А – гострокінцева, б – затилована по архімедовій спіралі

Чернігівський державний педагогічний університет імені Т. Г. Шевченка

Кафедра ЗТД

Різання матеріалів

Лабораторна робота №8

Вивчення конструкції, геометрії та методів заточування фрез

М. Чернігів

Лабораторна робота №8

Тема: Вивчення конструкції, геометрії та методів заточування фрез

Для виконання роботи необхідно:

1. Попередньо ознайомитись з основними поняттями про елементи та геометрію фрез.

2. Вивчити прилади, які використовуються при вимірюванні фрез.

3. Виміряти геометричні і конструктивні елементи циліндричної фрези.

4. Ознайомитись з типовими конструкціями фрез.

5. Оформити роботу та заповнити звіт про роботу.

Прилади та інструменти: штангенциркуль ШЦ-1; універсальний кутомір; набір фрез.

Основні поняття про фрези

Фрези застосовуються на фрезерних верстатах при виконанні наступних робіт:

1) Чорнової та чистової обробки площин.

2) При нарізанні пазів і шпоночних канавок.

3) Прорізанні вузьких щілин і розрізанні металів.

4) Чорновій та чистовій обробці фасонних поверхонь з прямими криволінійними утворюючими.

Найпростішим типом фрези являється циліндрична фреза, яка призначена для обробки площин.

На рис. 1 показана схема різання при фрезеруванні площин:

а) циліндричною фрезою з прямим зубцями;

б) циліндричною фрезою з гвинтовими (спіральними) зубцями.

а) б)

Рис. 1. Схема роботи циліндричної фрези:

Оброблювана поверхня; 2 – оброблена поверхня; 3 – поверхня різання.

В циліндричних фрезах гвинтові канавки призначені для сходу стружки, які прорізаються на утворюючій поверхні циліндра, а зубці виконані з ріжучими кромками (рис. 2).

Рис.2. Циліндрична фреза

Нахил зубів визначається кутом ω між віссю фрези і проекцією, дотичною до гвинтової лінії.

Крім циліндричних фрез, площини оброблюють торцевими суцільними фрезами (рис.3) і торцевими насадками, оснащеними твердим сплавом (рис.4), в якій кромки 1 – являються головними ріжучими кромками, а кромки 2 – перехідними.

Рис.3. Торцеве фрезерування:

а – симетричне повне;

б – симетричне неповне;

В – несиметричне.

Рис.4. Фреза з твердим сплавом

Геометричні параметри ріжучої частини фрези

Геометричні параметри ріжучої частини циліндричної і торцевої фрези вказані на рис.5.

Рис.5

Передній кут γ вимірюється в головній NN січній площині.

Головний задній кут α розглядається в поперечній площині АА.

Важливим елементом циліндричної фрези є крок гвинтової лінії Н, (рис.6). Визначається за формулою:

D – діаметр фрези, мм;

ω – кут нахилу зубів, град;

Н – крок гвинтових ліній, мм

Рис. 6. Розгортка гвинтової лінії циліндричної фрези

Інколи передні кути фрези задають в поперечній площині (γ₁) і в повздовжній (γ₂) площині.

Для перерахунку головного переднього кута γ (рис.5) користуються формулою для циліндричної фрези:

і формулою для торцевої фрези:

Кут різання фрези в головній січній площині визначається:

Кут ω нахилу зубів визначається безпосереднім вимірюванням його по сліду гвинтової лінії фрези на площину чи за формулою (рис.6).

Гвинтову лінію фрези потрібно розвернути методом накатки через копіювальний папір.

Вимірювання фрез

Для вимірювання геометричних та конструктивних елементів фрези застосовується наступний інструмент: вимірювальна лінійка, універсальний кутомір, прилад для вимірювання передніх та задніх кутів в торцевій площині, штангенциркуль.

Діаметр фрези вимірюється штангенциркулем, ширину фрези – вимірювальною лінійкою. Передній та задній кути, які лежать в торцевій площині фрези, визначається спеціальним приладом в площині, перпендикулярній осі фрези.

