Что такое затылование фрез

Затылованные фрезы, их особенности по сравнению с острозаточенными

Затылованные фрезы

Имеют форму задней поверхности, обеспечивающую постоянство профиля режущей кромки при переточках по передней поверхности.

Получили широкое распространение для обработки деталей фасонного профиля.

Затылованные фрезы делятся на 2 группы:

– фрезы со шлифованным профилем;

– фрезы с нешлифованным профилем.

Первое применяется при чистовой обработке.

При переточках фрез с затылованными зубьями с передней поверхности зуба удаляется в 4-5 раз больший слой металла, чем при переточке острозаточенных фрез по задней поверхности.

Фрезы с затылованными зубьями имеют меньшее число зубьев по сравнению с острозаточенными. Они менее производительны, повышенное биение зубьев, неравномерность фрезерования, ниже качество обработанной поверхности.

Для обработки фасонных поверхностей делается затылование. Фрезы, которые работают по методу огибания.

Фрезы с острозаточенными зубьями

Представляют наиболее значительную группу, отличаются многообразием типов:

Кривые затылования, требования к кривым затылования.

Должны обеспечивать получение положительных задних углов в любой точке лезвия и неизменность профиля фрезы после переточек. А также обеспечивать простоту изготовления кулачка. Кулачок должен быть универсальным (для различных диаметров фрез различные числа зубьев).

В качестве кривых для затылования могут быть использованы: логарифмическая спираль, спираль Архимеда, окружность.

Только спираль Архимеда удовлетворяет всем требованиям, т.к. приращение радиус-вектора прямо пропорционально углу поворота.

.

Профиль кулачка можно получить на любом станке, у которого согласованы поступательное и вращательное движения.

– приращение радиус-вектора;

– постоянный коэффициент;

– приращение угла поворота.

Уравнение архимедовой спирали. Вывод величины затылования.

Только спираль Архимеда удовлетворяет всем требованиям, т.к. приращение радиус-вектора прямо пропорционально углу поворота.

.

Профиль кулачка можно получить на любом станке, у которого согласованы поступательное и вращательное движения.

– приращение радиус-вектора;

– постоянный коэффициент;

– приращение угла поворота.

Применительно к зубу фрезы уравнение спирали Архимеда будет выглядеть следующим образом:

Задний угол заключается между касательной к спирали и касательной к окружности .

Схема затылования

l – длина затыловочного резца; — величина отхода резца от фрезы; — наименьший радиус кулачка.

В начальный момент:

При повороте фрезы на некоторый угол , соответствующий углу поворота кулачка , длинна будет определятся по формуле:

Приравнивая эти значения, получим:

При и получаем: или .

Тогда и .

.

Следовательно, для кулачка, предназначенного для затылования по архимедовой спирали, величина затылования за один оборот равна величине спада кулачка, то есть размеры кулачка не зависят от диаметра фрезы, числа зубьев фрезы, и определяются только величиной затылования.

Источник

Фасонные затылованные фрезы

Затылование задней поверхности производится для образования задних углов. Фасонные затылованные фрезы перетачиваются по передней поверхности, с использованием универсальных или оптических делительных головок (УДГ, ОДГ) или специальных приспособлений, специальных станков для заточки червячных фрез. Для заточки червячных фрез с винтовой поверхностью необходимо обеспечить согласование осевого перемещения фрезы с её одновременным поворотом.

Существует два типа затылованных фрез:

1) с не шлифованной задней поверхностью (зубья с одинарным затылованием);

2) со шлифованной задней поверхностью (как правило, это зубья с двойным затылованием).

Шлифование задней поверхности зубьев фрез применяется, как правило, для дорогостоящих фрез (ЧМФ или ЧШФ), а так же для инструмента предназначенного для чистовой обработки.

Во всех случаях фрезы изготавливаются с нешлифованной задней поверхностью. Затылование как одинарное, так и двойное сначала выполняется токарно-затыловочным резцом на заготовке в сыром состоянии. Шлифование задней поверхности затылованной поверхности осуществляется после Т.О. шлифовальным кругом в пределах первого (основного) затылования.

При переточке затылованных фрез приходится снимать в 4…5 раз больший объём металла по сравнению с объёмом, который снимается при переточках не затылованных острозаточенных фрез.

5.6.1. Выбор кривой затылования фрезы

Кривая затылования – это траектория движения режущей кромки затыловочного резца или шлифовального круга в системе координат фрезы.

