Углы заточки фрез по металлу

Заточка фрез

Особенность заточки фрез состоит в относительно большой протяженности и криволинейности режущих кромок их зубьев. При заточке требуется обеспечить движение поверхности круга точно по кромке. Особую сложность в этом отношении представляет заточка фасонных фрез, имеющих затылованный угол. Чтобы сохранить фасонный профиль фрезы и упростить заточку, затылованные зубья затачиваются только по передней поверхности (где передняя, а где задняя поверхности см. ниже). Острозаточенные зубья, имеющие прямолинейную или стандартизированную криволинейную форму, затачивают по задней поверхности. Прорезные и отрезные фрезы затачиваются по передней и задней поверхностям зубьев. Про их заточку читайте в статье Заточка дисковых пил.

Заточку осуществляют на специализированных и универсальных станках для заточки фрез, реже вручную.

Материал фрез

Из инструментальных сталей используются марки У7А, У8А, У9А, ХГ, ХВ5, 9ХС, ХВГ и пр.

Быстрорежущая инструментальная сталь, идущая на изготовление фрез, подразделяется на сталь нормальной производительности (Р6М5, Р9, Р12, Р18 и пр.) и повышенной. К последней категории относятся стали, легированные кобальтом, ванадием, вольфрамом и молибденом (Р6М3, Р18Ф2К5, Р9Ф2К10, Р9Ф2К5 и др.).

Твердые сплавы, из которых делают зубья фрез, производятся в виде пластин стандартных размеров и форм, крепящихся к корпусу фрезы высокотемпературной пайкой (например, серебряным припоем ПСр-40) или с помощью резьбовых соединений (сборные фрезы). Они состоят из карбидов вольфрама, титана и тантала, связанных кобальтом. Фрезы, изготовленные из вольфрамо-кобальтовых сплавов (ВК2, ВК3, ВК6, ВК6М, ВК8 и пр.), используются для обработки чугуна, цветных металлов, неметаллических материалов. Титаново-вольфрамо-кобальтовые сплавы (Т5К10, Т15К6, Т14К8, Т30К4 и др.) менее прочны, чем сплавы типа ВК, но они имеют более высокую износостойкость при обработке деталей из различных видов стали. Трехкарбидные сплавы, состоящие из карбидов вольфрама, тантала, титана и кобальта (ТТ7К12 и пр.), в основном также применяются для обработки сталей.

Геометрия зубьев фрезы

У затылованных зубьев, которыми оснащаются фасонные фрезы, задняя поверхность выполняется по архимедовой спирали. Поскольку обработка фасонной поверхности очень трудна технологически, заточка фрез с затылованными зубьями осуществляется по передней поверхности.

Независимо от того, сколько зубьев имеется на фрезе, каждый из них можно рассматривать как отдельный резец, характеризующийся стандартными для всякого резца параметрами – передним (γ) и задним (α) углами, размером затачиваемой площадки (f), углом наклона зубьев (λ).

Площадка f представляет собой часть задней поверхности зуба, подвергающаяся шлифовки при затачивании по задней поверхности. По этой поверхности происходит основной износ зубьев, ее размер влияет на величину силы трения между фрезой и обрабатываемой деталью, поэтому она должна поддерживаться в определенном диапазоне.

Главный передний угол γ – угол между касательной к передней поверхности и осевой плоскостью. Он измеряется в плоскости, которая проходит через данную точку перпендикулярно к главной режущей кромке.

Главный задний угол α – угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке главной режущей кромки и касательной к окружности вращения данной точки. В функцию угла α входит уменьшение трения между фрезой и обрабатываемой деталью.

Вспомогательный задний угол α₁ характеризует увеличенный просвет между обрабатываемым поверхностью и телом зуба. Необходимость заточки фрез по вспомогательному углу возникает при определенной величине износа фрезы и увеличении площадки f. Ее цель – снижение трения между зубом и обрабатываемым материалом. Не все фрезы имеют этот угол.

В зависимости от формы и направления режущей кромки, зубья могут быть прямыми или винтовыми. Наклон зубьев фрезы характеризуется углом λ между развернутой винтовой кромкой и осью фрезы.

Значения углов зависят от типа фрезы, марки сплава или стали, из которых она изготовлена, и вида материала, для обработки которого предназначена.

При обработке вязких материалов главный передний угол выбирается в пределах 10-20° и более. У твердосплавных фрез для обработки сталей он близок к нулю или даже отрицателен. Задний угол также может варьироваться в широких пределах.

Заточка концевых фрез по дереву

В процессе заточки брусок смачивается чистой или мыльной водой. После заточки он моется и сушится.

По мере стачивания передней поверхности, кромка заострится, а диаметр фрезы уменьшится незначительно.

Если на фрезе есть направляющий подшипник, его сначала надо снять (если это возможно) и только потом затачивать. Попытка сэкономить минуту закончится загубленным подшипником и испорченной фрезой. Ещё нужно очистить фрезу от остатков древесной смолы, используя растворитель.

