Кількість зубів
На торцевій фрезі є ще один важливий параметр, який також, можна сказати, в основному відображається на торцевому вигляді, а саме кількість зубів кінцевої фрези.
Існує декілька комбінацій загальної кількості зубів і кількості зубів, які перетинають центр кінцевої фрези, як показано на малюнку 3-14 зліва направо: фреза з одним зубом, фреза з 2 зубами - 2 зуб під центром, 2 зубчаста фреза - 1 зуб підцентрова, 3 зубна фреза - 1 зуб підцентрова, 4 зубчаста фреза - 2 зуб надцентрова та багатозубна фреза - 0 зуб підцентрова. Кількість різцевих зубів фрези пов'язана з ефективністю фрезерування, а жорсткість фрези - з діаметром сердечника фрези. На рисунку 3-15 показана спрощена діаграма залежності між кількістю зубчастих зубців фрези та жорсткістю та стружкоємністю фрези.
2-Зубчаста (шліцева) фреза характеризується великим простором для видалення стружки та недостатньою жорсткістю, що підходить для матеріалів з довгою стружкою.
3-Фреза для зубів (шліців) характеризується великим простором для стружки, хорошою жорсткістю, високою ефективністю різання та гарною універсальністю.
Для 4-зубчастої (шліцевої) фрези характерна невелика нестача простору для видалення стружки, але фреза має добру жорсткість, яка підходить для ефективної чистової обробки та високої якості поверхні заготовки.
6-Зубчаста (прорізна) фреза характеризується дуже малим простором для видалення стружки, але фреза має чудову жорсткість, ця фреза дуже підходить для фінішної обробки, ефективної обробки, обробки з високою твердістю та якості поверхні обробки дуже добре.
Звичайно, можна збільшити стружковий простір при тій же кількості зубів, але це призведе до зниження жорсткості. Ця геометрія (див. малюнок 3-16) підходить для обробки кольорових матеріалів із низькою міцністю, наприклад алюмінію та міді. З одного боку, оскільки міцність цього виду металу низька, сила різання інструменту невелика, і сила, необхідна інструменту, також невелика, і менша міцність все ще є компетентною для такого завдання фрезерування; З іншого боку, цей тип матеріалу має низьку теплоту різання через низьку силу різання.
Однак саме тому, що сила різання та нагрівання різання цього виду матеріалу є низькими, і кількість різання може бути збільшена після збільшення здатності до утримання стружки, але збільшена кількість різання збільшує силу різання, так що жорсткість інструмент потребує вдосконалення, тому потрібно використовувати кінцеву фрезу з подвійним діаметром сердечника, як показано на малюнку 3-17. Тут зображена фреза Jabro-Solid від Seco Tools у кольорі, тоді як Proto·max TM tG від Walter Tools показана сірим кольором. Конструкція подвійного діаметра сердечника забезпечує певний баланс між здатністю утримувати стружку та жорсткістю інструменту.
На рисунку 3-18 зображено дно канавки спеціально модифікованої фрези. У цьому випадку жорсткість модифікованої фрези набагато вища, ніж у звичайного дна канавки за замовчуванням, і деформація стружки під час вивантаження посилюється, і стружка щільніше.
На однакову кількість зубів буває різна будова, тобто неоднакові зуби. Малюнок 3-19 – це схематична діаграма двох типів нерівних фрез. Нерівні зуби ріжучого інструменту можуть створювати змінні частоти різання під час різання, що непросто резонувати з інструментом верстата та пригнічує вібрацію інструменту під час фрезерування.
Окрім кількості зубів, стружкоємність фрези також пов’язана з геометричними параметрами окружних зубів, а про окружні зуби фрези йдеться нижче.
3-14
3-15
3-16
3-17
3-18
3-19
Окружні зуби
Зуби фрези на зовнішньому колі кінцевої фрези називаються окружними зубами. Окружний зуб є основною частиною торцевої фрези, яка виконує фрезерування боковини.
◆ Кут спіралі
Першим параметром окружного зуба, який потрібно обговорити, є кут спіралі, який є кутом між дотичною лінією гвинтової ріжучої кромки фрези та віссю фрези, як показано на малюнку 3-20.
У теорії різання кут спіралі також є осьовим переднім кутом у зовнішньому колі інструмента (будь ласка, дивіться малюнок 1-33 для осьового переднього кута та пов’язаного тексту).
Основний вплив різних кутів спіралі кінцевих фрез на продуктивність різання показано на малюнку 3-21. Як видно на малюнку, торцева фреза з прямою канавкою (кут спіралі 8-0 градус) з правого боку має нульову осьову силу різання через нульовий осьовий передній кут, і вся сила різання діє в радіальному напрямку з найслабшою жорсткістю, тому схильний до тріскотіння. З іншого боку, ліві та середні спіральні фрези поділяються на осьові напрямки через частину сили різання (осьовий напрямок є напрямком з найкращою жорсткістю фрези), і радіальне навантаження зменшується, і балаканина нелегка.
З іншого боку, потік стружки у фрезі з прямими канавками є поперечним, чому легко заважає зона різання заготовки та утворюється вторинний розріз, а продуктивність видалення стружки є поганою. Стружка різака зі спіральною канавкою виводиться із зони різання перпендикулярно до ріжучої кромки, що значно покращує продуктивність евакуації стружки.
На малюнку 3-22 показано вплив кількості зубів різця та кута спіралі на осьову складову загальної довжини різу. Для завдання різання фрезою діаметром 10 мм із шириною різання (також відомою як «радіальна глибина різання») 10 мм і глибиною різання (також відомою як «осьова глибина різання») 15 мм, осьова проекція із загальної довжини контактної кромки фрези з 2 пазами та кутом спіралі 30 градусів становить приблизно 17 мм; У разі використання 3-спірального різця з пазом 30 градусів осьова проекція загальної довжини контактної кромки збільшується приблизно до 25 мм. Коли використовується спіральна фреза з кутом 4-канавки 30 градусів, осьова проекція загальної довжини контактної кромки збільшується приблизно до 30 мм, і, нарешті, коли спіральна фреза з кутом 6-канавки 60 градусів осьову проекцію загальної довжини контактного краю можна збільшити приблизно до 47 мм. Ці дані показують, що зі збільшенням кількості зубів фрези кількість ріжучих кромок, які контактують із заготовкою, також збільшується, осьова проекція загальної довжини контактної кромки збільшується, а ефект збільшення кута нахилу спіралі є подібним. Зі збільшенням осьової проекції загальної довжини контактної кромки навантаження на одиницю довжини зуба зменшується, а ефективність різання може бути покращена за умови, що навантаження на зуб залишається незмінним.
На малюнку 3-23 показано чотири комбінації різних напрямків різання та напрямків обертання спіральних канавок, загальним є правий напрямок різання гвинтового зуба, загалом, напрямок різання фрези в основному визначається напрямком обертання шпинделя фрезерний верстат, і після визначення напрямку різання спіраль визначає напрямок осьової сили різання.
На малюнку 3-24 показано фрезу JS840 із напрямком подвійної спіралі. Цей фрезер використовується для обробки бічних країв композитних панелей з вуглецевого волокна. Оскільки композитні панелі з вуглецевого волокна складаються з кількох різних матеріалів, важко уникнути розшарування за допомогою звичайних фрез. Перевагами фрези JS840 є: сила різання в протилежному напрямку поділяється на тиск вниз і центральну силу: простір для стружки великий, що сприяє видаленню стружки: контактна площа різання мала, що виробляє менше тепла при різанні і сила різання: на волокні створюється лише сила зсуву, а кручення до середини немає.
На малюнку 3-25 показано антивібраційну кінцеву фрезу Sumitomo Electric типу GSXVL. У цій торцевій фрезі не лише використовуються неоднакові зуби, як показано на малюнку 3-19, але й покращений захист від вібрації під час обробки сторони з нерівними кутами спіралі.
3-20
3-21
3-22
3.23
3-24
3-25
