Где можно заточить фрезу цилиндрическую. Заточка и изготовление червячных фрез. Требования к оборудованию

Операции по заточке фрез поддерживают технико-физические характеристики деталей, продлевая тем самым их рабочий ресурс. Существует множество подходов к выполнению подобных мероприятий, выбор среди которых определяется характером эксплуатации и конструкцией элемента. Интенсивность износа фрезы во многом зависит от ее конструкции, исходя из которой мастер подбирает и режимы техобслуживания.

Например, подбор метода переточки быстрорежущих деталей ориентируется на изнашивание передней поверхности. С другой стороны, заточка фрез по задней поверхности больше подходит для фасонных элементов. Поэтому важно учитывать как можно больше эксплуатационных факторов, которые позволят сделать верный выбор техники обработки.

Разновидности фрез

Такие элементы широко используются в обработке деталей на копировальных, калевочно-шипорезных, фрезерных и других станках. Как правило, это деревообрабатывающее оборудование, хотя встречаются и детали для работы с металлическими заготовками. Различаются фрезы по размерам, форме и назначению.

В целом выделяется две категории элементов - концевые и насадные. Первые отличаются наличием хвостовика, который фиксируется в специальной нише шпинделя. Изделия второй группы имеют центральное отверстие, которое позволяет их насаживать на рабочий шпиндель и надежно фиксировать. Соответственно, такая заточка фрез отличается более высоким уровнем качества, не говоря об удобстве в обращении с деталями для оператора. Насадные элементы могут быть составными, цельными и сборными.

Особенностью этой группы является возможность формирования режущего инструмента из нескольких фрезерных частей. Также стоит отметить категорию концевых фрез, которые могут быть сборными и цельными. Разделяются элементы и по качеству выполнения затылованной обработки. Так, заточка фрез с затылованными поверхностями производится по передней грани с целью сохранения базовых угловых показателей.

Техническое обслуживание фрез

Несмотря на применение в изготовлении фрез высокопрочных сплавов, длительное время эксплуатации приводит к стиранию, а также деформации граней. Со временем изношенные элементы утилизируются, но до истечения рабочего ресурса мастер может восстановить характеристики детали при помощи мероприятий технического обслуживания. Важно учитывать, что заточка фрез позволяет не только наделять их прежней геометрией, обеспечивающей качественную работу. Данная процедура также повышает стойкость элемента, снижая расход инструмента. Но это не значит, что любая фреза может быть восстановлена таким образом.

Технологи не рекомендуют доводить инструмент до состояния полного износа. Производители фрез указывают в маркировках технико-эксплуатационные значения, которые являются предельными для конкретного элемента, и после их преодоления режущие кромки не поддаются реставрации.

процесса заточки

Для выполнения заточки применяются специальные фрезерные станки, оснащенные шпинделями с частотой вращения в среднем до 24 000 об./мин. Перед началом работы на них мастер производит балансировку фрез. Она может осуществляться двумя способами - динамическим и статическим. В первом случае процедура выполняется на специальном станке, который обеспечивает не только уравновешивание силы, но и момента, действующего на фрезу в процессе вращения. Такая техника особенно актуальна для случаев, когда выполняется заточка фрезы по металлу.

Станки для балансировки по статической методике предполагает только уравновешивание силы, воздействующей на фрезу. Элемент закрепляется в оправе, после чего производится его балансировка через устройство, состоящее из двух горизонтальных ножей-направляющих. Непосредственно заточка выполняется на специальном высокоточном оборудовании.

Станки выпускаются в разных конфигурациях, предполагающих как ручное, так и автоматическое управление. Общим для всех агрегатов этого типа является наличие на направляющих рабочей поверхности. Это конструкционное решение позволяет добиваться высокой точности перемещения элемента, как правило, с погрешностью 0,005 мм.

Требования к оборудованию

Чтобы обеспечить качественную заточку фрез, следует не просто использовать подходящее для этой задачи оборудование, но и правильно его подготовить. В первую очередь шпиндели оборудования должны иметь достаточную вибростойкость, беспрепятственно вращаться и располагать минимальными показателями биения. Далее подающий механизм должен стабильно работать во всех предусмотренных конструкцией направлениях без задержек и с минимальными зазорами. Большое значение имеют настройки угла подъема - в этом параметре также должна быть высокая точность. Например, заточка червячной фрезы, которая выполняется на автоматических станках, предполагает установку и определенного угла подъема, и шага винтовой канавки. Если же используются заточные круги, то важно обеспечить надежную посадку сменных шайб и шпинделей, за счет которых производится точная посадка рабочего элемента.

Обработка концевых фрез

Выполнение обработки концевых элементов чаще всего производится вручную на универсально-заточном оборудовании. Обычно по такой технике выполняется обновление рабочих характеристик инструмента с винтовым зубом. Во многом заточка концевых фрез напоминает аналогичное обновление цилиндрических фрез посредством чашечного круга. Это относится к операциям, которые предполагают установку концевой фрезы в центр посадочного места. Также подобная заточка выполняется на полуавтоматических моделях. В данном случае могут обслуживаться концевые фрезы диаметром от 14 до 50 мм. При этом обработка подходит и для задней, и для передней поверхности.

Заточка торцевых фрез

Фрезы, выполненные из а также некоторые элементы, снабженные твердосплавными пластинками, затачивают в собранном виде. Основная задняя поверхность торцовой фрезы затачивается шлифовальным чашечным кругом. Перед выполнением этой же операции на плоскости вспомогательной задней стороны элемент сначала устанавливается таким образом, чтобы его режущая кромка встала в горизонтальную позицию. После этого ось фрезы поворачивается по горизонтали и вместе с этим наклоняется в вертикальной плоскости. В отличие от схемы, по которой выполняется заточка концевых фрез, в данном случае смена положения заготовки производится несколько раз. Работа с передней поверхностью зуба может осуществляться торцевой частью шлифовального тарельчатого круга или же дисковым кругом с периферийной стороны.

Работа с дисковыми фрезами

По задней основной поверхности обработка дисковых элементов осуществляется чашечным кругом. Вспомогательная задняя поверхность выполняется по аналогии с торцевыми фрезами, то есть путем обращения по горизонтали режущих кромок. При этом отмечаются особенности обработки торцевых зубьев такого инструмента. В данном случае заточка дисковых фрез выполняется по передней поверхности таким образом, чтобы обрабатываемые зубцы направлялись кверху. Сама же фреза в этот момент должна занимать вертикальную позицию. Угол наклона оси элемента по вертикали должен соответствовать положению основной режущей кромки.

Особенности заточки фрез по дереву

Концевые фасонные детали затачиваются без специальных приспособлений, как правило, с помощью тонкого алмазного бруска. Данный элемент или ложится на край рабочего стола, или, если фреза имеет глубокую выемку, фиксируется дополнительным инструментом. Ввод фрезы производится по закрепленному бруску. В ходе обработки брусок периодически смачивается водой. Когда процедура завершается, мастер тщательно моет и сушит изделие. По мере стачивания передних поверхностей кромка становится острее, но зато уменьшится диаметр инструмента. Если фреза имеет направляющий подшипник, его в первую очередь необходимо снять, а затем продолжить операцию. Дело в том, что заточка фрезы по дереву вместе с загубленным подшипником может привести к порче элемента. Также необходимо очистить инструмент от остатков древесных смол при помощи специального растворителя.

Особенности заточки фрез по металлу

Такие элементы менее распространены и в то же время требуют меньше усилий в процессе подготовки. Обработка производится с помощью шлифовальных кругов подходящей зернистости. Материалы при этом могут быть разными, в частности, распространено использование а также деталей, выполненных из обычного или белого электрокорунда. Если планируется заточка концевых фрез по металлу, произведенных из инструментальной стали, то рекомендуется выбирать именно электрокорундовые диски. Для изделий с более высокими характеристиками желательно использовать эльборовые круги. Самые же производительные и эффективные детали для заточки выполняются из карбида кремния. Их используют для обслуживания резцов, изготовленных из твердых сплавов. Перед работой абразив охлаждается, так как высокие температурные нагрузки в процессе операции могут негативно сказаться на структуре круга.

Обработка затылованных фрез

Затылованные элементы используют в тех случаях, когда требуется повысить устойчивость режущей детали и сократить шероховатость поверхности. Зубцы затылованной фрезы обрабатываются по передней поверхности таким образом, что после переточки в радиальном сечении профиль функциональной кромки сохраняет свои изначальные параметры до полноценной эксплуатации детали. Заточка таких фрез также выполняется с соблюдением строго установленного переднего угла. В случае обработки острозаточенных элементов необходимо соблюдать постоянный угол заострения.

Доводка фрез

В сущности, это операция, предназначенная для коррекции результата, полученного в процессе основной заточки. Как правило, доводка выполняется с целью обеспечения оптимальных показателей шероховатости или в тех случаях, когда нужно скорректировать угол заточки фрезы с рабочими гранями. Довольно распространены техники абразивной и алмазной доводки. В первом случае предполагается использование мелкозернистых кругов из карбида кремния, а во втором - алмазных дисков на бакелитовой связке. Обе техники позволяют справляться, кроме прочего, с твердосплавным инструментом.

Контроль качества заточки

В процессе проверки мастер оценивает геометрические показатели режущих поверхностей на предмет соответствия техническим требованиям. В частности, определяется биение фрезы, а также степень шероховатости доведенных или заточенных плоскостей. В контроле параметров прямо на рабочем месте могут использоваться вспомогательные приборы. Например, если выполнялась заточка концевой фрезы по древесному материалу, то специалист может измерить углы по рабочим граням. Для этого используется угломер, у которого шкала представлена в форме дуги. Специальные применяются и для оценки других параметров, опять же, большинство из них ориентировано на проверку геометрических данных фрезы.

Заключение

Потребность в механической обработке режущего инструмента сохраняется даже в век высоких технологий. Единственное изменение в этом отношении произошло с системами управления фрезеровочным оборудованием. Появились автоматические устройства, позволяющие оптимизировать процесс обращения с заготовками. Однако фрез, бит и других обрабатывающих металлических элементов по-прежнему выполняется с помощью абразивов. Конечно, есть и альтернативные технологии, позволяющие восстанавливать геометрию деталей, но о широком их распространении пока говорить не приходится. Это касается лазерных технологий, гидродинамических станков, а также установок, оказывающих термическое воздействие. На данном этапе их развития по экономическим соображениям многие предприятия все же отдают предпочтение традиционным методам заточки.

Фреза – инструмент, используемый для обработки различных изделий. Применяются фрезы различного типа, которые позволяют производить изменение внешних и внутренних поверхностей с необходимой точностью. Для достижения высокой производительности фреза должна иметь высокую кондицию – быть остро заточенной. Заточка концевых , древесиной, пластмассой, стеклом производится с использованием специальных станков и оснастки.

Заточка инструмента

Заточка производится для восстановления режущей способности, с проведением операций выполняемых поконтурно и раздельно.

Фрезы, поступившие на заточку, обычно предварительно шлифуют по цилиндрической поверхности с применением кругло-шлифовального станка для устранения повреждений с дальнейшей заточкой задней или передней части зубьев.

Концевые фрезы, имеющие остроконечную форму зубьев, затачивают по задней поверхности специальным кругом тарельчатой или чашечной формы. Для этого производят установку круга по отношению к оси под углом 89°, что позволяет достичь требуемого контакта между соприкасающимися поверхностями.
При выполнении заточки задних поверхностей концевых фрез применяют 2 основных метода:

• полиэлементный;
• контурный.

При использовании полиэлементного метода режущие кромки затачиваются отдельно. Сначала производится заточка главных поверхностей всех зубьев, затем вспомогательных и переходных.
При контурном методе – заточка, производится последовательно каждого зуба за одну операцию. Применяется также однооборотный метод заточки, когда режущие кромки обрабатываются за одну операцию. Все зубья затачиваются за один оборот, припуск удаляется с помощью операции шлифования.

Типы используемого инструмента

На промышленных предприятиях применяются различные типы инструмента:

1. Цилиндрические – для обработки заготовок с использованием станков оснащенных горизонтальным шпинделем.
2. Торцевые – для фрезерной обработки заготовок на станках с вертикальным шпинделем.
3. Концевые – для проходки уступов, выемок, контуров (криволинейных). Используются на установках при вертикально-фрезерной обработке.
4. Дисковые – для проходки пазов, канавок на горизонтальных станках.
5. Шпоночные – для проходки канавок на станках с вертикальным шпинделем.
6. Угловые – для фрезеровки плоскостей (наклонных), канавок, скосов.
7. Фасонные – при обработке фасонных поверхностей.

Для обработки заготовок используется оснастка, которая предназначена для работ:

• по металлу;
• по дереву.

Фрезы с соответствующей оснасткой выпускают обычно в качестве наборов с посадочными размерами крепежной части разного диаметра. Для того чтобы фреза использовалась длительный период она должна быть всегда наточена, а при проведении рабочей операции необходим температурный режим, не допускающий перегрев, который снижает их прочностные характеристики.

Использование оборудования для заточки червячных фрез

При обработке заготовок наиболее часто используются червячные фрезы.

Характеристики червячных фрез строго регламентированы ГОСТ 9324-60 и производятся:

• цельными;
• сборными (сварные, вставные).

Сборные червячные фрезы (для модулей с 10 до 16) применяются со вставными гребенками, которые выполняются из быстрорежущей литой стали или кованными.
Червячные фрезы (для модулей с 18 по 30) изготавливаются путем сварки, и посадки зубьев из углеродистой стали на основание.

При использовании червячных фрез для нарезания цилиндрических зубчатых колес рабочие части зуба изнашиваются неравномерно.

Для повышения срока использования червячных фрез предлагается метод высотной коррекции за счет изменения формы пространственной кривой характеризующей рабочий процесс. Применяется также метод осевых смещений инструмента, который повышает скорость проведения операций с увеличением срока использования червячных фрез.

Процесс заточки затылованных червячных фрез выполняется по передней части, а острозаточенных по задней поверхности зуба. После окончания процесса заточки производятся замеры:

• профиля поверхности передней;
• шага окружного;
• соответствия канавок стружечных.

Виды оснастки применяемой для фиксации инструмента

Оснастка, используемая для крепления инструмента, делится на 2 типа:

• насадочную;
• концевую.

Концевая оснастка крепится с помощью цанги и патрона, а насадочная используется путем установки на шпиндель с применением специальной оправки.
Для крепления инструмента производят оправки 2-х видов:

• центровые;
• концевые.

Центровые оправки производят с коническим хвостовиком, который имеет размеры соответствующие отверстию в шпинделе, и производят 2-х типов 7:24 и конус Морзе.
Допускается при использовании данного типа оправок устанавливать несколько режущих инструментов с фиксацией специальными кольцами.
При применении цилиндрической концевой фрезы необходим патрон с цангой. Обычно в оснастку входит 7-11 цанг позволяющих подобрать необходимый размер для надежной фиксации.

Оснастка для фиксации заготовки

Для проведения процесса фрезеровки необходимо фиксировать заготовку для чего используются:

• поворотные столы;
• тиски;
• зажимы.

Столы поворотные круглые используются для проведения операций фрезерования заготовок имеющих криволинейную поверхность.
Данный тип столов имеет широкий диапазон смещений:

• вращение;
• изменение угла наклона плоскости стола;
• возможности обработки изделий в вертикальном положении.

Зажимы или прихваты позволяют фиксировать изделия с помощью специальных элементов, которые в свою очередь крепится к столу с помощью болтов и гаек. Для фиксации небольших по размеру заготовок используются тиски простые и с поворотным механизмом.

Использование дополнительных приспособлений

Для фиксации деталей имеющих цилиндрическую форму используют трехкулачковый патрон и специальные центры, которые с помощью хомутиков и люнетов осуществляют фиксацию, а также использования делительных головок. Данные приспособления применяются для обработки деталей под заданным углом при вращении.
Делительная головка состоит из элементов:

• корпуса;
• колодки поворотной;
• шпинделя.

На шпиндель крепится трехкулачковый патрон, предназначенный для фиксации заготовки другой конец, которой упирается в бабку. Колодка может вращаться с фиксацией под требуемым углом. При обработке длинной заготовки для фиксации используются люнеты.

На сегодня производится достаточно большое количество фрез различных типоразмеров. Их можно классифицировать по функциональным и конструктивным качествам.

Заточка концевых фрез выполняется с помощью использования специальных устройств для подобных инструментов. В некоторых случаях заточка может быть произведена вручную.

Фрезы имеют сравнительно большую протяженность и неровность зубчиков для резки. В процессе заточки понадобится позаботиться о движении основания круга по кромке. В данном случае нужно будет заточить фасонные фрезы, которые имеют затылованный угол. Следует знать, что произвести заточку достаточно сложно. Чтобы сберечь профиль конструкции и облегчить процесс заточки, затылованные зубчики надо будет затачивать исключительно по переднему основанию. Острые зубчики, которые имеют ровную или кривую форму, надо затачивать исключительно по заднему основанию. Прорезные и отрезные фрезы можно затачивать по переднему и заднему основаниям зубчиков.

Геометрия зубчиков фрез

Геометрия зубьев фрезы: а — острозаточенный зуб, б — затылованный зуб.

Чтобы произвести заточку правильно, понадобится знать геометрию зубчиков фрезы. По конструкции зубчиков различаются фрезы с затылованными и острыми зубцами. У последних часть заднего основания, которая прилегает к кромке для резки, являет собой плоскость. Зубцы с острыми концами в большинстве случаев затачиваются по заднему основанию, но можно произвести их заточку и по переднему основанию зубца.

У затылованных зубцов, которые идут в комплекте с торцевыми фрезами, заднее основание выполнено по спирали Архимеда. Технологически обработать фасонное основание достаточно трудно, потому затачивать фрезы с затылованными зубчиками можно исключительно по переднему основанию.

Независимо от количества зубцов в фрезе каждый из них может быть рассмотрен как отдельный зубчик, который характеризуется типичными параметрами для зубца — углами передней и задней части, размерами площадки для заточки, а также углом наклона зубцов.

Площадка для заточки являет собой элемент заднего основания зубчика, который подвергается шлифовке в процессе затачивания по заднему основанию. По данному основанию будет происходить максимальный износ зубцов. Его размер влияет на величину силы трения между инструментом и обрабатываемой заготовкой, потому основание нужно поддерживать в конкретном диапазоне.

Схема заточки сборных фрез на универсально-заточном станке.

Основной передний угол — угол между касательной к переднему основанию и основанию оси. Его можно измерить в плоскости, которая будет проходить через заданную точку перпендикулярно к основной кромке для резки.

Основной задний угол — угол между касательной к заднему основанию в заданной точке основной кромки для резки и касательной к плоскости вращения этой точки. Этот угол способствует уменьшению трения между инструментом и обрабатываемой заготовкой.

С помощью вспомогательного заднего угла можно охарактеризовать большой просвет между фрезеруемым основанием и телом зубчика. Затачивать инструмент по дополнительному углу нужно при конкретной величине повреждения инструмента и увеличении площадки для заточки. Цель данного действия заключается в уменьшении трения между зубчиком и фрезеруемой заготовкой. Следует знать, что не все инструменты подобного типа имеют данный угол.

Вернуться к оглавлению

Как заточить концевые фрезы для обработки дерева?

По форме зубчики могут быть прямыми или винтовыми. Наклон зубцов инструмента можно охарактеризовать как угол между развернутой кромкой винтового типа и осевой частью инструмента.

Значения углов зубцов будут зависеть от типа инструмента, марки сплава и стали, из которых он изготавливается, а также разновидности материала, для фрезеровки которого предназначается инструмент.

Во время фрезеровки вязких материалов основной передний угол нужно выбирать в промежутке 15-20° и более. У инструментов из твердых металлов для фрезеровки сталей угол будет 0° или -5°. Задний угол варьируется в широком диапазоне.

Элементы, которые понадобятся:

1. Алмазный брус.
2. Стол.
3. Вода или раствор с мылом.
4. Растворитель.
5. Абразивная бумага.
6. Планка из твердых пород дерева или стальная полоса.
7. Абразивный круг.

Затачивать фасонные концевые фрезы возможно без специальных устройств для заточки, по переднему основанию, алмазным брусом небольшой толщины. Брус нужно установить на крайнюю часть стола. Если у инструмента имеется большая выемка, то инструмент нужно закрепить вдоль стола.

Таблица термостойкости различных материалов, °C.

При заточке брус надо будет смочить чистой водой или раствором с мылом. После заточки инструмент понадобится вымыть и высушить.

В процессе затачивания переднего основания кромка будет становиться острее, но диаметр инструмента уменьшится несильно.

Если на инструменте установлен подшипник, то его первым делом надо демонтировать, после чего производить заточку. Попытка сэкономить время в данном случае может закончиться поврежденным подшипником и неработающей фрезой.

Обязательно нужно очищать фрезу от излишков смолы из деревьев. Для этого лучше всего использовать растворитель.

Вернуться к оглавлению

В процессе затачивания инструментов надо будет использовать брусья разной зернистости. Зернистость будет зависеть от толщины удаляемого слоя материала и нужной чистоты основания. Перед заточкой надо будет удостовериться в том, что брус имеет подходящую форму.

Рисунок 1. Формы кругов для шлифования.

Если зубчики фрезы изготавливаются из относительно мягкого материала, вместо бруса можно использовать абразивную бумагу, которая приклеивается на ровное основание. В качестве основания можно использовать планку из твердых пород дерева или стальную полосу.

Концевые фрезы для фрезеровки дерева затачиваются на специальном устройстве с малой скоростью вращения круга. В данном случае понадобится использовать подходящий абразивный круг.

Вернуться к оглавлению

Круги для заточки

Заточку модульных фрез можно производить кругами из белого или обыкновенного электрокорунда, алмазными и другими. К примеру, с помощью использования электрокорундовых кругов можно качественно выполнить заточку фрез для работы с металлом и деревом, которые изготавливаются из инструментальной или другой стали стандартной производительности. Эльборовыми кругами есть возможность затачивать конструкции из стали высокой производительности. Круги из карбида кремния и алмазные применяются для заточки резцов из твердых металлов.

За счет повышения температуры твердость подобного приспособления снижается. Температура 1000°С может понизить твердость практически в 2 раза. При температуре 1300°С подобный показатель снизится примерно в 6 раз.

Рисунок 2. Заточка торцевой фрезы: а — главной режущей кромки, б — вспомогательной режущей кромки, в — схема установки фрезы для заточки зубьев вспомогательной режущей кромки.

Использование воды для снижения температуры в большинстве случаев приводит к появлению ржавчины на заготовках и углах станка. Чтобы устранить коррозию, к воде нужно добавить мыло и некоторые электролиты, которые смогут сформировать пленки для защиты. При шлифовании практически всегда используют раствор с мылом или содой. Если производится чистовое шлифование, то следует использовать низкоконцентрированную эмульсию.

Чтобы увеличить качество шлифования абразивным кругом и уменьшить значительные повреждения, рекомендуется выбрать максимальную зернистость, которая способна обеспечить необходимый класс чистоты основания используемой фрезы.

Окружная скорость круга во время заточки зубцов из твердых металлов должна составлять примерно 15-18 м/с. К примеру, в процессе применения круга диаметром 12,5 см скорость вращения двигателя должна быть приблизительно 1600-2700 об/мин. Если надо произвести заточку более ломких материалов, действия нужно выполнять на меньшей скорости. В процессе использования инструментов из твердых металлов применение жесткого режима приводит к появлению высоких напряжений и трещинок, а в некоторых случаях и к повреждению кромок для резки. Износ круга в таком случае повысится.

Форма круга для заточки заднего угла зубцов на основании цилиндрической формы должна быть чашечной или тарельчатой. Для заточки переднего угла нужно использовать круг тарельчатой или плоской формы.

Существующие формы кругов для шлифования можно увидеть на (рис. 1).

Отечественными и зарубежными производителями выпускаются сотни типов и тысячи типоразмеров всевозможных фрез, которые классифицируются по технологическому признаку и конструктивным особенностям.

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

Материал фрез

Для изготовления фрез используют различные материалы: углеродистые и легированные инструментальные стали, быстрорежущие инструментальные стали, твердые сплавы, минералокерамику, эльборы, алмазы.

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.

Если у фрезы резцы из припаянных платин, то это ещё не значит, что они из твердого сплава. Они, например, могут быть из быстрорежущей стали.

По конструкции зубьев различают фрезы с остроконечными (острозаточенными) и затылованными зубьями. У остроконечных зубьев часть задней поверхности шириной f, прилегающая к режущей кромке, представляет собой плоскость. Остроконечные зубья затачиваются по задней поверхности. Хотя в случае необходимости возможна их заточка и по передней поверхности зуба.

Геометрия зубьев фрезы: а - острозаточенный зуб, б - затылованный зуб

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 α 1 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.

Фасонные концевые фрезы можно затачивать без специального приспособления для заточки фрез, по передней поверхности, тонким алмазным бруском. Брусок либо ложится на край стола, либо, если у фрезы глубокая выемка, закрепляется как показано на фото ниже. Фреза же водится по закрепленному бруску.

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

В зависимости от материала, из которого изготовлены фрезы, их заточка может производиться кругами из белого или нормального электрокорунда, кругами из эльбора (CBN), зеленого карбида кремния или алмазными (PCD). Например, электрокорундовые круги могут обеспечить качественную заточку фрез по дереву или металлу, изготовленных лишь из инструментальной или быстрорежущей стали нормальной производительности, в то время как эльборовые способны заточить фрезы из быстрорежущей стали повышенной производительности, алмазные круги и круги из зеленого карбида кремния - резцы из твердых сплавов.

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

Одним из существенных недостатков алмаза является сравнительно низкая температурная устойчивость - при температуре около 900°С алмаз сгорает.

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

Учитывая самые сложные случаи - спиральные зубья, станок для заточки фрез должен обеспечивать вращательное и поступательное движение затачиваемой фрезы. На рисунке ниже представлен станок для заточки концевых фрез Е-90 DAREX.

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 α 1 .

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

После заточки фреза должна быть подвергнута контролю. Визуально невооруженным глазом или с помощью лупы проверяется наличие сколов, рисок, трещин, с помощью приборов - биение зубьев, значения углов, шероховатость поверхностей.

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.

Если на поверхности зуба будут зазубрины, то выступы будут выкрашиваться при работе фрезы, и она очень быстро затупится. Нужно стремиться, чтобы поверхность зуба была очень гладкой.

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

Видео:

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.