Фрезерное дело

§ 67. 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 затачивания. 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 каждую фрезу снабжает 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.

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 зубьями и с мелкими зубьями.

На рис. 200 показана торцовая фреза конструкции ВНИИ с механическим креплением пятигранных неперетачиваемых пластинок. Фреза состоит из корпуса 7, вставных державок 6 с запрессованными в них штифтами 8, на которые могут быть свободно надеты сменные пластинки 7. Кольца 2 и винты 3 предназначены для крепления державок ножей и пластинок. Для более удобной сборки фрез предусмотрены шайбы 4 и пружины 5, которыми пластинки предварительно поджимаются к базовым поверхностям корпуса.

Рис. 200. Торцевая фреза с механическим креплением пятигранных неперетачиваемых пластинок

На рис. 201 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.

Рис. 201. Торцовая фреза с круглыми неперетачиваемыми пластинками

Круглые пластинки твердого сплава устанавливаются свободно на штифте державки и прижимаются винтом к базовой сфере, выполненной в виде желоба. Завод «Фрезер» выпускает торцовые фрезы диаметрами 100,125 и 160 мм с круглыми неперетачиваемыми пластинками твердого сплава марок ВК и ТК. Конструкция фрезы обеспечивает полное использование всего периметра режущей части пластинки. При правильной эксплуатации и износе пластинки по задней грани 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 (рис. 202) изготовляются диаметрами 100, 125, 166 и 200 мм.

Рис. 202. Торцовая фреза с четырехгранными неперетачиваемыми пластинками

Ступенчатые фрезы предназначены для обработки заготовок с большими припусками 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.

На рис. 203 показана ступенчатая фреза с механическим креплением многогранных твердосплавных пластинок конструкции ВНИИ. Она состоит из корпуса 7, в который вставляется кольцо #, фиксируемое винтами 9. Крепление твердосплавной пластинки б к базам на корпусе и кольце осуществляется при помощи державки 5 и запрессованного в ней штифта 7. Державку и кольцо 3 соединяют винтами 2. Пружины 4 предохраняют винты от самоотвинчивания.

Рис. 203. Торцовая ступенчатая фреза с многогранными пластинками

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) рекомендуется трехступенчатые фрезы с четырехгранными пластинками. Рекомендуемая ширина фрезерования t = (0,6-0,7)D. Ступенчатые фрезы выпускаются диаметром 63—350 мм.

На рис. 204 показана новая конструкция обдирочной концевой фрезы. Зубья этой фрезы острозаточенные, а не затылованные, и с неравномерным окружным шагом. Такие фрезы обладают большей виброустойчивостью, повышенной стойкостью, более высокой (на 60-70%) производительностью по сравнению со стандартными фрезами.

Рис. 204. Концевая фреза с острозаточенными зубьями

На рис. 205 показана концевая фреза со сменными твердосплавными пластинками, переставляемыми без съема фрезы со станка. Такие фрезы имеют диаметр 40; 50 и 63 мм.

Рис. 205. Концевая фреза с пластинками твердого сплава