На рис.7 показано вимірювання заднього кута за допомогою приладу Бабчиницера.

Рис.7. Вимірювання заднього кута фрези.

Порядок вимірювання наступний:

1. Прилад накладають на леза двох сусідніх зубів 1 і 2 так, щоб ріжуче лезо вимірювального зуба упиралося в вершину кута, складеного вимірювальною площиною ножа 6 і планки 3, а торцева частина приладу була перпендикулярна осі фрези.

2. Повертають сектор приладу 4 до сполучення вимірювальної площини з задньою поверхнею зуба фрези.

3. Відраховують по градусній шкалі 4 сектора значення заднього кута, воно відповідає дузі між штрихом 0 на градусній шкалі 4 та одним з штрихів на шкалі 5, відповідному числу зубів фрези. Приклад, для 18 зубів фрези задній кут а = 26°.

При вимірюванні переднього кута γ, дотримуються такої послідовності:

1. На леза двох сусідніх зубів накладається прилад так, щоб ріжуче лезо вимірювального зуба упиралося в вершину кута, складеного вимірювальною площиною ножа 1 та планки 2, а торцева частина приладу була перпендикулярна осі фрези (рис.8).

2. Повертаємо сектор 3 приладу до сполучення вимірювального ножа 1 з передньою поверхнею зуба фрези.

3. Відраховуємо по градусній шкалі сектора 3 значення переднього кута, воно відповідає дузі між штрихом 0 на градусній шкалі 4, відповідному числу зубів фрези (шкала 4 – шкала числа зубів вимірювальної фрези). Приклад, для 18 зубів фрези передній кут, γ = 10°.

Рис.8. Вимірювання переднього кута фрези.

Передній кут γ фрези в головній січній площині визначається за формулою:

Кут різання в головній січній площині:

Конструкції фрез

По конструкції ріжучого зуба фрези діляться на дві групи:

1) з гострокінцевим зубом;

2) з затилованим зубом; (рис.9 а і б)

Рис.9. Форми зубів фрези:

а – гострокінцева, б – затилована по архімедовій спіралі.

У фрезах з гострокінцевим зубом задня поверхня окреслюється по прямій лінії. Заточку проводять по задній поверхні. У фрезах з затилованим зубом задню поверхню окреслюють по архімедовій спіралі, а заточують по передній поверхні. Після переточки затилованої фрези зберігають постійний фасонний профіль ріжучих кромок.

Для фрез простішого типу, які оброблюють плоскі поверхні, вибирають гострокінцеву форму зуба, а для фасонних – затиловану форму зуба.

До групи з гострокінцевим зубом відносяться: циліндричні, торцеві, кутові та дискові фрези, а також різні фрезерні головки. До групи фрез з затилованим зубом відносяться: радіусні, випуклі і увігнуті, дискові, модульні фрези, черв’ячні модульні та шліцьові.

Рис.10. Кінцева фреза. Рис.11. Фрезерна торцева головка.

На рис. 10 і 11 показані торцеві фрези, з яких одна кінцева (рис. 10), друга торцева насадна з вставними зубцями (рис. 11).

У кінцевих фрез ріжучі зубці розташовані як на циліндричній поверхні, так і на торцевій. Стружку знімають зубці, розташовані на циліндричній поверхні, торцеві ж зубці зачищають оброблену поверхню.

Фрези торцеві насадні збірного типу застосовують для високопродуктивного фрезерування площин. Вставні зубці для торцевих фрез виготовляють з швидкоріжучих сталей чи з твердого сплаву.

Кутові фрези діляться на однокутові (рис. 12а) та двокутові (рис. 12б). Застосовують їх для прорізання канавок на зенкерах, розвертках, фрезах та інших інструментах.

Рис. 12. Кутові фрези: а – однокутова; б – двокутова.

Рис. 13. Дискові фрези: