3.3. Современные конструкции фрез
При конструировании фрез общего назначения учитываются вопросы повышения долговечности и надежности их работы, а также производительности процесса фрезерования. Все многообразие применяемых методов совершенствования конструкции фрез общего назначения [13, 36] сводится к следующему.
1. Для увеличения производительности фрезерования за счет повышенных режимов резания у цельных цилиндрических, дисковых и концевых острозаточенных фрез увеличивается диаметр или уменьшается число зубьев. Это дает возможность делать зуб более массивным и прочным.
Для снижения вибрации при фрезеровании окружной шаг зубьев фрез выполняется неравномерным, а зубья — с большим углом наклона ω к оси фрезы. Примером может служить концевая (см. рис. 3.12, ж) и цилиндрическая фрезы Карасева.
Концевая фреза Карасева имеет малое с неравномерным шагом число зубьев (три-четыре), большой угол ω их наклона (до 45...60°), что увеличивает соответственно передний угол γ и дает возможность работать на форсированном режиме резания, а также обеспечивает плавность процесса фрезерования. Кроме того, зубья фрезы упрочняются за счет параболической спинки.
2. Для повышения производительности при торцевом фрезеровании (рис. 3.22, а) и улучшения качества обработанной поверхности следует применять так называемые торцово-конические, ступенчатые фрезы-протяжки, фрезы с зачистным зубом, двухлезвийные, с неперетачиваемыми пластинками, ротационные и другие торцевые фрезы прогрессивных конструкций.
Уменьшение угла в плане φ торцово-конических фрез (рис. 3.22, б) до 20° и глубины фрезерования t до 3 мм дает возможность при жесткой системе СПИД резко увеличить подачу на зуб фрезы при одних и тех же толщинах срезаемой стружки, т. е. сохранять одну и ту же тепловую напряженность процесса фрезерования. Это видно из приведенных ниже зависимостей между режимами резания (s и t) и элементами срезаемого слоя (a и b):
a = s sinφ и b = t/sinφ
Применение фрез-протяжек (рис. 3.22, в) со ступенчатой заточкой или смещением ножей зубьев в радиальном и осевом направлениях обеспечивает срезание более узких b1, b2, b3 и толстых а стружек, что дает возможность фрезеровать плоскости с большим припуском t.
Рис. 3.22. Разновидности торцевых фрез:
а — обычная торцевая; б — торцово-коническая;
в — ступенчатая фреза-протяжка;
г — фреза с зачистным зубом
Наличие одного и двух зачистных зубьев с переходным лезвием шириной l — 2…10 мм и φ0 = 0 у торцевых фрез обеспечивает получение поверхностей с малой шероховатостью. При этом зачистные зубья 2 (рис. 3.22, г) смещены на величину t1 = 0,05 мм в осевом положении по отношению к обычным зубьям 1 торцевой фреаы.
Повысить производительность (в два и более раз) процесса фрезерования торцов валов, установленных в двухместном приспособлении, можно за счет применения двухлезвийных торцевых фрез (рис. 3.23), у которых деталь А обрабатывается наружным 1, а деталь Б внутренним 2 лезвиями.
Применение торцевых твердосплавных фрез с механическим креплением неперетачиваемых многогранных (рис. 3.24, а) и круглых пластинок (рис. 3.24, в) обеспечивает значительное повышение стойкости по сравнению с использованием фрез с напайными ножами и резцами (рис. 3.24, 6).
Рис. 3.23. Обработка деталей двухлезвийной фрезой
