Фрезерование концевыми фрезами

Фрезерование концевыми фрезами

Фрезерование концевыми фрезами применяется для:

Фотография №1: фрезерование концевой фрезой

Конструктивные особенности и виды концевых фрез

Монолитные, сборные и иные концевые фрезы состоят из рабочей части и хвостовика. Последний бывает цилиндрическим и коническим, а зубья — нормальными и мелкими. Инструменты с нормальными зубьями применяют для получистовой и чистовой обработки, а крупнозубые фрезы — для черновой.

Изображение №1: концевая фреза с конусом Морзе (коническим)

Важно! Концевые фрезы имеют диаметр (3–60 мм). Для обеспечения оптимальной скорости резания инструменты работают на высоких оборотах. При относительно небольших скоростях подачи нагрузка на 1 зуб минимальна. Это обеспечивает высокое качество обработки.

Монолитные концевые фрезы могут быть:

Кроме этого существуют концевые фрезы с твердосплавными пластинами.

Изображение №2: цилиндрическая концевая фреза с твердосплавными пластинами

Главное преимущество фрез с твердосплавными пластинами — возможность смены последних без без снятия режущего инструмента. Изделия применяют для получения пазов работы с закаленными и труднообрабатываемыми сталями.

Инструменты затылованными и остроконечными зубьями называют обдирочными. Их применяют для черновой обработки заготовок, полученных литьем и свободной ковкой.

Изображение №3: обдирочная концевая фреза с затылованными зубьями

Фрезы с острозаточенными зубьями имеют неравномерный окружной шаг. Они отличаются повышенной производительностью (+ 60–70 %), вибростойкостью и сроком службы.

Изображение №4: обдирочная концевая фреза с остроконечными зубьями

Кроме цилиндрических инструментов существуют концевые фрезы специального назначения. К ним относятся шпоночные, угловые и Т-образные модели.

Шпоночные концевые фрезы

Инструмент для фрезерования шпоночных пазов. Изделия имеют 2 режущих зуба и торцевые режущие кромки. Они направлены не наружу, (как у сверл), а внутрь инструмента.

Изображение №5: шпоночная концевая фреза

Шпоночная фреза углубляется в материал при осевой подаче и двигается в сторону при продольной. В результате получается шпоночный паз.

Важно! Переточку шпоночных фрез производят по задним поверхностям торцевых кромок. Операция не изменяет диаметр инструмента.

Угловые концевые фрезы

Инструмент для фрезерования наклонных плоскостей и пазов, имеющих угловые профили. Фрезы бывают одноугловыми и двухугловыми. У первых режущие кромки расположены на конических поверхностях и торцах, у вторых — только на конических поверхностях. Двухугловые фрезы могут быть симметричными. У них уравновешенытаких усилия, возникающие при перемещении угловых кромок.В результате фрезы работают более плавно.

Изображение №6: рабочие части угловых концевых фрез

Вершины угловых фрез закругляют. Это продлевает срок службы инструментов.

Т-образные концевые фрезы 

Инструмент применяют для обработки Т-образных пазов.

Изображение №7: конструкция и характеристики Т-образных концевых фрез

Т-образные фрезы часто ломаются. проблемами при отводе стружки и смежными сложностями. Инструмент имеет разнонаправленные зубья и угловые поднутрения.

Оборудование для фрезерования концевыми фрезами

Для фрезерования концевыми фрезами применяются горизонтальные и вертикальные станки. Инструмент устанавливают в патроны различной конструкции.

Патроны для концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками

Концевые фрезы с цилиндрическими хвостовиками фиксируют при помощи таких патронов.

Изображение №8: патрон для концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками

Элемент состоит из корпуса (1), гаек (2) и кулачков (3). Корпус устанавливается в шпинделе и затягивается шомполом. Кулачки зажимают инструмент при помощи кольцевой (4) и промежуточных пружин.

Патроны для концевых фрез с коническими хвостовиками

Патроны для концевых фрез имеют разборную конструкцию, удобны в эксплуатации.

