При фрезеровании поверхностей, составляющих значительный процент от общей поверхности заготовки (15-25 % и более) за одну ее установку, количество теплоты, поступающей в тело заготовки, может быть относительно большим и вызвать тепловые деформащ1И, влекущие нарушения требуемой точности, особенно в таких технических требованиях, как прямолинейность, плоскостность, параллельность и т. п. Для предотвращения нарушения точности применяют смазочно-охляждающие жидкости (СОЖ), отводящие теплоту из зоны резания.

Остаточные напряжения - это те внутренние напрякения (см. гл. I), которые сохраняются в заготовке при отсутствии внешних сил. Остаточные напряжения либо возникают в заготовках в процессе их изготовления как полуфабрикатов (поковка, штамповка, отливка), либо приходит в них с металлом - ripoKaroM. За некоторый период времени после возникновения остаточные напряжкР1ия в исходных заготовках уравновешиваются, т. е. не проявляюгся в виде их коробления, изогнутости, нарушения формы и т. п.

При механической обработке, когда с заготовки в виде припуски удаляется часть металла, происходит перераспределение внутренних напряжений, и их временное равновесие нарушаегся. Освобожденные, ранее уравновешенные силы деформируют заготовку (изделие), причем не сразу, а постепенно за некоторый относительно продолжительный период времени. Прн этом изменение формы может Сыть таким значительным, что сделает изделие вовсе недоброкачественным.

Сам процесс механической обработки резанием также служит источником (не столь существенных по значению) остаточных напряжений, которые возникают в процессе пластических деформаций поверхностного слоя и в результате нагрева в зоне резания.

Мерой устранения вредных последствий остаточных напряжений служит разделение обработки резанием на несколько этапов. На первом этапе выполняется черновая (предварительная) обработка фрезерованием, удаляющая наибольшую часть припуска с поверхностей заготовки. Затем заготовка подвергается получистовой обработке по тем же поверхностям, и заканчивают изготовление изделия чистовой, окончательной обработкой. Такой порядок обработки может быть рекомендован н в тех случаях, когда в процессе фрезерования за одну операцию могут и не возник-

Таблица 1V.4

Смазсчко-охлаждающие жидкости (СОЖ), рекомендуемые для фрезерования

нуть сколько-нибудь существенные остаточные напряжения, но к детали предъявляются высокие технические требования.

Для уменьшения износа фрезы также прибегают к пспользоваиию СОЖ в процессе резаиия. Это продиктовано необходимостью снижения температурных деформаций для зубьев фрезы и обрабатываемой заготовки, а также уменьшения тренпя между зубом фрезы, стружкой и заготовкой.

В табл. IV 4 приведены рекомендации по применению СОЖ для различных условий фрезерования. Существенное влияние оказывает и способ подачи охлаждающей жидкости к обрабатывающей фрезе. Наиболее распространен способ подачи свободным поливом, но он одновременно и наименее эффективен. Хорошие результаты получаются при подаче жидкости в распыленном виде под давлением [{15- -4-20) 10 Па] со стороны задней поверхности зубьев. При попадании СОЖ на раскаленный инструмент происходит интенсивное парообразование и отвод тепла существенно улучшается. Стойкость фрезы повышается в ряде случаев в 2-3 раза. Однако испарения СОЖ вредны при их вдыхании. Мерами защиты человека являются: использование фрезеровщиком респиратора; экранирование зоны обработки и создание путем ее вектилирования небольшого понижения в ней давления по сравнению с окружающим пространством.

Глава V

Ф р £ а У

V.I. Основные элементы, классифнкац,ия и назначение фрез

Геометрию фрезы составляют взаимное положение рабочих поверхностен зубьев и их форма. Основные элементы фрезы - лезвия, поверхности зубьев и углы между ними - обозначены на рис. V.I.

Передней поверхностью 2 называется поверхность, по которой сходит стружка. Задняя поверхность 3 обращена (в процессе резания) к обработанной поверхности заготовки б. Пересечение передней и задней поверхностей образует лезвие 1 зуба фрезы. Узкая поверхность 4 вдоль лезвия со стороны задней поверхности называется

ленточкой. Ширина ленточки обычно не более 0,1-0,2 мм. Поверхность 5 называется спинкой зуба.

Передняя поверхность 2 образует с диаметральной плоскостью 7 фрезы передний угол у. Задняя поверхность 3, б образует с плоскостью 6, перпендикулярной к диаметральной плоскости 7, задний угол а.

Передняя и задняя поверхности образуют в пересечении угол заострения р. Передняя поверхность 2 зуба с обработанной поверхностью 6 заготовки образуют угол резания 6. Число зубьев фрезы z характеризует величину углового шага зубьев 6 = 360/z.

По форме зубьев различают фрезы с остроконечными и затылованными зубьями. Применяются три типа остроконечных зубьев фрез: 1) с прямой спинкой (рнс. V.2, а) - для мелкозубых фрез, допускающих шесть- восемь переточек и предназначенных для легких работ; 2) ломаной спинкой (рис. V.2, б) - для фрез с крупными зубьями, работающих н тяжелых условиях; 3) с криволинейной спинкой (рис V.2, е), имеющей очертание, близкое к параболе. Прочность зуба 3-го типа значительно повышена по сравнению с зубом 1-го типа и несколько менее по сравнению с зубом 2-го типа. Это позволило увеличить высоту зуба и тем самым - объем стружечной канавки, а следовательно, и число возможных переточек.

Фрезы с затылованными зубьями (рис. V.2, г) применяются для обработки фасонных поверхностей, таких, например, как поверхности зубьев шестерен, шлицевых валиков и.т. д. Эти фрезы имеют заднюю поверхность н спинку зуба, выполненную в форме архимедовой спирали, угол подъема которой образует задний угол а вуба. Угол а измеряется между касательной к окружности н касательной к спирали, проведенным из вершины зуба. Затылованные фрезы затачиваются по передним поверхностям зубьев, при этом после переточек профиль лезвия в радиальном сечении сохраняется неизменным до полного использования фрезы.

По направлению зубьев различают фрезы с прямыми зубьями, лезвия которых параллельны оси вращения, и с винтовыми зубьями, лезвия которых винтообразны относительно ее. Изготавливаются фрезы как с правыми, так и с левыми винтовыми канавками.

Рис. V.I.

Элементы н геометрия прямозубой цилиндрической фрезы