Призначення та конструкції основних видів фрез

Фрези застосовуються в машинобудуванні понад півтора століття. За цей час розроблено багато конструкцій фрез. Серед всіх видів лезових інструментів фрези виділяються найбільшою різноманітністю. Вони класифікуються за декількома ознаками:

- по матеріалу зубів – швидкорізальні, твердосплавні, мінералокерамічні, ельборові;

- по способу закріплення зубів – суцільні, збірні, з механічним кріпленням;

- по способу закріплення на верстаті – хвостові і насадні;

- по формі зубів – гостроконечні і затиловані;

- по конструкції і призначенню – циліндричні, торцеві, пальцеві (кінцеві), дискові, кутові, фасонні.

Найбільш поширеними є торцеві та пальцеві фрези, які мають бути вивченими на цій лабораторній роботі.

Торцеві фрези призначені для обробки горизонтальних і вертикальних площин (рис. 1, а), широких канавок, уступів.

Фрези діаметром до 100 мм можуть виготовлятись суцільними з швидкорізальної сталі (рис.6, а). Ці фрези діаметром 40 і 50 мм закріплюються на оправці через поздовжню шпонку,а діаметром 63, 80 і 100 мм закріплюються через торцеву шпонку (рис. 6, б). Суцільні торцеві фрези виготовляють з дрібним зубом з кутом підйому гвинтової лінії ω = 25–30 та з великим зубом з кутом ω = 35–40. Кути γ = 15, α = 14 на циліндричній поверхні і γ = 12, α = 8 на торцю фрези.

 

 

а) б)

Рис. 6. Торцева суцільна фреза (а) та оправка для закріплення торцевих фрез (б)

 

Торцеві фрези з вставними ножами з швидкорізальної сталі застосовуються для обробки площин і неглибоких уступів. Корпусфрези, виготовлений з конструкційної сталі, має клиноподібні пази з кутом 5. На задній стінці паза є рифлення. Ножі з швидкорізальної сталі також у формі клина з рифленнями на одній стороні забиваються в пази. Завдяки наявності рифлень ножі можна переставляти, змінюючи діаметр фрези. Після перестановки ножів фрезу необхідно переточувати. Обертовий момент на фрезу передається через торцеву шпонку. Фреза має кути φ = 90, γ = 15, α = 12.

Торцеві фрези діаметром від 100 до 500 мм виготовляються з вставними ножами, оснащеними пластинами твердого сплаву (рис. 7). При обробці чавуну використовуються пластини з ВК6, ВК8, а при обробці сталі – Т5К10, Т14К8. Пластина припаюється до ножа, а ніж забивається в клиноподібний паз корпусу. На задній стінці пазу і на поверхні ножа є рифлення. Ножі мають кути φ = 90, γ = 8, α = 8.

 

Рис. 7. Торцева фреза з ножами, оснащеними твердим сплавом.

Для фрез діаметром 100–630 мм може використовуватись інша система кріплення ножів. Ножі з припаяними твердосплавними пластинами в формі токарних різців вставляються в пази корпусу. Між ножем і задньою стінкою паза забивається клин з кутом нахилу 3. Такі фрези виготовляються з кутами φ = 60, γ = 5, α = 15.

Найбільш ефективними є торцеві фрези з механічним кріпленням багатогранних пластин з твердого сплаву і мінералокераміки (рис. 8). Після затуплення різальної кромки пластину повертають навколо осі і в роботу вступають інші різальні кромки. Заміна пластин може здійснюватись без знімання фрези з верстата. Застосовуються різні конструкції кріплення багатогранних пластин на таких фрезах. Такі фрези діаметром до 80 мм виготовляються з власним хвостовиком.

 

 

Рис. 8. Торцева фреза з механічним кріпленням багатогранних пластин

Кінцеві фрези призначені для обробки пазів, уступів, нешироких площин. Фреза має робочу частину, шийку і хвостовик (рис. 9). Робоча частина може бути швидкорізальною або твердосплавною.

Рис. 9. Кінцева фреза з конусним хвостовиком

 

Кінцеві швидкорізальні фрези діаметром 3–20 мм виготовляються з циліндричним хвостовиком, а діаметром 16–50 мм – з конусним хвостовиком під конус Морзе № 2–5. Конусний хвостовик має отвір з різьбою для затягування фрези в конусний отвір шпинделя верстата. Фрези діаметром до 10 мм виготовляються суцільними з швидкорізальної сталі, а фрези більшого діаметра мають робочу частину з швидкорізальної сталі Р6М3, Р12, Р9К10, Р9М4К8Ф та інших, до якої приварений хвостовик з конструкційної сталі 45, 50, 40Х, 45ХН. На циліндричній поверхні робочої частини розміщені гвинтові зуби під кутом ω = 30–45, які переходять на торець фрези. На циліндричній частині γ = 15, α = 14, а на торцевій γ = 6, α = 10.

Кінцеві фрези можуть виготовлюватись або оснащуватись твердим сплавом. Фрези діаметром 5–10 мм можуть виготовлятись суцільними з твердого сплаву ВК6М, ВК8, ВК10М. Такі фрези використовують для обробки уступів і пазів на заготовках з кольорових, легких і титанових сплавів та гартованих сталей. Фреза має циліндричний хвостовик та кути ω = 35, γ = 10, α = 15. Фрези діаметром 10–22 мм можуть виготовлятись з твердосплавною коронкою, яка напресовується на конусний хвостовик. Зуби на коронці знаходяться під кутом ω= 25–35. Фрези діаметром 12–50 мм оснащаються гвинтовими пластинами з твердого сплаву. Пластини припаюються до корпусу фрези.

 

Рис. 10. Кінцева фреза для чорнової обробки.

 

Для чорнової обробки глибоких і широких пазів, високих уступів, нешироких площин застосовують спеціальні кінцеві фрези (рис. 10). Фреза має гвинтові зуби на циліндричній поверхні. Частина таких фрез виготовляється із зубами, розміщеними на торцевій поверхні. На гвинтових зубах є канавки для подрібнення стружки. Фреза має затилований зуб і заточується по передній поверхні. Робоча частина виготовлена з швидкорізальної сталі і приварена до хвостовика з конструкційної сталі.