Концевые фрезы применяются для фрезерования плоскостей, уступов, пазов и криволинейных контуров по разметке и копиру. По конструкции концевые напоминают торцовые фрезы небольшого диаметра с хвостовиком.
Цельные концевые фрезы изготовляют с нормальным и крупным зубом из быстрорежущей стали по ГОСТу 8237-57 с криволинейным затылком (см. рис. 2, б, Зубья Фрезы). Концевые фрезы диаметром от 3 до 20 мм выполняют с цилиндрическим хвостовиком, а диаметром от 14 до 50 мм - с коническим. Фрезы с нормальным зубом имеют угол наклона винтовых канавок ω=30°, крупнозубые фрезы имеют угол ω=45° Для уменьшения вибраций, возникающих при работе на больших глубинах резания, концевые фрезы изготовляют с неравномерным (угловым) шагом (рис. 17, Зубья Фрезы).
Исполнительные размеры концевых фрез по ГОСТу 8237-57 приведены в МН 409-65÷МН 412-65 и для фрез с укороченным коническим хвостовиком в МН 4529-63÷МН 4530-63.
Концевые фрезы с режущей частью по ГОСТу 8237-57, но предназначенные для работы по копиру, т. е. имеющие цилиндрическую направляющую часть на хвостовике, выполняются по МН 413-65, 414-65, 415-65, 417-65, а имеющие направляющий ролик - по MH 416-65.
Все концевые фрезы с режущей частью по ГОСТу 8237-57 являются результатом многолетней совместной работы новатора Героя Социалистического Труда В. Я. Карасева с новатором фрезеровщиком Кировского завода И. Д. Леоновым.
Концевые фрезы с нормальным зубом предназначены для обработки стали различных марок. Фрезы с крупным зубом имеют большой объем стружечных канавок и предназначены в основном для обработки алюминиевых сплавов, латуни, меди и других цветных сплавов с хорошей обрабатываемостью. Фрезы с крупным зубом целесообразно применять также для обработки пазов в вязких сталях, так как при работе другими фрезами происходит запрессовка стружки в канавках. В тех случаях, когда уменьшение числа зубьев может быть скомпенсировано увеличением подачи на зуб, целесообразно эти фрезы применять и для обычных сталей.
Фрезы малого диаметра (3-14 мм) при работе на станках средних размеров обычно не вызывают вибраций, поэтому в таких случаях нет необходимости в применении фрез с неравномерным шагом зубьев. Если же работа выполняется на мелких фрезерных станках, то применение концевых фрез малого диаметра с неравномерным окружным шагом зубьев, как показывает опыт приборостроительных заводов, способствует значительному повышению производительности.
В качестве примера производительности концевых фрез по ГОСТу 8237-57 приведены на рис. 1 режимы резания, осуществленные на практике по данным В. Я. Карасева и А. Ш. Шифрина.
Рис. 1. Режимы резания при фрезеровании уступов концевыми фрезами по ГОСТу 8237-57 (фрезы из быстрорежущей стали P9; охлаждение - эмульсией; стойкость Т=60 мин; износ по задней поверхности h=0,3-0,4). Примечания: 1) При фрезеровании пазов в стали марки 45 рекомендуется скорость резания v=25-30 м/мин; подача Sz=0,1÷0,12 мм/зуб. 2) При фрезеровании пазов в чугуне СЧ 18-36 v=15-20 м/мин, Sz= 0,2÷0,3 мм/зуб. 3) При фрезеровании пазов в деталях из алюминиевого сплава для фрез диаметром 36 мм и z=4 рекомендуется v=160 м/мин и Sz=950 мм/мин
Концевые фрезы для обработки легких сплавов - двухзубые с цилиндрическим хвостовиком смотри в MH 1075-60÷MH 107-60; двухзубые и трехзубые с коническим хвостовиком смотри в МН 1077-60, MH 1079-60, MH 1080-60 и MH 1082-60.
Для обдирочных работ рекомендуется применять концевые фрезы с затылованными зубьями и винтовыми стружкоделительными канавками по ГОСТу 4675-59, так называемые кукурузные концевые фрезы (рис. 2, б, Цилиндрические фрезы по металлу), которые дают высокую производительность. Профиль стружкоделительных канавок приведен в таблице (см. рис. 3, Цилиндрические фрезы по металлу). В этой же статье описана геометрия режущей части, которая подобна цилиндрическим фрезам.
Под руководством Героя Социалистического Труда новатора В. Я. Карасева разработана конструкция концевых кукурузных фрез с остроконечными зубьями. Эти фрезы имеют увеличенный размер стружечных канавок вследствие уменьшенного количества зубьев и неравномерный окружной шаг. Исполнительные размеры фрез с торцовыми зубьями смотри в MH 3001-61, без торцовых зубьев в MH 3002-61. По данным фрезеровщиков-новаторов, эти фрезы производительнее, чем такие же фрезы с затылованными зубьями по ГОСТу 4675-59.
Концевые фрезы с напаянными винтовыми пластинками из твердого сплава (см. рис. 12, Зубья Фрезы) диаметром 16, 20, 25, 32, 40 и 50 мм изготовляют по ГОСТу 8720-58. Конструкция режущей части этих фрез аналогична цилиндрическим фрезам с напаянными винтовыми пластинками. Исполнительные размеры фрез с цилиндрическим хвостовиком смотри в MH 4163-62, с коническим хвостовиком в MH 4163-62, с коническим хвостовиком - в MH 4164-62, с резьбовым хвостовиком - в MH 4165-62.
Концевые фрезы с напаянными винтовыми пластинками из твердого сплава ВК8 для обработки нержавеющих сталей смотри в MH 1582-61, а для обработки легких сплавов - в MH 1083-60÷MH 1087-60.
В последнее время применяют цельные твердосплавные насадные фрезы, называемые коронками. Коронку 1 надевают на коническую шейку оправки 2 и припаивают красной медью (рис. 2). ГОСТом 8720 предусмотрены фрезы концевые, оснащенные коронками, диаметром от 10 до 22 мм и шириной от 10 до 15 мм. Исполнительные размеры для фрез с цилиндрическим хвостовиком смотри в МН 4168-62, с коническим хвостовиком - в МН 4169-62 и с резьбовым хвостовиком - в МН 4170-62.
Рис. 2. Концевая фреза с коническим хвостовиком, оснащенная коронкой
Твердосплавные концевые фрезы применяют для копировальных работ, так как стойкость их при обычных скоростях резания во много раз превышает стойкость быстрорежущих концевых фрез, и таким образом размерная точность выполненных деталей получается выше при большем периоде между переточками.
Для обработки гравюр кузнечных штампов, кокилей, пресс-форм и т. п. на копировально-фрезерных станках применяют концевые фрезы со сферическим режущим концом и конусной периферийной режущей частью. Эти фрезы имеют часто напаянные винтовые пластинки из твердого сплава подобно изображенным на рис. 12, Зубья Фрезы.
Для фрезерования шпоночных канавок применяют шпоночные фрезы, которые подобны концевым с торцовыми зубьями, так как они работают с осевой подачей. Шпоночные фрезы из быстрорежущей стали по ГОСТу 9140-59 диаметром 2-20 мм изготовляют с цилиндрическим хвостовиком, диаметром 16-40 мм с коническим. Они имеют два режущих зуба с торцовой режущей кромкой. Эти фрезы имеют передний угол ү=20°, задний угол αn=6°, задний угол на торце α1= 16-20°; угол наклона винтовой канавки ω= 20÷25°. Исполнительные размеры смотри в МН 2994-61 и MH 2995-61.
Режущую часть концевых фрез изготовляют из быстрорежущей стали марки Р18 или P9. Фрезы диаметром 10 мм и выше выполняют сварными. Хвостовик фрезы изготовляют из стали марки 45 и 50 или марки 40Х. Твердость хвостовика должна быть не ниже HRC 35.
Шпоночные фрезы, оснащенные твердым сплавом, диаметром 8-16 мм изготовляют по ГОСТу 6396-59 с четырьмя режущими зубьями. Эти фрезы применяют для работы на шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей. Передний угол фрез ү=0°, задний угол на торце α1=15° Исполнительные размеры смотри в МН 2996-61 и МН 2997-61.
Концевая фреза по металлу состоит из рабочей части (рис. 3, а), шейки и хвостовика. Основными параметрами концевых фрез являются: диаметр d, длина рабочей части l и число зубьев z. Зубья некоторых концевых фрез имеют три режущие кромки: главную 1, расположенную на цилиндрической поверхности, вспомогательную 2 на торцовой поверхности и переходную 3. Некоторые концевые фрезы зубьев на торце не имеют.
Рис. 3. Концевые фрезы
Угол наклона концевых фрез ω равен углу между проекцией главной режущей кромки (цилиндрической части фрезы) на основную плоскость и осью фрезы. Различают правое и левое направления угла наклона винтовых зубьев. Данный параметр фрезы оказывает влияние на изменение направления схода стружки через стружечные канавки, величину и направление осевой силы, равномерность фрезерования, значения переднего и заднего углов. Материалы фрез, их режущей части - быстрорежущая сталь или твердый сплав.
Назначение фрез - обработка плоскостей, пазов, уступов, поверхностей по контуру и т. п.
Концевые фрезы изготовляют праворежущими с правой и леворежущими с левой винтовыми канавками, а также праворежущие с левой и леворежущие с правой винтовыми канавками.
Концевые фрезы по металлу выпускаются с нормальными и крупными зубьями, с цилиндрическими и коническими хвостовиками и т. д. Большинство концевых фрез стандартизировано. Параметры фрез с коническими хвостовиками приведены на рис. 4.
Для улучшения условий работы у некоторых концевых фрез угол между зубьями (φ) выполняется неравномерным. Концевые фрезы с неравномерным окружным шагом, измененным профилем стружечной канавки и увеличенным углом наклона винтовых зубьев обеспечивают повышение производительности труда и улучшение качества обработанной поверхности.
Для предварительного фрезерования применяют обдирочные концевые фрезы с затылованными зубьями на цилиндрической части. На зубьях (рис. 3, б) выполнены стружкоразделительные канавки. Благодаря хорошему разделению стружки и отводу ее из зоны резания эти фрезы позволяют работать с увеличенными подачами.
Рис. 4. Параметры концевых фрез с коническими хвостовиками (ГОСТ 17026-77)
