Заточка фрез

 

Торцовые сборные фрезы, оснащенные вставными ножами, которые до установки в корпус обрабатываются по всем базовым поверхностям и передней поверхности. Все задние поверхности и фаску на передней поверхности затачивают в сборе. Для снижения биения режущих кромок заточка ведется по упорке, базирующейся по передней поверхности. Заточка ведется торцовой плоскостью чашечного круга. Заточка производится на универсальном или специальном заточном станке. Применяются следующие методы заточки: поэлементный (круговой и раздельный), контурный (профильный: круговой и раздельный) (рис. 5.7).

При поэлементном методе заточки задних поверхностей режущие кромки фрезы (главные, вспомогательные, переходные дополнительные) затачиваются раздельно – вначале главные кромки на всех зубьях, азтем вспомогательные на всех зубьях.

При контурном методе заточки все режущие кромки каждого зуба затачивают последовательно одна за другой за один рабочий ход. Деление для обработки следующего зуба соврешается после того, как шлифовальный круг сделает один или несколько рабочих ходов по всем режущим кромкам предыдущего зуба.

Копирную контурную заточку (рис. 5.8., а) производят двухугловым дисковым шлифовальным кругом с радиусным переходом ( мм), перемещающимся в двух направлениях: параллельно оси круга (равномерное прямолинейное движение) и перпендикулярно к оси круга (от копира) угол профиля шлифовального круга равен углу при вершине зуба фрезы.

Рис. 5.7. Схема заточки фрез

 

Рис. 5.8. Схема контурной заточки торцовой фрезы: а - копирная заточка двуугловым дисковым кругом; б – бескопирная заточка чашечным кругом (1 – алмаз, 2 – шлифовальный круг, 3 – зуб фрезы)

При бескопирной контурной заточке шлифовальный круг периодически поворачивается вокруг оси конуса переходной задней поверхности ножа на угол, равный ( - угол при вершине), и, останавливаясь в крайних положениях, обрабатывает главную и вспомогательную кромки (рис. 5.8, б).

Фрезы с острозаточенным зубом затачивают в следующей последовательности: вначале затачивают переднюю поверхность, затем шлифуют ленточку по наружной поверхности, после чего затачивают заднюю поверхность. В процессе эксплуатации инструмента переточку обычно ведут только по задней поверхности.

Переднюю поверхность острозаточенных фрез с прямыми зубьями затачивают тарельчатым шлифовальным кругом. При переднем угле (рис. 5.9, а) торец шлифовального круга совпадает с плоскостью, проходящей через оси фрезы, а при (рис. 5.9, б) передняя поверхность смещается на величину

,

где - диаметр фрезы; - передний угол в торцовом сечении.

Рис. 5.9. Схема установки шлифовального круга для затачивания передней поверхности: а – передний угол ; б - ; в - установка круга с помощью шаблона

Если заточку ведут конической поверхностью, то смещение

,

где - угол между торцовой плоскостью шлифовального круга и образующей конуса.

Шлифовальный круг при заточке передней поверхности фрезы устанавлиявают с помощью шаблона (рис. 5.9, в). Призму 1 прибора устанавливают на оправку фрезы, линейку 2, помещеннуюв пазу призмы, устанавливают в нулевое положение, затем линейку винтом смещают на величину , после чего плоскость шлифовального круга совмещают с боковой плоскостью линейки.

При заточке фрез с винтовым зубом используют коническую поверхность круга, ось которого устанавливают под углом к оси инструмента: где - угол наклона винтовых зубьев.

Величина смещения круга относительно оси инструмента в плоскости, перпендикулярной винтовой линии зуба по наружному диаметру фрезы,

где - передний угол в нормальном сечении; - угол наклона винтовой линии.

Установку рабочей поверхности шлифовального круга производят с помощью шаблона или приспособления, представленного на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Прибор для установки шлифовального круга при затачивании передней поверхности винтового зуба

Заточка передней поверхности производится при установке фрезы в делительных головках или в центрах с помощью упора, опирающегося о заднюю поверхность зуба. Переднюю поверхности инструмента можно затачивать без делительных приспоспособлений, так как ошибка в шаге при сохранении на ленточки на цилиндрической части не влияет на биение. Отклонение угла допускается в пределе .

Задние поверхности зубьев фрез затачивают на универсально-заточном станке при установке фрезы в центрах или в специальной головке торцом чашечного шлифовального круга (рис. 5.11, а) или периферией плоского круга (рис. 5.11, б).

Рис. 5.11. Схема затачивания задней поверхности зуба чашечным (а) и плоским (б) кругом

При заточке задней поверхности чашечным кругом режущая кромка смещается ниже оси фрезы, а при заточке периферией плоского шлифовального круга – ниже оси круга на величину

где - диаметр фрезы при заточке чашечным кругом и диаметр круга при заточке периферией плоского круга, - задний угол.

Для уменьшения зоны контакта с затачиваемым инструмен­том и вероятности прижогов на торцовой поверхности чашечного круга производят поднутрение и оставляют ленточку шириной 2—3 мм, а ось шлифовальной головки разворачивают на 1—2° к направлению движения подачи.

Для уменьшения опасности прижогов применяют чашечные круги, заправленные под двумя конусами. Образующую внутрен­ней поверхности заправляют под утлом 30—35°, образующую наружной поверхности — под углом 15°. При работе оси круга разворачивают на 15°. При заточке задней поверхности перифе­рией шлифовального круга задняя поверхность получается вогну­той. Это ослабляет зуб и повышает опасность прижога режущей кромки. Увеличение диаметра круга уменьшает величину вогнутос­ти, но при этом возникает опасность подрезания соседнего зуба.

Диаметр плоского шлифовального круга

где - диаметр фрезы; - число зубьев фрезы.

При заточке зубьев, расположенных под углом к оси фрезы (угловые фрезы и др.), стол заточного станка устанавливают под углом . Величина смещения зависит от величины заднего угла . Между углом и главным задним углом имеется зависимость

При определении величины для случая заточки угловых зубьев величину угла следует отсчитывать от касательной к эллипсу. Величина смещения режущей кромки

При заточке по задней поверхности зубьев, расположенных на заборной конической части с углом в плане и задним углом , с достаточной для практики точностью величина смеще­ния упора

Цилиндрические фрезы с винтовым зубомзатачивают с помо­щью копира, закрепляемого на одной оправке с фрезой. Число канавок и угол наклона совпадают с затачиваемой фрезой. Крон­штейн с упором крепят к шлифовальной головке станка. Жест­кий конец упора скользит по канавкам копира и в результате осуществляется его поворот вместе с фрезой при продольном движении стола.

Установку упора по высоте для обеспечения величины заднего угла при заточке фрез периферией или торцом шлифовального круга осуществляют с помощью штангенрейсмуса или специаль­ного приспособления.

Заточка концевых фрез с винтовым зубомосуществляется спо­собом жесткой (кинематической) или упорной (копировальной) заточки. При жесткой заточке движение шлифовального круга относительно инструмента создается кинематической цепью (на­бором шестерен, копиром), настроенной на определенный пара­метр винтового движения. При упругой заточке шлифовальный круг в своем относительном движении следует за поверхностью инструмента, прижимаясь к нему с определенной силой.

Способ жесткой заточки применяют для точных инструментов с винтовым зубом (червячных, резьбовых фрез), а способ упругой заточки можно использовать для инструментов, где изменение параметров винтовой поверхности фрезы не влияет на геометри­ческую точность обработанной поверхности (например, цилинд­рических, концевых и других фрез). При упругой заточке необходимо получить качественные ре­жущие кромки инструмента без соблюдения параметров винто­вой поверхности. При этом способе достигается совпадение шагов относительных винтовых движений шлифовального круга с затачиваемой поверхностью фрезы, поэтому снимаемый слой металла получается незначительным и равномерным, что обеспе­чивает повышение производительности заточки и позволяет из­бежать прижогов. Глубина шлифования при упругой заточке за­висит от силы прижима поверхности инструмента к шлифовальному кругу и площади контакта, т.е. от давления.

При заточке задней поверхности винтового зуба (рис. 5.12) шлифовальную головку поворачивают на угол , определяемый зависимостью . Фрезу поворачивают вокруг своей оси на угол или смещают упорку на величину где - задний угол в торцовом сечении:

Рис. 5.12. Схема заточки задней поверхности винтовых зубьев концевой фрезы

Полуавтомат мод. ВЗ-205ФЗ предназначен для заточки перед­них и задних поверхностей винтовых и торцовых зубьев концевых фрез диаметром 10—100 мм, выполнен на базе универсально-за­точного станка мод. ВЗ-208ФЗ с числовым программным управлением и имеет защитный кожух для работы с обильным охлаждением. Для определения факти­ческих окружных и осевых шагов винтовых зубьев полуавтомат оснащен специальным упором с контактным датчиком (рис. 5.13). Упор вводится в канавку между зубьями в сечении , фрезе придается медленное вращение. При касании каждого зуба с упором датчик дает сигнал в устройство числового программного управления. Фреза делает один оборот и автоматически останавливается в первой канавке. Стол с фрезой перемещается на величину и упор в сечении при медленном вращении фрезы фиксирует касание с перед­ними поверхностями всех зубьев. Устройство числового программного управления рассчитывает, запоминает и выводит на дисплей значения среднего осевого и каждого из окружных шагов винтовых зубьев, которые затем используют в процессе заточки при задании осевого шага винто­вого движения и окружных шагов деления.

Выбор типа инструмента и затачиваемой поверхности, ввод геометрической и технологической информации происходят в диалоговом режиме.

Поворот оси шлифовального круга относительно оси затачи­ваемого инструмента на угол (рис. 5.12) производится оператором при настройке станка вручную. Поворот фрезы на угол относительно исходного положения, вертикальное сме­щение шлифовального круга производят автоматически по про­грамме.

При заточке передней поверхности винтового зуба коничес­кой стороной тарельчатого круга:

При заточке задней поверхности винтового зуба торцом ча­шечного круга:

 

 

Рис. 5.13. Схема измерения окружного и осевого шагов винтовых зубьев концевой фрезы на полуавтомате В3-205Ф3: а – положение сечений измерения; б – схема измерения шага и разворота фрезы при заточке передней поверхности (1 – контактный датчик; 2 – упор; 3 устройство с числовым программным управлением; 5 – затачиваемый зуб; 6 – измеряемый зуб)

Фасонные фрезы с затылованным зубом затачиваются только по передней поверхности при базировании фрезы на оправку, установленную в центрах или в универсальной головке. Наиболь­шая точность фасонной фрезы достигается при делении в дели­тельной головке.

Фасонные фрезы с незатылованными зубьями и выпуклым профилем затачивают на специальных приспособлениях кинема­тическим построением или с использованием копира.

Требуемый задний угол получают взаимным расположением упорки, зуба фрезы и круга.

Фасонные фрезы с острозаточенными зубьями затачивают по задней поверхности с использованием нескольких схем (рис. 5.14). Заточка тороидальным кругом наиболее универ­сальна, поскольку позволяет обрабатывать фрезы как с выпук­лым, так и с вогнутым профилем и обеспечивать заданные значения задних углов. Недостатком этой схемы является огра­ниченное число обрабатываемых зубьев фрезы при заданном заднем угле.

Заточку коническим кругом применяют для фрез с выпуклым или пологим вогнутым профилем. Схема не создает ограничений по числу обрабатываемых зубьев и величине заднего угла.

Заточка торцом круга пригодна для фрез с выпуклым профилем.

 

Рис. 5.14. Схема затачивания острозаточенных фрез потзадней поверхности шлифовальным кругом: а – тороидальным; б – коническим; в – работающим торцом (1 – круг; 2 – упор; 3 – фреза; 4 – копир; 5 - копирная линейка)

Для упрощения проектирования копира целесообразно, чтобы зуб фрезы при заточке располагался в плоскости, параллельной плоскости копира, а необходимый задний угол обеспечивался за счет соответствующей установки шлифовального круга.

На рис. 5.15 приведена схема приспособления для заточки зуба по радиусу. Заточка по радиусу производится при качании фрезы относительно торцовой плоскости шлифовального круга вокруг оси, совпадающей с центром радиуса закругления верши­ны зуба фрезы. Положение этой оси и величину радиуса качания можно регулировать. Образование задней поверхности осущест­вляется путем установки затачиваемого инструмента так, как указано выше.

На столе 1 заточного станка смонтировано основание 2; уста­новленная на нем плита 3 может получать качательные движения от рукоятки 4. Салазки 5 и 6 на поворотном столе имеют взаим-ноперпендикулярное перемещение от винтов 7 и 8. На салазках 6 закреплена стойка 9 с фасонной фрезой 10, поджимаемой цент­ром 11. Положение зуба фиксируется пружинным упором 12, к которому подводится передняя поверхность зуба фрезы. Центр радиусного выпуклого контура должен совпадать с осью поворота плиты 3. Для быстрой установки служит упор 13, который при заточке отводят в сторону.

