Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоских поверхностей; изготавливают их с остроконечной формой. Основными элементами, определяющими конструкцию цилиндрической фрезы, являются: наружный диаметр D, ширина фрезы L и диаметр отверстия под оправку d.
Особенностью конструкции цилиндрических фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной обрабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез нет вспомогательных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания. Зубья цилиндрических фрез могут быть прямые, винтовые и наклонные.
Рис. 4.3. Цилиндрические фрезы с винтовыми (а) и наклонными (б) зубьями.
Для снижения колебаний сил резания и вибраций зубья цилиндрических фрез часто делают с винтовыми (рис.4.3, а) или наклонными (рис.4.3, б). Условия отвода стружки из зоны резания фрез с винтовыми зубьями значительно лучше, чем фрез с прямыми зубьями.
На рис. 4.4 показана схема образования винтового расположения зуба фрезы. Если гибкий треугольник АВС навернуть на образующую поверхность цилиндра так, чтобы катет АВ=Р совпал с основанием цилиндра диаметром D, тогда гипотенуза АС образует на цилиндре винтовую линию.
В зависимости от направления, винтовая линия может иметь левое направление (как показано на схеме) или правое (противоположно показанной схеме). Шагом Р винтовой линии называется величина ее подъема за один оборот цилиндра. Угол μ называется углом подъема винтовой линии. Угол ω=90о-μ называется углом наклона винтовой линии. Указанные углы определяются формулами:
tg ω = L ⁄ P = π*D ⁄ P, tg μ = P ⁄ L = P ⁄ π*D
Фрезы с мелким зубом изготавливаются диаметром 40…90 мм. При малом угле подъема винтовой линии ω осевые усилия небольшие, форма зуба трапециевидная, а углы γ=15о, α=16о. Фрезы с крупным зубом имеют меньшее число зубьев. Угол ω у них может доходить до 45о, а форма зуба усиленная или параболическая.
Рис. 4.4. Схема образования винтовой линии
Цилиндрические фрезы с крупным зубом предназначены для снятия больших припусков и особенно эффективны при обработке плоскостей большой площади. С целью экономии быстрорежущей стали фрезы больших диаметров делают сборными со вставными режущими зубьями, а корпуса фрез изготавливают из конструкционной стали.
Стандартные цилиндрические фрезы диаметром 40…100 мм и длиной до 160 мм изготавливают цельными, а диаметром 100…250 мм, реже до 630 мм и длиной 45…100 мм – сборными со вставными зубьями.
Цилиндрические фрезы являются по конструкции сложными инструментами и нетехнологичными в изготовлении. Однако эти фрезы имеют меньший угол контакта с обрабатываемой поверхностью заготовки (по сравнению с торцовыми фрезами), работают с меньшими толщинами срезаемого слоя и поэтому стойкость их достаточно высокая.
Рис. 4.5. Цилиндрическая фреза со вставными режущими пластинами
При работе цилиндрической фрезы с прямыми зубьями толщина и ширина срезаемой стружки большая, что приводит к возникновению вибраций. Поэтому цилиндрические фрезы целесообразно выполнять с винтовыми зубьями и с механическим креплением цилиндрических пластин, как это показано на рис. 4.5.
