Комитет по Высшему образованию Российской Федерации
Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции
и ордена Трудового Красного Знамени
Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана
Проектирование торщевъж фрез ©о сменными
многогранными твердосплавными пластинами
Учебное пособие
Издательство’ МТ-2
2000


пластина смещается вдоль наклонной направляющей плоскости кассеты и занимает требуе-
мое положение в осевом и радиальном направлениях относительно оси вращения фрезы.
Предусмотрено также дополнительное регулирование положения кассеты с помощью винта
6.
Пример решения задачи регулирования положения режущих пластин непосредствен-
но на станке дает конструкция фрезы фирмы «WALTER», показанная на рис.6. В наклонный
паз корпуса 1 с точной посадкой установлена державка пластины 2, закрепляемая винтом 5.
Смещение державки вдоль наклонного паза производится винтом 3, резьбовое соединение
которого с корпусом имеет гарантированный зазор. Такой характер посадки позволяет оси
винта отклоняться при контакте его конуса с эксцентричной относительно оси винта кониче-
ской поверхностью корпуса. При этом сферическая головка винта, находящаяся в контакте с
державкой, смещает ее вдоль паза в требуемом направлении. Таким же способом выполнено
соединение режущей пластины 5 с державкой (сеч. Б-Б). В начале регулировки выступ дер-
жавки доводят до контакта с верхней плоскостью кольцевой выточки корпуса (сеч. А-А), чем
достигается примерно одинаковое исходное положение всех режущих пластин. На рис.7,а,б
показаны варианты крепления державки в корпусе, предлагаемые этой же фирмой.
На рис.8 показана конструкция фрезы фирмы «CRUPP WIDIA». В прямой паз корпуса
1 установлена державка закрепляемая винтом 7 с внутренней стороны корпуса. Установка
позитивной пластины 6 под углами ср и то выполнена за счет соответствующего расположе-
ния в державке гнезда под пластину. Закрепление пластины в державке прихватом сверху
производится деталями 2, 4, 5, как это показано. Регулирование положения державок произ-
водится с помощью винта 10, относительно съемного диска 8, закрепленного на корпусе
фрезы. Самоторможение резьбового соединения достигается с помощью деталей 9, И и 12,
при этом гайка 12 запрессована в державку, гайка 9 свободно входит в гнездо выточки в
державке, а прокладка 11 сделана из резины.
Предварительно все державки с пластинами настраиваются на общий размер между
сферической парой винта 10 и вершиной режущей пластины 6 вне станка, а окончательная
регулировка с целью добиться допустимого биения по вершине и главной режущей кромке
производится на станке по индикатору. Так как регулировка осуществляется при ослаблен-
ном винте 7, то при его окончательном закреплении возможно некоторое смещение держав-
ки, что повысит биение режущих пластин относительно оси фрезы.
Компактной и технологичной представляется конструкция фрезы фирмы «Sandvik
Coromant» (рис.9). В открытом наклонном пазе корпуса 4 закреплена опора 1 с помощью
клина 2 и дифференциального винта 3 (устройство крепления аналогично показанному в сеч.
А-А). Позитивная пластина квадратной формы 7 установлена на подкладке 8, неподвижно
закрепленной винтом 9 в корпусе. Пластина может смещаться в осевом направлении относи-
тельно установочной и направляющей поверхностей подкладки. Крепится пластина с помо-
щью клина 5 и дифференциального винта 6. Регулировка производится в такой последова-
тельности: по индикатору вне станка выверяется осевое положение упоров 1, а затем закреп-
ляют режущие пластины. При условии применения пластин повышенного класса точности со
шлифованными боковыми поверхностями и радиусами при вершине, поворот пластины по-
сле затупления не вызывает увеличения биения режущих кромок. Фрезы этой конструкции
имеют главный угол в плане <р=90°.
Фреза фирмы «Hertel» [3] имеет торцовое расположение режущих пластин (рис. 10).
Квадратная негативная пластина развернута на угол tr относительно оси фрезы и на углы тд
(сеч. А-А) и тв=15° (сеч. Б-Б). При этом вершина пластины (пересечение главной и вспомога-
тельной кромок) располагается строго радиально в основной плоскости Py-Pv, а сечения А-А
и Б-Б взаимно перпендикулярны. Эти три поворота обеспечивают геометрические параметры
режущих кромок: ср, ср' (сеч. Pv-Pv), ос и -у, измеряемые в нормальной секущей плоскости
(сеч. Рт-Рт). Размеры этих параметров зависят от углов установки пластины, которые в про-
спекте фирма не обозначает, ограничиваясь рекомендацией величины углов а, у.
При повороте пластины на угол тв=15° по часовой стрелке, показанном в сеч. Б-Б
тонкими линиями, пластина проецируется перпендикулярно плоскости рисунка, что позво-
//.

/5

I
15-
и
ляет определить положение оси отверстия для крепления пластины относительно оси фрезы.
На виде В ось пластины перпендикулярна плоскости рисунка. Пластины крепятся в корпусе
косой тягой, как это показано в сечении (место М).
Леворежущая фреза фирмы «Hertel» (рис. 11 и 12). Режущая пластина 1 косой тягой 2
и винтом 3 закрепляется в державке 4 (сеч. Д-Д). Винтами 5 с пружинными шайбами 6 с по-
мощью цилиндрического стержня 7 державка закрепляется в угловом пазе корпуса 8 (сеч. В-
В). Предлагаемый способ крепления державок делает возможным регулировку положения
вершины пластины в осевом направлении. Установка державок производится с применением
специального индикаторного приспособления. Косое расположение винтов 5 относительно
опорных поверхностей корпуса обеспечивает фиксирование державки по двум базовым
плоскостям. В корпусе предусмотрен винт 9 (сеч. И-И), предохраняющий державку от сме-
щения в осевом направлении. Режущая специальная восьмикромочная пластина имеет тан-
генциальное расположение относительно оси вращения фрезы.
Угловые параметры главной режущей кромки пластины определяются наклоном дер-
жавки на угол 15° (торцовая проекция) и наклоном режущей пластины относительно дер-
жавки на угол 15° (вид Б) и на 8° (вид Г). Вследствие этих трех поворотов обеспечиваются
необходимые размеры углов <р, а, ап,-то)- Во избежание отрицательного переднего угла на
боковых гранях пластины применена специальная форма профиля (сеч. К-К).
На рис. 13 показана фреза фирмы «Hertel» для фрезерования уступов с тангенциаль-
ным расположением режущей пластины и углом ср = 90°. Режущая пластина специальной
конструкции развернута вокруг вершины, совпадающей с основной плоскостью Ру, на осе-
вой угол то и радиальный угол tr. Эти два поворота определяют углы фрезы: <р, <р', а и -у. В
сеч. А-А показан технологический угол тт, определяющий расположение элементов крепле-
ния пластины. Пластина 1 с зазором устанавливается своим отверстием на штифт 2, запрес-
сованный в корпус фрезы. Базирование на штифт производится с помощью штифта со ско-
сом 3 с помощью винта 4. Предотвращение от ослабления зажима вследствие вибрации при
фрезеровании достигается с помощью винта 5, который служит также и для освобождения
пластины при ее повороте или смене. В этой конструкции отсутствуют элементы регулиров-
ки положения пластины, поэтому величина биения режущих кромок зависит целиком от
точности обработки пазов и центросимметрии режущей пластины. Последнее может быть
обеспечено при шлифовании базового отверстия после спекания. Обычно такой операции не
производят, что вызывает повышенное биение режущих кромок фрезы со всеми негативны-
ми последствиями.
Принципиальная схема конструкции фрезы фирмы «FIAT» (рис. 14) характеризуется
сложной формой клинового прижима 4 для закрепления негативной квадратной пластины 1
и способом установки кассеты 2 в наклонном пазе корпуса. В корпусе запрессованы штифты
7 на точно выдержанный размер вдоль паза. В кассете выполнен косой срез (сеч. А-А) на
строго установленную длину. Кассеты устанавливаются до упора в торец штифта (сеч. Б-Б) и
в таком положении закрепляются клиньями 5 и винтами 6. Фреза предназначается для чис-
тового фрезерования корпусных деталей в автостроении.
У фрезы фирмы RICHARD LLOUD (рис. 15) позитивная пластина 1 повернута на осе-
вой угол то вместе с кассетой 2, закрепленной винтом 3 в наклонном закрытом пазе корпуса.
Смещение вдоль паза с целью регулировки положения режущей кромки производится кли-
ном 4 и винтом 5. Положение пластины определяется гнездом под пластину, в кассете, кото-
рое с требуемой точностью обрабатывают на фрезерных станках с ЧПУ. Закрепление пла-
стины производят клином 6 и винтом 7. Конструкция характеризуется простотой и компакт-
ностью; недостатки конструкции связаны с невозможностью шлифовать сопряженные по-
верхности паза под державку и гнезда пластины.
На рис. 16 показана схема установки и крепления пластины у фрезы, применявшейся
на ЗИЛе. Режущая пластина 1 закрепляется на штифте 3 в открытом наклонном пазе корпуса
с помощью клина 2, запрессованного в корпус. Предполагалось, что при запрессовки клина 2
пластина отверстием будет базироваться по цилиндрической части штифта 3 и боковой сто-
роне паза одновременно, что маловероятно. Более вероятно появление зазора между боко-

рис. f f
ВВЕДЕНИЕ
Пособие содержит извлечения из отчета по госбюджетной теме ГБ 33-4, выполненной
авторами в 1995 г.
Объектом изучения явились торцовые фрезы сборной конструкции с твердосплавны-
ми режущими элементами: выполнен обзор конструкций торцовых фрез сборной конструк-
ции со сменными многогранными пластинами; определены классификационные признаки
вида и подвида этих инструментов; формализована задача определения положения режущей
пластины относительно корпуса; составлены алгоритмы и программы расчета расположения
пластины в корпусе.
Пособие расширяет лекционный материал по курсу "Основы проектирования режу-
щих инструментов" и будет полезна при выполнении курсового и дипломного проектов.
Пластины сменные многогранные твердосплавные в технической литературе и произ-
водственной практике получили также названия: поворотные режущие пластины, неперета-
чиваемые твердосплавные многогранные пластины и др. В терминах и определениях общих
понятий, относящихся к режущим инструментам, дается определение режущей пластины -
«пластина из инструментального материала с лезвием, являющаяся составной частью лез-
вийного инструмента» [1]. В дальнейшем инструменты сборной конструкции с твердосплав-
ными режущими пластинами будем называть инструментами со сменными многогранными
пластинами - инструменты со СМП. Например: фреза торцевая насадная со СМП, сверло для
кольцевого сверления со СМП и т.п.
По данным шведской фирмы «Sandvik Coromant» из общего количества твердосплав-
ных инструментов, изготовляемых инструментальными заводами промышленно-развитых
стран, 90...95% относятся к инструментам со СМП. В отечественной инструментальной
промышленности инструменты со СМП пока составляют 20...25% от общего количества
твердосплавных инструментов, при этом в массовом производстве доля инструментов со
СМП постоянно возрастает.
Ниже приведен обзор видов обработки из отечественных и иностранных источников,
где широко применяют инструменты со СМП.
Инструменты для токарной обработки. Резцы державочные (стержневые) для на-
ружного и внутреннего точения, резцовые насадки к расточным оправкам для растачивания
отверстий диаметром от 20 до 100 мм, прорезные (канавочные) и отрезные резцы, резьбовые
резцы для нарезания наружных и внутренних резьб с шагом Р=0,5.. .3,0 мм, резцовые вставки
к инструментальным блокам для обработки заготовок на токарных автоматах и полуавтома-
тах, микроборы - резцы вставки с микрометрическим регулированием для прецизионных
расточных операций.
Инструменты для осевой обработки. Сверла для отверстий с диаметром от 9,5 до 80
мм, сверла для кольцевого сверления диаметром 60...ПО мм, лопаточные сверла с режущей
сменной пластиной из быстрорежущей стали диаметром 19...88 мм, сверла глубокого сверле-
ния диаметром 65...183 мм, расточные головки-протяжки диаметром 50...310 мм, комбиниро-
ванное инструменты для тонкого растачивания и раскатывания с диапазоном диаметров от
38 до 300 мм. Инструментальные наладки для чернового и чистового растачивания ступенча-
тых отверстий диаметром от 8 до 1000 мм. Инструментальные системы для станочных моду-
лей, автоматических линий, станков с ЧПУ и обрабатывающих центров.
Фрезерование. Черновое и чистовое фрезерование плоскостей и уступов заготовок из
черных и цветных металлов торцовыми фрезами. Фрезерование крупных корпусных загото-
вок из серого и ковкого чугуна и алюминиевых сплавов торцовыми Фрезами типа «Авто-
фрезы» диаметром 100...500 мм. Фрезерование открытых, полуоткрытых и закрытых пазов
концевыми фрезами. Черновое фрезерование на универсальных вертикально-фрезерных
станках плоскостей концевыми и насадными обдирочными фрезами с тангенциальным рас-
положением режущих пластин. Копировальная обработка хвостовыми фрезами на копиро-
вально-фрезерных станках с использованием различных задающих устройств.
1


IS


выми сторонами паза и пластины и возможно открытие стыка между установочными плоско-
стями. Это может привести к смещению пластины при фрезеровании и ее поломке.
Более надежным представляется принцип установки и крепления режущей пластины
у фрезы конструкции ЗИЛ (рис. 17). Позитивная пластина 1 установлена в корпусе с двумя
углами наклона вдоль оси на угол то и на угол Ti в плоскости А-А, нормальной к проекции
главного вида и составляющей угол 90°+то с осью фрезы. Крепление кассеты 2 и пластины 1
производится заклиниванием сферическими головками винтов 3. Расположение оси винта и
опорной поверхности паза задано углом Т2 (сеч. А-А и сеч. Б-Б). Профиль гнезда под пласти-
ну показан в сеч. В-В. В конструкции нет элементов, облегчающих точную установку режу-
щих пластин; недостатком является также точечный контакт заклинивающей сферы винта и
режущей пластины.
На рис. 18 показана фреза фирмы «Машиностроительное предприятие», конструкция
которой разработана нами до уровня рабочих чертежей. В корпусе 1 с точной посадкой уста-
новлен и закреплен винтами сепаратор режущих пластин 2. Положение негативных режущих
пластин 3 задано отрицательными углами установки to=^r=15°. Пластины базируются по
выступам шириной 1,5 мм в сепараторе (сеч.А-А) и в корпусе (сеч.В-В). Крепление пластин
производят клином 4 с углом 5° (сеч.А-А) с помощью винта, в выточке которого заложена
разрезанная втулка (сеч.В-В), служащая для раскрепления пластины при ее повороте или
смене. Крепление клином позволяет надежно закрепить пластину без смещения ее вдоль па-
за. Конструкция надежна, технологична,обеспечивает минимальное биение режущих кромок
и вершин режущих пластин, однако, требует применения высокоточной технологической
оснастки при изготовлении.
Анализ конструкции фрез, приведенных выше, а также информация из фирменных
каталогов, отраслевых руководящих материалов, технической литературы и материалов сим-
позиумов фирм позволяет сделать некоторые выводы по торцевым фрезам со СМП.
Область применения. Фрезы со СМП применяют для чернового и чистового фрезеро-
вания плоскостей (рис. 19,а) и уступов (рис. 19,6) «на проход». Изготовляют фрезы как право-
режущими, так и леворежущими. При черновом фрезеровании шероховатость обработанной
поверхности Ra=3,5...5,0 мкм в зависимости от радиуса у вершины (рис.20,а). При чистовом
фрезеровании Ra=l,6...2,0 мкм за счет образования на пластине кромки или применения за-
чистной пластины, выступающей относительно рабочих пластин в осевом направлении
(уровни 1 и 2 рис.20,6).
Режущие пластины, их расположение, базирование, крепление и регулирование, При-
меняют позитивные и негативные пластины трехгранной, квадратной, реже пятигранной и
круглой форм. Иностранные фирмы применяют также пластины со специальной заточкой
передней поверхности, не предусмотренной ГОСТ. В большинстве конструкций пластина
располагается относительно координатных осей фрезы как тело общего положения, т.е. ее
плоскости и кромки в соответствии с начертательной геометрией определяются как плоско-
сти и линии общего положения, неперпендикулярные ни одной из координатных плоскостей
проекции. Расположение пластины относительно оси фрезы может быть названо условно ра-
диальным (рис.21,а), тангенциальным (рис.21,6) и торцовым (рис.21,в). Эти признаки услов-
ны, так как во всех трех случаях пластина - тело общего положения.
На рис.21 показано определение углов <р и ср' и переднего и заднего углов в i-той точке
режущей кромки в рабочей плоскости Psi-
Устанавливают пластины тремя способами: непосредственно в пазах корпуса, посред-
ством специальных кассет или державок, которые в свою очередь закрепляют в пазах корпу-
са.
Гнездо под режущую пластину может быть выполнено в теле одной детали - в корпу-
се или державке, где образованы установочная 1, направляющая 2 и опорная 3 плоскости
(рис.22,а). Размер контактных поверхностей часто сокращают, чтобы повысить точность ба-
зирования (рис.22,6). Очевидно, такая конструкция гнезда нетехнологична, т.к. исключается
операция точного шлифования базовых поверхностей.
23





В иностранной технологии имеются также примеры успешного применения СМП в
конструкциях фасонных фрез и наружных протяжек.
1.1. ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
а - главный задний угол
а' - вспомогательный задний угол	*
Оо - задний угол пластины
у - главный передний угол
% - угол наклона кромки
<р - угол в плане
ср' - вспомогательный угол в плане
е0 - угол вершины пластины
tr - радиальный угол пластины фрезы
то - осевой угол пластины фрезы
Pv - основная плоскость
Рп - плоскость резания
Рт - главная секущая плоскость
Ps - рабочая плоскость
Dr - главное движение резания
Ds - движение подачи
d - диаметр окружности, вписанной в многогранник
S - толщина пластины
г - радиус округления вершины пластины
2. КОНСТРУКЦИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ С СМП
Виды фрез, их характеристика и назначение представлены в табл.1. На рис.1 показана
фреза конструкции ВНИИинструмента, заводов «Фрезер» и «Им. Воскова». Пятигранная
твердосплавная режущая пластина 1 своим отверстием свободно устанавливается на штифте
2, который запрессован в державку пластины 3. Державка устанавливается в паз корпуса
фрезы 8 с посадкой с зазором. Закрепление пластины в корпусе производится винтом 7 через
шайбу 6 и специальную втулку 4, установленную в корпусе. При завинчивании винта 7 в
державку 3 режущая пластина с помощью штифта 2 базируется по точно обработанным ко-
ническим поверхностям корпуса (см. сечение А-А), одновременно обеспечивая требуемые
углы в плане ф и ф' режущих кромок пластины.
Во втулке 4 между шайбой 6 и дном втулки установлена пружина 5, удерживающая
контакт режущей пластины с корпусом при отвинчивании винта с целью поворота пластины
после затупления режущей кромки или смены пластины. Плоскость державки 3, на которую
опирается режущая пластина, наклонена на отрицательный угол то, что обеспечивает тре-
буемый размер заднего угла а при отрицательном значении размера угла tr.
Система базирования пластин в корпусе фрезы вызывает большое биение как режу-
щих кромок, так и их вершин. Это обусловлено отсутствием линейного контакта между на-
правляющей и опорной базой пластины и коническими базовыми поверхностями корпуса,
вследствие чего характер контакта этих двух тел становится неопределенным. Работа такой
фрезой характеризуется повышенной вибрацией, повышенной волнистостью и шероховато-
стью обработанной поверхности и пониженной стойкостью.
На рис.2 показана конструкция торцовой насадной фрезы повышенной жесткости с
механическим креплением пятигранных твердосплавных пластин (ГОСТ 20861-75).
Способ крепления режущей пластины 1 отличается от представленного на рис.1 дву-
мя особенностями: паз в корпусе 8 для установки державки 3 выполняется наклонным под
углом то в осевом направлении и со смещением на угол Tr в радиальном направлении, а так-
же наличием диска 9, фиксирующего режущую пластину, для чего предусмотрен наклонный
паз, имеющий угол профиля пластины е0 = 108° (см. вид А-А). Боковые стороны паза пред-

Образование гнезда двумя деталями (рис.22,в и 22,г) более технологична, поскольку в
этом случае возможно шлифование базовых поверхностей.
Между опорной поверхностью гнезда и пластины проставляют опорный мерный ро-
лик (рис.22,в), чем улучшаются условия базирования. Базами пластины могут служить 3 вза-
имно ориентированные поверхности (рис. 22,д), описание такой конструкции см. текст к
рис.1.
Способы крепления СМП у фрез аналогичны рассмотренным ранее креплениям пла-
стин у резцов. Наибольшее распространение получили способы крепления клином и косой
тягой.
Уменьшение биения режущих кромок пластин достигают путем устройства регулиро-
вания их положения относительно осей фрезы. Большинство современных конструкций фрез
иностранных фирм имеют такие устройства (см. рис.4, 5, 6, 8 и др.).
Геометрические параметры пластины (углы ф, ат, yJ и углы ее наклона tr и то. Гео-
метрические параметры пластины определяют в инструментальной системе координат отно-
сительно основной плоскости Pv, проведенной через вершину 1 пластины. Относительно
плоскости Ру задают и углы установки пластины. На рис.23 показаны возможные варианты
радиального и осевого наклона на примере пластины квадратной формы. Относительно ра-
диуса фрезы - в радиальном направлении - позитивная пластина может иметь нулевой угол
радиального наклона (1R), положительный (2R) и отрицательный (3R). Негативная пластина
обычно располагается под отрицательным углом -tr (4R). Относительно оси вращения фрезы
- в осевом направлении - позитивная пластина может иметь также три положения 1.0, 2.0 и
3.0 соответственно с углами то=0°, +то и -то- Негативная пластина всегда располагается с
отрицательным осевым углом -то
В конструкции фрез пластина может иметь один (рис. 15) или два наклона (рис. 18). В
последнем случае возможны различные сочетания: двоякоположительное, например, сочета-
ние 2.R и 2.0, двоякоотрицательное (4.R и 4.0) и положительно-отрицательное (3.R и 2.0),
возможны и иные сочетания (2.R и 1.0).
Двоякоотрицательные фрезы. Радиальный tr и осевой то углы отрицательные для не-
гативных пластин позволяют получить хороший экономический результат, т.к. в этом случае
пластину можно перевернуть и использовать повторно. При этом обеспечиваются наилучшие
условия по прочности режущей кромки. Недостатком является большая деформация срезае-
мого слоя и большие силы резания обусловленные отрицательным передним углом -ут, а
также тяжелыми условиями отвода стружки при обработке пластичных материалов. Область
применения - фрезерование заготовок из серого и ковкого чугуна.
Двоякоположительные фрезы с положительным значением радиального и осевого уг-
лов. У таких фрез применяют позитивные пластины. Деформация срезаемого слоя и силы
резания снижаются. Толщина стружки и поверхность контакта ее с передней гранью пласти-
ны меньше, чем у двоякоотрицательных фрез. Облегчается отвод стружки. Область приме-
нения - обработка вязких материалов, например, легких сплавов и нержавеющей стали.
Положительно-отрицательные фрезы имеют положительный угол то и отрицательный
угол tr (3.R и 2.0). Они применяются для чернового фрезерования стальных заготовок.
В рассмотренных источниках конструкция фрез и, особенно, расположение пластины
в полной мере не выявлены. Поэтому фрезы, показанные на рис.1 - рис. 18, в значительной
степени представляют собой наши конструкторские разработки тех схем и фотографий, ко-
торые приведены в фирменных каталогах.
Выводы и предложения.
• Требуемые по условиям резания элементы лезвия (углы) пластины получают соот-
ветствующей установкой ее относительно оси корпуса фрезы. При этом как кром-
ки пластины, так и ее грани занимают общее положение относительно выбранных
(заданных) осей координат корпуса. Иными словами грани пластины непарал-
лельны (неперпендикулярны) ни одной из плоскостей проекции, относительно ко-
торых задана конструкция корпуса.
30



•	Гнездо для базирования пластины и оси элементов крепления также занимают
общее положение относительно системы координат корпуса.
•	На многих чертежах инструментов с СМП, почерпнутых из отечественных и ино-
странных источников, положение пластины графически не определено, что не по-
зволяет «прочесть» чертеж.
•	Задача определения размеров угловых параметров главной и вспомогательной ре-
жущих кромок не формализована, отсутствует методика определения зависимости
этих параметров от расположения пластины.
•	Единая система конструкторской документации (ЕСКД) не содержит классифика-
тора фрез с СМП, что препятствует внедрению САПР этих инструментов.
Для составления методики расчета и математического обеспечения САПР торцовых
фрез с СМП необходимо:
•	составить математическую модель положения режущей пластины, позволяющую
исследовать влияние углов установки пластины на геометрию главной и вспомога-
тельной кромок инструментов с этими пластинами;
•	разработать методику определения технологических углов установки заготовки
корпуса при обработке гнезда под пластину;
•	предложить последовательность выполнения изображений на сборочных чертежах
указанных инструментов;
•	составить классификатор ЕСКД для фрез с СМП;
•	установить область дозволенных величин углов установки пластин, как основы
плана экспериментального поиска оптимальных значений геометрических пара-
метров.
3.	КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ С СМП
Предлагаемая классификация торцовых фрез с СМП, основанная на единой класси-
фикации режущего инструмента [9], приведена в табл. 2.
4.	РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ПЛАСТИНЫ
В КОРПУСЕ ТОРЦОВОЙ ФРЕЗЫ
4.1.	Способ графического определения рабочего положения режущей пластины.
На рис.24 показаны три последовательных положения пластины: 1 - исходное, 2 - по-
сле поворота на угол tr вокруг оси Y, 3 - рабочее после поворота на угол то вокруг оси Xr.
Режущая часть пластины представлена фрагментом прямоугольной негативной пластины.
В исходном положении обозначена система координат корпуса фрезы XkYkZk, у кото-
рой ось Yk совпадает с осью вращения фрезы, и система координат пластины XYZ, начало
которой совпадает с вершиной пластины 1=0 и отстоит от Ок на расстояние R. Резание в ис-
ходном положении невозможно, т.к. на главной кромке 1-2 и вспомогательной кромке 1-3
нет задних углов, ребро 1-4 совпадает с обработанной поверхностью (лежит в плоскости
XkZk), а расстояние Ok4>R.
В промежуточном положении 2 пластина вместе с системой координат повернута во-
круг оси Y=Yr на радиальный угол tr против часовой стрелки, при этом образована новая
система координат XrYrZr. При этом расстояние Ок4 стало меньше R (Ok4<R), а углы в пла-
не ф2 и фг' изменились по сравнению с ф1 и ф1', которые были в исходном положении.
В положении 3 пластина занимает рабочее положение и образована новая система ко-
ординат XoYoZo поворотом на угол то вокруг оси Xr по часовой стрелке, при этом Xr=Xo.
При этом размеры углов в плане фз и ф'з должны получить окончательное значение. Сужде-
ние о работоспособности полученного положения пластины получают по размерам главного
и вспомогательного задних углов а; и а;', определяемых в рабочей плоскости Psi (рис.25).
33
Таблица 2
I Группа	Фрезы	|
1	
Под- группа	Фрезы общего назначения
1	
	Вид	Фреза торцевая			
Группа признаков вида	№ груп- пы вида	Признак		№ при- знака	
Форма тела рабочей части	1	Цилиндр круговой прямой			—
Вид главного движения Dr	2	Вращение правое			
		Вращение левое		2-2	
Направление движения подачи Ds	3	Любое, не совпадающее с осью глав- ного движения		ЭД	
Базы эксплуатационные	4	Отверстие цилиндрическое			
		Хвостовик конический с внутренней резьбовой частью		4.7.2	
Особенности конструк- ции	5	Цельная		5.1	
		Составная разъемная со вставными ножами		5.3.1	
		Составная со вставными сменными многогранными пластинами (СМП)			—
Вид зубьев (ножей)	6	Косой правый		6.2	
		Косой левый		6.3	
		Винтовой правый		6.5	
		Винтовой левый		6.6	
		Сменные многогранные пластины			
Способ образования задних углов	7	Затачивание		7.1	
		Затылование		7.2	
		Установкой режущего элемента отно- сительно корпуса			
Материал режущей час- ти	8	Сталь быстрорежущая		8.1	
		Сплав твердый спеченый			
					
					
	Подвид	Фреза торцевая насадная с СМП			
Группа признаков под- вида	Код группы подвида	Признак		Код призна- ка	—
Вид операции и (или) перехода технологиче- ского процесса	0.1	Фрезерование плоскости		0.1.1 0.1.2	
		Фрезерование уступа			
Характер операции	0.2	Черновая			—
		Чистовая		0.2.2	
Конструкция, базирование и крепление ножей	0.5	Классификатор способов крепления и базирования СМП			
Форма СМП	0.5.1	Трехгранная		0.5.1.1	
34
		Квадратная	0.5.1.21
		Прямоугольная	0.5.1J::
		Пятигранная	0.5.1.4
		Круглая	0.5.1.5
		Иная форма	0.5.l.i
Наличие заднего угла СМП	0.5.2	Пластина с задним углом - позитивная	0.5.2.1
		Пластина без заднего угла - негатив- ная	Q.5.2.2
Расположение СМП от- носительно оси корпуса фрезы	0.5.3	Радиальное	оТзТ!
		Тангенциальное	
		Торцевое	0.5.3.3 1
Способ расположения СМП	0.5.4	В пазе корпуса	0.5.4,1
		Во вставке	0.5.4.2
		В кассете	0.5.4.3
		Иное расположение	0.5.4.i
Вид и расположение опорных и боковых по- верхностей паза для ба- зирования СМП (см. рис.22)	0.5.5	Три взаимно перпендикулярно или иначе ориентированные плоскости	0J.5.1 1
		Отличается от 0.5.5.1 тем, что одна боковая плоскость заменена двумя прямыми, в ней лежащими	0.5.5.2
		Отличается от 0.5.5.2 тем, что вторая боковая плоскость заменена прямой, в ней лежащей	0.5.5.3
		Между боковыми плоскостями паза и пластины установлен промежуточный элемент	0.5.5.4
		Три взаимно ориентированные по- верхности	0.5.5.5
Способ крепления пла- стины	0.5.6	Винтом	0.5.6.1
		Клином	0J.6.2-,J
		Прихватом	0.5.6.3
		Косой тягой	0.5.6.4
		Качающимся рычагом	0.5.6.5
		Крепежным болтом с конической опо- рой	0.5.6.6
		Иным способом	0.5.6.i
Возможность регулиро- вания пластины	0.5.7	Не регулируется	0.5.7.1 J
		Регулируется относительно одной оси	0.5.7.2
		Регулируется относительно двух осей	0.5.7.3
		Регулируется относительно трех осей	0.5.7.4
Другие группы призна- ков	0.6...0.1 0	Признаки данного вида (рис. 1.. 18)	
Примечания:
*	- уровни классификации, их наименования и признаки вида и подвида полностью
приведены в [9]
*	* - признаки подвида соответствуют фрезе на рис. 18
35

Рас. 26

Полученная схема позволяет формализовать задачу перехода от углов поворота к гео-
метрическим параметрам фрезы, что будет сделано ниже.
Способ графического определения рабочего положения позитивной пластины показан
на рис.26...29. Последовательность и логика построения аналогичны; поворот на угол tr
произведен вокруг оси Y по часовой стрелке, суждение о работоспособности получают ана-
логично (рис.25).
4.2.	Графический расчет размера заднего угла at пластины.
На расчетной схеме (рис.30) позитивная режущая пластина толщиной S и с углом Оо
наклонена на положительный угол tr. Главная режущая кромка (вид А) имеет угол <р и среза-
ет слой с глубиной фрезерования t. Задний угол cq определяем в рабочей плоскости Psi между
касательной к окружности Ri и прямой i-j - линией пересечения пластины рабочей плоско-
стью.
Последовательное определение отрезков и углов расчетной схемы сведено в таблицу
4.1.
Таблица 4.1.
Расчетные формулы к рис.28.
№ расчета	ФОРМУЛА		
1	nl =S-tga0		
2	t n2 = — tg<P		
3	nt	tga П3 —	— Й sincp	sincp		
4	Rj = -^R2 +П2 +2R-H2 costr		
5	t o tga П4 - n2 - П3 -	S tg<p sincp		
6	„ 	 /2 । q2 П5 — у П4 + о		
7	r|i = arcsin	% sinTR' < R-i >	
8	* П1 = arctg -f- \ w у		
9	Rj = -^R2 + n2 + 2R • П5 sin(r]i + tr)		
10	n6 = Vn2 + n5 “ 2n2n5 sinTh		
11	r|2 = arcsin	^COSTli^ I n6 )	
12	04 =90° + т]}-tr-T]2		
4.3.	Двоякоотрицателъное положение пластины.
Схема расположения пластины с отрицательными углами tr и тр показана на рис.31.
Систему координат XYZ располагаем так, чтобы ось Y совпадала с осью вращения фрезы. В
плоскости XZ через точку 1 под отрицательным углом -tr проводим прямую, которая совпа-
дает с проекцией передней поверхности пластины в исходном положении.
Построим новую систему координат XxYxZx, начало которой совпадает с вершиной
пластины 1, ось Хх повернута на угол tr по часовой стрелке вокруг оси YX||Y. Плоскости XxZx
и XZ совпадают и перпендикулярны оси вращения фрезы.
38
Таблица 1. .
Фрезы с СШ фирмы SANDVIK C0R0MANT.
Наименование фрезы *	Характеристика*		Вид операции фрезерования		
Торцовая насадная	с*- о г»- о и и и и СП (О со * о - о । । О) СП Н f п A 8-w 8 %-	W	v 00 -G	45 -'J II	II •-‘СП	сл МО	о				
Торцовая насадная	D = 40-500, Ф = 90° t = 8, 13.3, 15, 18, 19		i		
Хвостовая торцовая	U = 12-40 t = 8-15				
Хвостовая торцовая	0= 12, 32 Ф « 45°, 60°				
Хвостовая торцовая с удлиненной режущей цилиндрической частью	|	D = 20-50, Lp = 17-65				
Хвостовая i цилиндрическая с радиусной i торцовой ! пластиной	D = 50, 63, 80 LP = 64, 76, 88 R = 4				
53
ч

41 ъ
о
М2--1
/Ъс. 5 О
44
Строим проекцию пластины на плоскость XTYT, где размеры ее сторон проецируются
в натуральную величину, а главная режущая кромка 1-2 составляет с осью Хт угол <р0, размер
которого условно принимаем равным углу в плане фрезы <р0=<Р- Последовательно строим
проекции исходного положения пластины на плоскости YTZT и XZ. Эти проекции обозначе-
ны тонкими линиями.
В исходном положении ребро пластины 1-5 лежит в плоскости, перпендикулярной
оси фрезы, что недопустимо по условиям резания. Развернем пластину вокруг оси Хт на угол
то, как это показано на дополнительной проекции, где образован задний угол ребра ая=то.
После этого поворота пластина заняла общее положение в системе XYZ, построение которо-
го на плоскости XZ и YZ прослежено для точки 2 (отрезки щ и пг).
Определение положения режущей пластины, выполненное методом замены плоско-
стей проекции, являясь принципиально правильным, сложно для выполнения рабочего чер-
тежа фрезы.
Расположим режущую пластину так, чтобы при заданных отрицательных углах tr и то
одна из ее плоскостей была бы перпендикулярной к плоскости YZ. Для этого повернем пла-
стину в новое положение (рис.32), при котором проекция ребра 1-5 станет перпендикулярной
оси X, а передняя поверхность пластины перпендикулярной Плоскости YZ.
Повернем точку 1 на угол -tr вокруг оси фрезы (ось Y) как это показано на рисунке.
Тогда проекция ребра 1-5 станет перпендикулярной плоскости XY, а передняя поверхность
пластины - перпендикулярной плоскости YZ по признаку перпендикулярность двух плоско-
стей. В плоскости YZ через точку 1 проведем прямую под углом -то (след плоскости перед-
ней грани пластины). Построим вид А и определим проекции пластины на плоскости YZ и
XZ (прослежено определение точки 2).
Проведем след основной плоскости Ру и построим проекцию пластины на эту плос-
кость (вид Б), в которой проекция главной режущей кромки 1-2 расположена под углом ср.
Проведем нормально к 1-2 след секущей плоскости Pt, построим сечение пластины этой
плоскостью (заштриховано). Определим размеры заднего а и переднего -у углов главной ре-
жущей кромки в секущей плоскости Рт.
В обоих построениях сделано допущение, что <р0=<р, более строгое решение будет рас-
смотрено ниже.
На рис.33 дано графическое определение положения двоякоположительной пластины
при положительных значениях углов tr и то- Построение выполнено аналогично показанно-
му на рис.32, поэтому не требуется дополнительного описания.
4.4.	Расположение пластины относительно корпуса фрезы.
Последовательность выполнения изображений положения пластины относительно
корпуса фрезы, показанная на рис.34, объединяет рассмотренные ранее на рис.24 три после-
довательных положения фрагмента негативной пластины.
Выберем систему координат XYZ, у которой начало координат - точка 1, принадле-
жащая окружности радиуса Ri, и плоскость XZ перпендикулярна оси фрезы. Преобразуем эту
систему в новую XrYrZr путем ее поворота на угол tr по часовой стрелке вокруг оси Y=Yr.
На плоскости XrYr построим натуральную величину треугольного основания пластины 1-2-3
так, чтобы главная режущая кромка 1-2 составляла с осью Xr угол фк, чго соответствует ис-
ходному положению пластины. Размер угла фк определен итерационным методом из усло-
вия, что в конечном положении пластины проекция режущей кромки 1-2 на основную плос-
кость XY составляет с осью X угол в плане ф (см. рис.31).
Строим проекции пластины на плоскости XrZr и YrZr и отмечаем цифрами 1,...,6 уз-
ловые точки пластины. Исходное положение пластины на всех проекциях показано тонкими
линиями.
Преобразуем систему XrYrZr в новую систему XoYoZo поворотом на угол то по часо-
вой стрелке вокруг оси Xr=Xq.
4б
Траектории движения точек при вращении вокруг оси Xq=Xr есть окружности, кото-
рые проецируются в дугу и в прямые линии, перпендикулярные оси вращения, как показано
для точки 2.
Воспользуемся заменой плоскостей проекции и построим проекцию пластины на
плоскость XY (прослежено нахождение точки 3 на этой проекции). Отметим главный и
вспомогательный углы фрезы ср и ср’. Конечное положение пластины выделено толстой лини-
ей. Обозначим систему координат корпуса XkRYkRZkR с началом в точке Ок. Эта система пре-
образована из XYZ путем переноса начала на расстояние Ri и поворота на угол tr вокруг оси
Y. Как было показано ранее (рис.30), после поворота на угол tr треугольное основание пла-
стины перпендикулярно плоскости XrZr и наклонено к оси Xr на угол то, а его вершина 1
отнесена относительно оси корпуса на расстояние M=RisinTR.
Строим проекцию пластины на плоскость YrZr, используя замену плоскостей проек-
ции (прослежено определение положения точки 3). Отмечаем на чертеже угол то и размер М.
На виде А показано исходное положение пластины, совпадающее с проекцией пластины на
ПЛОСКОСТЬ XrYr.
4.5.	Аналитическое определение углов аь у, a't негативной пластины.
Поставленную задачу решим, воспользовавшись рис.24, на котором показана нега-
тивная пластина при отрицательных углах поворота то и tr (см. рис.23, сочетание 4.R и 4.0).
С целью обобщения представим эту пластину фрагментом (частью) пластины любой формы,
содержащим главную 1-2 и 1-3 вспомогательную режущие кромки и вершину 1.
В начальном положении 1 введены обозначения: система координат пластины - XYZ,
система координат корпуса - XkYkZk, радиус фрезы - Rb главный угол в плане - <pi, угол при
вершине пластины - е0, задний угол пластины ао=0, вспомогательный угол в плане -
<p'i=180o-(pi-eo, длина стороны пластины -1, толщина пластины - S. В начальном положении
размер угла cpi принимаем равным размеру угла ср фрезы (cpi=cp).
Таблица 4.2.
Координаты узловых точек в системе XYZ в начальном положении.
Координата	№ точки			
	1	2	3	4
X	0	1 cos ср	-1 cos ср'	0
Y	0	Isincp	Isincp'	0
Z	0	0	0	S
Промежуточное положение пластины 2.
Пластина повернута вокруг оси Y на радиальный отрицательный угол -tr против ча-
совой стрелки. В новой системе координат XrYrZr, у которой Yr || Y, координаты узловых
точек сохраняют размеры, вычисленные для начального положения.
Пересчет координат узловых точек из системы XrYrZr в систему XYZ произведем по
формулам, в которых угол tr подставляется со своим знаком:
х = XR costr - ZR sinzR
-y = YR	(1)
z = XR sinxR + ZR costr
Таблица 4.3.
Координаты узловых точек в системе XYZ в промежуточном положении.
Координата	№ точки			
	1	2	3	4
X	0	lcoscpcosTR	-1 cos cp'costr	-SsinxR
Y	0	Isincp	Isincp'	0
z	0	lcoscpsinrR	-lcoscp'sinTR	Scostr
Размер угла срг определим по формуле:
У?	tgq>
(р 2 = arctg = arctg —
x2 V. costr
(2)
Окончательное положение пластины 3.
Пластина повернута вокруг оси Xr по часовой стрелке на отрицательный угол -то и
расположена в системе координат XoYoZo, у которой Xq || Xr.
Пересчет координат выполним по формулам с учетом знака углов то и tr:
Xr =хо
' Yr =y0COST0+Z0sinT0	(3)
Zr =-yoSinTo +ZqCOSTq
Таблица 4.4.
Координаты узловых точек в системе XrYrZr.
Координата	№ точки			
	1	2	3	4
X	0	1сО8ф	-1 COS ф'	0
Y	0	1 sin ф cos то	1зШф'с08То	S xsinTQ
Z	0	-1зтфзтто	-кшф'зттд	S X COS Tq
Координаты узловых точек в окончательном положении пластины в системе XYZ
получим с помощью формул (1).
Таблица 4.5.
Координаты узловых точек в системе XYZ.
Коорди- ната	№ точки			
	1	2	3	4
X	0	1 COS ф COSTr + + 1$тф8што shitr	- 1 COS ф'COSTr + + 1 sin ф' sin To sin Tr	-Seos Tq sinTR
Y	0	1 sin ф cos то	1 sin ф'cos Tq	S sin Tq
Z	0	lcosфsinтR - - 1 sin ф sin Tq COS Tr	-lcosф'sinтR - -IsH^'sHITq COSTr	ScOSTq COSTr
Углы в плане в конечном положении пластины определяются по формулам:
. у2	.	sin<picosT0
<РЗ = arctg = arctg--------------—------у----------
х2	coscpi costr + sincpi sinTg SHITr
,	, y3	Sintp COSTn
<P 3 = arctg	= arctg---------------------------- (5)
X3 -coscp costr +sm<p sinTgSinTR	v 7
Угол <рз, вычисленный по формуле (4), может существенно отличаться от угла ф фре-
зы. Во избежание этого искомое положение пластины следует повернуть вокруг оси 2=2r
так, чтобы ф1=фк- Угол фк (см. piic.32) должен иметь такой размер, при котором после пово-
рота пластины на углы tr и то угол фз=ф с требуемой точностью. Достигается это методом
приближения путем поворота пластины на угол Ат необходимое число раз в нужном направ-
лении. При этом необходимо контролировать минимально допустимый размер вспомога-
тельного угла фрезы фз' (формула 5). Эта процедура хорошо понятна из алгоритма (рис. 35).
Определение заднего угла cq в точке i главной режущей кромки 1-2 (рис.25).
Угол а; измеряется в рабочей плоскости Psi, параллельной координатной плоскости
XZ, между перпендикуляром к радиусу Rj и линией пересечения задней грани Аа плоскостью
Psi (прямая i-j).
Последовательность расчета а; показана в табл.4.6.
50
И. ро л "514 2.	1-L&.
Наименование фрезы	X	зрактериотика*	Вид операции Фрезерования
Дисковая	D =	80-315	
пполезная	В =	2.09-6.12	
(отрезная)	t =	17-119	
Дисковая	D =	80-250	
пазовая	В =	о со (0 ** ига	
	t =	18-87	
Дисковая	D =	100-315	
двухсторонняя	В =	13	J 1
	t =	24-114	
		/	
•		—	
			
						 - —
			
Дисковая	D =	80-315	
трехсторонняя	В =	10-24	
	t =	15-60	
Хвостовая	D =	10-40	
для	t я	7.5-37.5	
копировальных			1 \ \ \
работ	—			
*В графе обозначены:
D - диаметр фрезы; В - ширина фрезы; Lp - длина цилиндрической
прхушрй масти: t - максимальная глубина фрезерования.
Таблица 4.6.
Расчет угла eg (рис.25).
Определяемый элемент		Уравнение
Наименование	Обозначение	
Система XY		
Главная режущая кромка	1-2	У2 У = Xtg(p = X — x2
Кромка	4-5	у_у4=(х_Х4)У2. x2
Рабочая плоскость	Psi	y = aj
Координаты точки i	Xi, yi	x2 xi=a;-, yi =aj У2
Координаты точки j	XJ» Xi	xj =(а1-У4)^ + *4» Yj =ai У2
Система XZ		
Главная режущая кромка	1-2	z2 z = x-“ x2
Кромка	4-5	z-z4 =(x-x4)— x2
Координаты точки i	Xi,Zj	x2	z2 Xj = aj—, Zj =aj^- У2	У2
Координаты точки j	Xj,Zj	xj =(ч-У4)—+ x4> zj =(ai-y4)^2- + z4 У2	У2
Прямая AanPsj	i-j	X~Xj _ Z-Zj Xj-Xi Zj-Zj или через угловой коэффициент: zj ~ zi	zj ~ zi Z = X —	+ Zj - Xj —2	 Xj-Xj	xj—xi
Угол наклона прямой i-j к оси Z	Clzi	Xj-Xj azi -arctg	i Zi-Zj
Радиус точки i	Ri	Rj =-^(Rl 4-xj)2 + z?
Угловой параметр точки i	ni	• zi T|; =arcsin — Ri
Задний угол в точке i в ПЛОСКОСТИ Psi	aj	ai=-azi-Tli
Передний угол в точке i в ПЛОСКОСТИ Psi	Yi	Yi=Yxi+Tli * zi~ zi Yxi - arctg—	7 xi“xi
Угол наклона главной режу- щей кромки в плоскости Рп	X	( уЛ zj cos arctg — A, = arctg		— xi
Аналогично получим формулы расчета вспомогательного заднего угла oti’ в точке i'
вспомогательной режущей кромки 1-3, который измеряют в рабочей плоскости Psi (рис.25):
51
Хр - X
a'zi=arctg—(Ц)
zi’ zj’
R< = 7(Ri+xO2+(zl)2	(12)
,	• zi
T]i=arcsm^-	(13)
ai=— azi+Tli	(14)
где
, x3
xi=ai
Уз
У1 = ai
, z3
Zi =ai“
Уз
Xj =x4+(ai -Уд)2^
УЗ
zj =z4+(ai-Уд)^
Уз
Передний угол у; в точке i определяется по формулам:
Z* — Z*
y^arctg-1-------------------(15)
Xj-Xj
Yi=Yxi+rli	(16)
Угол наклона главной режущей кромки X определяют в плоскости резания Рп
(рис.25) и рассчитывают по формуле:
х = aj-ctg (sin tr - tg<p x sin т0 x cos tr ) x sin <pk
tgcp X COS Tq	'
4.6.	Аналитическое определение углов alt /i, а', позитивной пластины.
Исходное положение фрагмента позитивной пластины сведены к трем вариантам
(рис.26):
-	главный и вспомогательный углы в плане равны <pj = <pi, проекции ребра 1-4 совпа-
дают соответственно с осями координат Y и Z, углы	= 0 и §2 = 0;
-	пластина развернута относительно оси У на положительный угол 5] > 0, ср j > <pi;
-	пластина развернута относительно оси Y на отрицательный угол 5] < 0, ср j < <pj.
В конструкции фрез используют все три варианта, чаще применяют вариант второй
(§1 >0), обеспечивающий более оптимальное нагружение шпинделя фрезерного станка. При
этой схеме уменьшаются осевые составляющие силы резания и снижается нагрузка на опор-
ные подшипники шпинделя.
Размер углов 5j и 52 вычисляют по общим для трех вариантов формулам:
§1 =<pi + 0,5ео -90°	(18)
б2 = arctg((tga0 sin Si )/sin(0,5eo ))	(19)
Исходное положение негативной пластины (ад =0) также может принимать три по-
ложения, при которых 52 = 0 > а ребро 1-4 совпадает с осью Z.
Последовательность положений фрагмента пластины (5] >0) из исходного в конеч-
ное показаны на рис. 27. Координаты узловых точек 2 и 3 в начальном и конечном положе-
ниях определяют по формулам из табл. 4.5 с учетом изменения знаков углов tr и т0 на
противоположные.
32
Координаты точки 4 вычисляют с учетом положительного значения заднего угла пла-
стины а0, вследствие чего ребро 1-4 во всех положениях является прямой общего положе-
ния.
Формулы координат точки 4.
Положение 1 - исходное.
х4 = S • tga0 sin/sin(0,5eo),
у 4 = S-tga0 cos5i/sin(0,5eo)
z4 =S
Положение 2 - поворот вокруг оси Y на угол tr .
х4 = S-sin(xR -52)/cos5i
У4=У4
z4 = S-cos(tr -52)/с08^1
Положение 3 - поворот вокруг оси Xr на угол т0.
aR = arctg(y4/s),
z4R = S cos(aR +To)/cosaR ,
S3 = arctg (sin 5 2 cosccr /(1 - cos(ccr + t0))),
x4 =x4 = z4R -sin(T0 -53)/cos53
y4 = У4 = S • sin(aR + To)/cosaR >
z4 =Z4 = Z4R -COs(to -§з)/созбз
(20)
Дополнительные размеры aR, z4R, S3 обозначены на расчетной схеме.
Последовательность положения фрагмента пластины при Sj = 0 показаны на рис.28.
Координаты узловых точек 2 и 3 в конечном положении определяют по формулам из
табл.4.5 с учетом изменения знаков углов tr и то на противоположные. Координаты точки 4
вычисляют с учетом положительного значения заднего угла пластины Оо, вследствие чего
ребро 1-4 в исходном положении является прямой общего положения. Последовательность
расчета координат точки 4 в конечном положении вычисляют по формулам для исходного
положения (Si > 0) (рис. 27) при подстановке 5[ = 0 и 52 = 0 •
Схема графического определения угловых параметров негативной пластины показана
на рис. 29.
Алгоритм расчета параметров режущей пластины представлен на рис. 35, а пояснения
к нему в таблице 4.7.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
1.	ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих поня-
тий.
2.	ГОСТ 19042-80. Пластины сменные многогранные твердосплавные.
3.	Сменные многогранные пластины для точения, фрезерования и резьбонареза-
ния. Каталог МКТС 1.001-95-РУС.
4.	Каталог фирмы «Walter» 4/81/449.
5.	Rotierende Werkzeuge und Wendeschneidplatten. Каталог фирмы SANDVIK
COROVANT, Cl 100:4-GER.
6.	Каталог фирмы HERTEL. 1900-SU.
7.	Классификатор ЕСКД. Класс 76. Детали технологической оснастки инструмен-
та. М.: Издательство стандартов, 1986. - 78 с.
8.	Малевский Н.П. Математическая модель САПР режущей части инструментов с
многогранными пластинами. Учебное пособие по курсу "Режущий инстру-
мент".- М.: Издательство МВТУ, 1986.- 22 с.
9.	Малевский Н.П. Классификация режущих инструментов // Технология метал-
лов.- 1998, №1.- С. 25-32.


“ °2 ‘ 2 ‘	‘ у ' Л ‘О ‘/
Zz/лХ | 
“°2SOO<^
у-----------ST-------——=--Зкмо = у ‘ '£ + “Л = 7
*d> BIS * ( ' 2SOO °2UIS^/- ’2111s)
' Y — ‘ X	'>1
—r—3j3JD = “Л ‘ 'll + •’»- = 'n ‘•^uisojb = 'U t £z + Z( 'X + 'У)Д = '2/
: :+ ’z* 'z 'x^?^-'x
. CA ,	. */	, .'X
. -r.-r- = z °='A : -?-r- =' X u+ )o-= то -у— uisojb = и
lZ* v	lX^f	!Z ’
( 'z— 'z A	zr
‘ zZ + zCx + 'X^ = ‘X  -7—7- X102D = -» :7—+ fz = 'z ‘'к
у XX xx J
. ZA ,	. ZA , . W . r
Х+УМ^)‘ x -^‘z	°
E BE
Пояснения к алгоритму расчета геометрических параметров зубьев фрез со сменными
многогранными пластинами.
Блок!	Ввод исходных данных для расчета.
Блоки II и III	В предложенном алгоритме отсутствуют элементы оптимизации положения пластины по каким-либо параметрам, предложенная программа только про- изводит расчет угловых параметров пластины в заданном интервале угло- вых положений (tr и то), оставляя вопрос о выборе оптимального положе- ния пользователю. Предельные значения угловых параметров пластины разбиваются на требуемое число интервалов (К и М) и рассчитываются ша- ги изменения исходных параметров (dTR и dTo)- В процессе поиска опти- мального положения пластины необходимо либо сужать область изменения параметров положения пластины (tr и то), либо увеличивать дискретность их изменения в расчете (К и М).
Блоки IV и V	Инициализация переменных цикла, используемого для изменения парамет- ров положения пластины.
Блок VI	Задание начальных значений главного и вспомогательного углов в плане, использующихся в качестве первого приближения для дальнейшего итера- ционного уточнения положения пластины.
Блок VII	Для пластин любого типа производится расчет координат точек 1,2 и 3.
Блок VIII	В зависимости от типа пластины (позитивная или негативная), что опреде- ляется начальным задним углом осо, в блоках IX и X происходит расчет ко- ординат точки 4.
Блок XI	Расчет реального значения главного угла в плане.
Блоки XIX и XIII	Решается вопрос о попадании главного угла в плане в требуемый допуск (при этом используются значения верхнего и нижнего допустимого откло- нения величины главного угла в плане).
Блоки XIV и XV	В зависимости от реального значения главного угла в плане, корректирует- ся его начальное значение (т.е. в зависимости от положения полученного значения относительно поля допуска, величина шага изменения начального значения отнимается или вычитается) и осуществляется переход к блоку VII. В этом цикле движение осуществляется до момента попадания главно- го угла в плане в требуемый допуск. В данной области алгоритма заложена потенциальная возможность зацикливания, поэтому при программной реа- лизации необходимо еще и уменьшать шаг.
Блок XVI	Цикл, в котором осуществляется расчет всех угловых параметров по глав- ному и вспомогательному лезвию вдоль соответствующих кромок в N точ- ках.
Блок XVII	Расчетный блок: главные и вспомогательные задние углы, передний угол, угол наклона главной режущей кромки.
Блок XVIII	Вывод результатов одного такта цикла. Возврат к блоку XVI для продолже- ния цикла или выход.
Блоки XIX и XX	Решается вопрос о переборе всех шагов исходных угловых положений пла- стины, в случае окончания перебора - конец программы.
Блоки XX и XXI	Увеличение счетчика соответствующего цикла на единицу и повтор реше- ния.
56
Какие задачи можно решить с помощью нашего учебного пособия
№ п/п	Задача	Параграф, таблицы, рисунки
1	Ознакомиться с видами торцовых фрез, их характеристиками и назначением	Таблица 1
2	Ознакомиться и выбрать необходимую кон- струкцию фрезы для конкретных условий обра- ботки	Параграф 2, рис. 1.. .23
3	Ознакомиться с классификацией торцовых фрез с СМП	Таблица 2
4	Определить графически рабочее положение позитивной и негативной режущих пластин	Параграф 4.1, рис. 24...27
5	Рассчитать величину заднего угла пластины графическим методом	Параграф 4.2, рис. 28, таб- лица 4.1
6	Ознакомиться с понятиями двоякоотрица- тельного и двоякоположительного положения пластин, определить их рабочие положения	Параграф 4.3, рис. 29...31
7	Определить положение пластины относи- тельно корпуса фрезы	Параграф 4.4, рис. 32
8	Определить геометрические параметры не- гативной пластины аналитическим методом	Параграф 4.5, таблицы 4.2...4.6
9	Определить геометрические параметры по- зитивной пластины аналитическим методом	Параграф 4.6
10	Ознакомиться с алгоритмом расчета геомет- рических параметров пластины	Рис. 33, таблица 4.7
11	Установить дополнительную литературу по фрезам с СМП	Список использованной ли- тературы
57
Pit Ptr
G
ставляют собой точно обработанные плоскости, что обеспечивает более точное базирование
режущей пластины и лучшие эксплуатационные характеристики фрезы по сравнению с кон-
струкцией, показанной на предыдущем рисунке. Назначение деталей 2...7 то же, что и на
рис.1.
На рис.З показана конструкция фрезы фирмы «Sandvik Coromant» [2], предназначен-
ной для обработки плоскостей корпусных деталей из серого и ковкого чугунов в автострое-
нии (AUTO-fraser). Высокая технологичность конструкции достигается применением корпу-
са 1, на котором устанавливается кольцо-сепаратор 2 с пазами для пластины, что позволяет
точно обработать установочные и направляющие плоскости пазов. Режущая пластина 3 с по-
мощью подпружиненного клина 4 прижимается через специальный ролик 5 к конической
опорной поверхности корпуса. При этом цилиндрическая поверхность ролика контактирует
по прямой как с образующей конической поверхности, так и с боковой опорной поверхно-
стью режущей пластины, что обеспечивает точность ее базирования. Клин 4 фиксирует по-
ложение пластины с помощью пружины 6 с разрезной шайбой 7. Конструкция обеспечивает
быстросменность, для чего предусмотрен специальный монтажный рычаг (на рис. не пока-
зан), который опирают на выступ корпуса и головку клина и путем нажатия пружины осво-
бождают пластину после ее затупления. При этом стержень клина 4 удерживает ролик 5 в
корпусе с помощью выточки в его средней части.
Фрезы этой конструкции обладают высокой компактностью: при диаметре D от 80 до
500 мм они имеют соответственно число Z зубьев от 10 до 40. Фрезы применяются для чер-
новой и чистовой обработки, в последнем случае используется пластина с фаской и кромкой,
как это показано на рисунке.
Конструкция фрезы фирмы «WALTER» (рис.4) предусматривает возможность точной
регулировки положения режущих пластин в радиальном и осевом направлениях относитель-
но корпуса, чем, по мнению фирмы, достигается минимальное биение режущих кромок и
вершин пластин (не более 0,01 мм). Державка 1 с закрепленной пластиной устанавливается в
пазах корпуса 2 и закрепляется клином 7 с помощью винта 8. Регулировка в осевом направ-
лении производится с помощью винта 4, который упирается в съемный диск 3, установлен-
ный и закрепленный на корпусе. Конструкция фрезы технологична, поскольку пазы корпуса
точно обрабатываются «на проход». Регулировка пластины в радиальном направлении про-
изводится с помощью клина 6 и винта 10 (см. сечение Б-Б), при этом державка пластины
удерживается в корпусе винтом 9. Регулировка допустимого биения главной режущей кром-
ки достигается винтом 5.
Регулировка пластин производится вне станка с помощью индикаторного приспособ-
ления. В конструкции предусмотрена статическая балансировка с помощью двух сухарей 11,
которые фиксируются в кольцевом пазе корпуса с помощью специального винта 12 и фикси-
рующего шарика 13. Крепление пластины в державке производится с помощью винта
(см.рис. 6 сеч.Б-Б). В проспекте фирмы указывается на возможность применения специаль-
ных пластин с припаянными пластинами из композита. По нашему мнению, конструкция со-
держит много деталей и отличается большой сложностью в изготовлении и регулировке.
Пример более простого решения задачи регулировки положения режущей пластины
показан на рис. 5. Корпус 1 фрезы конструкции фирмы «WALTER» имеет открытые пазы от-
носительно простой формы и опорный диск 2, в который упираются кассеты 3, служащие
для ориентирования позитивных режущих пластин 5 трехгранной формы с фасками (сеч. А-
А). Открытое гнездо кассеты имеет направляющую плоскость в виде двух выступов и опор-
ный упругий элемент со скругленным торцом, в который упирается режущая пластина. Кас-
сета закреплена в корпусе с помощью клина 9 винтом 8. Между боковой поверхностью паза
корпуса и кассетой установлена планка 7 (сеч. Б-Б). Режущая пластина установочной плоско-
стью опирается на клин 10 и закрепляется винтом 11 (сеч. В-В), при этом клин 10 не касается
кассеты, как это показано на основном виде.
Регулирование допустимого биения главной режущей кромки и фаски пластины про-
изводится вне станка на специальном индикаторном приспособлении. Перемещение пласти-
ны осуществляется с помощью винта 4 через упругий элемент кассеты, при изгибе которого