Фрезы для обработки минишипов
Для обработки минишипов существует большое количество типов фрез, но не все они способны обеспечить достойное качество обработки. Из всех предлагаемых типов подобного инструмента наибольшее распространение получили фрезы «минишип» всего двух видов: это так называемые фрезы веерного типа и монолитные блочные фрезы.
Рис. 1. Фреза веерного типа
Рассмотрим первый тип фрез. Этот инструмент представляет собой набор фрез, которые собираются на оправку в виде спиральной фрезерной гарнитуры. Спиральное расположение фрез достигается за счет того, что каждая из них обрабатывает всего один минишип. При сборке инструмента каждая последующая фреза сдвигается относительно предыдущей на некоторый угол.
Лезвия этих фрез всегда выполняются из твердого сплава. Это делается с целью достижения универсальности данного инструмента. То есть этими фрезами можно обрабатывать как мягкие, так и твердые 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 поочередно, 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 их зубья имеют острые кончики, то они могут окрашиваться при распиле сучковатой древесины. 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 разрушится 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 вынимаются 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 и между ними существует зазор.
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 определенном расстоянии относительно шпинделя, на котором установлены фрезы «минишип». Другими словами, заготовки должны быть оторцованы за один установ непосредственно на шипорезном станке, на котором расположены фрезы «минишип». Отторцевать заготовки на другом станке, а затем переместить 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 (рис. 2.1, 2.2).
Рис. 2.2. Закрытый минишип
Рис. 2.1. Открытый минишип
Для получения закрытого минишипа во фрезерную гарнитуру добавляется так называемая фреза «заплечик». Этот инструмент фрезерует на торце заготовки небольшой прямолинейный участок, по которому происходит смыкание заготовок при их сращивании. Такой минишип называют закрытым из-за того, что при дальнейшей обработке сращенной заготовки, например фуговании, 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.
Рис. 3. «Врощенные» зубья пилы
Монолитные блочные фрезы представляют собой блок - фрезу, которая обрабатывает четыре-семь минишипов. Этот блок не разбирается, его высота зависит от количества зубцов во фрезе и от шага обрабатываемых минишипов. Как правило, количество зубцов в одной фрезе не бывает меньше четырех. Для того чтобы обработать заготовку определенной высоты, фрезы объединяются во фрезерную гарнитуру. По этой причине эти фрезы называют еще составными.
Основная особенность их конструкции состоит в том, что зубья этой фрезы вставлены и запаяны в корпус фрезы («врощены») каждый по отдельности (рис. 3). То есть они отличаются от фрез, в которых лезвие припаяно непосредственно к державке. «Врощенный» зуб отличается от напаянного значительно большей шириной, и это сразу бросается в глаза. Другими словами, фрезы с «врощенными» зубьями имеют чрезвычайно высокий ресурс.
И это понятно, поскольку ширина такого «врощенного» зуба может достигать 30 мм. Толщина же напаянного зуба редко превышает 8 мм.
Материалом, из которого изготовлены «врощенные» зубья, может быть либо быстрорежущая сталь, либо твердый сплав. При этом быстрорежущая сталь является более стойкой к ударным нагрузкам. Такая нагрузка возникает при встрече лезвия инструмента с мертвыми сучками, которые в основном присутствуют в мягких хвойных породах.
Поскольку на мягких породах стойкость к затуплению быстрореза и твердого сплава примерно одинаковы, то для обработки хвойных пород древесины предпочтительнее использовать фрезы с зубьями из быстрорежущей стали, а при обработке твердолиственных пород - фрезы с зубьями из твердого сплава.
Зубья впаяны в корпус фрезы «через один», между двумя соседними зубьями имеется промежуток. Эти промежутки заполняются на следующем зубе фрезы, который повернут на 90° относительно предыдущего. То есть зубья в теле фрезы расположены в шахматном порядке (рис. 4). Такое пространство между зубьями позволяет обеспечить хороший теплоотвод из зоны обработки и свободный выход стружки из зоны резания.
Рис. 4. Шахматное расположение зубьев
Рис. 5
По своей конструкции блочные фрезы могут иметь два типа геометрии режущих лезвий: первый тип - фрезы для работы на шипорезных станках с пильным агрегатом, второй - станки без пильного агрегата.
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 (рис. 5). С помощью этих режущих кромок одновременно осуществляется торцевание заготовок и обработка «верхушек» минишипов. При такой нагрузке инструмент затупляется значительно быстрее.
Шипорезный станок с пильным агрегатом позволяет существенно сэкономить затраты на инструмент, его обслуживание и обеспечить работу станка без простоев.
Антон СМИРНОВ,
технический директор