При переточках затылованной фрезы высота профиля должна сохранятся постоянной. Чтобы обеспечить это требование, для затылования инструмента могут быть выбраны следующие кривые:

У всех этих кривых имеется конхоида – геометрическое место точек, равноудалённых по радиусу – вектору от заданной кривой.

Кривая затылования должна удовлетворять двум условиям:

1) при переточках фрезы по передней поверхности профиль режущей кромки должен оставаться постоянным;

2) при переточках фрезы по передней поверхности задний угол α_в должен оставаться постоянным.

Обоим этим требованиям удовлетворяет логарифмическая спираль, которую на практике не применяют из-за следующих недостатков:

1) сложность реализации этой кривой;

2) для образования одних и тех же задних углов вершины зубьев для разных диаметров фрез нужны разные по величине затыловочные кулачки. Архимедова спираль обеспечивает выполнение первого требования(сохранение профиля фрезы), но не обеспечивает выполнения второго требования (сохранение постоянного заднего угла).

На практике в основном применяется затылование по архимедовой спирали т.к. она проста в реализации. Её выполнение обеспечивается сочетанием двух равномерных движений (радиальное движение токарно-затыловочного резца или шлифовального круга одновременно согласованное с ним вращение обрабатываемой фрезы вокруг своей оси). Для

5.6.2. Геометрия затылованного по Архимедовой спирали зуба фрезы с одинарным затылованием (нешлифованный зуб). Связь величины падения затылка К с величиной заднего угла α_в.

[12] – архимедова кривая,

[23] – называется величиной падения затылка (К),

Треугольник 123 с некоторыми допущениями можно как прямоугольный.

Следовательно K· z /pd_a = tg a_в, следовательно:

Этими формулами можно пользоваться для нахождения К по a_в или a_в по К. Рассчитанные значения К округляют до кратности 0,5 мм (т.к. стандартные значения кулачков, прилагаемых к токарно-затыловочному станку изменяются через 0,5 мм), с последующим уточнением a_в.

[04] – произвольное сечение,

Угол E стремится к K,

Угол j стремится [56], следовательно [56] = (К*j) / Е = К·d.

[78] – конхоида – геометрическое место точек равноудалённых по радиусу от другой кривой [12].

Стандартные значения кулачков, прилагаемых к токарно-затыловочному станку изменяются через 0,5 мм, т.е. дают величину падения затылка следующего ряда:

Эти значения указываются на рабочих чертежах фрез.

Высота зуба Н при одинарном затыловании:

Из рис. 5.16 видно, что высота Н складывается из следующих расстояний

Н = 23+32+ R + (1…5) мм = K + h + R + (1…5) мм,

Недостатки фрез с одинарным затылованием:

1.Т.к. эти фрезы перетачиваются по передней поверхности, то на задней поверхности остаётся обезуглероженный дефектный слой, который существенно снижает стойкость фрезы.

2.Задний угол в главной секущей плоскости зависит от угла профиля в рассматриваемой точке и диаметра, на котором она расположена. Т. е. Условия резани в различных точках

режущей кромки не одинаковы.

Из вышесказанного следует, что затылованные фрезы с одинарным затылованием имеют относительно низкую стойкость, но легко перетачиваются, поэтому их применение целесообразно в условиях единичного и мелкосерийного производства.

5.6.3. Виды затылования зубьев фрез

В зависимости от направления движения токарно-затыловочного резца или шлифовального круга затылование может быть:

при j = 0 a_n = 0, резать не может.

[BC], [EF] – прямолинейные участки профиля.

Если выполнить радиальное затылование, то на РК [BC], a_n = 0 – резать не будет.

При радиальном затыловании зуба фрезы приведённой на рис. 5.17 на участке ВС режущей кромки перпендикулярной оси фрезы О-О:

где φ – угол профиля режущей кромки в рассматриваемой точке – это угол между касательной проведённой к проекции режущей кромки через рассматриваемую точку и радиус-вектором проведённым в эту точку.

Для создания заднего угла на участке ВС режущей кромки можно применить осевое затылование с двух сторон, что увеличивает трудоёмкость затылования. Кроме того в нашей стране отсутствуют станки для осевого затылования. В этом случае целесообразно применять угловое (косое) затылование, когда токарно-затыловочный резец или шлифовальный круг двигаются под углом μ к оси фрезы (см. рис 5.17).

Чтобы создать a>0 необходимо выполнить осевое затылование, что повышает трудоёмкость, уменьшает размеры профиля в осевом направлении, и требует создания специальных станков для осевого затылования.

Угловое затылование позволяет одним движением затыловочного резца создать требуемые величины задних углов на всех точках РК.

Пусть на РК EF нужно создать угол a_EF, который соответствует падению затылка К_EF.

на РК BC нужно создать угол a_BC, который соответствует падению затылка K_BC.

По теореме синусов с учётом формул приведения можно записать:

После преобразований получаем:

tg m = (K_BC / K_EF – cos j) / sin j;

По теореме синусов с учётом формул приведения найдём абсолютное значение К:

K / sin j = K_EF / cos m;

K = K_EF (sin j / cos m);

K = K_EF ( sin j / cos (j / 2)) = 2 K_EF sin (j / 2);

Недостатком углового затылования является уменьшение осевых размеров при переточках.

5.6.4. Двойное затылование зубьев фрез.

Не шлифованные по задней поверхности затылованные зубья фрезы имеют низкий период стойкости. Для шлифования задней поверхности затылованных зубьев фрез могут быть использованы дисковые, пальцевые и конические шлифовальные круги.

Наибольшее применение находят дисковые шлифовальные круги, однако при их использовании часто становится невозможно прошлифовать всю затылованную заднюю поверхность зубьев из-за возможности повреждения следующего зуба (рис. 5.18). По этой причине оставляют минимально допустимый зазор С. Вследствие этого на затылованной задней поверхности остаётся не сошлифованная часть, которая по форме похожа на седло и называется седловиной. Рис. 5.18

Седловина уменьшает срок службы фрезы по следующей причине: в начале при работе фрезой радиус вершин зубьев R_e больше максимального радиуса седловины зуба R_i – фреза работает нормально, седловина не мешает обработке, по мере переточки фрезы по передней поверхности диаметр вершин зубьев фрезы уменьшается и после очередной переточки R_e станет меньше R_i – фрезерование становится невозможным т.к. по обработанной поверхности скользит не вершина зуба, а вершина седловины. По этой причине количество возможных переточек (полный период стойкости) уменьшается.

Для исключения образования седловины на зубе фрезы в «сыром» (не закалённом) состоянии в том месте, где возможно образование седловины, токарно-затыловочным резцом делают второе (дополнительное) затылование, с большей вершиной падения затылка К₁ =(1,2…1,5)К. Полученную величину К₁ также округляют до значения кратного 0,5 мм.

Второе затылование также как и первое, выполняется по архимедовой спирали, на рис. 5.21 приведён пример фрезы с двойным затылованием.

При выполнении рабочих чертежей архимедова спираль заменяется дугами окружностей.

5.6.5. Определение высоты зуба фрезы с одинарным затылованием

Определение высоты зуба фрезы Н проводим с помощью рис. 5.19, из которого следует:

где cd = R + (1…5) мм. R – радиус скругления дна стружечной канавки

Расстояние cd необходимо для выхода затыловочного резца в стружечную канавку и размещения радиуса скругления R, необходимого для уменьшения концентрации напряжений в основании зуба фрезы.

bс = h, где h – высота профиля

H = К + h +cd = K + h + R + (1…5) мм.

Значение H округляется с кратностью 0,5 мм.

5.6.6. Определение высоты зуба фрезы с двойным затылованием

;

;

de = h; где h – высота профиля;

ε- угол расположения mn;

ε / – угловое положение сечения mn.

На основании изложенного можно записать:

В частном случае когда:

Тема 6. Инструменты для образования сложных поверхностей.

Источник

Затылование. Кривые затылования. Величина затылования

Достоинством затылованного инструмента является сохранение профиля его зубьев при переточках по передней грани до полного износа.

По мере равномерного вращения заготовки фрезы затыловочный резец перемещается к её центру, осуществляя съем металла с задней поверхности зуба. Величина, характеризующая путь резца к центру заготовки, называется величиной затылования и определяется значением заднего угла.

φ_хх на кулачке. Наиболее распространенным является угол φ_хх = 90° (может быть 60° и 45°).

Величину затылования можно определить из треугольника ∆ABC, в котором:

катет ,

На рабочем чертеже сконструированного инструмента указывается величина затылования, а угол не дается.

Затыловочный станок оснащается комплектом кулачков с наиболее распространенными величинами затылования, до значений которых округляются расчетные величины К.

Задние углы затылованной фрезы

Задние углы в разных точках режущей кромки фасонной затылованной фрезы обычно неодинаковы. Величина их зависит от расстояния данной точки до оси фрезы и от угла поворота участка режущей кромки, на которой находится рассматриваемая точка, относительно оси фрезы (рис.20).

На участке режущей кромки АВ задний угол определяется:

Величина затылования одинакова, потому что затылование всего профиля выполняется одним резцом одновременно, следовательно:

Из ∆MXP можно определить:

или, с учетом положения точки X относительно оси фрезы:

При φ = 90°, то есть, когда режущая кромка расположена перпендикулярно оси фрезы α_NX = 0 и необходимо принимать меры по обеспечению работоспособности этого участка режущей кромки.

Методы решения этой задачи при конструировании фасонных затылованных фрез следующие (рис.21.):

— поднутрение участка режущей кромки за счет шлифования ее под углом 1-3° или оставления узкой ленточки;

— изменение положения детали при фрезеровании с соответствующим изменением положения профиля фрезы;

Двойное затылование

Для повышения точности и стойкости затылованных фрез необходимо производить затылование шлифовальным кругом. При этом чтобы повысить производительность обработки, целесообразно использовать шлифовальный круг увеличенного диаметра, но для такого круга необходимо увеличить и пространство между соседними зубьями для своевременного вывода его из зацепления без повреждения следующего за затылуемым зуба, то есть увеличить путь холостого хода.

Это можно сделать, применив двойное затылование (рис.22). Осуществляется двойное затылование следующим образом. Сначала выполняется первое затылование резцом на всей длине зуба фрезы с величиной затылования K_I. Затем, после термической обработки, производится затылование шлифовальным кругом на длине примерно 2/3 зуба с величиной затылования К₂ = (0,6-0,8)К_I. При этом пространство для выхода шлифовального круга из зацепления с зубом φ_хш значительно больше пространства для выхода из зацепления резца φ_кр.

Применение двойного затылования оправдано и с точки зрения прочности зуба: переточка фрезы производится обычно в пределах двух третей толщины зуба.

Источник

Электронная библиотека

Фрезы с затылованными зубьями применяются в основном для фасонной обработки. Особенностью их зубьев является то, что при заточке по передней поверхности, лежащей в осевой плоскости фрезы, сохраняется профиль изделия до полного износа фрезы. Для этого зуб фрезы обтачивается (затылуется) по некоторой кривой.

Преимущества и недостатки фрез с остроконечными (заточенными) и затылованными зубьями:

1. При переточках у острозаточенных фрез пространство для размещения стружки резко уменьшается, а у затылованных, наоборот, увеличивается (рис. 6.17).

2. Затылованные фрезы допускают большее число переточек, чем фрезы с острозаточенными зубьями.

3. Затылованные фрезы дают худшую чистоту и большую шероховатость обработанной поверхности, чем фрезы острозаточенные, так как они не подвергаются круглому шлифованию (зубья расположены на разном расстоянии от оси фрезы и имеют меньшее число зубьев, в результате работают неспокойно.

4. Профиль затылованной фрезы, как правило, не шлифуется, не удаляется обезуглероженный слой при термообработке, поэтому стойкость затылованных фрез ниже.

Рис. 6.17. Профиль зубьев остразаточенной (а) и затылованной фрезы (б)

Несмотря на ряд крупных недостатков, фрезы с затылованными зубьями получили широкое распространение в инструментальном производстве при фрезеровании канавок сверл, метчиков, разверток и других фасонных поверхностей как обеспечивающие постоянство профиля изделия.

Постоянство профиля изделия зуб затылованной фрезы обеспечивает в том случае, если он затылован по кривой, у которой угол между касательной и радиусом-вектором имеет постоянную величину или изменяется в незначительных пределах, т.е. сохраняется постоянным задний угол.

Рис. 6.18. Профиль зуба фасонной фрезы

Рассмотрим самый простой случай оформления главной задней поверхности зуба фасонной фрезы – по прямой линии ( ), наклоненной под некоторым углом к касательной к окружности (рис.

Из таких кривых заслуживают внимания логарифмическая спираль и спираль Архимеда.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Источник