Концевые фрезы с коническим хвостовиком – быстрое и удобное фрезерование

 Концевые фрезы с коническим хвостовиком используются для обработки уступов и поверхностей. Такой инструмент изготавливается по ГОСТ 17026–71 и 20538–75.

Концевые фрезы – надежно ли они крепятся и быстро ли меняются?

Процесс обработки металлических заготовок при помощи специальных инструментов (фрез) называют фрезерованием. Для выполнения такой операции применяются различные по типу режущие приспособления. Широкое распространение получили концевые фрезы (КФ). Они изготавливаются в виде тел вращения и могут иметь хвостовики двух типов – конические и цилиндрические. Первые из указанных используются в случаях, когда в обрабатываемых деталях требуется вырезать глубокие канавки и разнообразные пазы.

Цилиндрические фрезы

Концевые фрезы разных геометрических размеров с коническим хвостовиком подсоединяются к шпинделю фрезерного станка вертикально. А режущие кромки описываемого инструмента находятся на его боковой стороне. Именно с их помощью и производится фрезерование. При этом стружка, образующаяся в процессе обработки, выходит через специальные канавки. Они расположены между зубцами инструмента. Конический хвостовик дает возможность фрезеровщику максимально оперативно и легко менять инструмент при выполнении каких-либо сложных (многоступенчатых) рабочих операций.

Кроме того, рассматриваемые фрезы характеризуются по-настоящему надежным креплением и отличным центрированием, что имеет огромное значение при обработке заготовок на автоматических линиях (при выпуске большого количества однотипных деталей).

Инструмент с коническим хвостовиком – изготовление строго по стандарту

ГОСТ 17026–71 позволяет выпускать КФ заточенными наостро либо со специальной ленточкой (по форме она является цилиндрической). При этом фрезы могут быть с крупным и с нормальным зубом. Большая часть концевого инструмента изготавливается с праворежущими зубьями (их количество – до 8 штук, в зависимости от сечения конкретной КФ). ГОСТ 17026–71 позволяет выпускать и леворежущие приспособления. Но они, как правило, производятся по заранее согласованному заказу.

Конические хвостовики

Зубья концевых фрез располагают двумя поверхностями:

• задней – она обращена непосредственно к детали, которая обрабатывается на станке;
• передней – по ней происходит сход стружки.

Режущая кромка инструмента формируется пересечением указанных поверхностей. Угол между прямой (она направлена вертикально), пронзающей ось КФ, и поверхностью зуба принято называть передним. Он может иметь значение от +20 до -10°. Второй угол располагается между обработанной и задней поверхностями фрезеруемой детали. Его называют задним. Чем выше показатель этого угла, тем более качественной будет обработка поверхности заготовки. Конический хвостовик обеспечивает стандартное крепление (конус Морзе) инструмента в станке. Хвостовик может оснащаться резьбовым внутренним соединением либо специальными лапками. Эти элементы позволяют максимально надежно фиксировать инструмент в шпинделе фрезерного агрегата.

Стружечные канавки между зубьями предназначены не только для схода металлических отходов, но и для заточки режущей кромки КФ. Здесь большое значение имеет угол наклона канавок. Он формируется между осью инструмента и касательной к его кромке. Фрезы с крупным зубом имеют угол наклона по ГОСТ 17026–71 в пределах 35–45°, с обычным зубом – 30–35°. Плавность вхождения зубцов КФ в обрабатываемую деталь, а также стойкость инструмента повышаются при увеличении угла наклона.

Далее приводятся самые важные размеры интересующих нас фрез по ГОСТ 17026–71:

• сечение – 10–63 мм;
• длина режущей части – 22–90 мм;
• общая длина инструмента – 92–248 мм.

Добавим, что окружной шаг зубьев у КФ с коническим хвостовиком обязательно должен быть неравномерным. Его величина варьируется в пределах 42–127°.

Госстандарт 20538–75 – требования к удлиненным фрезам

Длинный концевой инструмент с твердосплавными винтовыми пластинами изготавливается по стандарту 20538.

Удлиненная фреза

Таких фрез имеется всего пять видов:

1. 2223-0551. Удлиненный инструмент сечением 20 мм, длиной режущей части 21 мм, общей длиной 145 мм.
2. 2223-0552. Основные характеристики – 25, 34, 170 мм соответственно.
3. 2223-0553 – 32, 34, 170 мм.
4. 2223-0554 – 40, 41, 205 мм.
5. 2223-0555 – 50, 38, 205 мм.

Пластины из твердых сплавов на таких фрезах могут быть короткими либо длинными (их параметры указаны в ГОСТ 25414). Наклон зубьев удлиненных инструментов производится на угол 34–40°. Число зубьев при этом остается одинаковым – 6 штук. Удлиненные КФ используются для фрезерования бронзовых, чугунных и стальных изделий. Они также считаются незаменимыми для работы с труднообрабатываемыми обычным концевым инструментом легированными сталями.

Дополнительная информация о концевых приспособлениях

Технические условия на описываемые в статье фрезы изложены в Госстандарте 17024. Согласно этому документу материалом для производства инструмента является быстрорежущая сталь. Она по своим характеристикам должна соответствовать ГОСТ 19265. Теоретически КФ допускается изготавливать и из иных сплавов, но только при условии, что они гарантируют требуемый показатель стойкости готового инструмента.

Пальчиковая фреза

Фрезы с диаметром менее 12 мм (их чаще всего производят из круглой высококачественной стали) можно делать цельными. А вот инструмент с большим сечением всегда выпускается сварным. При этом на участках сварки не должно быть трещин (кольцевых), поджогов, непроваров и раковин. На рабочей поверхности КФ с коническим хвостовиком не допускается наличия зон с пониженным показателем твердости. Недопустимо также присутствие обезуглероженных слоев. Требуемая твердость удлиненного и обычного инструмента указана далее: 2–51,5 ед. по шкале HRC (торцовый участок хвостовика) и 62–65 HRC (рабочая часть инструмента).

У кромок (режущих) зубьев КФ не должно быть завалов, а на поверхности инструмента не допускается наличия следов ржавления, забоин, поджогов, трещин любой длины, выкрошенных областей, заусенцев. Особое внимание при эксплуатации КФ с хвостовиками конической формы уделяется их периодической проверке на работоспособность. Такие обследования выполняются каждые три года. Для проверки используют заготовки из стали 45. Их фрезеруют на скорости в пределах 35–40 м/мин, обеспечивая глубину обработки 0,5–5 мм и ширину фрезерования от 5 до 40 мм. Если после проведенных испытаний на режущих частях КФ нет выкрашиваний и сколов, инструмент разрешается использовать и дальше. В противном случае фрезы снимаются с эксплуатации.

Приспособления для фрезерования с коническим хвостовиком должны соответствовать определенным значениям шероховатости различных частей инструмента:

• поверхность хвостовика – не более 0,8 мкм;
• задняя и передняя части режущих кромок – до 3,2 мкм;
• центровые отверстия – максимум 6,3 мкм;
• стружечные винтовые канавки и спинки зубьев – не более 10 мкм;
• остальных поверхностей – до 18–20 мкм.

Период стойкости и режимы резания заготовок КФ с коническим хвостовиком устанавливаются специальными нормативами. Они утверждаются на конкретных металлообрабатывающих предприятиях и могут варьироваться в зависимости от используемых фрезерных станков и типов обрабатываемых на них деталей.