Фрезы отрезные и прорезные. ГОСТ 2679.
Прорезные и отрезные фрезы — это металлорежущий инструмент, используемый на фрезерных станках.
Сразу следует обратить внимание – эти фрезы не применяют на ручном инструменте! Это очень твердый и поэтому хрупкий инструмент, при не правильной эксплуатации фрезы разлетаются на куски как стекло и могут повредить человека осколками. Фрезами дисковыми отрезными работают только на станках, на относительно низких подачах и оборотах, желательно с охлаждением.
Отрезные фрезы применяются для отрезки заготовок, прорезные фрезы применяют для прорезки пазов или шлицов в головках винтов или корончатых гаек.
Фреза дисковая отрезная по металлу работает сложных условиях резания – тонкая рабочая часть, стесненные условия образования и отвода стружки, вибрации - все это является основной причиной поломок инструмента. Если вы выбрали для работы фрезы дисковые ГОСТ 2679 - важно выбрать оптимальное число зубьев фрезы, применять рациональные режимы резания.
Типы отрезных фрез
Фреза отрезная тип 1 - фрезы с мелким зубом, Характерной особенностью этого типа отрезных фрез является большое число зубьев. Передняя и задняя поверхности зубьев образованы канавкой с углом 60 градусов, а впадина выполнена с малым радиусом. При такой конструкции зубья имеют неоптимальный задний угол, превышающий 60 градусов, что уменьшает прочность режущей части. Поэтому фрезы с мелким зубом предназначены для работы с глубиной фрезерования, не превышающей ширины фрезы, т. е. для фрезерования мелких пазов и шлицев или же для отрезки тонких листовых материалов. Увеличению глубины резания препятствует также малый объем канавок для размещения стружки. Для фрез прорезных диаметром от 20 до 25мм рекомендуемые подачи на зуб не превышают 0,002 мм/зуб, фрезы дисковые прорезные диаметром до 40мм — 0,01мм/зуб, фреза отрезная по металлу диаметром до 31 мм - 0,02мм/зуб.
Фреза отрезная тип 2 - фрезы со средним зубом. Число зубьев у этих фрез примерно в два раза меньше, чем у фрез типа 1, а следовательно фрезы имеют более емкую стружечную канавку. Стандартом предусмотрены две формы профиля зуба. Первая форма такая же, как у фрез с мелким зубом, а у второй формы предусмотрена ленточка по задней поверхности с задним углом a=20 градусов. Ширина ленточки для фрез диаметром 50 мм составляет 0,5—0,9 мм и увеличивается с увеличением диаметра фрезы. Фрезы со второй формой зуба благодаря упрочнению режущей части допускают работу с большими глубиной и подачей, чем с первой.
Фреза отрезная тип 3 - фрезы с крупным зубом. Они имеют число зубьев примерно в 2 раза меньшее, чем фрезы типа 2, что позволяет использовать их для прорезки глубоких пазов в деталях из вязких материалов, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
Особенностью формы зуба и впадины фрез являются увеличенные радиус впадины и объем стружечной канавки. В серийно выпускаемых фрезах с мелким зубом и фрезах со средним и крупным зубом шириной менее 1,6мм зубья не имеют переходных режущих кромок.
Их главная режущая кромка имеет длину, равную ширине фрезы. Две вспомогательные кромки в пересечении с главной образуют угловые вершины.
Для фрез со средним и крупным зубом предусмотрены две формы заточки переходных режущих кромок: форма 1 и форма 2. Зубья формы 1 выполняются с двумя переходными режущими кромками. Одна кромка представляет собой фаску 0,3х45 градусов, другая — фаску, ширина которой равна примерно 1/3 от толщины фрезы, причем на двух смежных зубьях фаски с снимаются с разных сторон, что в процессе фрезерования делит стружку по ширине - каждый зуб срезает стружку шириной, равной B-C мм. Соответственно на участке режущей кромки каждого зуба, равном C, толщина стружки удваивается, но зато обеспечивается свободное образование размещения во впадине зуба и отвод ее из фрезеруемого паза. Такая заточка зубьев повышает в 2-2,5 раза производительность обработки по сравнению с обычной заточкой, дает возможность фрезеровать более глубокие пазы, исключает поломки фрез из-за пакетирования стружки.
Заточка зубьев формы 2 по сравнению с обычной заточкой несколько повышает стойкость за счет обеспечения лучшего отвода тепла от угловых точек, но не улучшает процесса образования и отвода стружки.
Для фрез с крупным зубом предусмотрена форма 3 заточки зубьев. Особенностью заточки является расположение смежных зубьев на разных диаметрах. Кроме того, на одном из смежных зубьев (прорезном) имеются широкие фаски C, а на другом (защищающем) - не большие фаски C1. При фрезеровании происходит деление стружки на три части по ширине, равные 1/3/В каждая, что повышает производительность обработки, особенно при отрезке заготовок большой толщины.
Режимы резания при работе отрезными и прорезными фрезами
Рекомендуемые режимы резания для фрез по ГОСТ 2679 с обычной заточкой зубьев при обработке стали 45 твердостью HB 160-190.