Как при заточке любого другого инструмента, нужно использовать бруски разной зернистости, в зависимости от толщины снимаемого слоя материала и необходимой чистоты поверхности. Перед заточной нужно убедиться в том, что брусок имеет правильную форму.

Затачивая каждый резец, для сохранения симметрии, нужно стараться делать одинаковое количество затачивающих движений и с одинаковым нажимом.

Если материал резцов фрезы достаточно мягкий, вместо бруска можно воспользоваться абразивной бумагой приклеенной на ровную поверхность (рейку из твердого дерева или полоску стали).

Концевые фрезы по дереву можно заточить и на точильном станке с небольшой скоростью вращения круга, используя соответствующий абразивный круг.

Круги для заточки

При использовании абразивных кругов (особенно алмазных) желательно осуществлять их охлаждение СОЖ.

С повышением температуры микротвердость абразивных материалов снижается. Повышение температуры до 1000°С уменьшает микротвердость почти в 2-2,5 раза по сравнению с микротвердостью при комнатной температуре. Повышение температуры до 1300°С вызывает снижение твердости абразивных материалов почти в 4-6 раз.

Применение воды для охлаждения может привести к появлению ржавчины на деталях и узлах станка. Для устранения коррозии к воде добавляют мыло и определенные электролиты (углекислый натрий, кальцинированная сода, тринатрийфосфат, нитрит натрия, силикат натрия и т.д.), которые образуют защитные пленки. При обычном шлифовании чаще всего пользуются мыльным и содовыми растворами, а при чистовом шлифовании – низкоконцентрированными эмульсиями.

Для увеличения производительности шлифования абразивными кругами и уменьшения удельного износа, следует выбирать наибольшую зернистость, которая обеспечивает требуемый класс чистоты поверхности затачиваемого инструмента.

Для выбора зернистости абразива, в соответствии со стадией заточки, можно воспользоваться таблицей в статье про бруски для заточки.

Окружная скорость круга при заточке твердосплавных зубьев должна быть около 10-18 м/с. Это означает, что при использовании круга диаметром 125 мм скорость вращения двигателя должна быть около 1500-2700 об/мин. Заточка более хрупких сплавов производится при меньшей скорости из данного диапазона. При заточке твердосплавных инструментов применение жестких режимов приводит к образованию повышенных напряжений и трещин, а иногда и к выкрашиванию режущих кромок, при этом повышается износ круга.

Форма круга для заточки заднего угла зубьев на цилиндрической поверхности – чашечная (ЧЦ или ЧК) или тарельчатая (1Т, 2Т, 3Т), переднего угла – тарельчатая или плоская.

Станок для заточки фрез

Сущность заточки концевой фрезы состоит в том, что при ее продольном перемещении относительно круга, одновременно происходит синхронизированный поворот ее вокруг своей оси. Благодаря этому затачиваемая кромка все время находится в контакте с кругом на одной и той же высоте (обеспечивается один и тот же угол заточки). Синхронизация поступательного и вращательного движений достигается при помощи иглы-копира, упирающейся во впадину на передней поверхности зуба. Прижимая затачиваемый зуб к игле и плавно смещая фрезу в осевом направлении, оператор одним движением производит заточку зуба на всю его длину.

Заточка боковых зубьев. В упрощенном виде заточка винтовых зубьев, выглядит таким образом. Фреза устанавливается в цангу.

Игла-копир устанавливается в позицию, при которой она находится в самом высоком положении, а ее кончик касается наружного края канавки концевой фрезы.

Фреза устанавливается в исходное (выдвинутое) положение, при котором игла располагается возле хвостовика, упираясь в канавку зуба.

Шлифовальный круг с помощью ручки бокового смещения передвигается в положение, при котором его наружная кромка совпадает с иглой.

Включается двигатель, и ручкой прямой подачи круг медленно подводится к фрезе, пока не начнется искрение. После чего с помощью шкалы подачи устанавливается толщина снимаемого металла (обычно 25-50 мкм).

Заточка зуба на всю его длину производится втягиванием шпинделя с фрезой до тех пор, пока последняя не сойдет с иглы. При этом нужно следить за тем, чтобы фреза постоянно находилась в контакте с иглой. Этим обеспечивается проворот фрезы, необходимый для того, чтобы затачиваемая кромка находилась в контакте с кругом при одном и том же взаимном положении.

Для обеспечения чистоты обработки проход фрезы повторяется еще один раз без изменения толщины снимаемого металла. На этом обработка одного зуба заканчивается, и аналогичная операция повторяется для всех остальных зубьев. Чтобы заточка всех зубьев получилась одинаковой, не следует изменять толщину снимаемого металла, установленную вначале с помощью ручки прямой подачи.

Изменяя положение иглы таким образом, чтобы ее кончик упирался в разные точки на канавке зуба (на край или середину, например), можно изменять величины угла α и α₁.

Заточка торцевых зубьев. Для заточки торцевых зубьев, концевую фрезу нужно установить в положение, при котором затачиваемый зуб расположился бы строго горизонтально. Система заточки Е-90 оснащена градуированным кольцом, которое позволяет легко и просто устанавливать торцевые зубья горизонтально. Если используется станок для заточки фрез, не оснащенный подобным механизмом, устанавливать горизонтальность зубьев можно с помощью угольника.

Заточка зуба, выставленного горизонтально, производится перемещением кромки заточного круга вдоль кромки зуба. Величина угла заточки регулируется смещением круга по вертикали либо наклоном шпинделя с фрезой (если это возможно).

Контроль качества заточки

Допустимые отклонения переднего и заднего угла заточки всех фрез составляет ±1°. Углы могут замеряться специальным угломером 2УРИ или маятниковым угломером.

У стандартных фрез регламентируется радиальное биение двух смежных (σсм) и двух противоположных (σпр) зубьев, а также торцовое биение. Допустимые значения радиального и торцового биений зубьев фрез приведены в таблице ниже (для фрез, не имеющих торцовых зубьев, указано допустимое биение опорных торцов).

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

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

Видео:

Оборудование и методы заточки фрез

В рамках даже небольшого производства не обойтись без использования фрез самого разного назначения. Номенклатура выпускаемых изделий на сегодняшний момент насчитывает тысячи наименований, различных по форме, типоразмеру, сфере применения. При активном использовании происходит износ и потеря необходимой режущей способности, использование тупой фрезы влияет на качество пропилов и ускоряет ее разрушение в разы, что недопустимо. Заточка фрез позволит увеличить срок эксплуатации и снизить финансовые затраты, но только в случае качественно произведенных работ на специальном оборудовании опытным точильщиком.

Особенности заточки различных типов фрез

Для металлообработки используются фрезы, изготовленные из инструментальной или быстрорежущей стали. Зубья могут быть выполнены из твердосплавных материалов и закреплены с помощью пайки. Обработка таких материалов сложна, поэтому заточка фрез по металлу, особенно со сложной формой резцов, производится на специализированном оборудовании. Для эффективной работы станок должен осуществлять вращение и поступательное движение затачиваемого изделия относительно абразивного круга, позволять изменять угол их соприкосновения.

Заточка фрез по дереву (актуально для концевых) может быть осуществлена вручную бруском или на обычном точиле на малых оборотах. Основная задача при этом обеспечить равномерность обработки поверхности и сохранить первоначальный угол. Сначала может не получиться, но с опытом можно добиться хороших результатов.

Заточка спиральных фрез относится к наиболее сложным операциям, производится чашечным шлифовальным кругом на заточном станке. Осуществляется по задней поверхности зубьев, для обеспечения стабильного угла используется упор, в противном случае изменится геометрия пропилов и будет сильное биение. Круг выставляется под небольшим углом, глубина слоя для снятия порядка 20-40 мкм, для чистоты проход осуществляется 2 раза. Заточка концевых фрез по металлу проводится аналогичным образом, но добавляется операция с торцевыми зубьями, каждый из которых выставляется строго горизонтально, круг перемещается вдоль под заданным углом, при этом важно сохранить единообразие операций для всех резцов. Заточка червячных фрез по металлу производится в зависимости от формы зубьев: для острозаточенных по задней части, для затылованных по передней.

Сроки эксплуатации режущего инструмента и качество обрабатываемых поверхностей напрямую зависят от своевременности выполнения заточки. При работе затупленным инструментом происходит не только увеличение времени на выполнение операций, но и нарушение температурного режима, приводящее в свою очередь к деформации обрабатываемого материала и самой фрезы. Процесс идет по нарастающей и может наступить момент, когда восстановление станет невозможным, а покупка новых приведет к финансовым затратам и возможному простою. Затраты на дополнительное заточное оборудование при активном использовании большого количества фрез быстро окупятся.

Технология заточки

Существует ряд параметров, которые влияют на углы заточки фрез, в первую очередь это форма зуба: острозаточенный или затылованный. Характеристики каждого из резцов:

• передний угол, образуется касательной к передней поверхности и плоскостью оси;
• задний угол, образуется касательной к задней поверхности и касательной к окружности вращения опорной точки;
• размер площадки, которая подвергается обработке при затачивании по задней поверхности;
• угол наклона зубьев относительно центральной оси.

Углы заточки фрез по металлу зависят от материала и марки изделия, указаны в специальных справочниках и ГОСТах. При обработке заготовок из высоколегированной стали они практически нулевые или отрицательные. Несоблюдение рекомендованных параметров приведет к быстрому разрушению режущей кромки без возможности восстановления.

В процессе заточки площадь зубьев уменьшается, поэтому крайне важно выполнять все операции однообразно для каждого. Перекосы приведут к изменению формы реза и сильному биению, что критично при работе с вязкими материалами – можно просто сломать фрезу. После заточки необходима проверка: визуальный осмотр на наличие трещин, сколов и деформаций с помощью лупы, для углов приемлемо отклонение в 1 градус, определяется маятниковым угломером.

С помощью станка

Можно восстановить режущие свойства практически любого инструмента. Заточка твердосплавных фрез производится только на станках. Например, для концевой первым этапом будет круговая шлифовка для удаления возможных сколов и дефектов режущих кромок, после этой операции диаметр измениться в зависимости от степени износа поверхностей. Затем для остроконечных боковых зубьев выполняется заточка по задней части. Для этого используется специальное приспособление в форме иглы, которое обеспечивает равномерный угол заточки на всем протяжении зуба при поступательном движении вдоль абразива. Регулируя его положение, можно добиться изменения заднего угла, а это важно для уменьшения трения и увеличения срока службы. Заточка торцевых зубьев начинается с их установки по горизонту, круг подается под необходимым углом. С помощью станка легко подновить инструменты для ручного фрезера.

Эффективность и качество обработки будут намного выше при оборудовании станка системой жидкостного охлаждения – при перегреве режущие кромки покрываются микротрещинами, которые становятся причиной сколов в процессе эксплуатации, что сильно уменьшает срок службы.

Также при увеличении температуры уменьшается твердость абразивных материалов, что увеличивает время обработки заготовок и провоцирует быстрый износ дорогостоящих кругов. Для заточки применяются абразивные круги чашечной и тарельчатой форм для шлифования задних углов зубьев, для передних можно использовать плоские.

В качестве абразива выступают:

• электрокорунд (хорошо подходит для инструментальной стали);
• эльбор (быстрорежущая сталь обычная и повышенной производительности);
• алмаз и зеленый карбид кремния (для твердосплавных резцов).

При обработке твердых сплавов на кругу прогрев поверхности происходит неравномерно, образуются микротрещины, приводящие к деформации зубьев. Для доводки можно использовать чугунный оселок, в качестве абразива взять карбид бора, его же можно использовать и для оперативного устранения неровностей без снятия фрезы.

Промышленные станки дороги, для домашней мастерской можно изготовить его самостоятельно, совместив электрическое точило и механизм подачи затачиваемой фрезы. Универсальный аппарат таким образом сделать не получится, но для выполнения нескольких операций с приемлемым качеством он вполне подойдет.

С помощью кругов для заточки

Имея опыт, можно заточить фрезы несложной формы на обычном точиле, но следует понимать, что большое количество криволинейных поверхностей и необходимость соблюдения угловых параметров, могут свести на нет все усилия. Работать необходимо на небольших оборотах, иначе есть риск перегреть режущие кромки – фреза на выброс.

Подручными средствами

Требуется только наличие абразивных материалов разной зернистости. Бруски в процессе работы необходимо смочить мыльной водой, по окончании промыть и высушить. Заточка фрез по дереву своими руками возможна, но требует долгой практики – основная трудность заключается в равномерной обработке всех зубьев, для этого необходимо контролировать нажим и количество движений. Все издержки перекрываются словом «бесплатно», да и стоимость затачиваемых изделий невелика в случае неудачной попытки. Качество такой работы как правило не очень высокое, но в рамках домашней мастерской приемлемо.

Правила безопасности при заточке

Работа с любым силовым оборудованием требует соблюдения техники безопасности:

• работа только на исправном оборудовании;
• обеспечение надежного заземления во избежание поражения электрическим током;
• обеспечение мер противопожарной безопасности;
• использование индивидуальных средств защиты.

Соблюдение правил гарантирует отсутствие травм и нештатных ситуаций.

Заточка и контроль фрез после заточки

Заточка фрез – заключительная операция для получения заданных геометрических параметров, а также для восстановления режущих свойств, утраченных в результате износа зубьев.
Правильно выполненная заточка увеличивает стойкость фрезы, а следовательно, снижает расход режущего инструмента. При эксплуатации не следует доводить фрезы до величин износа, превышающих установленные оптимальные значения, принятые за критерий затупления. Поэтому необходимо следить за состоянием режущих кромок и производить своевременную заточку фрез, не допуская чрезмерно большого износа или поломки зубьев.
Заточка фрез производится на универсально-заточных станках или на специальных заточных станках.
Для обеспечения правильной заточки фрез, соблюдения установленных норм допускаемых биений, обеспечения установленного качества поверхностей и режущих кромок необходимо, чтобы заточные станки и приспособления удовлетворяли следующим требованиям:
1. Шпиндели станков и приспособлений должны обладать достаточной виброустойчивостью, хорошо смазываться и легко вращаться, осевое и радиальное биение не должно превышать 0,01 мм.
2. Механизмы подач должны работать без заеданий во всех направлениях, иметь минимальные зазоры и обеспечивать легкое и плавное перемещение закрепленной фрезы.
3. Сменные шпинели и шайбы для крепления заточных кругов должны обеспечивать точную посадку заточного круга или доводочного диска на шпинделе станка, не вызывая вибраций при заточке и неравномерного износа круга или диска.
4. Суммарное биение шпинделя станка, приспособления и оправки должно быть меньше допустимого биения затачиваемой фрезы.
Правильный выбор шлифовального круга и режимов заточки дает возможность получить заданные геометрические параметры режущей части и требуемое качество заточенной поверхности, что связано с повышением режущих свойств фрезы.
В табл. 27 приведена характеристика абразивного инструмента и ориентировочные режимы заточки инструментов из инструментальных сталей и инструментов, оснащенных пластинками твердого сплава и минералокерамикой. Заточка фрез из быстрорежущих сталей повышенной производительности — кобальтовых и ванадиевых — значительно отличается от заточки фрез из быстрорежущей стали Р18. Указанные стали отличаются плохой шлифуемостью и повышенной склонностью к прижогам.

Заточка инструмента с винтовым зубом, в том числе и цилиндрических фрез, осуществляется на универсальнозаточных станках. Цилиндрические фрезы с остроконечными зубьями затачивают по задней поверхности чашечными и дисковыми кругами (рис. 265). При заточке фрезу надевают на оправку Ось чашечного круга устанавливают относительно фрезы так, чтобы круг касался затачиваемой фрезы только одной стороной. С этой целью торцовую плоскость чашечного круга наклоняют под углом 1 – 2° к оси фрезы (рис. 265, а). Для образования заднего угла ось чашечного круга располагают ниже оси затачиваемой фрезы на величину Н (рис. 265, б), которая определяется в зависимости от диаметра фрезы и заднего угла и по формуле
Н = D/2 * sinα.
Если оси чашечного круга и затачиваемой фрезы будут расположены в одной горизонтальной плоскости, то задний угол гх после заточки будет равен нулю (рис. 265, в). Положение зуба фрезы при заточке фиксируется упором, который устанавливается очень близко к режущей кромке. Иногда применяют специальный прибор для установки упора по высоте.
При заточке цилиндрических фрез дисковыми кругами задняя поверхность зуба получает несколько вогнутую форму с повышенным значением заднего угла. Однако при правильном выборе диаметра шлифовального круга эта вогнутость не оказывает никакого вредного влияния.

Заточка торцовых фрез
Торцовые фрезы, изготовленные из быстрорежущей стали, а также ряд фрез, оснащенных пластинками твердого сплава, затачиваются в собранном виде.
Заточка главной задней поверхности торцовых фрез производится торцовой плоскостью чашечного шлифовального круга (рис. 266, а). При заточке вспомогательной задней поверхности (рис. 266, б) фрезу сначала устанавливают так, чтобы ее вспомогательная режущая кромка занимала горизонтальное положение. Затем ось фрезы поворачивают в горизонтальной плоскости на величину вспомогательного угла в плане φ₁ и одновременно наклоняют в вертикальной плоскости на торцовый задний угол α₁. Заточка передней поверхности зуба фрезы производится как торцом тарельчатого шлифовального круга, так и периферией дискового круга. При заточке необходимо образовать заданные по чертежу величины углов φ, γ, и λ.

Заточка дисковых фрез
Заточка дисковых фрез по главной задней поверхности производится подобно заточке цилиндрических и концевых фрез чашечным кругом. Заточка по вспомогательной задней поверхности торцовых зубьев производится таким же способом, как и для торцовых фрез.
При заточке торцовых зубьев по передней поверхности затачиваемые зубья направлены кверху, а фрезы занимают вертикальное положение, когда фреза имеет простые зубья и наклонное – при заточке фрез с разнонаправленными зубьями. При этом угол наклона оси фрезы в вертикальной плоскости равняется углу наклона главной режущей кромки.

Заточка концевых фрез
Заточка концевых фрез с винтовым зубом осуществляется также вручную на универсально-заточных станках.
Заточка концевых фрез по главной задней поверхности производится так же, как и цилиндрических фрез торцовой поверхностью чашечного круга, при установке концевой фрезы в центрах. Заточка по вспомогательной задней поверхности осуществляется подобно торцовым фрезам чашечным кругом. В настоящее время выпускается полуавтомат модели ВЗ125 для заточки концевых фрез диаметром 14 – 50 мм передней и задней поверхностей.

Заточка фрез с затылованными зубьями
Фасонные фрезы с затылованным зубом затачиваются только по передней поверхности. При этом величина переднего угла и после заточки должна отклоняться от заданного значения не более чем на ±1°, так как изменение переднего угла вызывает искажения фасонного профиля.
Фрезы с прямыми канавками затачивают плоской стороной чашечного круга (рис. 267, а), а фрезы с винтовыми канавками – его конической стороной (рис. 267, б).
При отсутствии специальных заточных станков рекомендуется сначала шлифовать фрезу по спинке зуба с упором на переднюю поверхность (рис. 268, а), а затем затачивать переднюю грань с упором на спинку зуба (рис. 268, б), к которому фрезу прижимают вручную При заточке фрез с прямыми канавками упор устанавливают на столе станка, а при заточке фрез с винтовыми канавками — на корпусе шлифавальной бабки.

Чтобы после заточки режущие кромки имели минимальное биение, заточку рекомендуется производить по копиру, имеющему то же число зубьев, что и затачиваемая фреза (рис. 269). Износ затылованных фрез по задней поверхности допускается не более 0,5 – 0,75 мм. При большей величине износа .фрезу следует затачивать по всему профилю, что значительно удорожает стоимость заточки.

Заточка сборных фрез (фрезерных головок)
Индивидуальная заточка вставных резцов сборных фрез может быть произведена лишь на точиле с подручником или на универсально-заточном станке с креплением резца в трехповоротных тисках. При закреплении резцов в тисках во избежание образования трещин в пластинках в качестве амортизатора рекомендуется ставить прокладку из пористой резины между подвижной губкой тисков и вставным зубом. Каждый вставной резец торцовой фрезы затачивают окончательно с одной установки. При таком методе ‘заточки износ шлифовального круга не влияет на точность заточки. Вращение круга при заточке твердосплавной пластинки должно быть направлено от основания к лезвию фрезы для избежания микровыкрашиваний в процессе заточки.
В промышленности применяются торцовые твердосплавные фрезы, ножи которых затачивают в сборе. Многогранные неперетачиваемые пластинки, применяемые в современных конструкциях сборных торцовых фрез, обрабатывают по ленточке и опорной плоскости.

Доводка фрез
Доводка рабочих граней зубьев фрез позволяет уменьшить неровность лезвий и поверхностей заточенного инструмента; устранить завалы поверхностей и придать инструменту более правильную геометрию и размеры; устранить поверхностные тонкие слои с прижогами и трещинами, возникшими при заточке. Наибольшее распространение получили алмазная и абразивная доводки. Алмазная доводка осуществляется алмазными кругами на керамической или бакелитовой связке; абразивная доводка – мелкозернистыми кругами из зеленого карбида кремния и пастой карбида бора, нанесенной на чугунные диски.
Доводке подвергают главным образом инструменты, оснащенные пластинками твердых сплавов и минералокерамикой, а также фрезы из быстрорежущих ванадиевых сталей на специальных доводочных станках. Так, например, алмазная доводка по ленточке многогранных неперетачиваемых пластинок осуществляется на специальном доводном станке модели ЗВ-20 в специальных кассетах; доводку опорной плоскости целесообразно производить на плоскошлифовальном станке в специальных кассетах дисковыми алмазными кругами.
Для повышения качества инструмента из быстрорежущих ванадиевых сталей (Р9Ф5, Р14Ф4 и др.) необходимо после абразивной заточки применять чистовую заточку и доводку алмазными кругами на керамической или бакелитовой связке. Алмазную доводу фрез из быстрорежущей стали Р18 рекомендуется применять лишь для прецизионных фрез.
Доводка твердосплавных инструментов алмазными кругами обеспечивает шероховатость поверхности более высокого класса чистоты по сравнению с заточкой кругами из зеленого карбида кремния и доводкой карбидом бора. При фрезеровании пластичных материалов с невысокой прочностью и сильным истирающим действием алмазная доводка позволяет увеличить стойкость в два – пять раз по сравнению только с заточкой кругами из зеленого карбида кремния. Это различие с увеличением скорости резания возрастает. При фрезеровании высокопрочных, твердых сталей и титановых сплавов, в особенности на пониженных скоростях резания и при использовании хрупких твердых сплавов, доводка алмазными кругами либо малоэффективна, либо проводит к снижению стойкости инструмента вследствие выкрашивания режущих кромок фрез.

Контроль фрез после заточки
Контроль фрез после заточки заключается в проверке геометрических параметров режущей части фрезы, биения фрезы и класса чистоты заточенных или доведенных поверхностей. Для контроля геометрических параметров фрез применяют ряд приборов.
Основное требование, предъявляемое к этим приборам, – простота в эксплуатации и возможность пользования ими непосредственно на рабочем месте. На рис. 270 показаны схемы измерения переднего и заднего углов фрезы с помощью угломера. Угломер состоит из дуги 1 со шкалой, разделенной на риски, соответствующие числу зубьев измеряемой фрезы. Сектор 2 перемещается по дуге 1 и фиксируется в требуемом положении винтом 3. Сектор снабжен градусными шкалами, по которым производится отсчет величин углов: передних – по шкале v и задних – по шкале α. К сектору 2 прикреплена опорная линейка 4. Передний угол, как указывалось выше, измеряется в плоскости, перпендикулярной главной режущей кромки фрезы. Поэтому при измерении опорную линейку 4 угломера располагают в этой плоскости (главной секущей плоскости). В процессе измерения переднего угла (рис. 270, а) угломер накладывают на два соседних зуба фрезы, причем на один из зубьев угломер опирается опорной линейкой 4 по режущей кромке зуба фрезы, а на другой зуб – по передней поверхности зуба своей измерительной линейкой 1. Линейку 1 в пазу устанавливают по высоте в соответствии с размером прямолинейного участка на передней поверхности зуба. Сектор 2 угломера поворачивают до совмещения вертикальной грани измерительной линейки 1 (ножевая сторона) с передней гранью и в этом положении закрепляют винтом 3. Правильность установки измерительной линейки 1 относительно передней поверхности определяется на просвет. При правильной установке не должно быть зазора между ними. Отсчет производится по правой стороне сектора с надписью «передний угол» против штриха с отметкой, соответствующей числу зубьев данной фрезы (например, 6, 8, 10 и т. д.). Из рис. 270, а видно, что если, например, z=8, то v =10°, и т. д. Задний угол фрезы измеряют в плоскости, перпендикулярной оси фрезы. В связи с этим опорная поверхность линейки 4 угломера должна располагаться также в этой плоскости. Опорной линейкой 4 угломер опирается в режущую кромку зуба фрезы, а в другой зуб – по задней поверхности горизонтальной гранью измерительной линейки 1. Сектор 2 угломера поворачивается до «беззазорного» совмещения задней поверхности с измерительной гранью линейки, определяемого также на просвет. Отсчет в этом случае производится по левой стороне сектора с надписью «задний угол» также против штриха с отметкой, соответствующей числу зубьев фрезы. В случае, показанном на рис. 270, б, при z=8, а=27°. Погрешность угломера составляет примерно 1°30′.
Контроль биения зубьев фрез осуществляется с помощью индикатора в тех приспособлениях, где они затачиваются, в центровых бабках или в специальных приспособлениях.

Фрезы, у которых посадочным местом является отверстие, при контроле устанавливают на горизонтальной или вертикальной оправке. Фрезы с цилиндрическим или коническим хвостовиком при контроле устанавливаются либо в направляющей призме, либо в приборе для контроля биения рабочей части концевых инструментов. Биение проверяют по цилиндрической поверхности зубьев, по торцовым зубьям, по угловым кромкам и по опорному торцу. Проверку биения фрезы производят после установки ее на оправку или на шпиндель фрезерного станка.
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 или смачиванием пластин керосином или обдуванием их песком. В этом случае при наличии трещин выступает керосин.

Заточка концевой фрезы

Содержание

Заточка концевой фрезы

Заточка концевой фрезы — это операция, которую применяют для придания инструментам нужных геометрических параметров и восстановления изношенных фрез. В этой статье мы расскажем об основных технологиях, используемых для этих целей.

Углы заточки концевых фрез

Чтобы правильно выполнить заточку концевой фрезы в первую очередь необходимо изучить геометрию зубьев. Они бывают затылованными и остроконечными.

Изображение №1: остроконечный (а) и затылованный (б) зубья

У затылованных зубьев задние поверхности выполнены по архимедовым спиралям. Заточка таких фрез происходит по передним поверхностям.

У остроконечных зубьев части задних поверхностей представляют собой плоскости. Чаще всего такие фрезы затачивают по задним поверхностям. Передние обрабатывают в случае необходимости.

Расскажем о геометрии зубьев в деталях. Каждый из них имеет 4 важных параметра.

Изображение №2: геометрия зубьев

Поверхности и углы заточки концевых фрез.

Площадка f. Именно она подвергается основному износу и затачивается при обработке задней поверхности. Размер площадки напрямую влияет на силу трения между инструментом и заготовкой. Поэтому ширину необходимо поддерживать в определенном диапазоне.

Вспомогательный задний угол α₁. По нему фрезы затачивают при определенных величинах износа и сильном увеличении размеров площадок f.

Главный задний угол α. Это угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке главной режущей кромки и касательной к окружности вращения данной точки. Задача этого угла — уменьшить трение между инструментом и заготовкой.

Главный передний угол γ. Расположен между осевой плоскостью и касательной к передней поверхности. У фрез, предназначенных для обработки вязких материалов, размер этого угла варьируется в пределах от 15 до 20°. У фрез для обработки сталей — от 0 до 5°.

Обратите внимание! Зубья бывают прямыми и винтовыми. Величина наклона характеризуется углом λ. Он расположен между осью и развернутыми винтовыми кромками.

Способы заточки концевых фрез

Заточка концевых фрез может выполняться двумя способы.

Ручная заточка концевых врез, предназначенных для обработки вязких материалов

Для заточки концевой фрезы, предназначенной для обработки вязких материалов (к примеру, древесины), вам понадобятся следующие инструменты, оборудование и материалы.

Стол или верстак.

Заточка концевой фрезы проходит по следующей схеме.

Смочите алмазный брус в мыльном растворе и закрепите его на краю стола.

Снимите с фрезы направляющий подшипник (при его наличии).

Очистите фрезу при помощи растворителя.

Заточите все резцы.

Изображение №3: схема заточки фрезы

Обратите внимание на следующие особенности.

Перед заточкой в обязательном порядке удостоверьтесь в том, что алмазный брусок имеет правильную форму.

Чтобы добиться равномерной заточки резцов, делайте одинаковое количество движений с примерно одинаковой силой нажатия.

Если у вас нет алмазного круга, для заточки можете взять наждачную бумагу. Приклейте ее к твердому деревянному бруску или полоске стали.

Станки для заточки концевых фрез по металлу

Для заточки концевых фрез по металлу применяют специальные станки, обеспечивающие поступательное и вращательное движение обрабатываемого инструмента.

Изображение №4: прецизионный станок для заточки концевых фрез

Расскажем об особенностях заточки торцевых и боковых зубьев.

Заточка торцевых зубьев

Для заточки торцевых зубьев фрезы устанавливают горизонтально. Если станок не имеет специально предназначенного для этого градуированного кольца, горизонтальность выверяется при помощи угольника.