Изображение №9: патрон для концевых фрез с коническими хвостовиками

Корпус патрона (3) закрепляется в шпинделе станка при помощи шомпола. В сменной втулке (4) имеется винт (5), предназначенный для фиксации фрезы. Пояски втулки проходят через отверстия навернутой на корпус гайки (2) и вставляются в имеющиеся на торце пазы. Положение гайки регулируется при помощи специального винта (6).

Важно! Сменные втулки имеют стандартные размеры, соответствующие конусам Морзе.

Цанговые патроны

Патроны цангового типа предназначены для крепления концевых фрез с цилиндрическими хвостовиками.

Изображение №10: цанговый патрон

Конический хвостовик патрона затягивается в шпинделе станка при помощи шомпола. Спереди имеется выточка. В нее входит цанга (1). Это коническая разрезная втулка имеющая отверстие, диаметр которого соответствует хвостовику закрепляемой фрезы. Для ее фиксации цанга сжимается гайкой (2).

Патроны с регулируемыми эксцентриситетами

Изделия состоят из корпус (1), колпачковых гаек (3) и втулок (2).

Изображение №11: патрон с регулируемым эксцентриком

Втулка в таком патроне эксцентрично закреплена по отношению к оси вращающейся фрезы (4). Она крепится при помощи двух винтов (5). При поворачивании втулки регулируется ширина паза.

Выбор скорости подачи фрез

Выбор величины подачи фрезы напрямую зависит от материала заготовки.

Основные технологии фрезерования концевыми фрезами

Расскажем об основных технологиях фрезерования концевыми фрезами на примере конкретных операций.

Фрезерование уступов концевыми фрезами

Рассмотрим фрезерование двух уступов в бруске. Цель — получение ступенчатой шпонки.

Основные параметры

Выбор инструмента

Для операции подойдет концевая фреза (диаметр — 16 мм) с нормальными зубьями и цилиндрическим хвостовиком. Чтобы стружка отводилась вверх, винтовые канавки должны быть направлены вправо.

Расчет режима резания

Рассчитаем частоту вращения шпинделя. При скорости подачи 25 м/мин. она будет равна:

n = (1000*v)/(π*d) = (1000*25)/(3,14*16) = 500 об./мин.

Подача на один зуб — 0,03 мм. Вычислим минутную подачу.

s = s_зуб*z (чистота поверхности)*n = 0,03*5*500 = 75 мм/мин.

Подготовка к работе и выполнение операции

Фрезерование каждого уступа проходит по следующей схеме.

Изображение №12: фрезерование уступов концевой фрезой

Фрезерование сквозных пазов концевыми фрезами

Для фрезерования сквозных пазов берут концевые фрезы,с диаметром соответствующим размерности проемов на чертежах..

Важно! Так делают в случаях, если концевые фрезы не имеют радиального биения. При его наличии ширина паза получится больше заданной. Итог— брак.

Для формирования сквозных пазов оптимальны новые концевые фрезы. При работе с переточенными инструментом можно использовать патроны с регулируемыми эксцентриками. Технология фрезерования сквозных пазов не отличается от описанной выше.

Фрезерование замкнутых пазов концевыми фрезами

Задача — профрезеровать в планке замкнутый паз. Длина — 32 мм. Ширина — 16 мм.

Изображение №13: чертеж планки

Выбор инструмента

Подойдет та же самая фреза с пятью зубьями (z = 5).

Расчет режима резания

Заданная подача фрезы — 0,01 мм/зуб. Скорость резания — 25 м/мин. Частота — 500 об./мин. Вычислим минутную подачу.

s = s_зуб*z*n = 0,01*5*500 = 25 мм/мин.

Минимальная подача на станке — 31,5 мм/мин. Устанавливаем именно ее. Рассчитаем фактическую подачу на один зуб.

s_зуб = s/(z*n) = 31,5/(5*500) = 0,013 мм/зуб.

Выполнение операции

При фрезеровании сквозных пазов:

1. дается ручная вертикальная подача для врезания фрезы в материал на 4–5 мм;

2. включается механическая продольная подача вырезается глухой паз нужной длины;

3. происходит постепенный подъем стола до получения сквозного отверстия.

