Трохоидальное фрезерование концевыми фрезами от WIDIA — Журнал «Твердый сплав»

Концевая фреза назначение, классификация, ГОСТы по металлу и дереву ГОСТ, назначение, классификация

В механообработке термин «концевая» употребляется в двух контекстах: конструктивном и технологическом. Согласно п.4 ГОСТ 3855-2013 все используемые в механообработке фрезерные инструменты по своим конструктивным особенностям делятся на два основных вида: концевой и насадной. Концевая фреза выполнена воедино с поводком (цилиндрическим или коническим хвостовиком) и для ее применения не требуется дополнительная оснастка. Насадные фрезеры перед использованием монтируют на стандартные цилиндрические или конические оправки.

В соответствии с п. 2.2 того же стандарта концевое фрезерование является одним из пяти видов фрезерной обработки. При его выполнении припуск с обрабатываемой заготовки снимается режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности инструмента. Концевая фреза стандартного типа имеет режущие зубья и на стороне торцевой поверхности, но они выполняют только вспомогательную роль. Помимо стандартных существует множество других разновидностей, у которых режущими являются как цилиндрическая, так и торцевая поверхность. Но это особый подвид и применяется он в узкоспециализированных целях.

Назначение инструмента

Ось вращения концевого фрезера направлена под прямым углом к плоскости заглубления. При этом его основные режущие кромки располагаются на боковой цилиндрической поверхности, т. е. резание происходит по лини их соприкосновения с плоскостью обработки. На торцевом конце также находятся режущие кромки, расположенные под углом к оси вращения, которые выполняет вспомогательную функцию. Режущая поверхность такого фрезера выполнена в виде спиральных или наклонных зубьев, при этом угол наклона может составлять 30-45°.

Особенности и применение

Конструктивно концевые фрезы по металлу делятся на два вида: цельнометаллические (из твердых сплавов) и со вставными режущими элементами. Самыми распространенными являются монолитные твердосплавные концевые фрезеры. Они характеризуется высокой жесткостью, стабильностью параметров и оптимальным соотношением цены и технологических возможностей. Фрезеры с вставными режущими элементами из специальных сплавов с напылением используют при специальных режимах резания, например, фрезеровке по нержавейке, сплавам титана и другим сложным материалам.

Основная область применения концевого фрезерования — это продольная обработка плоскостей параллельных оси вращения инструмента. Типичным примером такой технологической операции является фрезеровка линейных и контурных пазов и канавок, формирование ступенчатых плоскостей, а также выборка прямолинейных и фигурных выемок различной глубины. При этом для глубоких поверхностей применяют фрезы концевые с цилиндрическим или коническим хвостовиком, удлиненные до нужного размера. Основные виды изделий, обрабатываемых концевым фрезерованием — это:

  • плиты с линейными и Т-образными пазами;
  • штампы и прессформы;
  • плоские поверхности и зубчатые шестерни с канавками и выемками;
  • шаблоны, матрицы, пуансоны;
  • вала со шпоночными пазами;
  • корпусные детали со сквозными окнами.

Размерные ряды концевых фрезеров определены государственными стандартами. Изделия из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком имею размерный ряд 3-32 мм и устанавливаются на оборудование с помощью зажимных патронов и цанг. Инструмент среднего и большого диаметра выпускаются в диапазоне размеров 14-63 мм с хвостовиком в виде конуса и используются на промышленном оборудовании. Фрезы для станков с ЧПУ имеют свой размерный ряд — 14-50 мм.

Специальные виды

Кроме цилиндрических концевых фрезеров выпускается большая номенклатура фрезерного инструмента, которая относится к этой же группе, но имеет другие формы и состав режущих поверхностей. Сюда же относят торцевые фрезеры небольшого размера, которые обычно являются насадными, но при малых диаметрах изготавливаются цельнометаллическими и классифицируются как концевые.

Все специальные виды концевых фрезеров выпускаются как с конусными, так и с цилиндрическими хвостовиками.

Наиболее распространены следующие виды:

  1. Шпоночные. Имеют две режущие поверхности на торце, что позволяет выполнять резание как в продольном, так и в перпендикулярном направлении. Используются для фрезеровки шпоночных канавок на валах и продольных выемок на плоских заготовках.
  2. Угловые. Их характерная особенность — наклонные режущие кромки на торце. Предназначены для снятия прямоугольных кромок (фасок), обработки наклонных плоскостей и угловых пазов.
  3. Четвертькруглые вогнутые. Их режущие зубья имеют форму обратной дуги. Применяются для фрезеровки закругленных кромок.
  4. Для пазов Т-образных и типа «ласточкин хвост». Режущая часть имеет форму диска и диаметр больший, чем у хвостовика. Используются для фрезеровки длинных пазов соответствующей конфигурации.
  5. Копирные с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и закругленным торцом. Применяются при изготовлении штампового инструмента, прессформ и различных моделей.
Читайте также:  Установка 16 клапанного двигателя на классику (2107)

Кроме этого существует множество видов фасонных концевых фрезеров, которые способны за один проход сформировать многоступенчатые прямоугольные и округлые профили. Такой фрезерный инструмент применяется в основном в столярных производствах и при обработке пластиков.

Конструкция концевых фрез

В общем виде концевая фреза представляет собой монолитный металлический цилиндр, состоящий из двух частей: поводка (хвостовика) для установки в оборудование и фрезерной части с расположенными по спирали режущими элементами (зубьями). Ее основные геометрические параметры — это общая длина, диаметр режущей части, а также диаметр, тип и длина хвостовика.

Хвостовики

В соответствии ГОСТ 53937-2010 концевые фрезеры в зависимости от их назначения и области применения могут выпускаться со следующими видами хвостовиков различных типоразмеров:

  • гладкий цилиндрический;
  • цилиндрический с резьбой;
  • цилиндрические с несколькими видами лысок;
  • с конусами Морзе, дополненными резьбой и лысками;
  • с конусами 7:24 для ручной и автоматической смены инструмента;
  • с полым конусом HSK для ручной и автоматической смены инструмента.

Для закрепления концевого фрезера в шпиндели и патроны с другими посадочными отверстиями применяют переходные втулки. На практике в обозначениях хвостовиков часто применяют сокращения, например, «фреза концевая к/х» означает «с конусным хвостовиком», а «КМ2» — это инструмент с конусом Морзе N2.

Режущая часть

Конструкция режущей части бывает двух типов: цельнометаллическая и со вставными режущими элементами. Режущие плоскости и разделяющие их канавки для отвода стружки огибают цилиндрическую поверхность по спирали в правом направлении (выпускается инструмент и с левым вращением). На их верхней части находится либо острая режущая кромка, либо ближе к ее концу закреплены вставные режущие пластины. Цельнометаллические фрезеры, как правило, изготавливают из быстрорежущей стали. Твердосплавные зубья с покрытием крепятся к корпусу концевого фрезера следующими способами:

  • напайкой;
  • эксцентриками;
  • винтами;
  • специальными болтами с клиновидной головкой.

Количество режущих плоскостей определяет сколько резов металла за один оборот (заход) совершает фрезерный инструмент. Самыми распространенными являются одно-, двух- и трехзаходные концевые фрезеры (их также называют «фрезы концевые одно- (двух-, трех- и т.д.) перьевые»). Концевые фрезеры с большим числом заходов применяется для чистовой обработки, а также для фрезеровки твердых и хрупких материалов.

Как уже говорилось ранее, малые торцевые фрезеры относятся к группе концевых. У этого вида фрезерного инструмента боковая режущая поверхность дополнена вспомогательными режущими кромками, расположенными на торце фрезы.

Также дополнительные режущие поверхности имеют пазовые, копирные и шпоночные фрезеры.

Классификация концевых фрез

Специальной расширенной классификации для концевых фрезеров не существует, поэтому они классифицируются по общим для фрезерного инструмента перечням с добавлением характерных для них признаков. Ниже приведены основные разделы классификации, применяемой для различных видов концевых фрез по металлу:

По производственному назначению

В данном разделе основным признаком является вид и форма обрабатываемой поверхности. На основании этого выделяют следующие виды этого инструмента:

  • общего применения;
  • с торцевой режущей частью;
  • для шпоночных пазов (в т.ч. для пазов сегментных шпонок);
  • для фигурных пазов;
  • для фигурных плоских профилей;
  • копирные.

По конструктивному признаку

ГОСТ обязывает производителей выпускать концевые фрезы двух типов длин: нормальной и длинной и определяет соотношение размеров хвостовика и режущей части. Но помимо этого на рынке присутствуют фрезы концевые как удлиненные, так и очень короткого размера (народное название — «пальчиковые»). Кроме типов и соотношений длин ГОСТом определяются виды хвостовиков (различные типы конических и цилиндрических), а также размерные ряды диаметров. Чаще всего в промышленном производстве применяется фреза концевая с коническим хвостовиком.

Государственные стандарты определяют только общие требования к фрезерному инструменту. Вместе тем мировые производители предлагают различные новаторские конструкции. Их примером могут служить концевые модульные фрезы, в которых режущая часть крепится к хвостовику с помощью высокоточного винтового соединения. Другая интересная разработка — концевая шестизубая обгонная фреза с верхними и нижними подшипниками для чистовой обработки пазов по шаблону.

По форме режущих поверхностей

Для формирования специфических профилей поверхностей обрабатываемых изделий в дополнение к инструменту общего назначения была создана большая группа фасонных концевых фрез. Среди них основными являются радиусные и фигурные пазовые фрезерные инструменты, а также фрезеры для 2D и 3D обработки. Основные виды концевых фрезеров, классифицированные по форме режущих поверхностей — это:

  • цилиндрическая;
  • торцевая;
  • шпоночная;
  • фреза концевая радиусная;
  • фреза радиусная вогнутая;
  • Т-образная фреза;
  • фреза для паза «ласточкин хвост»;
  • угловая концевая фреза;
  • концевые конические и цилиндрические фрезы с прямым и закругленным концом.
Читайте также:  GPS-навигация – оффлайн, онлайн, или и то и другое – автомобильный журнал

По количеству режущих кромок и направлению вращения

Процесс заглубления в металл режущей кромки и снятия ею одного слоя припуска называется «заходом». Чем больше режущих поверхностей у фрезера, тем больше заходов он совершает за один оборот. Концевой фрезерный инструмент с одной режущей поверхностью является однозаходным. Если поверхностей больше одной, то инструмент многозаходный (одно-, двухзаходные фрезы и т.д.).

Кроме этого существует обширная классификация концевых фрезеров, основанная на геометрии и формах режущих поверхностей, зубов и кромок.

Государственные стандарты

Общие требования к конструкции и характеристикам концевых фрез изложены в ГОСТ 17024-82 «Фрезы концевые. Технические условия». В дополнение к этому существует около сорока государственных стандартов, которые регулируют требования к характеристикам отдельных видов концевых фрез. Помимо прочего, они включают группу ГОСТов, регламентирующих параметры различных видов концевых фрезеров, предназначенных для обработки специализированных материалов на станках с ручным управлением и ЧПУ: легких сплавов, труднообрабатываемых сталей, титановых сплавов (ГОСТ 16225-81, ГОСТ 16225-81, ГОСТ 18938-73 и пр.). Другие ГОСТы определяют размерные ряды диаметров: для концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком — ГОСТ 17025-71, а для концевых фрез с коническим хвостовиком — ГОСТ 17026-71.

Помимо государственных стандартов, требования к этому инструменту регламентируются техническими условиями, например, ТУ 2-035-0222232.3-90 определяет ряд диаметров для станков с ЧПУ.

Трохоидальное фрезерование концевыми фрезами от WIDIA

Трохоидальное фрезерование – эффективный способ вырезания пазов, альтернативный стандартному методу фрезеровки пазов. В этом типе фрезерования концевая фреза используется для получения паза с помощью кругового движения. Этот метод называется трохоидальным. Это эффективный способ получения пазов с использованием высокоскоростных методов обработки.

Зачем использовать данный тип фрезерования?

  • Этот метод позволяет получать пазы большей величины, чем диаметр инструмента. При стандартном методе размер паза ограничен размерами фрезы.
  • Использование концевой фрезы в этом методе делает его эффективным и удобным, чтобы обрабатывать пазы разной ширины с использованием одного и того же диаметра инструмента.
  • Более высокие подачи и скорости резания могут быть достигнуты при использовании небольшой радиальной глубины резания.
  • Фрезы могут быть использованы для фрезеровки корпусов с тонкими стенками
  • Трохоидальное фрезерование – часто более быстрый способ для фрезерования пазов в корпусах по сравнению с типичным фрезерованием.

WIDIA предлагает фрезы для трохоидального фрезерования

  • VariMillI концевые фрезы — с высокой скоростью снятия металла. Меньшее количество проходов благодаря соотношению 1хD подходит для большинства материалов.
  • VariMillII — отлично подходит для высокой производительности, отсутствие вибраций при механической обработке. Соотношение 1xD с 5 неравномерно расположенными канавками для фрезерования корпусных деталей из титана и нержавеющих сталей. Черновая и чистовая обработка одним инструментом.
  • VariMillIIER (эксцентричный рельеф) — концевые фрезы идеально подходят для обработки пазов в корпусах из титана, и стойкость примерно 40% дольше, чем у стандартных торцевых фрез.
  • VariMillIIдлинная серия – 4хD режущая часть, с неравномерным распределением зубьев для чистовой и получистовой обработки.

Автор статьи: BlackHat,
пользователь
нашего сайта

Скачать каталоги инструмента Widia и получить информацию о данном производителе вы можете по этой ссылке: Инструмент Widia, каталоги Widia

Концевое фрезерование это

Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/06/1058 (дата обращения: 07.02.2019).

УДК 621.14.2

Валентин Павлович Черкашин, канд. техн. наук.

ОАО «Объединенные машиностроительные технологии»

Водилов Андрей Валерьевич, инженер-программист.

НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова.

Email: an24ub@mail.ru

Концевая фреза является универсальным лезвийным инструментом и предназначена для обработки поверхностей, пазов, уступов деталей машин, а также для обработки рабочих, формообразующих поверхностей прессформ, штампов, копиров.

Общий недостаток стандартных фрез состоит в следующем. Торцовые режущие лезвия зубьев фрез изнашиваются ориентировочно в 2 раза быстрее по сравнению с боковыми режущими лезвиями. При переточке зубьев вместе с изношенными режущими лезвиями перетачиваются еще не изношенные и работоспособные боковые режущие лезвия. Это ведет к нерациональному расходованию дорогостоящих инструментальных материалов.

Эту проблему можно решить, используя концевую фрезу с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий [1-4].

Читайте также:  Горит лампочка аккумулятора на панели приборов причины

Отличительной особенностью этой концевой фрезы состоит в том, что она кроме стандартных зубьев, имеющих боковые и торцовые лезвия, содержит специальные зубья, имеющие только торцовые режущие лезвия. Торцовые режущие лезвия специальных зубьев представляют собой упрочняющую фаску (или радиусную часть) с выходом на боковое режущее лезвие, которое обязательно имеет место (в том числе и для резерва при переточке зубьев по торцу); высота бокового режущего лезвия в специальных зубьях равна 4 – 8мм
[1-4 ].

Концевые фрезы с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий положительно показали себя в производственных условиях [1-4 ].

Фрезерованию органически присуще непостоянство площадей сечений срезаемого слоя и, следовательно, непостоянство окружной силы, что ведет к ухудшению чистоты, то есть к увеличению шероховатости обрабатываемой поверхности.

При фрезеровании концевыми фрезами с винтовыми зубьями в пределах поверхности резания некоторые зубья только вступают в работу резания, в то время как другие зубья выходят из резания; то есть в контакте с обрабатываемой поверхностью практически всегда находится несколько режущих зубьев фрезы. Путем выбора режимов резания (в которых основную роль играет ширина фрезерования) и параметров конструкции фрезы (диаметров, угла наклона винтовых зубьев) можно получить условия, при которых окружная сила на фрезе будет постоянной, то есть суммарная площадь сечений срезов будет постоянной. В этом случае имеет место равномерное фрезерование.

Равномерное фрезерование, в основном, приемлемо для реализации в массовом производстве. При других видах производства существует меньше возможностей получить равномерное фрезерование. Но в любом случае нужно определять величину неравномерности фрезерования, характеризуемой величиной К = Рмин/Рмакc, где Рмин,Рмакc, соответственно, минимальная и максимальная окружная сила, и оценивать возможность ее увеличения. При автоматизированном производстве (не массовом) концевое фрезерование сосредоточено в основном на станках с ЧПУ. При работе на станках с ЧПУ часто изменяются режимы резания, в том числе и ширина фрезерования, не только из-за обработки большого количества различных деталей, но и из обработки различных по форме поверхностей в одной детали; поэтому все время изменяется величина К = Рмин/Рмакс.

Концевая фреза с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий может быть спроектирована в различных конструктивных вариантах.

Наиболее технологичной и наиболее удобной для внедрения является фреза с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий, cпроектированная на базе стандартной фрезы с тем же общим числом зубьев, в которой половина зубьев является специальными, рис.1. Для проведения натурных испытаний можно вообще не изготавливать новую фрезу, а сделать ее из стандартной путем переточки (с помощью абразивного инструмента) половины стандартных зубьев в специальные. Cтойкость этой фрезы такая же, как у стандартной.

Концевая фреза с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий может быть выполнена на базе стандартной фрезы, в которой в торцовой части фрезы дополнительно установлены в прорезанные пазы и припаяны специальные режущие зубья, рис.2. Общее число зубьев в этом варианте исполнения увеличивается в 2 раза. Заштыбовки стружки в торцовой части фрезы не происходит. Наличие винтовых стружечных канавок содействует тому, что стружка поднимается верх на сравнительно небольшую высоту С, равную высоте бокового режущего лезвия специального зуба, и сразу попадает в зону работы стандартных зубьев. Заметим, что в торцовой части фрезы масса стружки не изменяется (при тех же режимах резания), а стружка становится более мелкой.

Анализ неравномерности фрезерования изложен для концевой фрезы с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий, спроектированной на базе стандартной фрезы при общем числе зубьев Z=6, числе стандартных зубьев Z 1 =3,числе специальных зубьев Z 2 =3 (рис.1), а также при общем числе зубьев Z=12, числе стандартных зубьев Z 1 =6,числе специальных зубьев Z 2 =6(рис.2). Диаметр фрезы d=50мм, высота специальных зубьев С=8мм, угол наклона винтовых зубьев фрезы ω = 40°.Режимы резания: ширина фрезерования В=36мм; подача на оборот S=0,72мм/об; подача на зуб S 1 = 0,12мм/зуб; скорость резания V=110 м/мин; глубина фрезерования t=25 мм. Обрабатываемый материал сталь 40Х ГОСТ435432-71, 241 -285 НВ.

Заметим, что при общем числе зубьев Z=12, Z 1 =6, Z 2 =6 дальнейшее увеличение высоты C возможно только при определенных технологических требованиях с учетом отсутствия заштыбовки стружки в торцовой части фрезы.

На рис.1 представлена концевая фреза с равной стойкостью боковых и торцовых режущих лезвий, имеющая Z=6, Z 1 =3, Z 2 =3:

Ссылка на основную публикацию
Треск в динамиках телевизора; Все о Лада Гранта
Треск в телевизоре причина Статьи, Схемы, Справочники После просмотра и отключения телевизора, начинает потрескивать его корпус длительное время - прим....
Точный способ определения даты производства моторного масла по коду на упаковке
Аккумулятор Mutlu Как узнать дату выпуска и расшифровать маркировку Аккумуляторы Mutlu являются очень популярными в нашей стране. Производитель батарей под...
Травление медным купоросом Все своими руками
Травление плат медным купоросом Простые электронные самоделки своими руками Обычно радиотехники травят платы при помощи хлорного железа или тех или...
Треугольник в машину для детей сколько стоит удерживающий треугольник для ребенка
Разрешен Ли Треугольник Для Перевозки Детей 2020 изменения и поправки Gena158 › Блог › ГИБДД: АДАПТЕРЫ «ФЭСТ» ВНЕ ЗАКОНА —...
Adblock detector