Выбрать и купить станочный дереворежущий инструмент
(фрезы насадные)?
Как выбрать деревообрабатывающий станок?
У покупателя оборудования есть несколько возможностей
по выбору станка, в зависимости от того, где он хочет его использовать
и в каких объемах он хочет получать готовую продукцию. Имеются
две основные группы станков: со сварной и с литой станиной.
Сварная станина дешевле по сравнению с литой и станет оптимальным
выбором, когда клиент предполагает профилировать заготовки небольшого
размера, если объемы производства достаточно небольшие и при
этом параметры или размеры заготовки невелики, например, при
обработке плинтусов, наличников, вагонки. Если же пользователь
собирается профилировать заготовки достаточно большого сечения
(например, строительный брус) или же предполагается эксплуатировать
станок в тяжелом трехсменном режиме, то рекомендуется использовать
станок с литой станиной.
Четырехсторонние станки могут применяться в разных
отраслях деревообработки.
Насадные дереворежущие фрезы предназначены для
плоской и профильной обработки заготовок из древесины и древесных
материалов и представляют собой корпус с посадочным отверстием
и режущими зубьями.
1. Выбор основных параметров
Число зубьев z предварительно рассчитывают по
формуле z = 1000U/(n Sz), где U - скорость подачи заготовки,
м/мин, выбираемая в зависимости от требуемой производительности
фрезерного станка, n - частота вращения фрезы, 1/мин, определяемая
по паспорту станка, Sz - подача на зуб, мм, выбираемая в зависимости
от обрабатываемого материала и требований к качеству обработки.
Рассчитанное по формуле число зубьев z округляют до ближайшего
целого значения. Диаметр D насадной фрезы выбирают из диапазона,
указываемого в паспорте станка. Диаметр новой фрезы соответствует
обычно нормализованному ряду (80, 100, 125, 140, 160, 180 мм).
При прочих равных условиях предпочтение надо отдать фрезам меньшего
диаметра, так как при этом меньше материалоемкость, неуравновешенность
и цена инструмента. Диаметр посадочного отверстия d выбирают
равным диаметру оправки станка при наиболее распространенной
непосредственной посадке фрезы на шпиндель. Конструкция элементов
крепления фрезы связана с диаметром посадочного отверстия. Непосредственная
посадка фрезы на шпиндель при точном выполнении посадочного
отверстия дает минимальные погрешности базирования фрезы. Иногда
фрезы изготавливают с увеличенным диаметром посадочного отверстия
(d=50...60 мм). Это позволяет, применяя переходные втулки или
патроны, устанавливать фрезу на шпиндели различных станков (например,
фрезы цилиндрические сборные тип 5 по ГОСТ14956-79). Фрезерные
оправки большинства станков имеют резьбовые концы для гаек,
служащих для закрепления фрез. Для предотвращения отворачивания
гайки при работе фрезы направление ее затягивания противоположно
направлению вращения шпинделя.
Если оправка не имеет резьбового конца, то выбирают
фрезы с гидравлическими втулками или фрезы с креплением на цангах
с гайками (фрезы цилиндрические сборные типов 3 и 4 по ГОСТ
14956-79). Направление вращения фрезы следует задавать в виде
указания "по часовой стрелке" или против часовой стрелки"
на виде сверху для вертикальных шпинделей и на виде справа для
горизонтальных шпинделей. Такое задание направления вращения
предпочтительнее распространенного обозначения "левое"
и "правое" вращение ввиду отсутствия четких договоренностей,
как их понимать.
По направлению вращения фрезы относительно подачи
заготовки различают встречное и попутное фрезерование. В большинстве
фрезерных деревообрабатывающих станков реализуется встречное
фрезерование. Однако при механической подаче заготовок вполне
допустимо и попутное фрезерование, которое обеспечивает более
высокое качество обработки, особенно при торцовом фрезеровании,
из-за меньшей глубины концевых сколов.
Передний угол g определяется видом обрабатываемого
материала, направлением резания по отношению к волокнам древесины
и материалом режущей части (см. табл.). Угол заострения зуба
b оказывает влияние на прочность режущей части зуба. Во избежание
выкрашивания лезвия он не должен быть менее 40° для стальных
и 50° для твердосплавных зубьев фрез. Задний угол a однозначно
определяется величинами углов g и b:a = 90° -g - b. Для основных
режущих кромок, параллельных оси фрезы, обычно a = 10°...15°,
для боковых, расположенных в плоскости вращения фрезы,a = 5°.
Угол наклона режущей кромки к оси фрезы v в большинстве фрез
равен 0°. В случаях, когда необходимо повысить качество обработанной
поверхности, особенно при фрезеровании кромок облицованных щитов,
v= 15°...20°. Ширина фрезы В для обработки плоских и профильных
поверхностей должна быть больше ширины обрабатываемой заготовки
как минимум на 6...10 мм. Ширина пазовых фрез, фрез для обработки
проушин и прямых ящичных шипов равна ширине соответственно паза
и проушины. Профиль режущей кромки однозначно определяется профилем
обрабатываемой поверхности и величиной переднего угла g. Поэтому
при выборе стандартной или составлении заявки на специальную
фасонную фрезу заказчик должен оперировать профилем обрабатываемой
детали с указанием всех размеров, допусков, шероховатости и
базовой поверхности заготовки.
2. Выбор типа насадной фрезы
Известно большое разнообразие конструктивных решений
насадных дереворежущих фрез. Цельные фрезы бывают двух типов:
корпус и зубья выполнены из одного куска инструментальной стали;
корпус выполнен из конструкционной стали, а неразъемно с ним
соединенные (обычно припаянные) зубья - из быстрорежущей стали
или твердого сплава. Одинарные фрезы состоят из одного корпуса
с зубьями, обрабатывающими заготовку по всей ширине профиля.
Составные фрезы включают две или более, соединенные в единый
блок, одинарные фрезы. Затылованные фрезы отличает криволинейная
(спираль Архимеда или окружность из смещенного относительно
оси фрезы центра) задняя поверхность. Остроконечные фрезы отличает
прямолинейная задняя поверхность. Сборные фрезы состоят из корпуса,
сменных режущих элементов (зубьев) и деталей крепления режущих
элементов в корпусе. Зубья сборных фрез могут иметь самую разнообразную
форму, однако в настоящее время получили наибольшее распространение
режущие элементы призматической формы, получившие название ножей.
Тонкие (толщиной порядка 3 мм) стальные и толстые (порядка 6
мм) с напаянными пластинками твердого сплава ножи для обработки
плоских поверхностей затачивают по задней поверхности. Толстые
стальные и напаянные пластинками твердого сплава ножи с профильной
режущей кромкой затачивают по плоской передней поверхности.
Неперетачиваемые ножи в виде пластин твердого сплава, появившиеся
в деревообработке в последнее десятилетие, находят все большее
применение благодаря успехам порошковой металлургии и несомненным
эксплутационным достоинствам инструментов с неперетачиваемыми
пластинами. Неперетачиваемые пластины для дереворежущих фрез
имеют обычно малую толщину (1,2-2 мм) и 1, 2, 3 или 4 режущие
кромки. Однокромочные пластины чаще всего применяют для обработки
профильных поверхностей. После затупления режущей кромки их
заменяют новыми. Многокромочные пластины после затупления режущей
кромки поворачивают и снова закрепляют в корпусе таким образом,
чтобы в работе участвовала новая острая режущая кромка. Эту
операцию можно повторять от 2 до 4 раз, по числу кромок. Конструкция
и точность изготовления фрез с неперетачиваемыми пластинами
таковы, что после поворота или замены пластины она точно садится
в свое гнездо и не требует регулировки. Приведенное в классификации
деление фрез с неперетачиваемыми пластинами на однокромочные
и многокромочные в определенном смысле условно, так как одна
фреза может иметь одновременно оба типа пластин. Однако можно
заметить, что для обработки одинаковых профилей одни инструментальные
фирмы предпочитают использовать однокромочные профильные пластины,
другие - формировать сложные профили большим количеством простыхмногокромочных
пластин. Ответить на вопрос, какой из этих подходов предпочтительнее
для потребителей инструмента, можно только на основании экономических
расчетов. Корпус сборной фрезы из прочного термообработанного
легкого сплава имеет массу примерно в три раза меньше, чем корпус
из конструкционной стали тех же размеров. При меньшей массе
фрезы пропорционально уменьшается ее неуравновешенность и нагрузка
на шпиндель станка. Это крайне важно для дереворежущего инструмента,
работающего на больших (до 6000-9000 1/мин) оборотах, особенно
на современных обрабатывающих центрах, где на шпинделе одновременно
может быть установлено до четырех блоков фрез. Кроме того, фрезы
меньшей массы значительно удобнее при подготовке к работе.
