Фрезы по металлу для нарезки зубьев

Обновлено: 19.09.2024

При выполнении фрезерования на станке применяется режущий зубчатый инструмент – фреза. Широкий спектр работ производимых на фрезерных станках объясняется универсальностью оборудования и разноплановостью инструмента по конструкции, размеру и способу его подач.

Фреза по металлу

Особенность цельных фрез в их отличной балансировке, применяются они для выполнения задач повышенной точности. Большая часть цельных деталей, используемые в изготовлении сложных профилей, обрабатываются фрезерованием. Работа проходит на расположенных в плоскости вращения фрезы заготовках. Обработка стальных болванок ведётся составными фрезами.

Отрезные фрезы по металлу применяются для обработки стали средней твёрдости и чугуна. Они устанавливаются на универсальные и оборудованные ЧПУ фрезерные станки. Фрезы соответствуют требованиям ГОСТ, но в отдельных случаях их можно заказать по индивидуальному чертежу под требуемые задачи. Диаметр её варьируется от 50 до 315 мм при толщине диска от 1 до 6 мм. Выполненный из быстрорежущей стали отрезной инструмент, может использоваться при вытачивания канавок на деталях, изготавливаемых из стали разных марок.

Твердосплавные фрезы применяются для проведения работ по закалённой стали – удаления облоя с цельных литых заготовок, для обработки швов на составных деталях имеющих следы сварки.

Типы твердосплавных фрез по металлу:

цилиндрическая;
сферическая;
сфероцилиндрическая:
овальная;
гиперболическая;
дисковая;
обратноконическая.

Названия фрез соответствуют форме рабочей головки. Все виды рабочих головок делятся ещё и по углу скоса режущей поверхности. Они могут заменять в работе шлифовальный диск и хвостовик. Твердосплавные пластины имеют повышенный КПД в работе, а срок службы их значительно выше, чем быстрорежущие.

Цилиндрические фрезы

На горизонтально-фрезерном оборудовании используются цилиндрические резцы с прямыми и винтовыми зубьями. Соответственно, тот же вид будет у твердосплавных пластин режущей кромки. Прямозубые фрезы используются в обработке узких поверхностей. Винтозубые имеют плавный ход, что даёт более точные параметры обработки.

При необходимости обработки детали с углом наклона инструмента создающего максимальное давление на ось, чтобы не повредить деталь используют сдвоенные фрезы со встречно направленными зубьями. Это позволяет равномерно распределить нагрузку на ось. В процессе резки сдвоенной фрезой режущая кромка одного элемента перекрывается кромкой встречного. Благодаря этому на готовой детали нет никакого намёка, что обрабатывалась она не целиковым, а составным инструментом.

Концевые фрезы

Концевые применяются для обработки детали, которой необходимо придать сложный рельеф с выпуклостями, плавными обтекаемыми переходами от одного элемента к другому и вогнутыми линиями поверхности. Производятся концевые фрезы с цилиндрическими и коническими хвостовиками.

Используется концевая фреза для формирования глубоких пазов, уступов и контурных выемок на корпусе деталей. Основными режущими этой группы инструментов являются кромки зубьев расположенных на цилиндре. Вспомогательные торцевые при этом виде работ служат защитой дна канавки. Выбор диаметра фрезы выбирается на 1/10 мм меньше от необходимой ширины паза.

Используется режущий инструмент для фрезерных станков на ручном и полуавтоматическом режиме управления, оснащённых системой ЧПУ и фрезерно-копировальном оборудовании. Конический хвостовик даёт большую жёсткость крепления в шпинделе. Создание сложного абриса предмета благодаря этому выполняется с соблюдением погрешности заложенной в конструкции станков, на которых применяется этот режущий инструмент.

Видео по производству концевых фрез

Внешне концевые напоминают сверло большого диаметра. Но лишь малая часть концевых фрез имеет режущий элемент нижней части головки. Основные обрабатывающие кромки расположены на гранях спирально закрученного вокруг оси инструмента.

Применение

обработка торцевой или боковой наружной плоскости;
создание фигурного контура детали из прямоугольной или плоской заготовки;
растачивание до необходимого размера отверстий, созданных другим инструментом по металлу.

Угловые фрезы

Угловая необходима для создания углового паза и края наклонной и ли скошенной плоскости. На 1-угловых фрезах режущие пластинки расположены вертикально, вдоль конического корпуса и на его торце. 2-угловые отличаются расположением 2 режущих кромок на взаимодействующих смежных корпусах. Чаще всего эти фрезы применяются в производстве фрезерного инструмента.

Угловая малого размера относится к группе концевых, она оснащена хвостовиком. Толщина её среза неравномерная – минимальное значение у оси вращения, максимальное по диаметру создаваемой окружности, у режущей вершины зуба. Перепады угла резки отражаются на неравномерном нагреве инструмента, что быстро выводит его из строя. Прореживание зубьев через один несколько уменьшит нагрев. Для продления срока службы целесообразно скруглить вершину зубьев.

Отрезные фрезы

В отличие от концевых, отрезная применяется в обработке только по прямой. Дисковые отрезные фрезы используются для отделения выполненной детали от общего куска материала. При необходимости дисковые режущие можно использовать для нарезания канавок и пазов, также ими можно произвести сквозной надрез на фрезерном универсальном станке или оснащённом ЧПУ. Дисковые созданы для проведения обработки чугуна и средне жёсткой стали.

Торцевые насадные фрезы

В соответствии с ГОСТ фрезы торцевые насадные изготавливаются двух видов – с мелким и крупным зубом. Диаметр 40-50 мм предполагает крепление её на продольной шпонке. Инструменты 63-100 мм в диаметре крепятся на торцевой шпонке. Торцевые насадные могут быть праворежущими и леворежущими. При необходимости крупнозубые фрезы могут иметь неравномерное распределение по окружности режущих элементов. При изготовлении, выбор направления зубьев, отвечающих за сторону, в которую будет осуществляться резка, выбирается в соответствии с производственной необходимостью, особенностью в обработке конкретного вида деталей и конструктивной особенностью фрезерных станков.

