Хонинговальные головки. Их расчет и конструкция. Типы фрез и их назначение. Общие конструктивные элементы фрез.

Хонингование — вид абразивной обработки материалов с применением хонинговальных головок (хонов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических поверхностей путём совмещения вращательного и возвратно-поступательного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивнымибрусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Один из видов чистовых и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0,63÷0,04. Хонингование наружных поверхностей осуществляется на специализированных станках (горизонтально-хонинговальных) или модернизированных (шлифовальных, горизонтально-расточных), производительность при этом по сравнению с суперфинишированием в 2—4 раза выше вследствие бо́льшего количества брусков и бо́льших давлений.

Хонинговальная головка содержит корпус 1, установленный на станке с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещений. В корпусе 1 размещен шток 2 с разжимными конусами 3 и 4, также имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения. Разжимные конуса 3 и 4 штока 2 контактируют с секторами-толкателями 5 и радиально разжимают их. Секторные толкатели 5 размещены в радиальных окнах корпуса 1 и взаимодействуют с брускодержателями 6. Брускодержатели 6 в количестве не менее двух выполнены в виде винтообразной цилиндрической пружины сжатия, на наружной поверхности которых располагаются абразивные бруски 7. Соотношение ширины абразивного бруска 7 к ширине брускодержателя 6 принято в среднем не менее 2/3. С внутренней обращенной к секторам-толкателям стороны 8 брускодержатели 6 на всей длине имеют по два выступа 9, в сечении выполненные в виде полуокружности, обеспечивающие линейный контакт с секторами - толкателями 5 и уменьшающие силу трения скольжения, которая возникает при разжиме.

Недостатком хонинговальной головки является искусственное уменьшение количества режущих зерен при образовании впадин, что соответственно снижает производительность и увеличивает нагрузку на оставшиеся зерна, кроме того, при входе и выходе выступов прерывистых брусков при перебеге под действием рабочего радиального усилия снижается виброустойчивость, качество и точность обработки.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей, повышение производительности и точности обработки путем увеличения окружной жесткости инструмента и за счет выполнения нормированного шага наклонных брусков, что обеспечивает улучшение отвода стружки и подачи СОЖ.

Фреза́ — инструмент с одним или несколькими режущими лезвиями (зубьями) для фрезерования. Виды фрез по геометрии (исполнению) бывают — цилиндрические, торцевые, червячные, концевые, конические и др. Виды фрез по обрабатываемому материалу - дерево, сталь, чугун, нержавеющая сталь, закаленная сталь, медь, алюминий, графит. Материал режущей части — быстрорежущая сталь, твёрдый сплав, минералокерамика, металлокерамика или алмаз, массив кардной проволоки. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала), сварные (хвостовик и режущая часть состоит из различного материала, соединённые сваркой), напайные (с напаянными режущими элементами), сборные (из различного материала, но соединённые стандартными крепёжными элементами — винтами, болтами, гайками, клиньями). Отдельно выделяют фрезерные головки — фрезы со сменными пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали. Также такие фрезы часто называют механическими, а головку без ножей - корпусом. На рисунке представлена торцовая фреза с механическим креплением твёрдосплавных пластин.

 

Концевая фреза (end mill)- это режущий инструмент, используемый в промышленных фрезерных станках. Она отличается от сверла применением, геометрией и производством. В то время как сверло может работать только в осевом направлении, концевые фрезы в общем случае могут работать во всех направлениях, хотя некоторые из них не могут работать в осевом направлении. Концевые фрезы отличаются креплением в шпинделе фрезерного станка. Крепление фрез в шпинделе станка производят при помощи цилиндрического или конического хвоста.

Концевые фрезы подразделяют на:

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

-концевые, оснащённые коронками и винтовыми пластинками из твёрдого сплава;

-концевые шпоночные с цилиндрическим и коническим хвостовиками;

-шпоночные, оснащённые твёрдым сплавом;

-концевые для Т-образных пазов;

-концевые для сегментных шпонок.

 

Фрезы с плоским торцом используются для раскроя, выборки, черновой обработки. Кончик фрезы имеет "П" образную форму. Диаметр хвостовика от 0.2 мм. Диаметр рабочей части от 0.2 мм. В ряде случаев имеет угловые скругления с радиусом до 0.5 мм. Количество зубьев варьируется от 1 до 6. Направление витков для отвода стружки может иметь разные направления: правое (стружка вверх), левое (стружка вниз), прямое (стружка по вектору движения), гибридное (правое с одним витком влево).

Сфера применения зависит от количества зубьев:

-фреза с плоским торцом одним зубом используется для черной обработки, раскроя;

-фреза с плоским торцом двумя зубьями используется для черновой, получистовой обработки и раскроя;

-фреза с плоским торцом с количеством зубьев более трех используется для выборки, получистовой и чистовой обработки мягким металлов, стали, углеродистой и легированной стали.

 

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 необходимы для резки, разрезов или других операций, связанных с грубой обработкой металла или неметалла.

Дисковые фрезы бывают трёх типов:

-шлицевые или шпоночные;

-двусторонние;

-трёхсторонние.

Шлицевые 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.

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 даёт возможности получить необходимые задние и передние углы.

Дисковые фрезы со сменными твердосплавными пластинами могут быть регулируемыми, т.е. в зависимости от положения картриджей, к которым крепятся пластины, фреза может делать пазы различной ширины.

В металлообработке фрезы со сферическим торцем используются для изготовления и др. деталей сложной формы. Таких, как штампы, пресс-формы, лопатки турбин и т.д. Хотя чаще фрезы со сферической головкой изготавливаются цельнотвердосплавными (монолитными), но встречаются и варианты со сменными пластинами.

В деревообработке фрезы со сферическим торцем используются при изготовлении 3D изделий (высокохудожественная фрезеровка) при производстве мебели, икон, элементов декора и тп. В последнее время часто использовуют конические фрезы со сферическим торцем для 3D фрезерования.

 

 

37. Диаметр и число зубьев фрезы. Углы режущей части фрезы. Форма зубьев впадин. Угол наклона зубьев. Передний, задний, вспомогательный в плане углы фрезы. Посадочные размеры. Стандарты.

Одним из важных конструктивных элементов таких фрез является их наружный диаметр. При определении размеров наружного диаметра необходимо учитывать, что с увеличением наружного диаметра можно применять оправки большего диаметра. Это позволяет работать с большими нагрузками, так как оправка будет более жесткой и прочной.
Фрезы большего диаметра имеют увеличенное число зубьев, лучшие условия для отвода тепла. При обработке такими фрезами возрастает дуга контакта зубьев с заготовкой. Все это обеспечивает более спокойную работу и способствует повышению качества обработанной поверхности и стойкости инструмента. Однако с увеличением диаметра фрезы повышается расход материала, стоимость инструмента, возрастает также время, необходимое для врезания фрезы, что снижает производительность.

Число зубьев фрезы и их окружной шаг зависят от характера работы и принятых режимов резания. Фрезы с большим окружным шагом и небольшим числом зубьев обладают следующими качествами: зуб получается более прочным и массивным, допускает большее количество переточек, лучше отводит теплоту от режущих кромок, обеспечивает лучшее размещение стружки во впадинах, позволяет срезать более толстые стружки, что способствует снижению усилий, действующих на фрезу. Поэтому фрезы с крупным зубом получили большое распространение. Фрезы с мелким зубом применяются при обработке заготовок с небольшими припусками, а также при фрезеровании хрупких металлов, таких как чугун и др.

Задний угол α представляет собой угол между касательной к задней поверхности зуба фрезы и касательной к траектории движения точки лезвия, принимаемой за окружность, этот угол измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т.е. в плоскости торца фрезы. Нормальный задний угол αn измеряется в плоскости перпендикулярной к режущему лезвию.

Передний угол φ представляет собой угол между касательной к следу передней поверхности и следом осевой плоскости, проходящих через точку лезвия данного зуба; этот угол измеряется в плоскости, перпендикулярной к режущему лезвию. Поперечный передний угол φ1 измеряется подобно заднему углу α в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т.е. в плоскости торца фрезы. Передний угол может иметь как положительное, так и отрицательное значение.

Угол наклона зубьев обеспечивает более спокойные условия резания по сравнению с прямым зубом и придает направление сходящей стружке.