Геометрические параметры фрезы концевой

Геометрия фрезы

Углы геометрии фрезы. Геометрия фрезы определяется углами расположения поверхностей и режущих кромок зубьев. В общем случае для этого используются восемь углов:

1. Три главных угла: задний а, угол заострения b и передний у;

2. Вспомогательный задний угол a1;

3. Три угла в плане: главный ф, угол при вершине е и вспомогательный ф1;

4. Угол наклона главной режущей кромки Л или w.

Чтобы определить эти углы в каждом конкретном случае, необходимо знать исходные поверхности и плоскости при фрезеровании (рис. 154).

У обрабатываемой заготовки различают три исходные поверхности: обрабатываемую 1, обработанную 5 и поверхность резания 7.

Обрабатываемой поверхностью называется поверхность заготовки, подлежащая обработке.

Обработанная поверхность — это поверхность детали, полученная в результате обработки.

Поверхностью резания считается поверхность, образуемая главной режущей кромкой зуба фрезы в процессе резания.

К исходным плоскостям относятся три воображаемые плоскости: основная 3, резания 6 и секущая 2.

Основная плоскость проходит через ось 4 фрезы и данную точку режущей кромки.

Плоскость резания располагается касательно к поверхности резания и проходит через главную режущую кромку зуба фрезы.

Секущей является плоскость, которой мысленно рассекается режущая кромка. В общем случае эта плоскость располагается перпендикулярно к проекции режущей кромки на основную плоскость. В зависимости от рассекаемой режущей кромки различают главную и вспомогательную секущие плоскости.

Пользуясь понятием об исходных плоскостях, можно дать определения углам зуба фрезы (рис. 155).

Задним углом а называется угол между главной задней поверхностью зуба и плоскостью резания.

Угол заострения b образуется между передней и главной задней поверхностями зуба.

Передним углом у является угол между передней поверхностью зуба и основной плоскостью. Он считается положительным, если сумма углов а+b

Расчет геометрических параметров фрез

При анализе конструкций фрез приняты следующие обозначения их элементов: D – наружный диаметр, мм; В – ширина фрезы, мм; L – длина инструмента, мм; l – длина режущей части, мм; d – внутренний диаметр и наименьший диаметр конической фрезы, мм; d₁ — наибольший диаметр конической фрезы, мм; R — радиус фрез, мм; f — длина переходной кромки, мм; ψ — ширина ленточки, мм; r – радиус при вершине (впадине), мм; φ — главный угол в плане, градус; φ ’ — вспомогательный угол в плане; φ — угол в плане переходной формы; α — задний угол; α₁ — задний угол на боковой стороне зуба; α_н — задний угол на периферии; α — задний угол на передней кромке; γ — передний угол; γ_ψ — передний угол на ленточке; γ_f — передний угол на фаске; ω — угол подъема винтовых канавок, градус.

Рис. 4.1. Схемы для определения числа зубьев цилиндрических фрез с прямыми (а) и винтовыми (б) зубьями: t – глубина резания;Ψ — угол контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью заготовки; tо – осевой шаг фрезы; ω — угол наклона винтовых канавок, градус; В – ширина фрезерования; D – наружный диаметр фрезы; d – диа-метр посадочного отверстия фрезы

Основными конструктивными элементами фрез являются: наружный диаметр фрезы; диаметр отверстия фрезы; число зубьев; углы тела зуба и впадины; форма зуба; углы режущей части зуба.
Наружный диаметр фрезы D зависит от диаметра окружности впадин d_вп между зубьями, высоты зубьев Н и диаметра посадочного отверстия фрезы d. Чем больше тело фрезы, тем лучше будет отвод тепла, легче выполнять режущие зубья, посадочное отверстие под оправки и т. д. Диаметр окружности впадин между зубьями фрезы может быть определен, исходя из следующей зависимости:
d_вп=(1,6…2,5)d
Для чистовых фрез (с мелким зубом) диаметр отверстия меньше чем у черновых. Для фрез с твердосплавными пластинами диаметр отверстия больше. Диаметр стандартных фрез (торцовых, дисковых, концевых и др.) может быть выбран из следующего стандартного ряда: 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 125,0; 160,0; 200,0; 250,0; 320,0; 400,0; 500,0; 630,0; 800,0; 1000,0 мм. Для прорезных и отрезных фрез рекомендованные размеры наружных диаметров выбираются из следующего ряда: 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; 62,0; 100,0; 160,0; 250,0; 400,0; 500,0; 630,0; 800,0; 1000,0 мм.
Число зубьев фрезы выбирается с учетом соблюдения условия равномерности процесса фрезерования, и определяется по формуле:

где ψ — угол контакта; ε =360 о ⁄ Z — угол, соответствующий шагу зубьев.

Таким образом, для обеспечения равномерности фрезерования в работе должны участвовать не менее 2-х зубьев.

Для фрез с прямыми зубьями (рис. 4.1, а) число зубьев фрезы определяется по формуле:

Z=360 o _*ξ ⁄ φ
Для фрез с винтовыми канавками (рис. 4.1,б) число зубьев определяется по формуле:

где: с – целое число; ω — угол наклона винтовых канавок; В – ширина фрезеруемой поверхности заготовки.
От числа зубьев фрезы зависят форма и размеры зубьев и впадин между ними. Для остроконечных зубьев (рис. 4.2, а), применяемых при чистовых операциях, высота зуба h принимается равной 0,5…0,65 окружности шага, а радиус для впадины r принимается равной 0,5…0,2,0 мм. Для фрез, используемых при черновых операциях (с крупным шагом) высота зуба принимается равной 0,3…0,45 окружного шага (рис. 4.2, б), а радиус для впадины r = 0 … 0,75*h (чем больше диаметр фрезы, тем больше r). Спинка зуба, выполненная под двумя углами (задним углом α и углом среза спинки α₁) имеет следующие параметры: α₁=20 … 30 o , фаска f =1,0 … 2,0 мм.

Рис.4.2. Схемы форм острозаточенных зубьев: а — для чистовых операций; б – для черновых операций; в – при тяжелых работах

Спинка зуба (рис. 4.2, в), работающей фрезы при тяжелых операциях иногда выполняется по радиусу R = (0,3 … 0,45)*D . Передний угол в нормальном сечении определяется по табл. 4.1.

Для винтовых фрез передний угол γ_ф определяется по формуле:

Таблица 4.1. Значения передних углов в нормальном сечении

Основные элементы геометрии концевых цельных твердосплавных фрез Угол наклона Вспомогательная винтовой канавки режущая кромка Угол впадины (торцовой угол)

741 Каталог TAEGUTEC 2013 Режущий инструмент и инструментальная оснастка Стр.F59

Основные элементы геометрии концевых цельных твердосплавных фрез Угол наклона Вспомогательная винтовой канавки режущая кромка Угол впадины (торцовой угол)

Основные элементы геометрии концевых цельных твердосплавных фрез Угол наклона Вспомогательная винтовой канавки режущая кромка Угол впадины (торцовой угол) Величина затылованной части Выбор марки сплава в зависимости от обрабатываемого материала Материал Сплавы концевых фрех Углеродистая, легированная, инструментальная сталь и сталь для пресс-форм UF10N, UF10, UF2, TT9030, TT1040 Сталь высокой степени закалки (HRC50-70) TT1040 (HRC60 ЯМ) Цветные металлы (алюминиевые и медные сплавы) UF10, TT9020, TT6050, PCD Характеристики угла резания Передний угол Передний и задний угол Формулы расчёта режимов резания Скорость резания V_ пxDxN V Скорость резания (м/мин) (м/мин) 1000 D Диаметр концевой фрезы (мм) Подача на зуб f F N Скорость вращения (об/мин) (мм/зуб) ZxN F Скорость подачи стола (мм/мин) fz Подача на зуб (мм/зуб) Скорость подачи F fzxZxN 7 Количество зубьев стола (мм/мин) lc Время резания (мин) Время резания Tc L Длина прохода (мин) F (длина заготовки + диаметр инструмента + а) Вылет инструмента Вылет инструмента должен быть минимальным. Жёсткость может меняться в зависимости от длины фрезы или длины прохода Чем меньше вылет инструмента, тем выше жёсткость и меньше деформация инструмента. 0 Деформация концевой фрезы Р Усилие резания L Вылет фрезы Е Модуль упругости III Момент инерции Применение концевых фрез различных типов Плоский торец без центрального отверстия Плоский торец с центральным отверстием Плоский торец с радиусом при вершине Сферический торец Применение Универсальная обработка, включая обработку пазов, боковое и плунжерное фрезерование, а также растачивание Универсальная обработка, включая обработку пазов, торцовое фрезерование, растачивание Высокоскоростное фрезерование и фрезерование радиусов Контурное или профильное фрезерование TaeguTec Тип Форма Вспомогательный задний угол Главный задний угол Передний угол Главная режущая кромка Задняя поверхность Величина падения затылка Ширина ленточки Диаметр сердцевины Угол задней поверхности Ширина фаски задней поверхности Главная режущая кромка Передняя поверхность Задний угол 1Инструментальный угол Геометрия инструмента Выбор марки сплава в зависимости от обрабатываемого материала Характеристики угла резания Руководство по использованию Геометрия концевой фрезы

Геометрические параметры цилиндрической фрезы;

Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоскостей на горизонтально-фрезерных станках и изготовляют диаметром D=10…250 мм, длиной L до 160 мм цельной и сборной конструкции.

Цилиндрическая фреза представляет собой цилиндрическое тело, на поверхности которого в продольном направлении прорезаны канавки для размещения стружки. Пересечение канавки с цилиндрической поверхностью образует режущие кромки. Для плавной работы фрезы и для увеличения числа одновременно работающих зубьев стружечные канавки делают винтовыми. На каждом ее зубе имеется одна режущая кромка. Часть стружечной канавки у режущей кромки является передней поверхностью, а поверхность цилиндра – задней. Зуб фрезы может быть остроконечным (острозаточенным) или затылованным (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Формы зубьев фрезы:

а, б, в – остроконечная; г – затылованная

Острозаточенные зубья фрез перетачиваются по задней поверхности. Спинка зуба может быть выполнена по прямой (рис. 3.4,а), ломаной (рис. 3.4,б) или параболе (рис. 3.4,в).

Каждый режущий зуб имеет такие же элементы и углы, как и токарный резец.

Геометрические параметры цилиндрической фрезы рассматривают в следующих плоскостях (рис. 3.5)

1. Основная плоскость Р_υ – координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного (υ) или результирующего движения резания в этой точке;

2. Плоскость резания Р_n – координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости;

3. Главная секущая плоскость Р_τ – координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания;

4. Нормальная секущая плоскость Р_н – плоскость, перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Рис. 3.5. Координатные плоскости при фрезеровании

Главный передний угол g – угол между касательной к передней поверхности и основной плоскостью, проходящей через ось фрезы и рассматриваемую точку режущей кромки (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Геометрические параметры режущей части цилиндрической фрезы

Этот угол обеспечивает сход стружки по передней поверхности и измеряется в плоскости, перпендикулярной режущей кромке (N-N). В этой же плоскости измеряют нормальный задний угол a_N.

Главный задний угол a – угол между касательной к задней поверхности фрезы и плоскостью резания. Траектория движения рассматриваемой точки режущей кромки, определяющая положение плоскости резания, принимается за дугу окружности, поэтому главный угол измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы (M-M) (рис. 3.6). В этой же плоскости измеряется передний угол g_т. Если фреза с винтовыми зубьями, то режущие кромки являются винтовыми линиями. Угол их наклона к оси фрезы называют углом наклона винтовой канавки w. Между передними углами существует следующее соотношение

(3.3)

У фрез также рассматривают:

Окружной шаг фрезы t_Т в торцовой плоскости (длина дуги по торцу фрезы между двумя соседними зубьями):

(3.4)

где D – диаметр фрезы; z – число зубьев фрезы.