Пазы  для сегментных шпонок обрабатываются на горизонтально-фрезерных станках  дисковыми фрезами (Рис. 6. с).

      Фасонные  поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей обрабатываются на горизонтальных и вертикальных станках фасонными фрезами (Рис. 6. т).

      Торцовое  фрезерование - наиболее распространенный и производительный способ обработки  плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства.

2. ТОРЦОВОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ.

2.1. Основные типы  и геометрия торцовых  фрез.

 

      В большинстве случаев для обработки  плоскостей открытых и углублённых  применяются торцовые фрезы имеющие  периферийные лезвия (Рис. 7.), т.е. работающие по принципу периферийно - торцовых. Конструкции торцовых фрез стандартизованы, основные типы которых приведены в табл.1 /ГОСТ ____-__, ____-__, ____-__, ____-__, ____-__, ____-__ /.

      При обработке плоскостей этими фрезами, основную работу по удалению припуска выполняют режущие кромки, расположенные на конической и цилиндрической поверхности. Режущие кромки, расположенные на торце, производят как бы зачистку поверхности, поэтому шероховатость обработанной поверхности получается меньше, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами.

      На  Рис. 7. приведены геометрические параметры  торцовой фрезы /ГОСТ 25762-83/. Зуб торцовой фрезы имеет две режущие кромки: главную и вспомогательную.

      В основной  плоскости P_v рассматриваются углы в плане: главный угол в плане j, вспомогательный угол в плане j₁ и угол вершины ε. Главный угол в плане j - это угол между плоскостью резания P_n и рабочей плоскостью P_S. С уменьшением главного угла в плане при постоянной подаче на зуб и постоянной глубине резания толщина среза уменьшается, а ширина увеличивается, вследствие чего стойкость фрезы повышается. Однако работа фрезы с малым углом в плане (j £ 20⁰) вызывает возрастание радиальной и осевой составляющих сил резания, что при недостаточно жесткой системе СПИД приводит к вибрациям обрабатываемой заготовки и станка. Поэтому для торцовых твердосплавных фрез при жесткой системе и при глубине резания t = 3...4 мм принимают угол j = 10...30⁰. При нормальной жесткости системы - j = 45...60⁰; обычно принимают j  = 60⁰. Вспомогательный угол в плане j₁ у торцовых фрез принимают равным 2...10⁰. Чем меньше этот угол, тем меньше шероховатость обработанной поверхности.

      В главной секущей плоскости P_τ рассматриваются передний угол g и главный задний угол a. Передний угол g - это угол между основной плоскостью P_v и передней поверхностью А_γ, главный задний угол a - это угол между плоскостью резания Р_n и главной задней поверхностью А_α.

      Передний  угол g для торцовых твердосплавных фрез g = (+10⁰)...(-20⁰).

      Главный задний угол a для торцовых твердосплавных фрез  a  =  10...25⁰.

      В плоскости резания рассматривается  угол наклона главной режущей  кромки l. Это угол между режущей кромкой и основной плоскостью P_v. Он оказывает влияние на прочность зуба и стойкость фрезы. У торцовых твердосплавных фрез угол l рекомендуется выполнять в пределах от +5⁰ до +15⁰ при обработке стали и от -5⁰  до +15⁰ при обработке чугуна.

      Угол  наклона винтовых зубьев w обеспечивает более равномерное фрезерование и уменьшает мгновенную ширину среза при врезании. Этот угол выбирается в пределах 10...30⁰.

2.2. Выбор торцовой  фрезы

      2.2.1. Выбор конструкции фрезы.

      При выборе конструкции (типа) фрезы предпочтительным является применение сборных конструкций фрез с неперетачиваемыми пластинами из твердого сплава. Механическое крепление пластин дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без переточки. После полного износа пластины она заменяется новой. Завод изготовитель снабжает каждую фрезу 8...10 комплектами запасных пластин. Весь комплект пластин можно заменить непосредственно на станке, при этом затрата времени на замену 10...12 ножей не превышает 5...6 минут.