В круглых и пятигранных торцевых насадных фрезах могут использоваться режущие пластины с механическим креплением. Мелкозубые оснащаются вставными ножами с наконечниками из твердосплавных пластин. Применяются торцевые для обработки плоских заготовок на вертикально-фрезерных станках. Профилирующими их кромками являются только вершинки зубьев, торцевые режущие кромки выполняют вспомогательную работу, главная режущая функция ложится на боковые элементы.

Фасонные фрезы

Для обработки деталей с криволинейными сложными контурами используются фасонные дисковые фрезы. Применяются они для узкого круга работ и могут быть:

полукруглые выпуклые;
полукруглые вогнутые;
радиусные.

Особенность их в том, что режущие зубья расположены не по окружности, а только на отдельной её части.

При большом разбросе внешних диаметров, размер внутреннего посадочного отверстия остаётся неизменным – d = 22 мм.

Группа фасонных делится на 2 вида – с затылованными и острыми зубьями. Оба вида используются для обработки деталей с непропорциональным соотношением размеров длины к ширине. Разница в обработке заключается в том, что у затылованной нулевой внешний угол и положительный задний. Она удобнее для заточки, не требует дополнительных приспособлений, но обработку ею чистовой не назовёшь. Более чистую точную обработку даёт острозубый инструмент. Но для поддержания его в надлежащем рабочем состоянии для заточки потребуется копир.

Имеет свою сферу применения и сборный фасонный инструмент. Отдельные его режущие кромки с простой формой составляют сложную кривую. Подобной конструкции фреза используется для обработки железнодорожной колёсной пары, а так же других сложных монолитных форм из металла. В пазах корпуса крепятся 2 смежные рейки с прикреплёнными твердосплавными пластинами.

Шлицевые фрезы

Шлицевые или червячные применяются для нарезания зубьев на валу или шестерни зубчатой передачи или шлицевого соединения по боковому профилю. Шлицевые фрезы – это целая группа инструмента с разным расположением зубьев по окружности диска или только на цилиндрической поверхности. Отличаются они и по способу крепления режущих элементов.

Дисковые фрезы

Наиболее удобны для нарезания глубоких канавок, разной ширины, трёхсторонние дисковые. Как пазовый чаще используется инструмент, оснащённый регулируемыми пластинами. Особенность смены угла режущих элементов позволяет провести резку канавки или паза.

Дисковые пазовые предназначены для создания неглубоких пазов. Зубья их расположены на цилиндрическом корпусе. Уменьшить трение при нарезке канавок или пазов помогает расширяющийся к наружной стороне угол. Особенность этой фрезы в том, что у ступицы она уже, чем по наружному диаметру.

2 и 3-сторонние имеют зубья на торцевых сторонах. Боковые их режущие кромки – вспомогательные, главные расположены на самом цилиндре. Зубья, расположенные по окружности, могут иметь положительные и отрицательные значения наклона угла. Отрицательные углы на торце срезаются.

Модульные фрезы для нарезки зубьев

Процесс фрезерования предусматривает использование специального инструмента, обладающего определенной геометрической формой – фреза. Довольно большое распространение получили модульные фрезы. Их предназначение заключается в предварительном и окончательном нарезании цилиндрических косозубых и прямозубых колес, а также шевронных вариантов исполнения. Рабочая поверхность характеризуется наличием довольно большого количества особенностей, о чем далее поговорим подробнее.

Особенности конструкции

Современная зуборезная фреза представлена фасонным вариантом исполнения с затылованным зубом. Среди конструктивных особенностей отметим нижеприведенные моменты:

Устройство имеет центральное отверстие, которое предназначено для установки оправки. Дисковая зуборезная модульная фреза при помощи оправки крепится в шпинделе. Диаметр отверстия под оправку выбирается в зависимости от стандартов, установленных в ГОСТ. За счет этого существенно упрощается задача, связанная с выбором наиболее подходящей оснастки. По торцевым сторонам создается небольшая фаска, за счет которой упрощается монтаж.
Инструмент получает главное вращательное движение с определенной скоростью. При этом заготовка закрепляется на столе, который также получает возвратно поступательное движение. Все параметры выбираются в зависимости от типа инструмента, а также применяемого материала при изготовлении заготовки.
Длина рабочей части также варьируется в достаточно большом диапазоне. Все зависит от размеров обрабатываемой заготовки и других моментов. Длина модульной фрезы оказывает влияние на основные параметры обработки, так как за счет увеличения рабочей поверхности увеличивается количество снимаемого материала за один проход.
Современная конструкция модульной фрезы характеризуется определенным профилем зуба. Он выбирается в зависимости от впадин между зубьями нарезаемого колеса. Форма зуба представлена рабочим участком, который оформлен по эвольвенте с переходной кривой. Оформление проводится по радиусу с определенными координатами центра.

Рассматриваемые модульные цилиндрические и шлицевые фрезы представлены весьма сложной конструкцией. При этом зубья могут быть расположены под углом 30 градусов или другим, все зависит от типа заготовки.

Особое внимание уделяется форме профиля. Для аналитического расчета формы зуба и других параметров могут проводиться самые различные расчеты. Наиболее важными можно назвать следующие:

При расчетах уделяется внимание исходным данным. Геометрическая форма может характеризоваться достаточно большим количеством особенностей. Примером можно назвать число зубьев и показатель модуля.
При определении основных показателей проводится расчет координат профиля эвольвентного участка зуба.
Следующий шаг заключается в расчете радиуса заменяющихся окружностей.
Уделяется внимание расчету размеров зуба профильной части. Этот показатель также во много определяет то, какой формой будет обладать полученное изделие.

Рассматриваемые расчеты проводятся при применении самых различных формул. Самостоятельно выполнить расчеты достаточно сложно, погрешность может привести к снижению точности рабочей поверхности.

К выбору материалов также предъявляется достаточно большое количество требований. Установленные стандарты в ГОСТ 5950-73 определяют то, что при изготовлении модульной фрезы должны использоваться марки 9ХС, ХВГ, ХВСГ. Показатель закалки должен быть в пределе от 62 до 64 HRC. За счет выполнения термического улучшения сплава существенно расширяется область применения изделия, а также снижается скорость износа поверхности.

В случае, когда проводится обработка заготовок из легированных конструкционных сталей выбирается быстрорежущая сталь Р6М5 и Р6М3. Эти стандарты указываются в ГОСТ 19265-73, показатель твердости должен быть в пределе от 63 до 65 HRC. До более высокой твердости могут закалывать сталь Р9К5, которая обходится намного дороже других марок.

Тип применяемого материала при изготовлении модульной фрезы во многом определяет область применения, допустимые режимы резания и стоимость изделия. Как правило, тип применяемого материала указывается производителем при маркировке.

Назначение инструмента

Рассматриваемый инструмент получил весьма широкое распространение. Это связано с тем, что геометрическая форма может существенно отличаться. Модульная фреза применяется для достижения следующих целей:

Предварительного и окончательного нарезания цилиндрических колес. При этом рабочая поверхность может быть представлена прямыми и косыми зубьями. Цилиндрические зубчатые колеса получили весьма широкое распространение в машиностроительной области. Получаемая поверхность должна быть точной, даже незначительное отклонение формы может привести к тому, что изделие нельзя будет использовать.
Для получения шевронных колес с определенными канавками между зубчатыми венцами. Подобные изделия характеризуются довольно сложной рабочей поверхностью.
Рассматриваемый инструмент используется для нарезания зубчатых колес конического типа. Рабочая поверхность с конической формой довольно сложна в обработке. Именно поэтому применяются более подходящие модульные фрезы.
Степень точности получаемого изделия 9-10. Подобные варианты исполнения получили весьма широкое распространение в самых различных отраслях промышленности. Стоит учитывать, что достигнуть требуемой точности можно только при применении соответствующего оборудования и оправки.
Могут применяться для нарезки зубьев шестерни с менее чем 12 зубьями.
Специальные варианты исполнения используются для получения колес с циклоидальным профилем зуба.
Для нарезания зубьев модулем 8 мм используется определенный тип инструмента, который также встречается в стандартных наборах.

Технологическая карта, связанная с изготовление различных изделий, зачастую предусматривает черновую и чистовую обработку. Среди особенностей отметим нижеприведенные моменты:

Черновое фрезерование характеризуется тем, что за один проход снимается довольно большое количество металла. Для подобной обработки применяются модульные фрезы с высоким показателем износоустойчивости. При черновом фрезеровании получается профиль, который лишь отдаленно напоминает конечное изделие.
Чистовое фрезерование предусматривает высокую скорость вращения инструмента. Для обеспечения подобных условий работы при изготовлении основной части применяют быстрорежущую сталь, способную выдерживать сильный нагрев. При этом поверхность не стачивается, за счет чего обеспечивается высокая точность изготовления. У модульных фрез для чистовой обработки передний угол равен нулю.

Теоретически для получения каждой разновидности зубчатого колеса применяется инструмент с наиболее подходящим профилем. Это связано с тем, что получаемая поверхность будет полностью соответствовать профилю. На практике допускается незначительная погрешность.

Встретить можно инструменты для обработки всех металлов. Современная фреза дисковая может изготавливаться из самых различных сплавов, многие характеризуются высокой устойчивостью к износу и высокой температуры. Выбор модульной фрезы проводится в зависимости от особенностей изделия, как правило, делается это на этапе разработки технологической карты по изготовлению конкретного изделия.

Сегодня рассматриваемый инструмент может применяться для нарезания рейки. Подобное изделие сегодня встречается крайне часто в машиностроительной области. Также на производственных линиях встречается механическая торцевая фреза, которая характеризуется определенной геометрической формой.

Государственные стандарты

При производстве инструментом должны применяться определенные стандарты, которые обеспечивают длительную службу и работы с заданными параметрами. Примером можно назвать то, что изготавливают фрезы дисковые зуборезные модульные по ГОСТ 28527-90. Также применяется и стандарт ГОСТ 10996-64, который определяет определенные геометрические формы и свойства рабочей поверхности.

Встречается довольно большое количество различной нормативной документации, которая может применяться при производстве инструментов. Также встречаются таблицы модульных фрез. Они применяются для выбора наиболее подходящего варианта исполнения и определенная основных характеристик.

Сегодня государственный стандарт соблюдается всеми производителями. При этом зарубежные производители применяют другие стандарты, но параметры практически идентичные.

Рассматривая государственные стандарты отметим нижеприведенные моменты:

Стандартизируется наружный диаметр изделия. Подобный показатель определяет производительность и некоторые другие параметры обработки.
Стандартизации подлежит и диаметр внутреннего отверстия. За счет этого упрощается процесс подбора наиболее подходящей оснастки. В продаже встречается просто огромное количество различных оправок, предназначение которой заключается в фиксации модульной фрезы.
При производстве рабочей и основной части могут применяться только определенные материалы. Некоторые малоизвестные производители применяют сплавы, которые не включены в стандарты для экономии. Этот момент приводит к тому, что поверхность быстро изнашивается. Чаще всего применяется быстрорежущая сталь Р6, но также встречаются различные тугоплавкие сплавы.
Для нарезания требуемой рабочей поверхности проводится затачивание режущей кромки под определенным углом. Подобные стандарты должны учитываться по причине того, что неправильный угол заточки приводит к быстрому износу и многим другим проблемам.

В заключение отметим, что выбор рассматриваемого инструмента проводится по достаточно большому количеству различных признаков. Примером можно назвать то, что при изготовлении рабочей части могут использовать быстрорежущую сталь или тугоплавкий сплав. Режущая кромка выполняется в виде литой конструкции или напаек из специальных материалов. При выборе учитываются размеры заготовки, тип применяемого материала при их изготовлении и другие параметры.

Червячная фреза для нарезания зубьев и звездочек

Для механической обработки заготовок из различных материалов зачастую применяется фрезеровальное оборудование. Оно характеризуется тем, что основное вращение получает инструмент, а заготовка во время обработки находится в неподвижном состоянии. В качестве инструмента часто применяется червячная фреза. Отличительной особенностью подобной фрезы можно назвать область применения, которая заключается в нарезании шлицевых валов с различным профилем, получение зубчатых колес. В большинстве случаев они отличаются острозаточенные затылованными зубьями, при изготовлении могут применяться самые различные сплавы, которые во многом определяют режим обработки и другие наиболее важные моменты.

Конструкции инструмента

При производстве рассматриваемого инструмента должны учитываться нормы, которые установлены в ГОСТ 15127-83 (фреза червячная в противном случае не сможет обеспечить высокое качество получаемой поверхности). Изделие характеризуется достаточно сложной конструкцией, при этом она может существенно отличаться в зависимости от предназначения фрезы. Червячные зуборезные фрезы цилиндрические состоят из следующих элементов:

При изготовлении в качестве основы применяется цилиндрическая болванка. Она может иметь самые различные размеры и длину, все зависит от конкретной поставленной задачи при изготовлении.
Рабочая часть представлена зубьями, которые имеют особую форму. При этом зубья расположены на определенном удалении друг от друга, есть технологические канавки для отвода стружки.
По торцевым сторонам, как правило, есть небольшие скосы, предназначенные для отделения рабочей части от крепежного элемента станка.
Сегодня фрезы червячные могут устанавливаться на различных фрезеровальных станках, для чего в центральной части изделия есть отверстие. Проворачивание инструмента на момент обработки заготовки исключается за счет отверстия для шпонки. Ее размеры выбираются в зависимости от того, на какую нагрузку рассчитано изделие.

Форма зубьев получается при соблюдении государственных стандартов. Она во многом определят то, для получения каких деталей применяется инструмент.

Могут применяться варианты исполнения с уменьшенным профильным углом. Этот инструмент позволяет уменьшить количество микронеровностей на поверхности. Среди особенностей применения отметим следующие моменты:

Применение инструмента с уменьшенным профильным углом позволяет улучшить процесс резания. При этом обеспечивается рациональное распределение припуска на финишное резание.
Встречаются варианты исполнения многозаходного типа, которые могут применяться для получения колес с модулем 4-5 мм.
Существенное увеличение жесткости оправы позволяет увеличить подачу и повысить производительность. Уменьшение количества микронеровностей на поверхности зуба также обеспечивает получение качественной детали.
Использоваться подобный инструмент может исключительно на станках, габариты которых позволяют проводить установку. Рекомендуется применять радиальное направление подачи для существенного увеличения показателя производительности.

Эвольвентная винтовая поверхность характеризуется тем, что поверхность может обрабатываться при применении плоского шлифовального круга. При изготовлении подобной поверхности может возникнуть ряд трудностей.

Характеристики режущей кромки могут существенно отличаться. Примером можно назвать архимедовою винтовую поверхность, которая получается прямым отрезком с пересечением осью под определенным углом. Проводится изготовление фрез по ГОСТ 8027-86, за счет чего обеспечиваются требуемые эксплуатационные характеристики. Вес червячных фрез варьируется в большом диапазоне, зависит от типа применяемого материала при изготовлении и его размеры.

Модели с модифицированным профилем применяются для нарезания зубчатых колес с последующим проведением процедуры шевингования и шлифования. Конструкция с модифицированным профилем характеризуется тем, что зуб выполняется с утолщением у вершины. За счет этого существенно уменьшается угол профиля, а остальные параметры инструмента остаются практически неизменными.

Передняя поверхность зубьев червячной фрезы затачивается под различным углом в зависимости от того, какого именно обработка будет проводится. Примером можно назвать черновое и чистовое точение.

В последнее время все чаще применяются модели со вставными гребенками. В продаже встречаются варианты исполнения с модулем от 4 до 30 мм. К конструктивным особенностям подобной червячной фрезы отнесем следующие моменты:

Основная часть изготавливается при применении легированной стали. За счет добавления определенных химических элементов существенно повышается жаропрочность. При этом основание создается таким образом, чтобы можно было создать определенную рабочую поверхность.
Гребенки изготавливаются из быстрорежущей стали. Она характеризуется устойчивостью к высокой температуры, а также износоустойчивостью.
Применение сменных гребенок существенно повышает качество режущей части. При этом производители могут повысить эффективность применения инструмента в несколько раз за счет использования специального сплава.

Можно приобрести и сборные незатылованные червячные фрезы. Этот вариант исполнения характеризуется модулем до 10 мм. Отличительная особенность заключается в увеличенных задних углах, если сравнивать с распространенными моделями. Высокая точность достигается за счет шлифования поверхности на специальном оборудовании

Для существенного повышения скорости обработки можно использовать сборные червяные фрезы с твердосплавными зубьями. В последнее время большое распространение получили твердосплавные пластины, которые могут выдерживать длительную обработку. В этом случае модуль не более 4 мм. Установка сменных элементов проводится в корпусе с отрицательным передним углом, который достигает 15 градусов. Применение подобного варианта исполнения позволяет повысить показатель производительности в 2-3 раза. Чаще всего инструмент устанавливается для нарезания колос с последующим шевингованием.

Виды червячных фрез

Выделяют довольно большое количество различных моделей, классификация проводится по нескольким признакам. В зависимости от типа проводимой обработки выделяют следующие варианты исполнения:

Черновые. Подобный вариант исполнения применяется для предварительного формирования поверхности, передний угол составляет 5-7 градусов. Ключевой особенностью можно назвать небольшую толщину зубьев. Этот инструмент получил самое широкое распространение в различных областях промышленности, так как применяется при проведении промежуточной операции.
Чистовые. После проведения черновой обработки полученная деталь зачастую не обладает требуемыми параметрами. Для того чтобы их достигнуть проводится чистовая обработка, которая предусматривает применение определенных червячных фрез.
Прецизионные. Этот вариант исполнения, при изготовлении которого также учитывается госстандарт, предназначается для нарезания зубьев в турбинных передачах. Отличительной особенностью можно назвать увеличенный диаметр изделия.
Фреза червячная питчевая относится к категории специальных инструментов, применяется для получения звездочек.

Довольно большое распространение получила фреза червячная модульная, которая бывает однозаходной или многозаходной. Второй вариант исполнения применяется для чистового точения, так как изготавливается при применении жаропрочных материалов.

Все чаще в машиностроительной области встречаются сборные червячные фрезы. Их ключевыми особенностями назовем следующие моменты:

Основная часть представлена цельным элементом. За счет этого обеспечивается высокая прочностью и длительный эксплуатационный срок.
Рабочая поверхность получается за счет применения вставных гребенок или путем их крепления методом сварки.

Большинство модульных вариантов исполнения с небольшим диаметром производится в цельном виде. За счет этого существенно повышается их прочность.

Классификация рассматриваемого инструмента проводится и по направлению витков. Встречается фреза червячная шлицевая, для прямобочных изделий требуется специальная державка.

Основным признаком классификации также можно назвать тип применяемого материала при изготовлении изделия. К особенностям применяемых сплавов отнесем следующие моменты:

Износоустойчивость. Подобное свойство считается основным для всех инструментов, которые применяются для механической обработки. Если показатель низкий, то режущая кромка начинает быстро тупится. В результате этого снижается точность обработки, а также уменьшается эксплуатационный срок.
Жаропрочность. Процесс резания основан на трении, при котором возникает тепловая энергия. Слишком высокая температура становится причиной повышения пластичности, в результате чего происходит деформация поверхности и ухудшение ее характеристик.
Высокая твердость поверхности. Именно твердость применяемого материала определяет эффективность червячной фрезы на момент работы.
Устойчивость к внутренним деформациям. Во время резания силы могут быть распределены самым различным образом. Внутренние деформации, связанные с нагревом и другим воздействием на материал, становятся причиной появления трещин и других дефектов. Если они проявились, то оснастка не может использоваться в дальнейшем.

Современные сплавы существенно расширили возможность фрезеровального оборудования, позволили повысить производительность и качество получаемых изделий. Фреза червячная новикова часто изготавливается при применении инструментальных сталей, которые могут выдержать воздействие высокой температуры и при этом сохранить износостойкость.

Применение червячной фрезы

Сегодня фреза червячная для нарезания зубьев звездочек представлена сложной конструкцией, при применении которой можно получить точное изделие. На протяжении многих лет подобный тип обработки был связан с существенным недостатком – приходилось постоянно проводить заточку. Это связано со следующим:

Червячные зуборезные фрезы на момент обработки поверхности изнашивались неравномерно. На первичном этапе в процессе резания участвовала только верхняя часть зуба, которая быстро стачивалась и теряла свою форму.
Для компенсирования быстрого износа и изменения формы зуба приходилось проводить периодическую заточку поверхности. После нескольких циклов фрезы для нарезания зубьев приходили в полную непригодность, что существенно повышало себестоимость изделия.

Решить рассматриваемую проблему смогли за счет модифицирования инструмента, для чего стали использовать сменные гребенки. Их производство сегодня проводится при применении технологий 3D, что позволяет получить изделие с точными размерами.

Встречаются и алмазные варианты исполнения, которые могут работать при более высоких режимах обработки. Алмазная режущая кромка обходится намного дороже, но при этом не нагревается и не теряет свои основные свойства при длительной эксплуатации.

Обработка цилиндрических колес может проводится при применении универсальной фрезы. При этом для ее установки требуется специальная оснастка, которая подходит для конкретного оборудования.

В заключение отметим, что недорогие инструменты могут применяться при резании только при подаче смазывающего вещества. За счет этого существенно снижается степень износа поверхности.

Все о модульных фрезах

Модульная фреза – главный инструмент для изготовления зубчатых колес. Из нашей статьи вы узнаете, как применяются дисковые и пальцевые модели для нарезания зубьев и зубчатых колес, почему они поставляются с номерами в комплектах и какие параметры устанавливают ГОСТы.

Что это такое?

Модульная фреза – это многолезвийный инструмент, который широко применяется в единичном и серийном производствах для изготовления зубчатых колес, шестерен и реек. В отличие от долбяков и зуборезных гребенок модульные фрезы обладают высокой скоростью работы, не требуют специального оборудования и дают высокую точность.

Для разных технологических операций и условий производства существуют различные их конструкции.

Дисковая. Главное преимущество – универсальность. Обработку можно производить на любых горизонтально-фрезерных станках, но деталь нужно закрепить в делительном устройстве. Недостаток – требуется много места для выхода инструмента из заготовки (радиус фрезы плюс зазор 3–5 мм). Поэтому нарезать ступенчатые колеса или цельные шевронные нельзя. Зато можно обрабатывать сразу несколько заготовок одновременно. А это значительно увеличивает производительность и снижает затраты на изготовление зубчатых колес. Но поскольку за один проход можно обработать всего одну впадину между зубьями, общая скорость нарезания колеса невысокая.

Пальцевая. Ее главное достоинство – можно производить колеса со сложным профилем зубьев. С ее помощью можно изготовить шестерню с круговыми зубьями или шевронное колесо из цельной заготовки. Такое изделие будет обладать наибольшей прочностью при минимальной массе. Правда, производительность гораздо ниже. Это потому, что в месте приложения наибольшего усилия резания (острие фрезы) у нее самый маленький диаметр, что вынуждает уменьшать скорость обработки. Так что эти инструменты больше подходят для единичного типа производства.

В основном они применяются на вертикально-фрезерных и 5-координатных станках.

Червячная. У нее высокая точность изделий сочетается с большой скоростью обработки. Но она не может нарезать шевронные и ступенчатые колеса. Кроме того, работу нельзя выполнить на универсальном оборудовании, и требуются специализированные зуборезные станки.

Высокая точность червячной фрезы обусловлена самим способом обработки. При нарезании зубьев заготовка и инструмент имитируют зубчатое зацепление, и такой метод называется обкаткой. При таком способе обработки не нужно большого количества инструментов – одной и той же фрезой можно нарезать колеса с различным числом зубьев. А с дисковыми и пальцевыми фрезами их профиль переносится на впадины колеса, поэтому такой способ назван методом копирования. При этом все погрешности переносятся на конечное изделие, поэтому после обработки детали часто отправляются на шлифование.

Важно! Шестерням, которые изготовлены дисковыми и пальцевыми фрезами, требуется время на приработку. Изначально в процессе зацепления будут возникать шумы и вибрации, которые вскоре пропадут. Это связано с неточностями изготовления.

Для установки модульных фрез на станок нужны специальные приспособления.

Дисковые и червячные модели закрепляются на оправке. Для этого у них есть центральное отверстие с фасками, которые упрощают монтаж. После этого оправка фиксируется на шпинделе.
Пальцевые фрезы имеют хвостовую часть в виде цилиндра, конуса Морзе или инструментального конуса 7: 24. Она сразу может устанавливаться в шпиндель.

Если посадочные размеры инструмента и шпинделя станка не совпадают (например, диаметры центрального отверстия и шпинделя), то применяются переходные втулки. Они стандартизированы по ГОСТу. Более того, с их помощью можно менять тип крепления. Например, фрезу с конусом Морзе закрепить в шпинделе с коническим отверстием 7: 24.

Назначение

Модульные фрезы используются на зуборезных фрезерных, универсальных токарных со специальной головкой, многооперационных станках с ЧПУ и некоторых других видах оборудования. С их помощью можно изготовить:

цилиндрические зубчатые колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями;
конические шестерни разного размера;
шевронные колеса с различным сечением канавки между зубьями;
шестерни с циклоидальным профилем зубьев – для их изготовления требуются специальные фрезы;
зубчатые рейки;
валы-шестерни различных форм и конфигураций;
калибры для измерения точности зубчатых колес.

Для обработки заготовок из разного материала требуются различные инструменты.

Для заготовок из углеродистых сталей применяются фрезы из сталей марок 9ХС, ХВГ, ХВСГ и других. Их подвергают поверхностному закаливанию токами высокой частоты, поэтому твердость режущих кромок повышается до 62–64 HRC.
Заготовки из конструкционных материалов обрабатываются фрезами из быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М3. Твердость режущих граней составляет 63–65 HRC. Такие инструменты имеют более высокую стоимость.
Для нарезания зубьев на легированных деталях используются составные фрезы. Тело инструмента – высокопрочная сталь, а режущие пластины выполнены из твердых сплавов. Они закрепляются механически.

Стандарты

Высокая точность обработки зависит от правильного выбора инструмента. Чем меньше зубьев на колесе, тем больше расстояние между ними и тем толще должна быть режущая пластина. Поэтому для разного числа зубьев нужны разные по толщине дисковые и пальцевые модульные фрезы. Они поставляются комплектами из 8, 15 или 26 штук. Каждая фреза предназначена для обработки колеса с определенным числом зубьев. Поэтому ГОСТом регламентирован номер фрезы, который можно выбрать по таблице.

Комплекты из 8 фрез используются при обработке колес, у которых модуль составляет не более 8 мм. Если он больше, то используется набор из 15 инструментов. Этого достаточно для большинства задач. Но если изделие должно быть очень точным, то нужен комплект из 24 фрез. Но такое касается только дисковых и пальцевых фрез. Для червячных моделей количество зубьев на изделии не имеет значения. Фрезы подразделяются на черновые и чистовые модели и делятся на несколько классов точности: ААА, АА, А, В, С и D. Инструменты классов ААА АА и А имеют наименьшие погрешности, они дают 5–9-й степень точности зубчатого колеса по ГОСТ 1643-81, тогда как фрезы С и D дают 10–11 квалитеты.

Помимо этого, документы устанавливают и другие параметры инструментов.

Наружный диаметр. Он нужен для расчетов скорости резания, определения допустимых геометрических размеров заготовки и других расчетов.
Размер посадочного отверстия. От него зависит, подойдет ли выбранная фреза для установки на конкретный станок. А если нет, то по нему можно будет определить модель переходной втулки.
Углы заточки режущих кромок. Чем они меньше, тем меньше усилий требуется на резание и тем лучше условия работы станка. Но вместе с тем сокращается срок службы инструмента до повторной заточки (период стойкости).
Материал фрезы или ее режущих пластин. Его твердость должна быть минимум в 3 раза выше твердости заготовки – это главное условие резания. Твердость материала устанавливается специальными ГОСТами.

Ну а если не получается подобрать стандартную фрезу, ее можно изготовить на заказ. Для этого обращайтесь на специализированные предприятия. Вам окажут помощь в проектировании или изготовят инструмент по вашим готовым чертежам.

Все о фрезах по металлу

Фрезерные устройства активно используются в ходе осуществления ремонтных и строительных работ. При этом для того чтобы данный агрегат эффективно выполнял свое назначение, он должен быть оснащен качественными рабочими инструментами – фрезами. Сегодня мы подробнее поговорим об этих функциональных деталях.

Особенности

Прежде чем изучать особенности и отличительные характеристики данного рабочего элемента, важно определиться с исходным термином. Так, фреза по металлу для фрезерного станка – это режущий инструмент, в конструкцию которого входит большое количество лезвий. Обработку металлического материала фреза осуществляет посредством постоянного вращения вокруг своей оси.

К основным конструкционным элементам фрезы стоит отнести рабочую часть, хвостовик, который обычно закрепляется в шпинделе или цанге, и шейку. Существующие на современном строительном рынке фрезы для обработки металла классифицируются в зависимости от ключевых параметров (например, размера, материала изготовления, типа крепления и других).

Традиционно фрезы по металлу изготавливаются из стальных материалов углеродистого, легированного или быстрорежущего типа.

В связи с высоким уровнем востребованности фрез по металлу, на рынке присутствует большое разнообразие таких элементов: пользователи могут приобрести насадные, проходные, шлицевые, магнитные, грибковые, отрезные, круглые, металлические элементы, детали со сменными пластинами или типа «балеринка», фасочная, фрезы с разной скоростью вращения, разного размера (например, 2 мм, 3 мм, 5 мм, 10 мм, 60 мм, 20 мм, 50 мм), с разным углом наклона (например, 45 градусов). Рассмотрим, какими бывают фрезы по металлу.

Дисковые

К важнейшей отличительной характеристике дисковых фрез можно в первую очередь отнести то, что их диаметр обычно превышает показатель толщины в несколько раз. В ходе производства фрез их изготавливают цельными, при этом в качестве исходного материала используют специальную инструментальную сталь, которая проходит предварительную процедуру упрочнения и нормализации.

Дисковые фрезы подразделяются на два отдельных вида: отрезные и прорезные. Первый вариант является более распространенным и востребованным среди пользователей. Так, если говорить о конструкции дисковых фрез отрезного типа, то важно отметить тот факт, что в своем составе они имеют наклонный зуб. Причем этот зуб обязательно является закаленным – процесс его закалки обычно осуществляется перед заточкой. Помимо зуба, в конструкции обязательно присутствуют паз и отверстия под болты (их можно обнаружить непосредственно в теле диска). Если говорить о сферах использования устройств, то отрезные дисковые фрезы диаметром от 120 мм обычно применяются для осуществления резки горячего металла на прокатных станах. С другой стороны, прорезные фрезы характеризуются наличием прямого зуба с контуром, который по форме совпадает с прорезаемой канавкой.

Торцевые

Описывая торцевые фрезы, следует сказать о том, что они чаще всего используются для осуществления предварительной обработки заготовки какого-либо изделия. При этом детали характеризуются довольно высоким уровнем производительности.

Этот эффект возможен благодаря наличию двух специально предназначенных режущих кромок: одна из них является торцевой, а другая – боковой.

Цилиндрические

Как можно догадаться по названию, данный вид фрез имеет форму цилиндра, соответственно, их высота превышает диаметр. Расположение режущих кромок цилиндрических устройств довольно необычно – они расположены по спирали. В качестве материала изготовления традиционно используют инструментальную сталь (особенно это касается именно рабочей части детали). Заточка изготавливается затыловкой, а крепление осуществляется на оправку. При помощи данной детали обычно осуществляют чистовую обработку.

Угловые

По форме угловые фрезы представляют собой усеченный конус с широким основанием и вершиной в сторону хвостовика. Такие детали используют для того, чтобы снимать фаски и осуществлять обработку краев. Режущая кромка, которая является важнейшей деталью, находится на боковой части.

Что касается типа сборки, то данная деталь может быть как цельной, так и сборной.

Концевые

Как и некоторые другие виды фрез, детали концевого типа по своей форме являются цилиндрическими. Причем в конструкцию элемента также входит основная режущая плоскость. Она структурно является торцевой частью цилиндра и поддерживается боковыми сторонами, которые функционально являются вспомогательными. Концевые устройства обычно используют для того, чтобы осуществлять процедуру зачистки поверхности в выборках и пазах. Важно иметь в виду, что угол заточки концевых фрез имеет важное значение в процессе удаления стружки с зоны реза. При этом наклон режущей кромки увеличивается вместе с диаметром инструмента начиная с 30 градусов.

Фасонные

Фасонные фрезы представляют собой детали, которые обладают режущими кромками фигурного типа.

Они обязательно должны повторять форму паза.

Червячные (или «летучка»)

Элементы червячного типа являются составными по своей конструкции. Чаще всего детали используются в процессе нарезки зубчатых колес и шестерен. Что касается конструкции и строения данного элемента, то важно отметить тот факт, что сам корпус является цилиндрическим. При этом на нем расположены фигурные пластины (они стоят рядами). Форма таких пластин должна соответствовать форме выемки между зубьями детали. Чаще всего червячные фрезы устанавливают на зубофрезерные станки.

Корончатые

Корончатые фрезы также часто называют кольцевыми. Они являются полыми и имеют цилиндрическую форму. Процедура заточки осуществляется по торцу, при этом применяются нити спиральных режущих кромок.

Шпоночные

У шпоночных фрез заточены боковые режущие кромки. При этом их заточка должна осуществляться таким образом, чтобы соответствовать размеру ширины выборки.

Фреза может использоваться как сверло, при этом углубляясь на необходимую глубину (особенно это актуально в начале работы).

Конические (или «кукуруза»)

По своему строению элементы конического типа могут быть цельными и наборными. При этом угол наклона режущей кромки может быть как положительным (с вершиной конуса в сторону хвостовика), так и отрицательным (при обратной направленности).

Сферические

Фрезы сферической формы активно применяют в процессе создания канавок полукруглой формы. Такие детали могут быть как цельными, так и составными.

При этом непосредственная заточка элемента осуществляется по контуру.

Под Т-образные выемки

Если говорить о строении таких фрез, то важно отметить, что режущие кромки данного элемента располагаются по бокам и на торцах нижней широкой части инструмента. При этом в обязательном порядке радиус фрезы под Т-образную выемку должен совпадать с шириной паза.

Сборные (или наборные)

Такие фрезы отличаются высоким уровнем практичности и пользуются востребованностью среди пользователей.

Таким образом, благодаря такому широкому разнообразию, каждый пользователь сможет выбрать для себя такой элемент, который будет максимально соответствовать его потребностям и нуждам.

Типы по числу заходов

В зависимости от числа заходов фрезы подразделяются на несколько разновидностей:

другие (3, 5 или 6 режущих элементов).

На этот параметр важно обращать свое внимание в ходе выбора и покупки изделий, так как он является одним из решающих.

Классификация по способу удаления стружки

В зависимости от способа удаления стружки различают два типа фрез: верхний и нижний.