В процессе заточки оператор перемещает кромку абразивного круга вдоль кромки зуба. Угол заточки регулируется либо наклоном шпинделя с фрезой, либо смещением круга по вертикали.

Фотография №1: заточка торцевых зубьев концевой фрезы

Заточка боковых зубьев

Заточку боковых зубьев выполняют по следующей схеме.

Фреза закрепляется в цанге.

Игла-копир устанавливается в самое высокое положение, при котором кончик касается наружного края канавки.

Абразивный круг передвигается в положение, при котором наружная кромка совпадает с иглой.

При помощи ручки прямой подачи круг подводится к фрезе (до начала искрения).

Устанавливается толщина снимаемого слоя металла (25–50 мкм).

Производится заточка зуба на всю длину. Для этого шпиндель с фрезой втягивается до тех пор, пока инструмент не сойдет с иглы.

Фотография №2: заточка боковых зубьев концевой фрезы

Далее по этой же схеме затачивают остальные зубья.

Выбор приспособлений (абразивных кругов) для заточки концевых фрез на станках

Для заточки концевых фрез на станки чаще всего устанавливают приспособления, изготовленные из следующих материалов.

Алмаз и зеленый карбид кремния. Выполненные из этих материалов круги подходят для заточки твердосплавных инструментов.

Эльбор. Это сверхтвердый материал на основе кубической сфалеритной модификации нитрита бора. Эльборовые круги применяют для заточки фрез из быстрорежущих сталей повышенной производительности.

Электрокорунд. Это химически стойкий твердый материал на основе оксида алюминия. Электрокорундовые круги используют для заточки фрез, изготовленных из инструментальных и быстрорежущих сталей нормальной производительности.

Перечислим характеристики приспособлений, которые нужно обязательно учесть при выборе.

Термостойкость. С повышением температуры микротвердость абразивных материалов снижается. Поэтому заточка концевых фрез на станках в обязательном порядке требует использования СОЖ. Обычная вода не подойдет. Ее использование приведет к коррозии элементов станка. В воду добавляют мыло и различные дополнительные добавки (кальцинированная сода, силикат натрия, нитрит калия и пр.). Термостойкость материалов, применяемых для изготовления абразивных кругов, смотрите в таблице ниже.

Изображение №5: термостойкость материалов, применяемых для изготовления абразивных кругов

Зернистость. Ее выбирают в зависимости от требуемого класса чистоты затачиваемой поверхности. Чем выше зернистость, тем лучше производительность кругов. При этом увеличивается срок службы приспособлений.

Форма. Для заточки передних углов концевых фрез используют тарельчатые или плоские приспособления. Задние углы обрабатывают чашечными и тарельчатыми моделями.

Изображение №6: формы шлифовальных кругов, применяемых для заточки концевых фрез

Еще один важный параметр заточки концевых фрез — скорость вращения кругов. Твердосплавные инструменты обрабатывают на высоких скоростях, а фрезы, изготовленные из быстрорежущих и инструментальных сталей — на более низких.

Контроль качества заточки

После заточки необходимо убедиться в ее качестве. Для этого существуют различные технологии и приспособления.

Убедиться в отсутствии рисок, трещин и сколов можно при помощи лупы. При контроле качества заточки твердосплавных фрез дополнительно используют керосин. При наличии трещин он выступает. Это упрощает обнаружение дефектов.

Для измерения передних и задних углов предназначены маятниковые и специальные угломеры.

Изображение №7: технология измерения маятниковым угломером

Обратите внимание! Оставлять зазубрины на поверхностях зубьев не рекомендуется. Фрезы с дефектами быстро выходят из строя. При заточке стремитесь, чтобы поверхности получились идеально гладкими.

Как добиться высокого качества заточки концевых фрез

Перечисленные ниже правила направлены на соблюдение установленных норм допускаемых биений и получение инструментов без дефектов.

Суммарное биение шпинделя станка, оправки и приспособления должно быть меньше допустимого биения затачиваемой фрезы.

Необходимо обеспечить точную посадку заточного круга. В противном случае вибрации не только приведут к дефектам заточки, но и ускорят износ абразивного приспособления.

Механизмы подач не должны заедать.

Закрепленную фрезу необходимо перемещать максимально плавно.

Шпиндели станков должны обладать достаточной виброустойчивостью.

Их нужно хорошо смазывать для обеспечения максимально легкого вращения.

Осевое и радиальное биение не должно превышать 0,01 мм.

Доводка концевых фрез

Если после заточки на поверхностях концевой фрезы обнаруживаются микротрещины, применяют доводку. Главная ее цель — снятие дефектного слоя. Вторая задача — повышение чистоты поверхностей. Кроме этого при доводке устраняются завалы поверхностей зубьев.

Проводят такие операции на заточных и доводочных станках с чугунными дисками. При их скоростях вращения от 1 до 1,5 м/сек достигаются наилучшие результаты. Для доводки чаще всего применяют пасту из карбида бора. Зернистость — от 170 до 230.

Фотография №3: заточной станок

Для доводки могут также применяться и алмазные круги. При их использовании производительность повышается в 1,5–2 раза.