Jak se rozlišují frézy podle způsobu výroby řezné části?

Pokračujeme ve vydávání materiálů z Příručky pro obsluhu frézy v úpravě V.F. Bez jazyka. Tentokrát si rozebereme typy a provedení fréz.

Řezačka – vícenožový řezný nástroj. Zpracování frézami zajišťuje výrobu dílů s malými chybami tvaru a velikosti a vysokou kvalitu povrchové vrstvy.

Podle tvaru a technologického určení se frézy dělí na typy (obr. 1.8). Tvář (obr. 1.8, а) A válcový (obr. 1.8, б) frézy jsou určeny pro zpracování otevřených rovin.

Terminál (obr. 1.8, в и г) A disk (obr. 1.8, д) frézy používá se pro frézování rovin, drážek a říms. T-obrazný (obr. 1.8, e) a řezačky jako “rybinový” (obr. 1.8, ж) zpracovávat drážky podobných tvarů. Tvarované frézy (obr. 1.8, з) se používají k výrobě tvarových ploch.

Existují další frézy, jako jsou kotoučové úhlové frézy, modulové frézy, závitové frézy atd.

Rýže. 1.8. Typy fréz
(t — hloubka řezu; В – velikost opracovávané plochy)

Řezací prvky. Fréza se skládá z těla a řezné části, která je vyrobena z nástrojových ocelí, tvrdých nebo minerálně-keramických slitin. Protože zub frézy odpovídá fréze, jsou povrchy a břity zubů frézy určeny analogicky s frézou.

U soustružnické frézy (obr. 1.9) a frézy (obr. 1.10) lze rozlišit následující prvky a parametry, které je určují.

Rýže. 1.9. Geometrické parametry soustružnické frézy

Rýže. 1.10. Prvky a parametry frézy:

Aγ, Aα — přední a zadní plochy; K – řezná hrana;
K_Н – drážka; f – zkosení zubu; C – zadní část zubu; γ — přední úhel;
α—zadní úhel; β je úhel ostření; δ — úhel řezu

Plocha, po které tříska proudí, se nazývá přední plocha A_γ. Během procesu řezání se dostává do kontaktu s řezanou vrstvou a třískami. Plocha přivrácená k obrobku při řezání se nazývá zadní plocha A_α. Vzniká průsečík přední a zadní plochy ostří. Část řezné hrany, která tvoří větší stranu úseku řezané vrstvy je hlavní řezná hrana K, a jeho druhá část, tvořící jeho menší stranu, je sekundární břit K’.

Hlavní boční plocha směřuje k řezné ploše a přiléhá k hlavnímu řeznému břitu. Sekundární boční čelo směřuje k obrobené ploše a přiléhá k vedlejšímu řeznému břitu.

Nazývá se úsek řezné hrany v průsečíku dvou zadních ploch špička čepele, a poloměr, podél kterého je tato vazba vytvořena, je poloměr vrcholu.

Úhly lopatek se nastavují a měří vzhledem k hlavní P_vc a pracovat Р_ps roviny (viz obr. 1.9, а). Je nutné rozlišovat mezi úhly čepele uvedenými v hlavním a normálním Р_ns řezné roviny. Rovina P_τ kolmé k přímce průsečíku hlavní roviny a roviny řezu a roviny Р_ns kolmo k řezné hraně v příslušném bodě. Pokud má nástroj zakřivený břit, pak se úhly měří v řezu kolmém na tečnu v daném bodě.

Úhel čela γ – úhel mezi přední plochou a hlavní rovinou. Úhel měřený v normální rovině řezu se nazývá normální γ_нa měřeno v hlavní rovině řezu – hlavní úhel čela γ. V tomto případě se rozlišuje kladný úhel čela [+γ], pokud řezná hrana zaujímá nejvyšší polohu na čelní ploše (viz obr. 1.9, Obr. б), a záporný úhel čela [—γ], pokud je řezná hrana umístěna pod body čela.

Při řezání nástrojem s negativním úhlem čela bude deformace vrstvy řezu výrazně větší, a tím i větší síly a teplota v oblasti řezu než při zpracování nástrojem s kladným úhlem čela.

Úhel odlehčení α – úhel v rovině sečny mezi zadní plochou čepele a rovinou řezu. Úhel měřený v normální rovině řezu se nazývá normála α_н, a měřeno v hlavní řezné rovině – hlavní zadní úhel α.

Velikost úhlu hřbetu ovlivňuje pevnost řezného klínu a rychlost růstu opotřebení.

Úhel kužele β – úhel mezi přední a zadní plochou čepele; určuje sílu řezného nástroje. Úhel řezu δ je úhel mezi přední plochou a rovinou řezu; δ ≈ β + α.

Úhly ostří jsou také určeny vzhledem k vedlejšímu ostří.

Hlavní úhel ϕ – úhel mezi průmětem hlavního břitu na hlavní rovinu a směrem posuvu. Pomocný nájezdový úhel ϕ′ – úhel mezi průmětem pomocné hrany na hlavní rovinu a směrem opačným ke směru posuvu. Úhel na špičce frézy ε je úhel mezi průměty řezných hran na hlavní rovinu.

Úhel hlavní řezné hrany λ je úhel v rovině řezu mezi řeznou hranou a hlavní rovinou. Na hodnotě tohoto úhlu závisí síla břitu frézy, podmínky pro zařezávání zubu frézy do obrobku, směr toku třísky a další řezné parametry.

Kladný úhel sklonu břitu [+λ] je, pokud špička frézy zaujímá spodní polohu na břitu (viz obr. 1.9, в), a záporné [—λ], pokud zaujímá nejvyšší pozici. Při λ = 0 je řezná hrana rovnoběžná s hlavní rovinou.

Zub frézy (viz obr. 1.10) má stejné prvky jako fréza: přední plochu А_γ, zadní povrch А_α, ostří K a odpovídající úhly γ, α, β, δ. Zub může mít i zkosení f a hřbet С – povrch přiléhající k přední ploše jednoho zubu a zadní ploše sousedního zubu. Drážka K_н je přechodným prvkem z jednoho zubu do druhého.

Řezačky mají koncová rovina, tj. rovinu kolmou k ose frézy a axiální rovina, tj. rovinou procházející osou frézy a uvažovaným bodem na její řezné hraně.

Hlavní řezná hrana K Řezačka provádí hlavní řezání. U válcových fréz může být hlavní ostří přímá (podél tvořící čáry válce), šikmá (směrem k tvořící přímce válce) nebo šroubovitá. Válcové frézy nemají pomocný břit.

Frézy s koncovými zuby se rozlišují:

• hlavní řezná hrana – hrana umístěná pod úhlem k ose frézy;
• pomocná řezná hrana – hrana umístěná na koncové části frézy;
• přechodový břit – hrana spojující hlavní a vedlejší břit.

Úplnější obrázek souřadnicových rovin v souladu s GOST 25762–83 během frézování je znázorněn na obr. 1.11, a při frézování tvarových ploch – na Obr. 1.12.

Rýže. 1.11. Souřadnicové roviny pro obvodové frézování:

Р_VC и Р_VK — hlavní roviny: statické a kinematické;
Р_Rozvodna, Р_PC и Р_PI — roviny řezu: statické, kinematické a instrumentální;
Р_Н — normální rovina řezu; Pτ — hlavní řezná rovina;
Р_ΤI, Р_TS и Р_ΤK — hlavní řezné roviny: instrumentální, statická a kinematická

Rýže. 1.12. Souřadnicové roviny pro tvarové frézování
(viz označení roviny na obr. 1.11)

Geometrické prvky fréz v souladu s GOST 25762–83 jsou znázorněny na obr. 1.13–1.15.

Rýže. 1.13. Geometrické prvky válcové frézy:
1 – přední plocha čepele Aγ; 2 – hlavní řezná hrana K;
3 – pomocný břit K’; 4 – hlavní zadní plocha čepele Aα;
5 – pomocná zadní plocha čepele A’α ; 6 – špička čepele

Rýže. 1.14. Úhlová fréza Geometrické prvky
(viz symboly na obr. 1.13)

Rýže. 1.15. Úhly čelní frézy:
а – s vloženými zuby; б – s vloženými čtyřhrannými zuby

Písmenná označení prvků zpracování a rovin jsou uvedena v tabulce. 1.1.

Tvar a prvky zubů. V závislosti na povrchu, na kterém je fréza ostřena, existují dvě hlavní konstrukce zubů:

• špičatý zub, broušené podél zadní plochy (obr. 1.16, а);
• zadní zub, broušené pouze podél přední plochy (obr. 1.16, б).

Rýže. 1.16. Tvar zubů frézy:
а – špičatý; б – couval

Zuby se vyznačují následujícími prvky (obr. 1.17):

• výška h – vzdálenost mezi hrotem řezné hrany zubu a dnem drážky, měřená v radiálním řezu frézy kolmo k její ose;
• šířka zadní plochy zubu (viz obr. 1.10, zkosení f) – vzdálenost od řezné hrany k průsečíku zadní plochy zubu s jeho hřbetem, měřená ve směru kolmém k řezné hraně;
• S_ш — obvodová rozteč zubů — vzdálenost mezi stejnými body řezných hran dvou sousedních zubů, měřená podél kruhového oblouku se středem v ose frézy a v rovině kolmé k této ose. Obvodová rozteč může být rovnoměrná nebo nerovnoměrná;
• zálohová částka h_з (viz obr. 1.16, б) je pokles křivky reliéfu mezi řeznými hranami dvou sousedních zubů.

Rýže. 1.17. Prvky zubů:
h – výška; f – zkosení; S_ш – obvodový schod

Rýže. 1.18. Schéma vzniku šroubovice:
а – vlevo; б – správně

Prvky a tvar drážek. Drážka K (viz obr. 1.10) – vybrání pro odstraňování třísek, ohraničené přední plochou zubu a zadní plochou jednoho a zadní stranou sousedního zubu. Drážky se dělí na přímé a šroubovité. Drážka je rovná rovnoběžná s osou frézy. Vznik šroubovice je znázorněn na obr. 1.18. Pokud trojúhelník ABC našroubujte na válec tak, aby noha AB = πD se shoduje se základnou válce o pr D, pak přepona AC tvoří na válci levou nebo pravou spirálovou čáru. Krok P Šroubovitá čára se nazývá velikost jejího vzestupu během jedné otáčky kolem válce. Úhel ω se nazývá úhel sklonu šroubovice a úhel β je elevační úhel spirála. Tyto úhly spolu souvisí vztahem: ω = 90 – β. Jsou určeny podle vzorců:

Levá drážka pro šroub (obr. 1.19, а) – drážka směřující podél spirálové linie se vzestupem zprava doleva. Pravá drážka pro šroub (obr. 1.19, б) – drážka směřující podél spirálové linie se stoupáním zleva shora doprava.

Rýže. 1.19. Směr spirálových drážek:
а – vlevo; б – správně

Důležitými parametry frézy jsou objem dutiny zubu a profil dutiny zubu. Hladkost rozhraní mezi přední plochou a zadní částí zubu musí být taková, aby třísky vlivem setrvačných sil, chladicí kapaliny nebo nově vzniklých třísek byly volně odváděny z dutiny. Zvyšování parametrů r и h (obr. 1.17) za účelem dosažení příznivějších podmínek pro uložení třísky je omezena silou zubu. Pro zlepšení odvodu třísek se přední plocha a dutiny zubů některých fréz leští.

Frézy se špičatými zuby se snadno vyrábějí, snadno se používají a poskytují poměrně dlouhou životnost nástroje. Takové frézy jsou ostřeny podél zadní plochy, je však třeba mít na paměti, že při jejich broušení se výška zubu a objem jeho dutiny zmenšují.

Pro frézy se zadními zuby (viz obr. 1.16, б) hřbet je zpracován na opěrných soustruzích. Jeho profil odpovídá Archimédově spirále, která zajišťuje konstantní profil přední plochy zubu. Pro zachování hodnot zadních úhlů a profilu jsou zuby broušeny podél přední plochy v radiálním směru. Udržování konzistentního profilu řezné hrany je zvláště důležité pro tvarové frézy. Jak jsou zuby frézy naostřeny, objem dutiny se zvětšuje.

Nevýhodou těchto fréz je malý úhel hřbetu α a nulový úhel čela γ, což ztěžuje řezání a snižuje životnost nástroje. Opěrné frézy mají vyšší náklady ve srovnání s nabroušenými.