Верхний тип удаления стружки характерен для фрез концевого типа. При этом данные рабочие элементы являются завитыми. В процессе вращения фрезы разрезают рабочую кромку снизу вверх, соответственно, и стружка выходит в направлении вверх. К негативным характеристикам данного типа устройства можно отнести тот факт, что пользователю приходится регулярно убирать стружку, так как она накапливается на поверхности детали и мешает обзору.

Нижний тип фрез также называют компрессионным. Это связано с тем, что деталь обладает обратным типом завивки. Соответственно, в ходе производственного процесса рабочая кромка разрезает материал сверху вниз, прижимая заготовку основания. Стружка из зоны резания направляется вниз. К положительным характеристикам данного типа элемента можно отнести тот факт, что стружка удаляется сразу под деталь и не попадает в непосредственную зону резания. Кроме того, отходный материал довольно просто убирать, приводя в порядок рабочее место.

Производители

Производством фрез по металлу занимается большое количество как отечественных, так и зарубежных компаний. Рассмотрим несколько популярных производителей.

В Российской Федерации лидером рынка по производству фрез, предназначенных для работы по металлу, является Всероссийский научно-исследовательский институт инструмента, который располагается в Москве. Важно отметить тот факт, что большинство российских компаний осуществляют производство фрез по относительно устаревшим технологиям, однако высоким качеством отличается материал изготовления отечественной продукции.

Bosch – это европейская компания, которая занимается производством не только фрез, но и большого количества других изделий. Бренд является одним из мировых лидеров и использует исключительно новые технологические и научные разработки.

На американском рынке особенного уважения и внимания заслуживает бренд JET. Эта компания является одной из старейших и производит свои товары исключительно из высококачественных материалов.

Приобретая фрезы по металлу, следует ориентироваться именно на производителей, которые были описаны выше.

Таким образом вы можете быть уверены в том, что купите изделия, которые будут соответствовать всем международным и государственными стандартам, а также обладать высоким качеством и длительным сроком службы.

Как выбрать?

Выбор и приобретение фрез для работы по металлу – это довольно сложный и длительный процесс. При этом пользователь должен учитывать несколько ключевых факторов. Рассмотрим подробнее основные из них.

Для начала нужно определиться с назначением приобретаемого вами устройства. Например, вы можете приобретать детали для металлообработки, для снятия фаски, для ручного фрезера, для обработки, для сверления отверстий, для дремеля, на дрель. Для каждого из этих процессов понадобятся различные типы устройств.

Сегодня на строительном рынке для приобретения доступны как одиночные фрезы, так и полноценные наборы таких деталей. Очевидно, что набор будет значительно дороже по стоимости, но, с другой стороны, вам не придется заботиться о приобретении нескольких фрез.

С помощью фрез можно осуществлять разнообразные типы работы: грубая обдирка заготовки, чистовая обработка по плоскости, создание канавок, обработка углов и кромок, выборка шпоночных пазов и многое другое. Так, в зависимости от конкретного случая вам может понадобиться угловая, фигурная, шпоночная или фреза другого типа.

В связи с широкой распространенностью фрез и востребованностью данных деталей среди пользователей производством, выпуском и продажей таких деталей занимается большое количество компаний (как отечественных и зарубежных). Соответственно, при покупке у пользователя может возникнуть большое количество трудностей, связанных с выбором. В любом случае следует отдавать предпочтение только той продукции, которая была изготовлена проверенным производителем, пользующемся доверием и любовью покупателей.

В процессе приобретения фрез обязательно убедитесь в том, что рабочий элемент хорошо сочетается с фрезерным устройством, которое уже у вас есть. В противном случае вы просто зря потратите свои средства.

Прежде чем приобретать ту или иную модель фрезы по металлу, нужно изучить отзывы потребителей. Таким образом вы сможете убедиться в том, насколько заявленные производителем характеристики соответствуют реальному положению дел.

При учете всех вышеописанных характеристик вы сможете приобрести фрезу, которая будет отличаться высоким качеством, отличной функциональностью, а также прослужит вам длительный промежуток времени.

Правила использования и хранения

Важно не только правильно выбрать подходящий вам тип фрезы по металлу (при этом обязательно учитывать все характеристики и принципы выбора, описанные выше), но и правильно использовать деталь, а также хранить ее с учетом всех рекомендаций. Рассмотрим несколько советов специалистов.

В первую очередь необходимо помнить о том, что разрешено использование фрезы исключительно по ее назначению. Не применяйте детали по вашему усмотрению – это может привести не только к поломке самого инструмента или его комплектующих, но также и к травмам.

Традиционно при покупке фрезы вы получите стандартную комплектацию, в которую также входит и инструкция по эксплуатации для пользователя. Обязательно ознакомьтесь со всеми советами и рекомендациями производителя, и только после этого приступайте к использованию детали.

Перед тем как отправлять фрезы на хранение, их в обязательном порядке нужно почистить и смазать. Благодаря этому вы продлите срок службы ваших изделий, соответственно, значительно сэкономите свой бюджет, так как не придется покупать новые взамен испорченных.

Ни в коем случае нельзя хранить фрезы навалом – их обязательно следует аккуратно расставлять (например, на специально предназначенных подставках). При желании предметы также можно рассортировать по размеру (это значительно облегчит процесс поиска необходимой вам детали).

Если вы заметили, что фреза начала приходить в негодность, то ее нужно немедленно заменить. Категорически запрещается эксплуатировать дефектный элемент – это может привести к поломке инструмента и даже к травмам пользователя.

Обязательным является соблюдение правил техники безопасности. Например, для подстраховки рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты: например, перчатки и очки.

Фрезы по металлу – это устройства, которые являются незаменимыми в процессе осуществления большого разнообразия строительных и ремонтных работ.

Следует максимально внимательно подходить к выбору данных рабочих деталей, а также соблюдать все правила и рекомендации по их использованию и хранению, чтобы продлить срок службы приобретенных вами изделий.

Читайте также: