Главная
Обработка резьбы фрезерованием

Обработка резьбы фрезерованием

Обработка резьбы фрезерованием


Резьбофрезерование - это метод изготовления резьбы резанием с помощью многолезвийного вращающегося инструмента. Между поступательным и ротационным движением подачи заготовки существует принудительная связь. Принято разделять на фрезерование коротких и длинных резьб. Это относится как к наружной, так и к внутренней резьбе. Экономически эффективным является фрезерование наружной резьбы диаметром от 4 мм и внутренней резьбы диаметром от 8 мм. В первую очередь резьбофрезерование применяется при обработке заготовок, которые трудно или невозможно обработать другими методами получения резьбы. 
      В классическом варианте (рис.54) фреза и заготовка имеют вращение и за время, составляющее одну шестую от времени полного оборота, фреза подается радиально на врезание на высоту профиля резьбы. После следующего оборота заготовки резьба готова. При этом инструмент или заготовка совершают осевое перемещение на шаг резьбы. В данном случае предпочтительнее применение встречного фрезерования.

Рис. 54

  

Рис. 55

     С помощью резьбовых фрез системы TMS (рис.55) фирмы KENNAMETAL HERTEL можно обрабатывать резьбы на очень крупных деталях; на деталях, которые трудно или невозможно закрепить на токарном станке для нарезания резьбы резцом; на несимметричных деталях, имеющих при вращении значительный дисбаланс; в глухих отверстиях без канавок для выхода резьбового инструмента; при очень больших диаметрах резьбы. По сравнению с другими способами обработки резьбы система TMS дает определенные преимущества. В первую очередь, это сокращение машинного времени благодаря высоким скоростям резания и подачам, возможность полной обработки за один переход, получении полного по глубине профиля резьбы за один рабочий ход. Благодаря получению короткой, легко удаляемой стружки, возможно сокращение связанного с удалением стружки вспомогательного времени. Кроме того, возможно сокращение складского запаса инструмента благодаря применению одного инструмента для левых и правых резьб; одного корпуса фрезы для наружной и внутренней резьбы, а также для резьб различного профиля и шага; наличию на каждой пластине двух режущих кромок; нанесенному на пластины износостойкому покрытию, повышающему их стойкость. Таким образом, система TMS фирмы KENNAMETAL HERTEL представляет собой системное решение для высокоточного и экономичного фрезерования резьбы для всех случаев применения.

     Для работы фрезами системы TMS необходим фрезерный станок с одновременным программным управлением тремя осями (винтовой интерполяцией). Винтовая интерполяция представляет собой возможность перемещения точки по винтовой линии. Винтовое движения состоит из движения по кругу в плоскости и одновременного смещения в перпендикулярной плоскости. Перемещение из точки А в точку В (рис.56) и является такой комбинацией движения по кругу в плоскости XY и линейного перемещения по оси Z. При фрезеровании резьбы (рис.57) движение по кругу формирует диаметр резьбы (D), а линейное перемещение шаг (Р). Комбинация винтовой интерполяции с необходимым профилем пластины и обеспечивает все параметры резьбы.

Рис. 56

Рис. 57


 

       Таким способом можно обрабатывать внутренние и наружные, правые и левые резьбы. Различные резьбы получаются путем различных комбинаций направления вращения и подачи (рис.58). Предпочтение надо отдавать попутному фрезерованию, которое обеспечивает более низкие усилия резания, лучшее стружкообразование, лучшее качество обработанной поверхности и большую стойкость инструмента. Для внутренней резьбы в глухих отверстиях также снижается опасность заклинивания фрезы из-за упора фрезы в лежащую в отверстии стружку. В то же время, при обработке закаленных поверхностей или труднообрабатываемых материалов иногда рационально применение встречного фрезерования.
При выборе инструмента для фрезерования внутренней резьбы решающим является возможность выбрать наибольший диаметр фрезы для заданного диаметра отверстия. При применении фрез с двумя режущими кромками машинное время сокращается вдвое. Применение фрез маленького диаметра также сокращает время обработки, улучшает охлаждение и отвод стружки, однако меньшая стабильность может привести к возникновению вибраций, особенно при обработке материалов высокой прочности. Предпочтение также нужно отдавать пластинам, имеющим длину режущей кромки больше, чем длина обрабатываемой резьбы, чтобы иметь возможность обработать резьбу за один оборот. Если это невозможно, то нужно обработать один оборот, сместить фрезу на несколько шагов резьбы и фрезеровать следующий оборот.

Рис. 58

Рис. 59


 

      Существует три метода подачи на врезание при фрезеровании резьбы - радиальное врезание, тангенциальное врезание по дуге и тангенциальное врезание по прямой. При радиальном врезании (рис.59а) инструмент подводится к детали по прямой по центру детали. Это самый простой, но и самый неблагоприятный способ, так как угол обхвата слишком велик. Применять этот способ можно только в исключительных случаях. Тангенциальное врезание по дуге (рис.59б) является наиболее предпочтительным. Инструмент на ускоренном ходу подводится к детали, не доходя до нее 0.5 мм. Из этой точки по радиусу с одновременным врезанием по оси Z до полного профиля. После полного оборота фреза аналогично отводится. При этом способе инструмент мягко входит в и выходит из обрабатываемого материала. Метод тангенциального врезания по касательной (рис.59в) является очень простым, имеет все преимущества тангенциального врезания по дуге, но применим только для наружной резьбы.
     Помимо предлагаемой фирмой KENNAMETAL HERTEL системы инструментов для резьбофрезерования со сменными многогранными пластинами, применяются также цельные твердосплавные и быстрорежущие (рис.60) и насадные быстрорежущие гребенчатые фрезы (рис.61). Технология применения этих фрез полностью совпадает с рассмотренной выше для фрез со сменными многогранными пластинами. Практика показывает, что для большинства случаев применения применение сменных многогранных пластин дает экономические преимущества, хотя в определенных случаях оправдано применение гребенчатых фрез. В качестве примера можно привести вариант обработки резьбы при отсутствии станка с винтовой интерполяцией. Поскольку длина рабочей поверхности гребенчатых фрез в некоторых случаях больше, чем у сменной многогранной пластины, появляется возможность обработать резьбу за один переход без осевой подачи.
При фрезеровании длинных резьб длина резьбы на заготовке не зависит от ширины фрезы, что позволяет изготавливать очень длинные резьбы. В качестве инструмента применяют дисковые профильные фрезы (рис.62). Соответственно шагу резьбы ось фрезы поворачивается к детали (рис.63). При нарезании внутренней резьбы длина резьбы ограничена наклоном фрезы.        Дополнительные ограничения накладывает угол при вершине профиля. Если угол менее 10 градусов, то появляются значительные искажения профиля. Таким образом, данным методом нельзя нарезать прямоугольную резьбу. Можно использовать попутное и встречное фрезерование. При попутном фрезеровании стойкость инструмента выше, в то время как при встречном выше точность и качество поверхности.
      Резьбовые профили могут быть изготовлены также, аналогично зубчатым колесам, фрезерованием методом обката. Экономично применение этого метода при обработке многозаходных резьб крупного профиля, например червяков.

Рис. 60

Рис. 61

Рис. 63

Рис. 62