19. Фрезерование. Конструкция цилиндрической фрезы. Элементы режимов резания при цилиндрическом фрезеровании

Фрезерование является распространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинстве случаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности. Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фреза представляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены на цилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезы соответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые ими фрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе, движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться и инструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может быть вращательным или сложным.

Процесс фрезерования отличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ее оборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую часть оборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказывается на стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерования является то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.

Фрезерование может производиться двумя способами: против подачи и по подаче (рис. 1). Первое фрезерование называется встречным, а второе – попутным. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Встречное фрезерование является основным. Попутное фрезерование целесообразно вести лишь при обработке заготовок без корки и при обработке материалов, склонных к сильному обработочному упрочнению, так как при фрезеровании против подачи зуб фрезы, врезаясь в материал, довольно значительный путь проходит по сильно наклепанному слою. Износ фрез в этом случае протекает излишне интенсивно.

Особенностью конструкций этих фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной обрабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез (рис. 3, а) нет вспомогательных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания.

Цилиндрические фрезы с крупным зубом предназначены для снятия больших припусков и особенно эффективны при обработке плоскостей большой площади. С целью экономии быстрорежущей стали фрезы больших диаметров делают сборными со вставными режущими зубьями, а корпусы фрез изготавливают из конструкционной стали.

Большое значение при конструировании фрез любого типа имеет правильное определение ее наружного диаметра. С увеличением этого диаметра можно увеличить число зубьев, а следовательно, и производительность процесса фрезерования, повысить жесткость крепления. Однако при этом возрастает крутящий момент и, следовательно, расход мощности при той же скорости резания, увеличивается время на врезание и перебег фрезы. Поэтому необходимо выбирать оптимальное значение диаметра фрезы.

Скоростью резания v является окружная скорость режущих лезвий фрезы

где: D – диаметр фрезы, мм; n – частота вращения фрезы, об/мин.

Подачей называется перемещение обрабатываемой заготовки относительно фрезы. При фрезеровании различают три вида подач:

1.подача на зуб (sz, мм/зуб) – величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб;

2.подача на оборот фрезы (s0, мм/об) – величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы;

3.подача в минуту (или минутная подача, sм, мм/мин) – величина перемещения заготовки в минуту

Эти подачи связаны между собой зависимостью:

где: z – число зубьев фрезы, n – частота вращения, об/мин.

Толщина среза при фрезеровании переменная, ее величина зависит от подачи на зуб и угла контакта фрезы: