Новые конструкции фрез

Категория:
Фрезерные работы


Новые конструкции фрез

Конструкция фрезы оказывает большое влияние на работоспособность фрезы и эффективность ее применения. Основным направлением в разработке новых конструкций твердосплавных фрез является применение сборных конструкций с неперетачиваемыми пластинками твердого сплава.

Механическое крепление пластинок дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без переточки. После полного износа пластинки она может быть быстро заменена новой. Резко сокращается время на восстановление фрез, так как в этих конструкциях оно сводится к замене износившихся пластинок или повороту на следующую грань, не прибегая к шлифовальным и заточным операциям. Завод-изготовитель снабжает каждую фрезу 8—10 комплектами запасных пластинок.

Применение неперетачиваемых пластинок имеет ряд преимуществ перед напаянными пластинками:
– более высокая стойкость (на 30% и более) по сравнению с напаянными пластинками за счет исключения операций пайки и переточек, снижающих режущие свойства твердых сплавов;
– быстросменность;
– возможность использования более износостойких марок твердого сплава, склонных к образованию трещин при пайке и заточке;
– возможность нанесения на пластинку износостойких покрытий (карбиды титана, нитриды титана и др.);
– резкое увеличение процента возврата твердого сплава на переточку (с 15—20% для напаянного инструмента до 90% для многогранников);
– сокращение вспомогательного времени на смену и наладку затупившегося инструмента;
– сокращение номенклатуры режущего инструмента и упрощение инструментального хозяйства;
– возможность централизованного производства сменных элементов для различных видов режущего инструмента (резцы, фрезы, протяжки и др.);
-возможность централизованной заточки на базе широкой механизации и автоматизации;
– постоянство размерных и геометрических параметров режущего инструмента, что особенно важно для станков с числовым программным управлением и др.

Рис. 1. Торцовая фреза с механическим креплением пятигранных неперетачиваемых пластинок

Указанные преимущества предопределяют экономическую эффективность применения инструментов, оснащенных многогранными пластинками.

Применение специальных типов торцовых фрез с неперетачиваемыми пластинками вместо универсальных позволяет полнее использовать возможности станка и фрезы. Торцовые фрезы общего назначения с неперетачиваемыми пластинками могут иметь пластинки следующих форм: круглые, шестигранные, пятигранные, , четырехгранные и трехгранные. Причем для всех указанных форм пластинок предусматривается два исполнения: с нормальными и мелкими зубьями.

На рис. 1 показана торцовая фреза конструкции ВНИИинструмент с механическим креплением пятигранных неперетачиваемых пластинок. Фреза состоит из корпуса, вставных державок с запрессованными в них штифтами, на которые могут быть свободно надеты сменные пластинки. Кольца и винты предназначены для крепления державок ножей и пластинок. Для более удобной сборки фрез предусмотрены шайбы и пружины, которыми пластинки предварительно прижимаются к базовым поверхностям корпуса.

На рис. 2 показана торцовая насадная фреза с круглыми неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. Эти фрезы предназначены для получистовой и чистовой обработки плоских поверхностей стальных и чугунных заготовок.

Фрезы можно применять и при черновой обработке для снятия припусков не более 5 мм. Биение торцовых режущих кромок пластинок 0,02—0,03 мм.

Круглые пластинки твердого сплава устанавливаются свободно на штифте державки и прижимаются винтом к базовой сфере, выполненной в виде желоба. Завод «Фрезер» выпускает торцовые фрезы диаметром 100, 125 и 160 мм с круглыми неперетачиваемыми пластинками твердого сплава марок ВК и ТК. Конструкция фрезы обеспечивает полное использование всего периметра режушей части пластинки.

Рис. 2. Торцовая фреза с круглыми неперетачивае-мыми пластинками

При правильной эксплуатации и износа пластинки не более 1,7 мм допускается применение режущей кромки пластинки со стороны второго торца. Общее возможное количество поворотов пластинок: 10—12 при чистовом и получистовом фрезеровании и 6—7 при черновом. После полного износа пластинки она заменяется новой. Возможность восстановления всех несущих элементов фрезы позволяет снабжать фрезы 8—10 комплектами запасных пластинок. Фрезы с четырехгранными неперетачиваемыми пластинками твердого сплава изготовляются диаметрами 100, 125, 160 и 200 мм.

Ступенчатые фрезы предназначь1 ны для обработки заготовок с большими при-1 пусками на обработку. Принцип работы этих фрез заключается в том, что зубья фрезы располагают на разной высоте и поэтому каждый зуб срезает лишь часть припуска.

Эти фрезы имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными, а именно: – дают возможность снимать большие припуски (18—22 мм) за один проход вместо двух или трех проходов при фрезеровании обычными фрезами; – при делении припуска между отдельными зубьями фрезы процесс фрезерования протекает спокойнее, с меньшей возможностью возникновения вибраций, а следовательно, и с повышенной в 1,5—2 раза стойкостью фрезы.

При износе одной из режущих граней пластинка поворачивается и в работу вступает следующая грань. Замена и поворот пластинок может производиться непосредственно на станке.

Двухступенчатые фрезы могут быть с пяти-и шестигранными пластинками для работы с припусками до 12—16 мм. Для снятия больших припусков (до 22—24 мм) рекомендуются трехступенчатые фрезы с четырехгранными пластинками. Рекомендуемая ширина фрезерования t = (0,6-0,7) D. Ступенчатые фрезы выпускаются диаметром 63—350 мм.

Рис. 3. Торцовая фреза с четырехгранными неперетачиваемыми пластинками

Рис. 4. Торцовая ступенчатая фреза с многогранными пластинками

В последнее время разработан ряд конструкций фрез со вставками из сверхтвердых материалов для фрезерования как открытых плоскостей, так и уступов.

Показанная на рис. 5 конструкция фрезы разработана в одном из научно-исследовательских институтов (авторы – Богородский Е. С. и Круглов В. В.) и предназначена для фрезерования открытых плоскостей. Фреза состоит из корпуса, кольца, режущей вставки, регулировочных винтов, крепежных болтов. Кольцо крепится к корпусу болтами. Для устранения торцового биения зубьев вставки регулируются винтами.

Эти фрезы применяются для получистовой и чистовой обработки деталей из закаленных сталей твердостью HRC до 60—65, сталей в состоянии поставки, чугунов, высококремниевых алюминиевых сплавов и других материалов. В ряде случаев фрезы из сверхтвердых материалов, в частности ПТНБ, применяются для фрезерования даже на плоскошлифовальных станках вместо шлифовальных кругов, в особенности при фрезеровании чугуна. При фрезеровании чугуна обработка может производиться при скоростях резания, значительно превышающих скорости резания при обработке стали. Если при фрезеровании стали скорость резания выбирается в пределах 120—300 м/мин, то при фрезеровании чугуна она может достигать 800—1000 м/ мин и более.

Некоторые конструкции торцовых фрез, оснащенных сверхтвердыми материалами, изготовляются серийно, например, Сестрорецким инструментальным заводом (конструкция ВНИИинструмент).

В области совершенствования конструкций торцовых фрез (головок) с целью повышения производительности чернового фрезерования наметилась тенденция создания фрез с иным расположением пластинок твердого сплава. В обычных конструкциях фрез поворотные не-перетачиваемые пластинки твердого сплава располагаются в радиальном направлении относительно корпуса. В новых конструкциях, например, фирмы «Ингерсол» (ФРГ) они располагаются в направлении касательной к корпусу и крепятся одним винтом. Основным преимуществом такого расположения пластинок является увеличение их проч- I ности в направлении действия тангенциальной составляющей силы резания Р2. Поэтому конструкции фрез с таким расположением пластинок позволят производить черновое фрезерование стали и чугуна на станках повышенной мощности и жесткости с большими подачами — до 1—1,5 мм/зуб при глубине резания до 8— 10 мм. При этом большое значение имеет правильный выбор геометрических параметров фрезы и прежде всего передних углов, а именно — положительный осевой и отрицательный радиальный передние углы зубьев фрезы.

Рис. 5. Торцовая фреза со вставками из сверхтвердых материалов

Рис. 6. Схема расположения пласшно )рпусе фрезы

В конструкциях торцовых фрез для чистового фрезерования часто взамен шабрения предусматривается применение широких резцов (ножей) с дополнительной режущей кромкой со вспомогательным углом в плане <р, =0. Теоретически для получения поверхности высокого класса шероховатости достаточно иметь у фрезы один широкий резец (зачи-стной зуб) с длиной дополнительной (горизонтальной) режущей кромки на 1 мм больше, чем подача на один оборот фрезы. Однако опыт показывает, что стойкость инструмента (по пути) будет недостаточной. Поэтому рекомендуется, чтобы все зубья фрезы были одинаковыми — с дополнительной режущей кромкой с Ф, =0. Фреза устанавливается в шпиндель станка так, чтобы широкие режущие кромки зубьев были расположены строго в горизонтальной плоскости. Для исключения контакта зубьев фрезы с уже обработанной плоскостью и царапания ее отходящей стружкой фрезерные станки по возможности снабжаются отвальными устройствами для наклона шпинделя на некоторый угол в вертикальной плоскости в направлении, противоположном направлению подачи (рис. 185). Практически всегда один зуб фрезы будет выступающим на некоторую величину относительно других зубьев. По существу он будет выполнять роль зачистного зуба и будет изнашиваться быстрее других. По истечении некоторого времени после начала работы широкие режущие кромки всех зубьев будут практически одинаково участвовать в работе.

Лучшего качества поверхности можно достигнуть, если широкие резцы (ножи) делать по схеме, показанной на рис. 186. Заточка таких ножей осуществляется на специальных заточных станках. Поверхности любых ножей для чистового фрезерования должны иметь шероховатость в пределах 12—14-го класса. Режущие кромки не должны иметь зазубрин. Описываемые конструкции фрез допускают возможность монтажа чистовых резцов по окончании черновой обработки в том же корпусе, без съема, при закрепленном в шпинделе станка инструменте.

Рис. 7. Широкий резец (нож) с дополнительной режущей кромкой

Рис. 8. Схема наклона шпинделя при чистовом фрезеровании

Рис. 9. Широкий резец (нож) с криволинейной режущей кромкой

Применение аэрозольного охлаждения в процессе резания соответствующими марками СОЖ приводит к повышению качества обработанной поверхности и стойкости фрез.

Режимы чистового фрезерования при обработке стали и чугуна фрезерными головками новой конструкции: глубина фрезерования 0,1ч-ч-0,2 мм, подача до 2000— 3000 мм/мин, скорость резания — 150—200 м/мин.

Проверку качества заточки или доводки производят внешним осмотром с помощью лупы. Режущие кромки фрез должны быть острыми, без зазубрин и выбоин.

Наличие трещин на пластинках твердого сплава определяют, пользуясь лупой, смачивая пластины керосином и обдувая их песком. В этом случае при наличии трещин выступает керосин.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум