Фрезы для обработки минишипов

 Для обработки минишипов существует большое количество типов фрез. Из предлагаемых фрез не все конструкции способны обеспечить качественную обработку минишипов. Из всех предлагаемых типов данных фрез наибольшее распространение получили фрезы «минишип» всего двух видов: это, так называемые, фрезы «веерного типа» и монолитные блочные фрезы.

Рассмотрим первый тип фрез (рис. 1).  Этот инструмент представляет собой набор фрез, которые собираются на оправку в виде спиральной фрезерной гарнитуры. Спиральное расположение фрез достигается за счёт того, что каждая фреза обрабатывает всего один минишип. При сборке инструмента каждая последующая фреза сдвигается относительно предыдущей на некоторый небольшой угол.

Лезвия этих фрез всегда выполняются из твёрдого сплава. Это делается с целью достижения универсальности этого инструмента. То есть, этими фрезами можно обрабатывать как мягкие, так и твёрдые породы древесины. Популярность этого инструмента обусловлена оптимальным соотношением цена-качество. Спиральное расположение фрез обеспечивает «мягкую обработку» заготовки.

Поскольку зубья инструмента расположены по спирали, фрезы вступают «в работу» поочерёдно, чем достигается равномерное распределение нагрузки на шпиндель станка. Обработка минишипов - это цикличная операция, при которой инструмент постоянно совершает возвратно-поступательное движение относительно заготовок. Фрезерная гарнитура спирального типа позволяет существенно снизить «ударные» нагрузки не только на шпиндель, но и на всю конструкцию станка. Понятно, что такой инструмент обеспечивает более длительный срок службы узлов шипорезного станка.

Другое достоинство данного типа инструмента – ремонтопригодность. Значительная проблема всех фрез минишип это выкрашивание режущих кромок. Поскольку зубья этих фрез имеют острые кончики, то они могут выкрашиваться на мёртвых сучках. Другая проблема, актуальная для всех инструментов, – разрушение режущих лезвий при встрече с так называемыми инородными телами в теле обрабатываемой заготовки. Инородные тела – это металл, камешки, грязь. Понятно, что при встрече с металлом разрушиться любой инструмент, каким бы качественным он ни был. Преимущество данного инструмента состоит в том, что при разрушении фрезы со сколотыми зубьями можно заменить на новые. То есть из гарнитуры вынимается один или несколько «лепестков» – фрез. Такая замена стоит относительно недорого.

Отличительной особенностью данного инструмента является то, что эти фрезы могут работать на шипорезных станках только с пильным узлом. Этот инструмент устроен таким образом, что фрезерная гарнитура не обрабатывает «верхушки» минишипов. Эти «верхушки» должны быть обработаны предварительно, до того как в работу вступят фрезы. (Если посмотреть на фрезы со стороны передней поверхности, то можно увидеть, что режущие кромки двух соседних фрез не пересекаются, то есть они «обрываются» и между фрезами существует зазор.)

Рисунок 2: лезвия со стороны передней поверхности

Таким образом, до начала фрезерования должны быть не только обработаны «верхушки» будущих минишипов, но и все заготовки должны быть отторцованы и забазированы относительно фрезерной гарнитуры. Базирование заготовок обозначает следующее: все торцы фрезеруемых заготовок должны находиться на определённом расстоянии относительно шпинделя, на котором установлены фрезы «минишип». Другими словами, заготовки должны быть отторцованы за один установ непосредственно на шипорезном станке, на котором установлены фрезы «минишип». Отторцевать заготовки на другом станке, а затем установить их на шипорезный станок невозможно, поскольку установить их на нужном расстоянии весьма затруднительно.

С помощью фрез данной конструкции возможно обрабатывать как «открытый», так и закрытый минишипы.

(открытый минишип: рис. 3.1, закрытый минишип: рис. 3.2)

Для получения «закрытого минишипа» во фрезерную гарнитуру добавляется так называемая фреза «заплечик». Эта фрезы фрезерует на торце заготовки небольшой прямолинейный участок, по которому происходит смыкание заготовок при их сращивании. Такой «минишип» называют «закрытым» из5за того, что при дальнейшей обработке срощенной заготовки, фуговании, например, места стыка заготовок на поверхности практически не видно. Если же на сращиваемых заготовках данное «плечо» отсутствует, то при дальнейшей обработке (а она обязательна) на месте стыка образуется весьма заметная «рваная» линия.

Второй тип фрез. Фотография монолитной блочной фрезы: Рис.4

Монолитные блочные фрезы так называются поскольку представляют собой «блок» – фрезу, которая обрабатывает четыре – семь минишипов и этот блок не разбирается. Высота такого блока может быть разной. Это зависит от количества зубцов во фрезе и от шага, обрабатываемых минишипов. Как правило, количество зубцов в одной фрезе не бывает меньше четырёх. Для того чтобы обработать заготовку определённой высоты данные фрезы , как и все фрезы для обработки минишипов, составляются во фрезерную гарнитуру. По этой причине эти фрезы называют ещё составными.

Основная особенность в конструкции фрез, о которых мы сейчас говорим, состоит в том, что зубья этой фрезы вставлены и запаяны в корпус фрезы («врощены») каждый по отдельности. То есть эти фрезы необходимо отличать от фрез, в которых лезвие припаяно непосредственно к державке. «Врощенный» зуб отличается от напаянного зуба, что сразу бросается в глаза, значительно большей шириной. Другими словами, фрезы с «врощенными» зубьями имеют чрезвычайно высокий ресурс. И это понятно, поскольку ширина такого «врощенного» зуба может достигать 30 миллиметров. Толщина же напаянного зуба редко превышает 8мм.

Фотография врощенных зубьев. Рис.5 Материалом, из которого изготовлены зубья этих фрез, может быть либо быстрорежущая сталь, либо твёрдый сплав. Быстрорежущая сталь является более стойкой по сравнению с твёрдым сплавом к ударным нагрузкам. Такая ударная нагрузка возникает «при встрече» лезвия инструмента с мёртвым сучком, которые в основном встречаются в мягких хвойных породах. Поскольку на мягких породах стойкость к затуплению быстрореза и твёрдого сплава примерно одинаковы, то для обработки хвойных пород древесины предпочтительнее использовать фрезы с зубьями из быстрорежущей стали. При обработке твёрдолиственных пород – фрезы с зубьями из твёрдого сплава.

Зубья впаяны в корпус фрезы «через один», между двумя соседними зубьями имеется промежуток. Эти промежутки заполняются на следующем зубе фрезы, который повёрнут на 90 градусов, относительно предыдущего. То есть, зубья в теле фрезы расположены в шахматном порядке. Такое пространство между зубьями позволяет обеспечить хороший теплоотвод из зоны обработки и свободный выход стружки из зоны резания.

(шахматное расположение зубьев. Рис.6)

По своей конструкции блочные фрезы могут иметь два типа геометрии режущих лезвий: первый тип – фрезы для работы на шипорезных станках с пильным агрегатом, второй тип – это станки без пильного агрегата.

(Обработка с пильным и без пильного агрегатами. представлена на чертежах на рис.7,8)

Станок без пильного агрегата – это обычный вертикальный фрезерный станок с шипорезной кареткой. Обработка минишипов данными фрезами на таких станках возможна, поскольку на зубьях фрезы имеются дополнительные режущие кромки. ( чертеж, представленный на рис.9). С помощью этих режущих кромок одновременно осуществляется торцевание заготовок и обработка вершинок минишипов. При такой нагрузке инструмент затупляется значительно быстрее. Шипорезный станок с пильным агрегатом позволяет существенно сэкономить на затратах на инструмент, его обслуживание и на простоях станка.)

Источник: http://www.toolland.ru/articles.asp?type=15344&id=385392#fr