Модульные фрезы для нарезки зубьев

Сфера применения

Пальчиковые фрезы широко применяются при обработке металлических деталей для нарезки пазов, уступов и плоскостей. Он удобен для вырезания выемок и контурных уступов, съёма металла и зачистки поверхностей, находящихся под углом 90° по отношению друг к другу. В зависимости от размера зуба они могут быть использованы для получистовой и чистовой обработки. В частности это:

• нарезка пазов для замков;
• зачистка пазов в деталях машин под канавки для закладки уплотнителя;
• подготовка дренажных отверстий;
• изготовление деталей в автомобильной промышленности, а также во многих других случаях.

Виды червячных фрез

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

1. 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.
2. 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.
3. Прецизионные. Этот вариант исполнения, при изготовлении которого также учитывается госстандарт, предназначается для нарезания зубьев в турбинных передачах. Отличительной особенностью можно назвать увеличенный диаметр изделия.
4. 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:

1. Основная часть представлена цельным элементом. За счет этого обеспечивается высокая прочностью и длительный эксплуатационный срок.
2. 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.

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

1. 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.
2. 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.
3. Высокая твердость поверхности. Именно твердость применяемого материала определяет эффективность червячной фрезы на момент работы.
4. 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.

Оборудование для работы с фрезами по дереву

Фреза – это основная деталь практически любого деревообрабатывающего инструмента. Ее можно установить:

• в обычную дрель;
• фрезерный станок (фрезер);
• промышленное оборудование.

Электроинструментом можно проводить грубую и более тонкую обработку дерева с высокой скоростью.

Дрель

Применение фрез дает возможность домашним умельцам значительно расширить функциональные возможности обычной дрели, предназначенной только для сверления. При этом дрель превращается в универсальный инструмент, при помощи которого можно будет обрабатывать детали, изготовленные из различных пород дерева.

Используя фрезы по дереву, предназначенные для работы с дрелью, можно получать отверстия большого диаметра без применения специальных насадок на дрель типа балеринка или коронка (корончатая насадка).

Для работы с дрелью используют только пальчиковые фрезы, режущие кромки которых имеют самую разнообразную форму. Кроме того галтельные, кромочные (четвертные) и конусные фрезы часто оснащают опорным подшипником, с помощью которого ограничивают глубину врезания лезвий в древесину.

Режущие лезвия могут быть заостренными или затылованными. У заостренных зубьев передняя и задняя поверхности плоские, причем затачивают по задней поверхности.

При этом во время перезаточки режущая часть может изменить свои геометрические размеры. Избежать этого можно, используя инструмент с затылованными лезвиями. У них плоской выполнена только передняя поверхность, по которой и осуществляется заточка. Перезатачивать такие фрезы можно много раз, не опасаясь, что изменится геометрия режущих кромок.

Фрезер

Ручной фрезер – это инструмент, который предназначен для обработки различных пиломатериалов и изделий из них. Он отличается от дрели наличием регулируемой опорной платформы и способностью работать на высоких оборотах (до 30 тыс. об/мин). С помощью фрезера можно с высоким качеством:

• сращивать разные заготовки, соединяя их способом «шип/паз» (кромочные работы), снимать фаску с бруса;
• врезать фурнитуру, замки, петли;
• формировать объемные формы на плоских поверхностях (декорирование);
• вырезать деревянные заготовки, имеющие сложную конфигурацию.

Читать также: Соединение коннектора с кабелем интернета

Для выполнения этих работ используют кромочные, пазовые, копировальные и концевые фрезы по дереву.

Пазовые фрезы используют, когда нужно получить углубления определенной формы, например, в форме буквы Т (Т-образные), полукруглые или типа «ласточкин хвост».

Кромочные фрезы используются при изготовлении кромок на деталях из дерева. Как правило, их оснащают упорным подшипником, который предотвращает излишнее погружение инструмента в тело детали. Кроме того, он позволяет регулировать глубину вылета. Если подшипник не предусмотрен, то надо применять параллельный упор или шаблон.

Для декоративной обработки филеночных деталей используются фигирейные фрезы горизонтального типа. Они достаточно тяжелые и имеют большой диаметр. Учитывая большие усилия, которые необходимы при работе с такими фрезами, их оснащают хвостовиком, диаметр которого составляет 12 мм. Их применяют на стационарном оборудовании.

У концевых фрез по дереву для ручного фрезера режущие кромки расположены на торце рабочей поверхности. Кроме того в работе принимает участие и боковая кромка, что позволяет перемещать вращающую фрезу в плоскости опорной площадки. Качество обработки поверхностей определяется количеством режущих лезвий. Как правило, концевые фрезы имеют монолитную конструкцию, но встречаются и составные.

Отдельную группу концевых изделий составляют фрезы Шейпера – шарошки (борфрезы).

Используют их на промежуточных этапах обработки, а также в случаях, когда необходимо осуществить финальную доводку конфигурации детали. Их режущая кромка представляет собой крупные насечки (зубья)

Работая с шарошкой, важно правильно выбрать режим. Это позволит избежать поджога дерева, который возможен при повышенном числе оборотов

А оригинальная борфреза «кукуруза» (шарошка с винтовым расположением зубцов) обеспечит снижение нагрузки на вал электромотора фрезера.

Копировальные фрезы – это редко встречающийся вид инструмента для ручного фрезера. Они отличаются не только количеством режущих кромок, но и размещением опорных подшипников, которые могут располагаться с любой стороны. В некоторых моделях предусмотрено два подшипника (сверху и снизу). Во время работы подшипник двигается по шаблону, благодаря чему обрабатываемая заготовка приобретает заданную форму.

Назначение инструмента

Фрезы отрезные прорезные, выпускаемые по ГОСТ 2679-93 предназначены для обработки чугунных и стальных заготовок и деталей. Они выполняют отрезку, подрезку, фрезерование канавок и шлицевых пазов на наружных поверхностях. Дисковую фрезу по металлу используют при различных операциях:

• отрезка мерных заготовок из проката;
• обрезка литейных припусков и прибылей на малых деталях;
• прорезка канавок для фиксации деталей;
• фрезеровка шпоночных и шлицевых пазов.

Круглые гладкие оси в цепи конвейера не выпадают из своих втулок только благодаря тому, что в узкую прорезь, сделанную дисковой пилой, вставлена пластина.

Пазы по торцу корончатой гайки имеют переменное сечение. Их стороны образованы лучами от центра радиуса. Поэтому они вырезаются за 2 прохода, сначала по касательной одной стороны, затем дорезается в размер второй торец выборки короны.

Прорезка шлицов осуществляется прямоугольными зубьями с высокой точностью размера по H6 и H7. Ширина и глубина шлица нормализована, и инструмент изготавливается соответствующего размера и конфигурации.

Приложение ДА (справочное). Перечень технических отклонений с разъяснением причин их внесения

Приложение ДА (справочное)

Перечень технических отклонений приведен в таблицах ДА.1, ДА.2

Таблица ДА.1

Структурный элемент (раздел)	Модификация
Раздел Нормативные ссылки	Ссылка на ISO 3338-1 «Хвостовики цилиндрические для фрез. Часть 1. Размеры цилиндрических хвостовиков» заменена ссылкой на ГОСТ 25334-94 (ИСО 3338-1-77) «Хвостовики цилиндрические для фрез. Основные размеры» Ссылка на ISO 3338-2 «Хвостовики цилиндрические для фрез. Часть 2. Размеры цилиндрических хвостовиков с лыской» заменена ссылкой на ГОСТ 25334-94 (ИСО 3338-2-85) «Хвостовики цилиндрические для фрез. Основные размеры»
Степень соответствия — MOD. Внесенные технические отклонения обеспечивают выполнение требований настоящего стандарта.

Таблица ДА.2

Структурный элемент (раздел)	Модификация
Раздел 3	Дополнить подразделом: «Характеристики»
Раздел 4	Дополнить разделами: «Правила приемки», «Методы контроля и испытаний», «Транспортирование и хранение», Приложением А (рекомендуемым) «Неравномерная разбивка шага зубьев фрез»
Пояснение — Дополнительные требования введены для возможности изготовления фрез на предприятиях.

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.

Принципы выбора

В многообразии оснастки может запутаться даже специалист. Поэтому при покупке насадок нужно учитывать каким критериям должны соответствовать дисковые фрезы.

Критерии

Критерии выбора дисковой фрезы по металлу:

• количество зубьев;
• материал.

Количество зубьев

От количества зубьев зависит чистота и точность резов, скорость обработки. С увеличением их количества повышается нагрузка на электродвигатель, замедляется процесс выведения металлической стружки из рабочей зоны.

Количество зубьев:

• малое — до 40;
• среднее — до 80;
• большое — более 90.

Для домашних работ нужно выбирать диски со средним количеством зубьев. Они производительные, не сильно напрягают электродвигатель, из рабочей зоны достаточно быстро выводится металлическая стружка.

Разные виды фрез (Фото: Instagram / grindingcenter)

Материал

Виды материалов:

1. Чтобы разрезать металлы прочностью до 800 Мпа, нужно использовать оснастку, изготовленную из быстрорежущей стали, к которой добавляется до 5% молибдена.
2. Чтобы обрабатывать металлы прочностью свыше 800 Мпа, рекомендуется применять фрезы из инструментальной стали, к которой добавляется до 5% кобальта.
3. Для работы с нержавейкой подойдут специальные дисковые инструменты, на режущих частях которых закрепляются напайки, изготовленные из карбида вольфрама.

Преимущества

Положительные стороны:

1. Качественная обработка заготовок.
2. Получение резов высокой точности, чистоты при использовании дисков со множеством зубьев.
3. Выполнение разных технологических операций.
4. Универсальность применения. Можно использовать оснастку на станках разного производства.

Производители:

• Metabo;
• Корвет;
• Jet;
• «Инструмент-сервис»;
• Stayer;
• «Глобус».

Средняя цена — 1000 рублей.

Резка дисковой фрезой (Фото: Instagram / jet_tools_rus)

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.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ

4.1. Контроль внешнего вида фрез осуществляется при помощи лупы ЛП-1-4´ по ГОСТ 25706.

4.2. Параметры фрез должны контролироваться средствами измерения, имеющими погрешность не более:

при измерении линейных размеров – значений, установленных ГОСТ 8.051;

при контроле параметров 2 – 7 п. – значений, установленных ГОСТ 17336.

4.3. Параметры шероховатости поверхностей фрез должны контролироваться: R_z – на приборах типа ПСС по ГОСТ 9847, R_a– на профилометрах по ГОСТ 19300.

Допускается проверять параметры шероховатости путем сравнения с контрольными образцами, имеющими указанные в п. значения параметров шероховатости, или с образцами шероховатости поверхностей по ГОСТ 9378. Сравнение проводят при помощи лупы ЛП-1-4´ по ГОСТ 25706.

4.4. Испытания фрез должны проводиться на фрезерных станках, соответствующих установленным для них нормам точности и жесткости.

4.5. Твердость фрез контролируют по ГОСТ 9013 на приборах типа ТР по ГОСТ 23677.

4.6. Фрезы следует испытывать на заготовках из стали марки 45 по ГОСТ 1050, твердостью 170 … 197 НВ.

4.7. Фрезы испытывают на полную глубину:

за один проход при t £25,4 мм;

за два прохода при 25,4 < t£50,8 мм;

за три прохода при t > 50,8 мм.

4.8. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости следует применять индустриальное масло 20 А по ГОСТ 20799 с расходом не менее 40 л/мин.

4.9. Испытания на работоспособность следует проводить на режимах, указанных в табл. .

Таблица 4

	Скорость резания v, м/мин	Подача S, мм/об	Вид обработки
От 6,35 до 12,7	29	1,5	Однопроходное зубофрезерование
Св. 12,7 » 25,4	25	1,7
Св. 25,4 до 50,8	20	2,0	Многопроходное зубофрезерование
» 50,8	15	2,5

4.10. Испытания фрез на работоспособность следует проводить в течении 10 мин для шага до 50,8 мм и 15 мин – для шага более 50,8 мм.

После испытаний фреза не должна иметь выкрошенных и смятых режущих кромок и должна быть пригодна для дальнейшей работы.

Особенности конструкции

Дисковая зуборезная фреза представляет собой фасонное изделие с затылованным зубом. Основной характеристикой является профиль нарезаемого зуба представляющего собой определенный участок эвольвенты.

Фреза крепится в шпинделе станка с помощью оправки устанавливаемой в центральное отверстие. Длина рабочей части фрезы зависит от размера обрабатываемой заготовки. От данного параметра зависит скорость обработки. При увеличении длины рабочей поверхности увеличивается и объём металла снимаемый за один проход.

Обработка зуба шестерни производится благодаря вращательно-поступательному движению фрезы и обратно-поступательному движению заготовки зафиксированной на столе станка. Скорость и глубина подачи выбирается в соответствии с типом инструмента и материалом заготовки.

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:

1. Стандартизируется наружный диаметр изделия. Подобный показатель определяет производительность и некоторые другие параметры обработки.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Сталь для изготовления фрез

Для изготовления фрез применяются только и исключительно высококачественные материалы. К таковым материалам относятся высоколегированные стали, обладающие повышенной износостойкостью к температурному воздействию. Чтобы повысить прочность оснастки при нагреве, в состав сплава вводятся твердосплавные материалы — молибден, хром, ванадий, а также вольфрам.

Для достижения высокой твердости будущего изделия, в составе сплава должно присутствовать не менее 0,7% углерода. Если количество углерода меньше этого значения, значит готовая фреза будет недостаточно твердой. В состав сплава, из которого изготавливаются рассматриваемые типы оснастки, входят следующие вещества:

1. Вольфрам с молибденом — за счет этих твердосплавных материалов достигается особая прочность, высокая износостойкость и красностойкость стали
2. Хром — в состав сплава входит этот элемент, количество которого ограничивается до 4%. Хром в умеренном количестве позволяет получить повышенной прочности к прокаливанию металл
3. Кобальт — влияет положительно на красностойкость, но при этом его большое количество негативно отражается на прочности. Кобальт подавляет углерод, в результате чего снижается прочность
4. Сера и фосфор — в составе сплавов их количество должно быть ограниченным до значения 0,03%. Чем больше серы и фосфора в составе, тем ниже качество насадки

Для изготовления фрез применяются стали марки Р6М5, Р18 и Р12. Первая марка стали является самой дешевой, но при этом получаемая оснастка обладает низкой износостойкостью. Высокая износостойкость присуща для сплавов марки Р18, в составе которых содержится много вольфрама. Марка стали Р12 отличается повышенными показателями тепловой устойчивости. Разновидности рассматриваемых оснасток в работе показаны в видео ролике ниже.

https://youtube.com/watch?v=6kiNFGZFZ2s%3F

Подводя итог, нужно отметить, что фрезы по металлу стоят достаточно дорого, поэтому покупать устройства без предварительного выяснения его назначения, крайне нерационально. Каждый вид фрезы имеет не только предназначение, но и характерные технические параметры, которые нужно учитывать, перед тем, как купить насадку для обработки металлических заготовок. Зная о том, какие основные виды фрез по металлу выпускаются современными производителями, не составит большого труда выбрать их для выполнения соответствующих манипуляций.

Публикации по теме

Какие электроды выбрать для сварки и важные сведения о расходниках

Бур для перфоратора виды и как выбирается насадка по бетону

Коронки по металлу на дрель их разновидности и конструктивные характеристики

Насадки на перфоратор или как расширить функционал инструмента