Изображение №14: закрепление заготовки и фрезерование сквозного паза

Фрезерование наклонных плоскостей цилиндрическими концевыми фрезами

Для фрезерования наклонных плоскостей концевыми фрезами применяют две технологии.

1. Фрезерование с поворотом заготовок

Технология предполагает использование универсальных поворотных тисков. Заготовки в них крепятся так же, как и в обычных.

Изображение №15: фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой с поворотом заготовки

Важно! Обрабатываемая наклонная плоскость должна располагаться параллельно столу.

2. Фрезерование с поворотом шпинделя станка

Операция возможна на вертикальных и горизонтальных станках. Первые должны обладать функцией поворота бабки со шпинделем вокруг горизонтальной оси, а вторые — накладными вертикальными головками. Для фрезерования просто устанавливают нужные углы наклона.

Изображение №16: фрезерование наклонной плоскости концевой фрезой под углом 60°

Фрезерование наклонных плоскостей угловыми концевыми фрезами

Выполняется на горизонтальных фрезерных станках. Обработка заготовок угловыми фрезами происходит на меньших скоростях подачи и резания. Это связано с трудными условиями работы.

К примеру, при глубине фрезерования 12 мм назначают скорость резания 11,8 м/мин. Частота вращение шпинделя — 50 об./мин.

Изображение №17: фрезерование наклонной плоскости угловой концевой фрезой

Обратите внимание! Чтобы избежать брака при фрезеровании наклонной плоскости:

Фрезерование закрытых шпоночных канавок шпоночными концевыми фрезами

Операция выполняется горизонтальными и вертикальными фрезерными станками. Рассмотрим фрезерование шпоночной канавки с шириной 10 мм и глубиной 4 мм.

Изображение №18: фрезерование закрытой шпоночной канавки

Выбор инструмента

Для операции возьмем шпоночную фрезу диаметром 10 мм. Если она перетачивалась, необходимо проверить диаметр рабочей части микрометром.

Расчет режима резания

Заданная скорость резания — 25,2 м/мин. Частота вращения — 800 об./мин. Подача — 0,03 мм/зуб. Количество зубьев — 2. Рассчитаем минутную подачу.

s = 0,03*2*800 = 48 мм/мин.

Подготовка к работе и выполнение операции

После закрепления фрезы в патроне проверяется ее радиальное биение по индикатору. Ширина канавки не должна выйти из допуска. Фрезерование шпоночных канавок происходит так же, как и рассмотренная выше обработка замкнутых пазов.

Обработка концевыми фрезами специальных пазов

К проемам данной категории относятся Т-образные пазы и пазы типа «ласточкин хвост». Их фрезерование выполняется на вертикальных фрезерных станках.

Фрезерование Т-образных пазов

Фрезерование простых Т-образных пазов включает 2 этапа.

Если необходимо получить паз с заваленными кромками, делают третий переход. Фаски снимают при помощи угловой фрезы.

Если необходимо получить паз с заваленными кромками, делают третий переход. Фаски снимают при помощи угловой фрезы.

Изображение №19: три этапа фрезерования Т-образного паза с заваленными кромками

Фрезерование паза типа «ласточкин хвост»

Операция предполагает два действия.

Изображение №20: фрезерование паза типа «ласточкин хвост»

Контурное фрезерование концевыми фрезами

Существуют две технологии контурного фрезерования концевыми фрезами.

С комбинированием ручных подач

Технология выглядит так.

Важно! За один раз профрезеровать контур невозможно. Деталь сначала обрабатывают начерно, а затем — начисто.

Изображение №21: фрезерование криволинейного контура с комбинированием ручных подач

С использованием круглого поворотного стола

При фрезеровании заготовок на круглых поворотных столах контуры дуг образуются за счет их круговых подач. Приспособления бывают ручными и механическими. По этой технологии получают высокоточные контуры.

Изображение №22: круглый поворотный стол с ручной подачей

Важно! Выше рассмотрены основные сферы применения концевых фрез. Об иных операциях и особенностях их выполнения читайте в специальной литературе.

Правила фрезерования и полезные советы