ФРЕЗА

Фреза [В некоторых русских мастерских шарошка. ]. — Под этим названием, заимствованным с французского (Fraise), известен особый вид режущего инструмента, применяемый при обработке металлов, дерева, кости, рога, кожи и других материалов и состоящий из нескольких соединенных неподвижно резцов, получающих вращательное движение около одной общей оси. В исключительных (правда, редких) случаях, Ф. может состоять и из одного лишь вращающегося резца, или же не вращаться, а качаться около неподвижной оси (так называемой крючки). В настоящей статье рассмотрены будут наиболее употребительные Ф., применяемые лишь при обработке металлов в нормальном машиностроении. Режущие ребра резцов, образующих Ф., имеют вид прямых, ломанных или кривых линий и представляют, в первом случае, производящие одной общей цилиндрической или конической поверхности, или радиусы одного общего круга; во втором и третьем случаях — ломанные или кривые, производящие одного общего тела вращения, или винтовые линии, следующие одной общей цилиндрической поверхности и имеющие одинаковый подъем спирали. Во всех этих случаях ребра всех резцов Ф. обыкновенно совершенно тожественны по форме и равны по величине. Соединение всех резцов (или зубьев), образующих Ф., в одну общую, неподвижную систему производится различными способами. Чаще всего зубья прямо нарезаются на самом теле Ф.; иногда они заготовляются отдельно, вставляются во фрезерный диск и закрепляются в нем клиньями и винтами. Наконец, иногда зубья нарезаются, по несколько зараз, на отдельных сегментах, которые, будучи укреплены на диске Ф. винтами, образуют целый зубчатый обод. Вставные зубцы дозволяют устраивать Ф. больших диаметров, что представляет большие трудности при самородных, т. е. нарезанных в самом теле Ф., зубьях, так как диски больших диаметров при закалке почти всегда коробятся. Зубья (самородные или вставные) располагаются или на одной лишь боковой поверхности Ф., или на одной лобовой, или, наконец, одновременно и на боковой, и на лобовой ее поверхностях. Ф. снабжаются обыкновенно центральным отверстием, которым они надеваются на вращающийся шпиндель фрезерного станка. Чтобы зубцы Ф. могли снимать стружку, необходимо, кроме круговращательного движения около ее оси, сообщить ей еще и поступательное перемещение, вместе с осью, вдоль этой оси или перпендикулярно к ней. В первом случае (весьма редком) Ф. может работать только лобовыми зубьями, и в таком случае она снимает непрерывную спиральную стружку. Во втором случае Ф. может работать и лобовыми, и аксиальными зубьями. Зубья Ф. снимают стружку не более, как на половине описываемых ими окружностей, остальную же часть их кругового пути зубья движутся, не снимая стружки. Действие каждого зуба Ф. уподобляется при этом действию строгального или долбежного резца. В большинстве случаев оставляют ось Ф. неподвижной, поступательные же перемещения, навстречу зубьям Ф., сообщают самому обрабатываемому предмету. Но применяется и второй принцип, т. е. движущаяся ось Ф. при неподвижном обрабатываемом предмете. Условия действия зубцов Ф., указанные выше, от этого, конечно, не изменяются. Абсолютные перерывы в работе фрезерных зубьев происходят лишь во Ф. с очень малым числом зубьев (1—3); при большем числе зубьев, прежде, нежели один зубец закончит рабочий свой ход, уже начинает работу следующий за ним зубец. Обыкновенно же число зубцов избирается такое, чтобы в одновременной работе находилось постоянно не менее 2—3 зубьев. Таким образом, несмотря на периодичность действия каждого отдельного зуба Ф., общую работу всего инструмента следует признать непрерывной. Холостой ход фрезерных зубьев (т. е. та часть их полного оборота, на которой они не снимают стружки) длится, по крайней мере, столько же, сколько и рабочий их ход; также и длина холостого хода в Ф. обыкновенно значительно более, нежели длина рабочего их хода. В строгальных и долбежных станках холостой ход резца лишь чуть-чуть длиннее рабочего, притом всегда совершается в значительно более короткий промежуток времени, чем рабочий. Вследствие этого зубья Ф. менее нагреваются во время работы (действием трения о обрабатываемый материал) и успевают более охладиться при холостом их ходе, чем резцы строгальные и долбежные. Ф. устраиваются в форме цилиндров, дисков, колец, конусов, тел вращения с ломанными или криволинейными производящими, или сложных тел, не подходящих под определение тел вращения; наконец, в виде отдельных зубьев, крючков и т. п. Поэтому удобнее классифицировать Ф. не по их внешней форме, а по способу их действия на обрабатываемую поверхность. В этом отношении можно разделить Ф. на три характерных класса: I — аксиальные (осевые) Ф. Зубья их лежат в плоскостях, проходящих через ось Ф., но не образуют с нею прямых углов. Ось Ф. параллельна обрабатываемой поверхности. II — радиальные (лобовые) Ф. Зубья их расположены в плоскости, перпендикулярной к оси Ф., ось же во время работы перпендикулярна к обрабатываемой поверхности. III — смешанные Ф. Они имеют и осевые, и лобовые зубья, или же снабжены зубьями сложной формы, профиль которых подходит в одних его частях к первому условию, в других — ко второму. Сюда же относятся и Ф. с такими профилями, которые не подходят ни под одно из выше сделанных определений. К каждому из этих трех классов Ф. принадлежит целая серия их разновидностей, из которых здесь отмечены лишь наичаще употребляющиеся. Так, из числа аксиальных Ф. изображена на фиг. 1 цилиндрическая Ф. с прямыми зубьями, длина которых обыкновенно превосходит диаметр Ф. или лишь несколько его менее. Такие Ф. употребляются главным образом для обработки поверхностей (плоских и кривых), ширина которых менее длины зубцов Ф., причем концы Ф. свешиваются с обрабатываемой поверхности. Для специальных работ применяются Ф. с короткими зубьями, типов, изображенных на фиг. 2 и 3. Первая из них служит для пробирания шпунтов и называется прорезной, вторая употребляется для отделения от обрабатываемого предмета кусков, действует наподобие круглой пилы и называется разрезной Ф. На фиг. 4 и 5 изображены конические аксиальные Ф.; первая из них применяется для обработки плоских и кривых поверхностей, ширина которых менее длины зубьев Ф.; вторая — для выбирания шпунтов с угловым профилем. Из класса радиальных или лобовых Ф. наиболее употребительны следующие: лобовая Ф. с зубьями, нарезанными в самой массе ее тела и расположенными по радиусам одного и того же круга (фиг. 6), и Ф. с таковыми же вставными зубьями (фиг. 7). Та и другая употребляются для обработки плоскостей, перпендикулярных к оси Ф. К третьему классу фрез, названных выше смешанными, относится наибольшее число их разновидностей. Из них наиболее употребительны следующие: аксиально - лобовые Ф., представляющие соединение двух основных типов и работающие одновременно и аксиальными и лобовыми зубьями. Типы их представлены на фиг. 8 и 9. Ф. первого типа применяются для пробирания или расфрезовки шпунтов; Ф. второго типа — для обработки двух смежных, взаимно перпендикулярных плоскостей. Отличие их состоит лишь в различном развитии аксиальных зубьев. Ф. фиг. 8, равно как и фиг. 5, представляют тип фрез с самородными оправками. К этому же классу смешанных Ф. принадлежат Ф. со спиральными зубьями, почти совершенно вытеснившие из употребления Ф. с прямыми зубьями типа, изображенного на фиг. 1. Подобная Ф. представлена на фиг. 10. Название спиральной она получила вследствие того, что ребра ее зубьев (аксиальных) направлены не по ребрам цилиндра, а по спиралям с очень крутым подъемом. Цель такого расположения зубьев та, чтобы, прежде чем один зуб закончит работу, следующий за ним уже начинал свою работу. Из многочисленных разновидностей фасонных Ф., зубья которых заделаны по ломанным или кривым линиям, наичаще употребляются типы Ф., представленные на фиг. 11, 12, 13 и 14. Первая из этих Ф. употребляется для нарезания зубцов на Ф.; вторая — для пробирания канавок между режущими лезвиями в спиральных (американских) сверлах; третья и четвертая — для нарезки зубчатых колес. Во всех этих случаях зубцам Ф. сообщаются наружные очертания, соответствующие форме тех углублений, которые они должны воспроизвести. Кроме фасонных Ф. простейших профилей (фиг. 11—1 4), употребляются Ф. и с более или менее сложными профилями, примерами которых могут служить Ф., изображенные на фиг. 15, 16 и 17. На последней фиг. представлен, кроме самой Ф., и обрабатываемый ею предмет, причем видно, что зубьям Ф. сообщается профиль, негативный по отношению к тому, какой желают сообщить обрабатываемому предмету. Так как закалка крупных стальных Ф. весьма затруднительна (они сильно коробятся), то трудно было бы построить для обработки больших поверхностей цельную Ф., поэтому устраиваются сборные Ф., представляющие соединение нескольких Ф. на одной общей оси. Ф., представленная на фиг. 18, состоит из 7 отдельных Ф. Фрезы, представленные на фиг. 15 и 17, также сборные; первая состоит из трех, вторая из двух отдельных Ф. Кроме разделения по форме профиля режущих ребер их зубьев, Ф. разделяются еще по форме поперечного сечения зубьев, которой обуславливается тот или другой способ затачивания иступившихся зубьев. Режущий угол зубьев, которому сообщается наивыгоднейшая для работы величина, должен поддерживаться во Ф. возможно постоянным. Это достигается путем стачивания одной из граней, образующих этот угол. Ф. затачиваются или с задней стороны зубьев, или же с передней. У первых из них зубьям придается поперечное сечение в форме неправильного четырехугольника abcd (фиг. 19) с режущим углом abc. Требуемая острота зуба поддерживается в этом случае параллельным стачиванием грани bc, лежащей позади режущего ребра зуба (см. стрелку, указывающую направление вращения Ф.). У Ф. второго типа зубьям сообщается поперечное сечение в виде четырехугольника abcd (фиг. 20), в котором сторона bc не прямолинейна (как на фиг. 19), а криволинейна, причем кривая эта (логарифмическая спираль) имеет такой характер, что в каждой своей точке образует один и тот же постоянный угол с радиусом Ф., проведенным через эту точку. Поэтому, если стачивать такой зуб по радиальным плоскостям, обозначенным на фиг. 20 пунктирными линиями и лежащими впереди режущего лезвия зуба, то режущий угол этого лезвия будет сохранять постоянно одну и ту же величину, каков бы ни был профиль самого режущего лезвия зуба. При Ф., затачивающихся сзади (фиг. 19), постоянство угла заострения может быть соблюдено более или менее лишь при прямолинейных лезвиях зубьев. При ломанных же или кривых лезвиях зубьев, поддерживать постоянство углов заострения путем задней заточки становится делом совершенно невыполнимым, при заточке же спереди, по радиальным плоскостям, работа производится с одинаковой уверенностью и успехом, как бы ни была сложна форма режущих лезвий зубьев. В легкости заточки состоит огромное преимущество Ф., затачивающихся спереди. Принцип спиральной заточки задних поверхностей зубьев Ф., обеспечивающий зубьям постоянство угла их заострения, применялся первоначально лишь к простейшим типам Ф., именно к тем, лезвия зубьев которых (прямолинейные или криволинейные) лежат в плоскостях, проходящих через ось Ф. В новейшее время он применен и к таким Ф., криволинейные лезвия зубьев которых не лежат в радиальных плоскостях. Об этом будет сказано ниже. Φ., изображенные на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 15, принадлежат к типу затачивающихся сзади, а Ф. фиг. 12, 13, 14, 16, 17 — к типу затачивающихся спереди. Примерами наиболее сложных (по способу приготовления) Ф. с постоянным режущим углом и лезвиями зубьев, не лежащими в радиальных плоскостях, могут служить Ф., представленные на фиг. 21, 22 и 23. Первая из них есть аксиальная Ф. для гладких работ (устраивавшаяся первоначально по виду фиг. 1, а затем по типу фиг. 10). Φ., представленные на фиг. 22, предназначаются для фасонных работ, а Ф., изображенные на фиг. 23 — для нарезки впадин на винтовых зубчатых колесах. Характер поверхностей, воспроизводимых Ф., зависит, во-первых, от очертания режущих лезвий зубцов Ф., во-вторых — от характера движения, сообщаемого оси Ф. или обрабатываемому предмету во время работы. Ф. с прямолинейными зубьями, движимая по прямой линии, воспроизводит плоскость; Ф. с криволинейными зубьями, движимая по прямой линии, воспроизводит кривую поверхность. Двигая Ф. с прямолинейными зубьями по кривой линии, можно воспроизводить кривые поверхности; двигая же по кривой линии Ф. с криволинейными зубьями, можно воспроизвести сложные кривые поверхности двоякой кривизны. Во всех этих случаях результаты получаются те же самые, если вместо того, чтобы двигать Ф., будем двигать обрабатываемый предмет ей навстречу, оставляя ось Ф. неподвижной. Из этого видно, что, комбинируя различным образом вращательное движение Ф. с поступательным перемещением ее оси (абсолютным или относительным), можно производить весьма разнообразные работы, как, например: обрабатывать плоскости, отбирать четверти, пробирать шпунты, разрезать на части, выбирать цилиндрические и иных форм гнезда, обрабатывать цилиндрические и конические поверхности выпуклые и вогнутые, кривые поверхности одиночной и двоякой кривизны, воспроизводить винтовые поверхности и т. п. В течение долгого времени господствовало убеждение, что Ф. есть инструмент весьма дорогой, стоимость которого может вынести, без значительного повышения цены изделий, только массовое производство. Достаточно сказать, что в прежних Ф. зубья нарезались вручную напилками или продалбливались на долбежных станках; затачивание иступившихся зубьев производилось также от руки напилками. Для этого приходилось сначала отпустить Ф., а после запиловки зубьев вновь ее закалить, что, при мелкости зубьев, составляло операцию весьма трудную. Поэтому, обыкновенно работали Ф. без подтачивания ее иступившихся зубьев, до тех пор, пока она совершенно не переставала снимать стружку. При этом удовлетворительную работу Ф. могла производить лишь в первое время, а потом работа получалась все более и более несовершенной. В настоящее время все это изменилось; выработан новый, рациональный тип Ф., допускающий правильную их постройку и поддержание в исправности механическими способами; изобретены точила, могущие затачивать зубья Ф., не прибегая к отжигу последних. Кроме того, изменился постепенно и самый принцип применения Ф. Вместо мелких Ф. сложных профилей стали применяться преимущественно крупные Ф. с простыми профилями, которые и строить и содержать в порядке во время работы гораздо легче. В случаях, когда обрабатываемые поверхности имеют сложную форму, вместо того, чтобы прибегать к сложной форме Ф., стали сообщать оси работающей Ф. (простой формы) соответствующие перемещения во время работы. Увеличение размеров Ф. и упрощение их профиля вызвало, правда, увеличение размеров и силы станков, приводящих их в движение, и усложнило значительно их конструкцию, но при современном состоянии машиностроительной техники обе эти задачи уже не могут представить особых затруднений. Благодаря всему этому, Ф. постепенно превратилась в универсальный инструмент, способный выполнять всевозможные рядовые работы и успешно конкурировать с резцами не только строгальными и долбежными, но и с токарными и сверлильными. Рабочее движение Ф. есть непрерывно-круговращательное, а потому единственный орган станка, долженствующий находиться с ней в непосредственной связи, есть вращающийся шпиндель. Шпиндель этот легко выдвигать из станка и тем изменять район действия Ф. Этим сокращается до минимума число перестановок обрабатываемого предмета. Так как работа, преодолеваемая Ф., распределяется между несколькими зубьями, то изнашивание каждого отдельного зуба происходит не так быстро, как в резцах с одним лишь лезвием. Ф. может работать той или другой своей поверхностью или одновременно несколькими поверхностями, чем сокращается число проходов, нужных для выполнения работы. Хотя каждый отдельный зуб Ф. снимает лишь незначительную стружку, но, благодаря большому числу одновременно действующих зубьев и отсутствию абсолютных перерывов в их работе, общая работа всех зубьев получается весьма значительной; благодаря же возможности погружать Ф. в обрабатываемую поверхность на значительную глубину, Ф. можно снимать за один проход такие количества металла, которые обыкновенными резцами можно снять лишь за несколько проходов. Поверхности, обработанные Ф., глаже и чище поверхностей, обработанных строгальными и долбежными резцами, и вообще не требуют дополнительной ручной отделки [См. Кнаббе, "Ф. и ее роль в современном машиностроении".]. Время, затрачиваемое на обработку металлов Ф., значительно меньше времени, затрачиваемого на ту же работу долбежным и строгальным резцами, и этот выигрыш во времени увеличивается еще тем обстоятельством, что перерывы, вызываемые необходимостью сменять для заточки строгальные и долбежные резцы, при фрезерной работе почти не существуют, и, кроме того, установка обрабатываемого предмета на станке во фрезерных станках гораздо проще. Фрезерные станки, хотя выходят вообще несколько сильнее строгальных и долбежных, соответствующих той же работе, но, благодаря большей быстроте и универсальности их работы, общий расход работы, а потому и удельный ее расход (т. е. расход работы, потребной на снятие 1 кг стружки в час) в них всегда меньше, нежели в этих последних. Поэтому, при устройстве новых механических мастерских предоставляется возможность необходимое для годичной их производительности число строгальных и долбежных станков заменить значительно меньшим числом станков фрезерных и тем уменьшить площадь мастерской, стоимость ее оборудования и расходы на дальнейшее ее содержание. Благодаря возможности получать с фрезерных станков изделия с правильными поверхностями, вполне чистыми ребрами и углами, чего никогда нельзя достигнуть при обработке строгальным и долбежным резцами, представляется возможность сократить до минимума расход на дополнительную ручную отделку и пригонку. Фрезерные работы введены в настоящее время уже во всех отраслях общего [Общее машиностроение приводится здесь в противоположность специальному, в котором фрезерные работы применяются уже давно (такова, например, фабрикация швейных машин, огнестрельного оружия, велосипедов и т. п.).] машиностроения и захватывают год от году все более и более обширные районы, например на паровозостроительных заводах, в железнодорожных мастерских, при постройке паровых машин, на заводах, строящих механические станки для обработки металлов и дерева, на заводах машин горного дела, машин прядильно-ткацких, на электротехнических заводах, инструментальных, строящих типографские машины и др. Ф. применяются в таких многочисленных и разнообразных частях механизмов, перечисление которых невозможно в настоящей статье. Что касается заводов с массовым производством идентичных специальных изделий, например ружей, револьверов, велосипедов, швейных машин, водомеров, машинок для стрижки и т. п., когда требуется изготовление каждой части механизма с такой правильностью и точностью, чтобы она могла быть поставлена без пригонки в любой механизм, то на них фрезерные станки составляют почти исключительное их оборудование. На этого рода производствах исключительно употребляются фасонные Ф. с не изменяющимися профилями их зубьев. Правильное конструирование Ф. составляет первое условие их успешной и выгодной работы; здесь будут приведены главнейшие основания, выработанные на этот предмет теорией и практикой. Всякая фрезерная работа может быть выполнена, с одинаковой затратой движущей силы, Ф. как большого, так и малого диаметра. Вид воспроизводимых Ф. поверхностей, обуславливаемый формой зубьев и видом той линии, по которой двигается ось Ф. во время работы, также от диаметра Ф. не зависит. Это позволяет заключить, что диаметр Ф. может быть избран произвольно. Однако, зубья Ф. малого диаметра описывают в пределах поля действия Ф. [Полем действия Ф. условленно называть толщину слоя металла, захватываемого зубьями Ф. во время ее работы.] траектории более короткие, нежели те, которые описываются зубьями Ф. большого диаметра. Вследствие этого, при одинаковых периферических скоростях, малая Ф. не так сильно нагревается и не так скоро тупится, как большая. Путь, который должна пройти ось Ф. (или, что то же самое, обрабатываемый предмет навстречу Ф.), считая от того момента, когда первый зуб Ф. коснется обрабатываемого слоя, до того момента, когда последний ее зуб оставит этот слой, также тем короче, чем меньше диаметр Ф.; а потому и с точки зрения сокращения времени работы Ф. малого диаметра выгоднее Ф. большого диаметра. Вдобавок, Ф. малого диаметра дешевле Ф. большого диаметра и при закалке коробятся менее, нежели эти последние. С другой стороны, при том же числе зубьев, с уменьшением диаметра Ф., зубья эти делаются все тоньше, а потому теряют в прочности. Если же уменьшить число зубьев с таким расчетом, чтобы толщина их не уменьшилась, то увеличивается работа, приходящаяся на долю каждого зуба, а следовательно, и его изнашивание. Затем, на диаметр Ф. оказывает влияние и высота поля действия, в котором ей предстоит работать. Диаметр Ф. должен быть, по крайней мере, равным высоте поля действия; принимая же в соображение уменьшение диаметра вследствие стачивания зубьев, он должен даже превосходить высоту поля действия. Далее, при значительной высоте Ф. нельзя сделать ее слишком тонкой, так как, во-первых, она покоробится при закалке, во-вторых, будет недостаточно прочна; высота же Ф. непроизвольна и определяется предстоящей ей работой. Ввиду только что приведенных соображений, диаметр аксиальных Ф. (т. е. работающих с осью, параллельной обрабатываемой поверхности) делается всегда больше высоты поля действия Ф. Что касается лобовых Ф., то, работая преимущественно лобовой их поверхностью (т. е. имея свою ось перпендикулярной к обрабатываемой поверхности), они не требуют придания им большой высоты, а потому и при малом диаметре были бы достаточно прочны и не коробились бы при закалке. Но зато стружки, снимаемые лобовыми зубьями Ф., более узки, нежели те, которые снимаются осевыми их зубьями, толщина же их столь же мала, как и для осевых зубьев. Поэтому единственным средством увеличить производительность лобовой Ф., является увеличение ее поля действия, а потому и диаметра. Поэтому те преимущества малого диаметра, которые были перечислены выше, парализуются несравненно значительнейшей потерей от медленности действия Ф. малого диаметра, так как, очевидно, для обработки всякой данной поверхности лобовая Ф. должна пройти эту поверхность тем большее число раз, чем меньше ее диаметр. На основании этого, лобовые Ф. всегда имеют диаметр больший, нежели аксиальные, и диаметр этот достигает в них часто сравнительно огромной величины. Для достижения большей плавности действия Ф. за наименьший ее диаметр следует принять тот, при котором в одновременном действии находятся не менее двух, а еще лучше (на случай поломки) трех зубьев. Спиральная форма зубьев Ф. увеличивает плавность действия Ф. и дает возможность употреблять с полным удобством Ф. малых диаметров. Наконец, для всякого рода Ф., как аксиальных, так и лобовых, пределы их диаметров определяются еще конструкцией самого станка, на котором Ф. должна работать. Число различных скоростей, которые можно сообщить шпинделю фрезерного станка, обыкновенно ограниченно, Ф. же применяются весьма различных диаметров. Поэтому для всякого данного станка наименьший диаметр Ф. будет тот, который, при наибольшем числе оборотов шпинделя, в состоянии еще дать наивыгоднейшую скорость на окружности Ф. и, наоборот, наибольший диаметр Ф. будет тот, который даже при наименьшем числе оборотов шпинделя дает уже предельную допускаемую периферическую скорость. Отсюда видно, что различные ограничивающие обстоятельства заставляют часто отступать от принципа выгодности употребления Ф. малого диаметра и вместо абсолютно наименьших диаметров избирать лишь относительно наименьшие, а в некоторых случаях даже прямо отдавать предпочтение наибольшим диаметрам. На практике наичаще встречаются Ф. с диаметрами в пределах от 40 до 200 мм. В виде исключений, диаметры эти понижаются до 4 мм и повышаются до 250 мм. Последний диаметр есть предельный, примененный до сих пор для Ф. с самородными зубьями. Зато Ф. с вставными зубьями устраиваются диаметром до 1 и даже до 1,5 м, а в виде исключения устраивались такие Ф. диаметром даже до 6 м. К устройству вставных зубьев прибегают не только в тех случаях, когда, по значительности требуемого диаметра, нельзя сделать Ф. цельной, но и при меньших диаметрах, далеко не превосходящих предельного, так как вставным зубьям можно сообщить более выгодные углы заострения и наклона и легко поддерживать их в требуемой степени исправности. Поэтому Ф. с вставными зубьями устраиваются, начиная уже с диаметра в 50 мм. Высота Ф. зависит всецело от рода работы, которую должна выполнять Ф. Единственным ограничением в этом отношении являются технические трудности закалки Ф. слишком тонких или слишком высоких. Самые тонкие прорезные Ф., употребляющиеся для прорезки шпунтов в головках мелких винтов, имеют, например, толщину, не превышающую 1,3 мм. С другой стороны, самые высокие Ф. достигают нередко высоты в 350 мм. Фасонные Ф. старого типа, ввиду трудности нарезки и отточки их зубьев, делаются значительно ниже прямых Ф.; Ф., снабженные спиральной заточкой, нарезаются и затачиваются без особых затруднений, но как те, так и другие Ф. представляют, при длинных фигурных зубьях, большие трудности при закалке, а потому вообще длина (высота) фасонных Ф. не превышает обыкновенно 150—175 мм. Если же требуется более длинный профиль, то предпочитают устраивать сборную Ф. Соотношение между диаметром Ф. и их высотой определяется в зависимости от характера работы, для которой предназначается Ф. Число зубьев Ф. и их толщина оказывают огромное влияние на характер производимой ими работы и их устойчивость, а потому и на продолжительность службы самой Ф. В настоящее время строители Ф. придерживаются правила уменьшать число зубьев на Ф. в пользу усиления толщины каждого отдельного зуба. Прежние же строители держались принципа прямо противоположного. Но при большом числе зубьев толщина их получалась весьма незначительная и промежутки между зубьями весьма мелкие. Вследствие этого стружка, снимаемая такими зубьями, забивалась в мелкие промежутки между ними и лишала зубья их режущей способности. Ф. начинала работать скоблением, портила обрабатываемую поверхность и сама делалась негодной. Затачивание зубьев производилось напилками, а потому требовало предварительного отжига и затем новой закалки Ф.; тонкие зубья при закалке коробились и отклонялись от общего вершинного круга, вследствие чего остальным зубьям приходилось выносить усиленное напряжение. Современные Ф. строятся всегда с малым числом крупных зубьев и широкими промежутками между последними, в которых стружка задерживаться не может. Подтачивание зубьев на современных Ф. производится всегда в закаленном уже состоянии обоими указанными выше способами (фиг. 19 и 20), т. е. или с передней стороны зубьев, или с задней, смотря по тому, имеют ли зубья Ф. задние поверхности плоские или спущенные по спиральным поверхностям. Ф. со спиральной заточкой задней стороны их зубьев, отличающиеся постоянством профиля, даже в совершенно сработавшихся зубьях, предпочитаются во всех тех случаях, когда это постоянство профиля составляет необходимое условие, например при исполнении фасонных работ. При гладких работах, для которых постоянство профиля особой роли не играет, довольствуются Ф., затачивающимися сзади, но сообщают им зубья со спирально изогнутыми лезвиями (фиг. 10), так как такие Ф. работают более плавно. Впрочем, в новейшее время и Ф. со спиральными лезвиями зубьев устраиваются с постоянным углом зубьев (фиг. 2 1). Такие Ф. затачиваются спереди. Указанные особенности Ф. с постоянным и с переменным профилями заставляют применять к ним и различную разбивку зубьев. Для Ф., затачивающихся сзади, В. Кнаббе предложил следующую эмпирическую формулу для определения шага p, т. е. расстояния между серединами смежных зубьев: p = 1,2√D, где D — диаметр Ф. в мм. На основании этой формулы, шаг и число зубцов Ф. различных употребительных в практике диаметров выразятся нижеследующими цифрами:

Диаметр Ф. D, в мм	Шаг p, в мм	Число зубцов N
20	5,23	12
30	6,73	14
40	7,85	16
50	8,72	18
60	9,42	20
70	9,99	22
80	10,92	23
90	11,30	25
100	12,07	26
120	13,46	28
150	14,72	32
175	16,14	34
200	16,97	37

Для Ф. со спирально-изогнутыми лезвиями зубьев применяются более крупные деления, т. е. меньшее число зубьев, хотя нет никаких серьезных оснований это делать. Так, французские фирмы принимают: N=^D/₅+2 (Huré) или N=^(D—20)/₅+7 (Bouhey). Если Φ. со спиральными лезвиями зубьев имеет зубья лишь аксиальные, то подъем, сообщаемый спиралям, делается обыкновенно равным семерному диаметру Ф. Но если Ф., кроме аксиальных зубьев, имеет еще и радиальные, то, при подобном подъеме спиралей, углы пересечения тех и других зубьев получились бы слишком острые, и зубья в этих местах легко искрашивались бы, а потому в таких смешанных Ф. спиралям зубьев сообщается подъем, равный девятерному или десятерному диаметру Ф. В Ф. со вставными зубьями число последних делается значительно меньше, чем на цельных Ф. того же диаметра, потому что для прочного укрепления зубцов в диске Ф. нельзя их размещать слишком близко, а также и потому, что вставные зубья можно сделать настолько прочными, чтобы они могли выносить безопасно более сильные напряжения, приходящиеся на меньшее число зубьев. Обыкновенно придают Ф. со вставными зубцами следующие числа зубьев, мм:

При D =	50—100	125—250	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
При N =	2—7	7—10	11	13	15	18	21	24	30	36	42	48

Для Ф., затачивающихся спереди, определенных соотношений между диаметром и числом зубцов не установлено, но число зубьев на них делается значительно меньшее, нежели на Ф. того же размера, но затачивающихся сзади. Относительно взаимного соотношения между толщиной зубьев Ф. и шириной впадин между ними соблюдаются следующие правила: в Ф., затачивающихся сзади, ширина впадины, по вершинному кругу, делается больше толщины зуба у его основания, чтобы увеличить объем впадин и облегчить выделение стружек. Напротив того, во Ф. затачивающихся спереди, в которых толщина зуба по мере стачивания все уменьшается, а ширина впадины все увеличивается, делают начальную толщину зуба больше начальной ширины впадины. Нарезка зубьев на Ф. производится Ф. же, коим придают наружные очертания, соответствующие внутренней форме впадин. При изготовлении обыкновенных Ф. (затачивающихся сзади) применяется нарезающая Ф. в виде усеченного конуса: ординарного (фиг. 5) или двойного (фиг. 11). В первом случае Ф. эта имеет лишь одну серию зубьев, а во втором — две. При нарезке впадин на фрезерном диске нарезающая Ф. ставится (фиг. 24) так, чтобы производящая ac малого конуса направлена была по радиусу Ф. Угол γ делается обыкновенно равным 52°. Зная этот угол, нетрудно уже определить и прочие элементы зуба, а именно: угол заострения β; угол наклона задней грани 90° — δ; высоту зуба h и толщину его у основания e. Углы заострения зубьев Ф., особенно в средних и малых Ф., получаются при нарезке по описанным правилам слишком острыми; напротив того, углы наклона зубьев к обрабатываемой поверхности получаются слишком большие. Поэтому после нарезки зубьев, согласно фиг. 24, концы их стачивают, как показано на фиг. 25, т. е. снимают заштрихованный уголок зуба, причем получается более тупой угол заострения β ₁ и более острый угол наклона ε ₁. По мере срабатывания острия зуба угол заострения его будет еще более увеличиваться, так что, наконец, может сделаться равным прямому углу (фиг. 26). Трение зубцов об обрабатываемую поверхность возрастет, работа, расходуемая станком, увеличится, и обработанная поверхность примет грубый шероховатый вид. Поэтому необходимо поддерживать зубья Ф. всегда в должной степени заострения, и многие производители оттискивают на фрезах надпись: "Точить чаще". Обращаясь снова к фиг. 24, видим, что по углам γ, β и радиусу R Ф. нетрудно уже определить и высоту ее зубьев h из равенства: h = ^D/₂(1 — ^{sin β} /_{sin γ} ). Подставляя в это выражение различные значения D и β, получим значение h, а также отношения ^h/_D и ^h/_p. Высота лобовых зубьев принимается лишь от ¹/₃ до ¹/₄ высоты аксиальных. Поэтому и режущий угол γ в нарезающих Ф. делается для лобовых Ф. значительно больше; обыкновенно его принимают равным 70°. Нарезка зубьев на Ф. постоянного профиля со спущенными по спиральной поверхности задними гранями зубьев и затачивающихся спереди (фиг. 20), производится коническими же Ф., но с очень малым углом заострения (обыкновенно лишь 22°). Это делается с целью увеличить толщину зубьев, которая по мере службы Ф. все более и более стачивается и уменьшается. Угол заострения зубьев в таких Ф. близок к прямому, т. е. сильно отступает от наивыгоднейшего Ф.; зато угол этот, равно как и угол наклона, благодаря спуску задней стороны зуба по спирали, остаются все время постоянными, и работа их не ухудшается, как это имеет место в обыкновенных Ф. Высота зубьев во Ф., затачивающихся спереди, принимается обыкновенно равною ²/₃ их шага. Но при постройке Ф. для специальных работ высота зубцов определяется глубиной профиля, который предстоит воспроизводить. Большая часть Ф. снабжаются центральными отверстиями, которыми они надеваются на цилиндрическую оправку формы (фиг. 27). Затем эта оправка своим коническим хвостом вставляется в гнездо шпинделя фрезерного станка. При малом диаметре Ф. они снабжаются самородными оправками (фиг. 5). Для прочного удержания Ф. на оправках употребляются кольца и гайки. Форма тех и других видна из фиг. 27. Тогда, для большей прочности посадки, в оправку врезается шпонка, а в канале Ф. пробирается соответствующей формы канавка. Весьма большое влияние на успешность и качество работы Ф. оказывает скорость, с которой ее зубья надвигаются на обрабатываемый материал. Так как зубья Ф. получают во время работы двоякого рода движение — равномерное круговращательное около их общей оси и равномерное поступательное (абсолютное или относительное) вместе с этой осью, то различают и два рода скоростей, сообщаемых Ф.: периферическую и поступательную. Аналитическая форм