 

Рис. 5.15. Приспособление для заточки задней поверхности зуба фрезы по радиусу

Заточка (шлифование) по копиру. Фасонные поверхности, со­стоящие из дугообразных, криволинейных участков и их сочета­ний, иногда шлифуют с помощью копировальных приспособле­ний или на специальных копировальных станках. Копировальные приспособления могут быть разделены на две группы: приспособ­ления, на которых копируются только выпуклые профили, и универсальные приспособления. Копиры к ним могут быть вы­полнены в масштабе 1:1 или в большем масштабе. При этом значительно повышается точность затачиваемого профиля фрезы. На рис. 5.16 представлена схема копировального приспособления для заточки фасонных фрез с копиром, соответствующим профи­лю фрезы. Копир 3 обкатывается относительно неподвижного пальца 6, причем зуб фрезы 1, установленной на стойке 2, осу­ществляет аналогичное обкатывание относительно периферии шлифовального круга 8 при продольном и поперечном переме­щении с помощью крестового суппорта 5 и круговых движений относительно поворотного стола 4. Для получения профиля зуба, соответствующего профилю копира, необходимо расположить за­тачиваемый зуб так, чтобы его профиль совпадал с профилем копира, а режущая кромка затачиваемого зуба, образующая шли­фовального круга и торец упора находился бы в одной полости. Положение зуба фрезы фиксируется упоркой 7.

Рис. 5.16. Затачивание задней поваерхности фасонной острозаточенной фрезы по копиру

Профиль фрез, состоящий из вогнутых, выпуклых и прямоли­нейных участков, может быть получен на копировальном приспо­соблении, предназначенном для шлифования выпуклых профи­лей комбинированным способом по методу касания профильным кругом вогнутых участков и по методу обкатки по копиру выпук­лых и прямолинейных участков.

Заточка фасонных острозаточенных фрез по задней поверхности может производиться на станках Kreizberg (ФРГ) (рис. 5.16). Шпиндель 4 с абразивным кругом 6 вращается в опорах, расположенных на хоботе 9 станка, который имеет ось качания. Хобот со шпинделем уравновешивается грузом. На про­дольном столе 2 станка закрепляется копирная стойка 3 с плос­ким копиром. К контуру копира прижимается копирный палец 5, закрепленный на шпинделе

Рис. 5.17. Схема заточки фасонной острозаточенной фрезы на станке Kreizberg

При поступательном перемещении стола 2 шлифовальный круг получает вертикальное перемещение от копира и образует соответствующий профиль на фрезе 1. Радиус копирного пальца 5 должен быть меньше минимального радиуса на копире. Пери­ферия шлифовального круга заправляется по радиусу, равном радиусу на копирном пальце. Поворот фрезы на торцовый шаг осуществляется с помощью упора 7, закрепленного на кронштей­не 8. Положение упора относительно оси фрезы определяется опусканием копира при вращении винта 10.

На копировальных станках Kreizberg можно затачивать по передней поверхности затылованные фрезы с криволинейным дном впадины.

Витебский завод заточных станков выпускает копировально-заточной полуавтомат мод. ВЗ-71 для заточки задней поверхности острозаточенных фрез с прямыми и винтовыми зубьями. Завод «Фрезер» для заточки канавочных фрез выпускает станки мод. МФ-88 и МФ-89.

Для заточки фасонных острозаточенных фрез по копиру фирмы Hehtuder (Швейцария), Presiform (Франция) и другие выпускают заточные станки на «воздушной подушке». Ха­рактерной особенностью этих станков является возможность пере­мещения подвижной части станка, центровых стоек с затачиваемой фрезой и копиром на «воздушной подушке» по плоскости стола.

Шлифовальный круг закреплен в шпиндельной бабке, жестко связанной со столом. Подвижная каретка имеет центровые стой­ки, для крепления затачиваемой фасонной фрезы. На нижней части каретки имеется паз, куда вставляют и крепят копир, профиль которого соответствует профилю затачиваемой фрезы. В процессе работы станка, т. е. при заточке фрезы, копир должен все время находиться в контакте с копирным пальцем, располо­женным под кругом и имеющим радиус, равный радиусу торои­дальной поверхности заправленного круга. Каретка может сво­бодно передвигаться в любом направлении. Перемещение каретки по плоской поверхности стола осуществляют вручную. Для этого через клапан в нижней части каретки подается под давлением воздух, образуя «воздушную подушку», оказывающую разгружающее действие и частично уравновешивающую массу каретки фрезы, что в итоге облегчает перемещение каретки вруч­ную. Свободное перемещение каретки с копиром и фрезой даст возможность затачивать крупные фасонные фрезы различного профиля с точностью 0,02—0,03 мм.