Konstrukce fréz. Většina konstrukcí fréz je standardizovaná. Kromě technologického určení se frézy dělí na plné, kompozitní, s vloženými noži a prefabrikované hlavy.

Pevné frézy vyrobeno výhradně z nástrojového materiálu (rychlořezná ocel nebo tvrdá slitina). Frézy mohou být kombinované z jednoho kusu, to znamená, že zuby jsou vyrobeny z nástrojového materiálu a tělo je vyrobeno z konstrukční oceli. Zuby jsou na těleso připájeny nebo, pokud jsou vyrobeny z rychlořezné oceli, navařeny.

Masivní frézy mají velkou tuhost, což je jejich výhoda. Mají však i nevýhody: změna velikosti fréz po přebroušení; negativní vliv teploty pájení nebo navařování řezných zubů na kvalitu (trvanlivost) nástroje; zvýšená spotřeba materiálu nástroje.

Frézy s mechanickým upevněním zubů břitové destičky (talíře) jsou v současnosti nejrozšířenější. Mezi různými provedeními pro upevnění řezných prvků v takových frézách lze rozlišit dva hlavní typy – frézy s mechanickým upevněním nožů (řezačky) a frézy s mechanickým upevněním mnohostranných neostřicích desek.

Frézy s mnohostrannými břitovými destičkami mají řadu výhod, které předurčují jejich široké využití v praxi. Obecně platí, že při mechanickém upevňování je zajištěna přesná orientace řezné desky v tělese frézy, spolehlivost jejího upevnění, schopnost rychle vyjmout opotřebovanou desku a vyměnit ji za novou, jakož i mechanizace těchto procesů, resp. musí být zajištěny minimální rozměry upevňovací jednotky.

Existuje mnoho různých způsobů upevnění desek: šrouby, kolíky, páky, svorky atd. Všechny mají své výhody a nevýhody. Jeden z nejjednodušších způsobů připevnění mnohostranné desky je znázorněn na Obr. 1.20. talíř 1 vyrobený z nástrojového materiálu je instalován na těsnění 2, který je vyroben z rychlořezné oceli nebo tvrdé slitiny pro snížení deformace působením řezných sil a teploty. Těsnění je zajištěno šroubem 3. Deska je orientována v radiálním a vertikálním směru zarážkami 4, 5 a utáhněte šroubem 7 přes svorku 6. Na ploše přivrácené k proudícím třískám má tato svorka připájenou karbidovou desku 8. Pro mechanické upevnění se používají desky dvou-, tří-, čtyř-, pěti-, šestihranných a kulatých tvarů (obr. 1.21).

Rýže. 1.20. Schéma pro upevnění čtyřhranné desky pomocí svorky:
1 – deska; 2 – podložka; 3 – šroub;
4 и 5 — zastávky; 6 – lepení; 7 – šroub;
8 – pájená deska

Rýže. 1.21. Mnohostranné nepřebroušené karbidové destičky:
а – čtverec; б – šestiúhelníkový; в – kulatý

V současné době používají buď numerické nebo alfanumerické konvencí mechanicky fixované destičky v závislosti na jejich tvaru, geometrii ostření, přesnosti atd. .

V těchto označeních první dvě čísla (nebo první písmeno) charakterizují tvar desky, třetí číslo (nebo druhé písmeno) určuje hodnotu úhlu reliéfu, čtvrté číslo (nebo třetí písmeno) udává stupeň přesnosti výroby desky a páté číslo (nebo čtvrté písmeno) charakterizuje její konstrukční vlastnosti.

Druhá část symbolu se skládá ze tří skupin dvoumístných čísel, která určují: délku břitu (mm), tloušťku desky (mm), hodnotu poloměru vrcholu (mm), zvětšenou o 10 časy.

Například šestihranná deska s nulovým úhlem hřbetu, normální přesnost, se středovým otvorem a drážkami pro třísky, rozměry: řezná délka 11 mm, tloušťka 4 mm, vrcholový rádius 1,2 mm, ze slitiny VK6, bude mít označení:

11114 – 110412 VK8 GOST 19068–80*

HNUM – 110412 VK8 GOST 19068–80*.