Основы технологии фрезерной обработки дерева, фрезы их назначение, виды фрез

У фрез с остроконечными зубьями  передняя и задняя грани имеют  плоскую форму в плоскостях перпендикулярных оси вращения фрезы. Конструкции фрез данного типа довольно разнообразны. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся фрезы для фасонного фрезерования, пазовые, для фрезерования шипов и др. В зависимости от назначения и конструкции фрезы с остроконечными зубьями затачивают по передней или задней грани. Эти фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или конструкционной стали (корпус) с припаянными пластинками быстрорежущей стали или твердого сплава на зубьях фрезы. В зависимости от вида выполняемых работ и сложности профиля детали фрезы с остроконечными зубьями могут быть одинарными, составными (составлены из разных фрез) или в виде комплектов из нескольких однотипных фрез.

Боковые режущие кромки фрез, обеспечивающие размер по ширине В паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины В постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, формирующих размер В, имеют с двух сторон подрезающие зубья с передним углом 45°. Подрезающие зубья (подрезатели) выступают над основной окружностью резания на 0,5 мм и служат для обеспечения качественной обработки. Существуют аналогичные по конструкции пазовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.

Для плоского цилиндрического  фрезерования применяют фрезы с  остроконечными зубьями, оснащенными  пластинками твердого сплава. Эти  фрезы чаще всего используют в мебельном производстве при обработке щитов, облицованных шпоном, пластиками и другими материалами. Для повышения качества обработки со стороны облицовочного слоя (устранения сколов) зубья имеют наклон к оси вращения. Наклон режущей кромки выбирают таким образом, чтобы сила Р была направлена в глубь массива. При фрезеровании плит, облицованных с двух сторон, применяют фрезы с двусторонним наклоном режущих кромок, что обеспечивают составные фрезы, состоящие из двух одинаковых фрез, но с разным наклоном зубьев, или одинарные фрезы с двумя рядами зубьев. Угол наклона зубьев к оси фрезы обычно 15—20°.

При фрезеровании древесных  материалов (ДСтП, ДВП, пластиков и др.) рационально использовать твердый сплав в качестве инструментального материала. В зависимости от профиля обрабатываемой детали могут быть применены стандартные пластинки или пластинки из пластифицированного твердого сплава. Довольно часто приходится перешлифовывать стандартные пластинки твердого сплава, чтобы придать им требуемую форму и размеры. Перешлифовку. делают алмазными кругами повышенной производительности. В целях рационального использования твердого сплава, а также в зависимости от профиля режущей кромки пластинки припаивают по передней или задней грани зуба. Так, для фрез, предназначенных для плоского или углового фрезерования, более экономичное использование пластинки будет при расположении ее по задней грани, однако при этом должна быть обеспечена надлежащая прочность припайки. У фрез для фасонной обработки пластинки твердого сплава, как правило, припаивают к передней грани.

Окончательное профилирование режущих кромок фрезы делают после припайки пластинок. Очертание профильных режущих кромок у фасонных фрез, оснащенных твердым сплавом, может быть самым разнообразным.

Для фрезерных станков  наибольшее распространение получили конструкции сборных насадных фрез, представленные на рис. 9. Дисковая пазовая  фреза предназначена для фрезерования пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи 1, укрепляемые в клиновых пазах корпуса 4 клиньями 2 и распорными винтами 3. Внешний диаметр D фрез 200; 250; 320 и 360 мм. Ножи изготавливают из стали или оснащают пластинками твердого сплава длиной 50 мм и шириной 8; 12; 16; 20 мм. Диаметр посадочного отверстия 32 и 40 мм.

Цилиндрическая сборная  фреза с прямыми ножами (рис. 9,6) имеет центробежно-клиновой способ крепления ножей. Фреза состоит из корпуса 4, ножей 1, клиньев 2 и распорных болтов 3: При вывинчивании болтов 3 клинья 2 прочно закрепляют ножи в корпусе. Для надежного крепления ножей усилие затяжки составляет 30—40 Н при длине ключа 120—140 мм. Во время вращения фрезы под действием центробежных сил усилие зажима ножа в корпусе возрастает.

Фрезы выпускают в двух исполнениях: исполнение А — с плоскими стальными ножами длиной 40; 60; 90; ПО; 130; 170 и 200 мм; исполнение Б — с ножами, оснащенными пластинками твердого сплава ВК15. Внешний диаметр фрез 80; 100; 125; 140; 160 и 180 мм. Существуют аналогичные конструкции фрез для профильного фрезерования, а также нарезки шипов.

Составные фрезы собирают (составляют) из двух и более цельных фрез для обработки сложных (двухсторонних) профилей, имеющих участки, расположенные в плоскости вращения фрезы. Сборные насадные фрезы имеют сменные режущие элементы — резцы или ножи. В этом их основная особенность. Сборные насадные фрезы состоят из корпуса, режущих элементов в виде ножей или резцов, деталей крепления, регулирования, центрирования и зажатия на шпинделе станка. Сборные насадные фрезы обеспечивают постоянство диаметра резания независимо от переточек.

3.3 Концевые фрезы

В отличие от насадных фрез у концевых нет посадочного отверстия, а есть хвостовик, которым они закрепляются на шпинделе станка. Хвостовики бывают цилиндрические, конусные или резьбовые. Фрезы закрепляют в конусном или резьбовом гнезде шпинделя, патроне или цанге. В зависимости от формы поверхности, описываемой режущими кромками при вращении инструмента, фрезы подразделяют на цилиндрические и фасонные.

Концевые фрезы применяют для выборки гнезд и пазов, обработки деталей по контуру, фасонной обработки боковых поверхностей деталей, снятия свесов у щитов, облицованных различными материалами, объемного копирования и т. п. В отличие от насадных концевые фрезы имеют небольшой диаметр (практически от 3 до 60 мм). В связи с этим для обеспечения необходимых скоростей резания концевые фрезы работают при частоте вращения 9000— 24000 мин-¹. При таких частотах вращения и сравнительно небольших скоростях подачи (5—10 м/мин) подача на один зуб (при 2=1... 2) незначительна, что обеспечивает высокое качество обработки.

Концевые фрезы изготавливают  в основном цельными, но существуют конструкции и сборных концевых фрез. При выборке продольных пазов, фрезеровании четверти, обработке внутренних контуров деталей (для заглубления) концевые фрезы кроме боковых режущих кромок должны иметь и торцовые режущие кромки.

В зависимости от оформления задних поверхностей зубьев концевые фрезы разделяются на затылованные, незатылованные и с остроконечными зубьями. Сведения о затылованных фрезах и фрезах с остроконечными зубьями приведены выше. Под незатылованными здесь понимаются фрезы, у которых задняя поверхность для любой точки боковой режущей кромки оформлена по дуге окружностей из центра фрезы. Для создания необходимых углов резания незатылованные фрезы устанавливают в эксцентриковый зажимной патрон. По мере переточек уменьшается масса инструмента, поэтому незатылованные концевые фрезы необходимо периодически балансировать вместе с патроном. Балансируют их также и при изменении установочных углов в патроне.

Цельные концевые фрезы  могут быть изготовлены целиком  из легированной или быстрорежущей  стали с припаянными пластинками из твердого сплава, монолитными (целиком из твердого сплава), в виде монолитной рабочей части из твердого сплава и напаянным хвостовиком из конструкционной стали. Фрезы концевые цилиндрические из легированной стали марок Х6ВФ и 8Х4В4Ф1 (Р4) изготавливают трех типов (рис. 10): незатылованные для фрезерования по контуру (а); затылованные для фрезерования по контуру (б); для выборки гнезд (в). Фрезы типов -а и б-однорезцовые, типа в — двухрезцовые. Диаметр фрез типа а3— 20 мм с градацией через 1 мм до диаметра 8 мм и через 2 имевшие 8 мм. Диаметр фрез типов б и в. 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20 и 25 мм. Для уменьшения' трения торцовых кромок о древесину при выборке пазов и гнезд дается поднутрение к центру фрезы под углом 2...3⁰. Задний угол торцевых кромок 20—25°. Угловые параметры для боковых режущих кромок следующие: а=10 15°; у = 30;..35°.

Для фрезерования различных  древесных материалов (ДСтП, 
ДВП, пластики и др.) следует применять концевые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава. На рис. 10, г показана однорезцовая незатылованная фреза, корпус которой изготовлен из стали 40Х или стали 45, а пластинка — из твердого сплава ВК15. Диаметр таких фрез 8—18 мм с градацией через 2 мм, диаметр посадочной шейки 8 и 10 мм, длина 55—70 мм. Эти фрезы изготавливают Сестрорецкий и Томский инструментальные заводы.