      2.2.2. Выбор материала режущей части.

      Фрезы для работы при невысоких скоростях  резания и малых подачах изготовляют из быстрорежущих и легированных сталей Р18, ХГ, ХВ9, 9ХС, ХВГ, ХВ5. Фрезы для обработки жаропрочных и нержавеющих сплавов и сталей изготовляют из быстрорежущих сталей Р9К5, Р9К10, Р18Ф2, Р18К5Ф2, а при фрезеровании с ударами - из стали марки Р10К5Ф5.

      Марки твердых сплавов выбирают в зависимости  от обрабатываемого материала и характера обработки (табл.5). для чистовой обработки применяется твёрдый сплав с меньшим содержанием кобальта и большим содержанием карбидов (ВК2, ВК3 Т15К6 и т.д.), а для черновой обработки - с большим содержанием кобальта, который придаёт определённую пластичность материалу и способствует лучшей работе при неравномерных и ударных нагрузках (ВК8, ВК10, Т5К10 и т.д.).

      2.2.3. Выбор типа и диаметра фрезы.

      Стандартные диаметры фрез (ГОСТ 9304-69, ГОСТ 9473-80, ГОСТ 16222 - 81, ГОСТ 16223 - 81, ГОСТ 22085 - 76, ГОСТ 22086 - 76, ГОСТ 22087 - 76, ГОСТ 22088 - 76, ГОСТ 26595 - 85), приведены в таблицах 1...4, их обозначения (для праворежущих торцовых фрез) - в таблицах 2, 3 и 4. Леворежущие фрезы изготавливаются по специальному заказу потребителя.

      Типы  торцовых фрез выбирают по условиям обработки  из таблицы 1. Размеры фрезы определяются размерами обрабатываемой поверхности и толщиной срезаемого слоя. Диаметр фрезы, для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, выбирают с учётом жесткости технологической системы, схемы резания, формы и размеров обрабатываемой заготовки.

      При торцовом фрезеровании для достижения режимов резания, обеспечивающих наибольшую производительность, диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования B: D = (1,25...1,5) • В

2.2.4. Выбор геометрических параметров

      Рекомендуемые значения геометрических параметров режущей  части торцовых фрез с пластинами из твердого сплава приведены в табл.6 /4/, а из быстрорежущей стали Р18 - в табл. 7 /ГОСТ ____-__, ____-__, ____-__/.

2.3. Выбор схемы фрезерования

 

      Схемы фрезерования определяется по расположению оси торцовой фрезы заготовки  относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис.8.). Различают симметричное и несимметричное торцовое фрезерование /5/.

      Симметричным  называют такое фрезерование, при  котором ось торцовой фрезы проходит через среднюю линию обрабатываемой поверхности (рис. 8.а).

      Несимметричным  фрезерованием называют такое фрезерование, при котором ось торцовой фрезы смещена относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис. 8.б, 8.в).

      Симметричное  торцовое фрезерование делится на полное, когда диаметр фрезы D равен ширине обрабатываемой поверхности В, и  неполное, когда D больше В (рис.8.а).

      Несимметричное  торцовое фрезерование может быть встречным  или попутным. Отнесение фрезерования к этим разновидностям производят по аналогии с фрезерованием плоскости цилиндрической фрезой.

      При несимметричном встречном торцовом фрезеровании (рис.8.б) толщина срезаемого слоя a изменяется от некоторой небольшой величины (зависящей от величины смещения) до наибольшей a_max=S_z, а затем несколько уменьшается. Смещение зуба фрезы за пределы обрабатываемой поверхности со стороны зуба, начинающего резание, обычно принимается в пределах С₁ = (0,03...0,05) • D

      При несимметричном попутном торцовом фрезеровании (рис.8.в) зуб фрезы начинает работать с толщиной среза близкой к  максимальной. Смещение зуба фрезы  за пределы обрабатываемой поверхности со стороны зуба, заканчивающего резание, принимается незначительным, близким к нулю) С₂ ≈ 0.

      При обработке чугунных заготовок во многих случаях диаметр фрезы  меньше ширины обрабатываемой поверхности  поскольку чугунные заготовки ввиду  хрупкости чугуна, особенно при изготовлении корпусных деталей, выполняются больших габаритов.

      Торцовое  фрезерование чугунных заготовок при B < D_ф рекомендуется проводить при симметричном расположении фрезы.

      При торцовом фрезеровании стальных заготовок  обязательным является их несимметричное расположение относительно фрезы, при этом:

      - для заготовок из конструкционных  углеродистых и легированных  сталей и заготовок имеющих  корку (черновое фрезерование) сдвиг  заготовок - в направлении врезания зуба фрезы (рис. 8.б), чем обеспечивается начало резания при малой толщине срезаемого слоя;

      - для заготовок из жаропрочных  и коррозийно-стойких сталей и  при чистовом фрезеровании сдвиг заготовки - в сторону выхода зуба фрезы из резания (рис. 8.в), чем обеспечивается выход зуба из резания с минимально возможной толщиной срезаемого слоя.

      Несоблюдение  указанных правил приводит к значительному  снижению стойкости фрезы /5/.

2.4. Назначение режима  резания

 

      К элементам режима резания при  фрезеровании относятся (Рис. 9.):

      - глубина резания;

      - скорость резания;

      - подача;

      - ширина фрезерования.

      Глубина резания t определяется как расстояние между точками обрабатываемой и обработанной поверхностей находящихся в плоскости резания и измеренное в направлении, перпендикулярном направлению движения подачи. В отдельных случаях эта величина может измеряться как разность расстояний точек обрабатываемой и обработанной поверхностей до стола станка или до какой-либо другой постоянной базы, параллельной направлению движения подачи.

      Глубину резания выбирают в зависимости от припуска на обработку, мощности и жесткости станка. Надо стремиться вести черновое и получистовое фрезерование за один проход, если это позволяет мощность станка. Обычно глубина резания составляет 2...6 мм. На мощных фрезерных станках при работе торцовыми фрезами глубина резания может достигать 25 мм. При припуске на обработку более 6 мм и при повышенных требованиях к величине шероховатости поверхности фрезерование ведут в два перехода: черновой и чистовой.

      При чистовом переходе глубину резания принимают в пределах 0,75...2 мм. Независимо от высоты микронеровностей глубина резания не может быть меньшей величины. Режущая кромка имеет некоторый радиус округления, который по мере износа инструмента увеличивается, при малой глубине резания материал поверхностного слоя подминается и подвергается пластическому деформированию. В этом случае резания не происходит. Как правило, при небольших припусках на обработку и необходимости проведения чистовой обработки (величина шероховатостей R_a = 2…0,4 мкм) глубина резания берётся в пределах 1 мм.

      При малой глубине резания целесообразно  применять фрезы с круглыми пластинами (ГОСТ 22086-76, ГОСТ 22088-76). При глубине  резания, большей З...4 мм, применяют  фрезы с шести-, пяти- и четырехгранными  пластинами (табл.2).

      При выборе числа переходов необходимо учитывать требования по шероховатости обработанной поверхности:

      - черновое фрезерование - R_a = 12,5...6,3 мкм (3...4 класс);

      - чистовое фрезерование - R_a = 3,2...1,6 мкм (5...6 класс);

      - тонкое фрезерование - R_a = 0,8...0,4 мкм (7...8 класс).

      Для обеспечения чистовой обработки  необходимо провести черновой и чистовой переходы, количество рабочих ходов при черновой обработке определяют по величине припуска и мощности станка. Число рабочих ходов при чистовой обработке определяется требованием шероховатости поверхности.