Скорость резания для отрезных фрез имеет относительно высокие значения, достигающие для фрез с мелким зубом диаметром 20-40 мм 90-100 м/мин. Это обусловлено фрезерованием с малыми глубинами резания и подачами. Для отрезных фрез типов 2 и 3 уровень скоростей и подач примерно такой же, как и для фрез типа 1, а глубина резания значительно больше.
Скорости резания при обработке деталей из чугуна в 1,2—1,5 раза выше, чем из стали 45. При обработке фрезами с указанными режимами резания и применением СОЖ стойкость фрез должна соответствовать следующим значениям:
|
Диаемтр D фрезы ГОСТ 2679 93 (мм) |
Стойкость Т, мин |
|
От 20 до 63 |
60 |
|
От 63 до 100 |
75 |
|
От 100 до 160 |
120 |
|
от 160 до 315 |
150 |
Фрезы прорезные ГОСТ 2679 и фрезы отрезные ГОСТ 2679. Как повысить стойкость и производительность.
Недостатками стандартных фрез отрезных р6м5 являются отсутствие задних углов на вспомогательных поверхностях зубьев и весьма малые вспомогательные углы в плане. Поэтому, даже при незначительном износе по уголкам зубьев на вспомогательных поверхностях образуются широкие площадки трения, вызывающие повышение температуры резания, заклинивание стружки и самой фрезы в обрабатываемом пазу, что препятствует применению более высоких подач. Не случайно рекомендуемые для стандартных фрез подачи не превышают значений 0,02 мм/зуб, а допускаемый износ составляет самые малые значения 0,15-0,2мм.
В свою очередь работа на малых подачах является причиной возникновения вибрации при отрезке и прорезке пазов, особенно в деталях из нержавеющих и труднообрабатываемых сталей и сплавов, так как радиус округления режущей кромки оказывается намного большим, чем толщина срезаемого слоя. Более того, при прорезке пазов зуб фрезы начинает работу с нулевой толщины срезаемого слоя и некоторое время не режет, а скользит по обрабатываемой поверхности. При этом возникает значительная радиальная сила, переменная по значению: в момент скольжения она резко возрастает, а когда начинает образовываться стружка - уменьшается, тем самым вызывая вибрацию.
Чтобы повысить работоспособность отрезных фрез, необходимо, прежде всего, устранить отмеченные выше недостатки или уменьшить их отрицательное влияние на процесс резания. Так, обеспечение свободного образования и отвода стружки путем подточки одной стороны зубьев (поочередно слева и справа) отрезных фрез шириной 1,6 мм и менее на величину 0,05-1 мм уменьшает тангенциальную силу резания на 30-50%, что позволяет повысить настолько же подачу.
Стойкость и производительность отрезных фрез шириной 2мм и более можно повысить, если наряду с разделением стружки по ширине разгрузить угловые участки режущей кромки.
Особенность ее состоит в том, что на одном из каждой пары смежных зубьев имеется канавка, ширина которой равна ⅓ В, на другом — режущая кромка, обниженная с обеих сторон на величину 0,2-0,3мм. Обнижение производится сошлифовкой вспомогательных поверхностей под углом 30'-1°. Глубина канавки должна быть примерно равной ее ширине.
В процессе обработки данной фрезы происходит перераспределение нагрузки на зубья Зуб, имеющий канавку, профилирует паз.
Чтобы уменьшить износ по уголкам, этот зуб на ⅓ от обычной нагрузки разгружен. Он снимает две стружки, и лишь на участках шириной 0,2-0,3 мм толщина стружки равна x2. Образующаяся стружка свободно размещается в пазу и беспрепятственно удаляется из зоны резания.
Второй зуб, который занижен с двух сторон, не профилирует стенок паза. Этот зуб в средней части снимает стружку толщиной, равной x2. Таким образом, если на первый зуб приходится ⅓ объема стружки, снимаемой двумя зубьями вместе, то на второй зуб — ⅔.
Ширина образующейся стружки меньше ширины паза, и поэтому она свободно сходит, свиваясь в крутые завитки, а не задерживается в стружечных канавках фрезы.
Испытания и внедрение фрез с описанной формой заточки показали, что они работают плавно, без вибраций при прорезке пазов. как в конструкционных, так и в легированных и труднообрабатываемых сталях.
Производительность и стойкость таких фрез в 1,5-2 раза выше по сравнению со стандартными. Так, например, при фрезеровании пазов в заготовке из стали 45 фрезой диаметром 160 мм, шириной 2,5 мм при подаче 0,05мм/зуб и скорости резания 30м/мин стойкость фрезы составила 100 мин. Даже при подаче 0,13 мм/зуб стойкость была равной 100 мин. Особенно эффективно применение данных фрез при прорезке глубоких пазов, где использование стандартных фрез затруднено из-за весьма малой подачи и возникающих вибраций.
Заточка канавки и обнижений не представляет сложности и может выполняться на обычном заточном станке или вручную. Незначительные колебания ширины и глубины канавки, а также величины обнижений не влияют на условия резания. После нескольких переточек фрезы по задним поверхностям зубьев канавки необходимо углубить до исходного значения.
