкой, с круглым столом, с копировальным устройством); продольно-фрезерные (одностоечные горизонтальные или вертикальные); двухстоечные с двумя или более шпинделями; карусельно-фрезерные (с одним или более шпинделями).

К специальным станкам относятся копировально-фрезерные, шлице- и шпоночно- фрезерные, барабанно-фрезерные, фрезерные станки с ЧПУ и др.

В основу классификации станков фрезерной группы положены следующие признаки: положение оси шпинделя, выполняемые операции, конструктивные особенности, наличие программного управления и др.

Среди станков общего назначения различают несколько типов станков.

Вертикально-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных операций.

Отличительные особенности этих станков – вертикальное положение оси шпинделя и наличие подвижной консоли, на которой расположены салазки и стол. Стол, на котором закрепляют обрабатываемую заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок. Салазки перемещаются вместе со столом в поперечном направлении по направляющим консоли, которая, в свою очередь, перемещается по направляющим станины. Заготовка может таким образом перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Коробка подач смонтирована в консоли.

На вертикально-фрезерных станках используют в зависимости от выполняемых операций фрезы почти всех видов (фрезерные головки, концевые, модульные и др.).

Инструмент устанавливают либо на оправках с коническим хвостовиком, закрепляемым в шпинделе, либо в цанговых патронах. На вертикально-фрезерных станках выполняется встречное фрезерование; при наличии устройства, компенсирующего зазор между винтом и гайкой механизма продольной подачи, возможно и попутное фрезерование.

Горизонтально-фрезерные консольные станки также предназначены для фрезерования различных поверхностей: горизонтальных, наклонных и фасонных, уступов, пазов, фасонных поверхностей и др. Ось шпинделя станков этого типа горизонтальна. Движения подачи те же, что движения подачи заготовки на вертикально-фрезерном станке.

Универсальные станки этого вида имеют следующую отличительную особенность: стол их может поворачиваться относительно вертикальной оси на 45, что позволяет обрабатывать винтовые канавки на цилиндрических поверхностях с использованием делительной головки.

Широкоуниверсальные фрезерные станки имеют различные варианты установки шпинделя: в горизонтальном, вертикальном и наклонном положениях в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На широкоуниверсальных фрезерных станках могут быть использованы фрезы различных типов – цилиндрические, дисковые, торцовые головки и др. – для обработки средних по размерам заготовок в условиях единичного и мелкосерийного производства. Эти станки оснащают большим набором приспособлений: круглыми столами, делительными головками, специальными приспособлениями.

К специальным фрезерным станкам относят копировальные станки. Эти станки предназначены для обработки сложных контуров концевыми фрезами по копиру. Различают контурное и объемное копировальное фрезерование. Контурное фрезерование применяют для обработки замкнутых профилей с прямолинейной образующей (кулачки, шаблоны и т, п.), объемное – для получения сложных объемных поверхностей (пресс-формы, лопатки турбин и др.).

На фрезерных станках широко применяется различный вспомогательный инструмент. Конструкция его зависит от крепежно-присоединительной части фрезы и конструктивных особенностей шпинделя. Например, фрезы, имеющие цилиндрический хвостовик, закрепляют в цанговых патронах, а фрезы, имеющие конический хвостовик, – непосредственно в шпинделе или через переходную конусную втулку. Конец отверстий шпинделей фрезерных станков имеет конус Морзе № 3, 4, 5, некоторые станки имеют передний конец шпинделя с конусностью 7:24. Конус 7:24, при котором угол конусности превышает угол трения, не способствует удержанию инструмента, поэтому применяется дополнительное крепление длинной шпилькой, резьбовая часть которой входит в резьбовое отверстие хвостовика оправки или инструмента.

Для закрепления и установки заготовок на столе фрезерных станков используют различные универсальные приспособления: тиски различных конструкций, круглые столы, делительные головки, различные зажимные устройства. В условиях серийного производства применяют специальные гидро- или пневмозажимные устройства, позволяющие одновременно зажимать группу заготовок. Для деления круглых заготовок на равные и неравные части применяют специальные приспособления – делительные головки. С помощью универсальной делительной головки можно точно поворачивать заготовку на заданный угол, делить деталь на равные части и производить нарезание винтовых канавок.