Нулевая толщина среза при выходе зуба из контакта с заготовкой

Опубликовано: 25.03.2024

При фрезеровании зуб за один оборот фрезы находится под воздействием стружки относительно малое время. Большую часть оборота он не участвует в резании; при этом зуб охлаждается, что положительно сказывается на его стойкости. Но при каждом обороте зуб должен вновь врезаться в срезаемый слой, что сопровождается ударом о его режущую кромку; ударная нагрузка приводит к снижению стойкости зуба фрезы и в отдельных случаях к его полному разрушению.

При цилиндрическом фрезеровании против подачи зуб фрезы должен начинать резание с малой (нулевой) толщины, чего, однако, вследствие наличия радиуса округления между передней и задней поверхностями он сделать не может. Вместо начала резания в точке К (рис. 5.4) зуб начинает отделять стружку в некоторой точке М, где толщина среза будет равна примерно радиусу округления r. На участке КМ зуб скользит по упрочненной поверхности резания, образованной впереди идущим зубом, что вызывает большое трение и износ по задней поверхности. Но и после начала стружкообразования в точке М зуб фрезы находится в иных условиях, чем резец, так как толщина среза по мере продвижения зуба фрезы под стружкой всё время будет увеличиваться и достигнет своего наибольшего значения аmах перед выходом зуба (рис. 5.3 и 5.5). Наряду с изменением толщины среза у фрезы с винтовыми зубьями будет переменной и ширина среза (длина соприкосновения режущей кромки с заготовкой; рис. 5.5, б).

Периодичность работы зуба фрезы, переменная толщина и ширина среза (а следовательно, и переменная площадь поперечного сечения среза), а также непостоянное число зубьев одновременно находящихся в работе. вызывают переменное значение сил, моментов и мощности, необходи­мых для процесса стружкообразования, и усложняют процесс фрезерования по сравнению с другими методами обработки резанием.

Рассмотрим элементы режима резания при цилиндрическом фрезеровании. Так как главное движение - вращательное (фрезы), то скорость резания подсчитывается по обычной формуле:

Подача у фрезерных станков осуществляется в горизонтальной (горизонтальная подача) и в вертикальной (вертикальная подача) плоскостях. При фрезеровании различают подачу на один зуб фрезы - sz в мм/ зуб, подачу на один оборот фрезы – s0 в мм/об, подачу за 1мин - sm в м/мин.

Между указанными подачами существует следующая зависимость:

где z – число зубьев фрезы.



Рис. 5.3. Изменение площадки поперечного сечения среза вдоль дуги контакта (у прямозубой фрезы)

Рис. 5.4. Схема врезания зуба при цилиндрическом фрезеровании против подачи

Рис. 5.5. Элементы резания при работе цилиндрической фрезой:

а) с прямым зубом; б) с винтовым зубом

Глубина t и ширина В фрезеруемой поверхности показаны на рис.5.3, 5.5.

Углом контакта фрезы d называется центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения фрезы с заготовкой, измеряемый в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы. Из рис. 5.5, а следует, что

Толщина среза а есть переменное расстояние между двумя последова­тельными поверхностями резания (образованными режущими кромками двух смежных зубьев фрезы), измеренное в радиальном направлении (рис.5.5, а). У цилиндрической фрезы с прямым зубом (рис.5.5, а) толщина, среза постоянна вдоль всей длины зуба (для некоторого мгновенного положения зуба) и может быть определена по формуле:

где y - мгновенный угол контакта, или угол, соответствующий данному положению зуба фрезы.

Зуб прямозубой фрезы входит в обрабатываемую заготовку и выходит из нее сразу по всей ширине В (рис.5.5, а) и его положение в каждый данный момент определяется углом y. Зуб же винтозубой фрезы входит в заготовку постепенно (см. развертку на рис.5.5, б), достигает максимального соприкосновения с ней (когда он перекрывает всю ее ширину В) и затем постепенно выходит из нее.

Ширина среза b измеряется вдоль режущей кромки и представляет собой длину соприкосновения зуба фрезы с заготовкой. Для прямозубой фрезы b=В. Для фрезы с винтовым зубом ширина, среза для каждого зуба, находящегося в данный момент в работе, - переменна.

Площадь поперечного сечения среза, снимаемая одним зубом прямозубой фрезы, f=ab=bsz sinj. Для определения суммарной площади поперечного сечения среза необходимо знать число зубьев, одновременно находящихся в работе, и мгновенный угол контакта для каждого зуба (рис. 5.6).

Рис. 5.6.Суммарная площадь поперечного сечения среза

Для прямозубой фрезы число зубьев одновременно находящихся в работе,

где d - полный угол контакта; - угол между двумя соседними зубьями.

При фрезеровании цилиндрической фрезой (рис. 321) зуб фрезы снимает слой металла в виде завитка, сечение которого по форме напоминает запятую. Срезаемый слой материала (заштрихован на рис. 321), ограниченный двумя дугами радиуса, равного половине диаметра фрезы, имеет переменную толщину. Эта схема фрезерования относится также к работе дисковыми, фасонными и отрезными фрезами, а равно концевыми фрезами при фрезеровании их цилиндрической поверхностью.


При фрезеровании против подачи (рис. 321, а) срезаемый слой имеет наименьшую толщину в точке А при входе зуба в материал и наибольшую толщину в точке Б при выходе зуба фрезы. При фрезеровании по подаче (рис. 321, б) срезаемый слой имеет наибольшую толщину при входе зуба (точка Б) и наименьшую при выходе зуба (точка А).
Центральный угол, образованный радиусами, проведенными из центра фрезы к точкам входа и выхода ее зуба, называют углом контакта ψ (рис. 321, в).
Угол контакта - ψ зависит от диаметра фрезы D и глубины фрезерования t. Он определяется из прямоугольного треугольника ОБ1Г:



Срезаемый при фрезеровании слой металла, превращаясь в стружку, деформируется , т. е. размеры стружки не равны размерам снятого слоя: стружка получает усадку по длине и увеличивается по толщине.
На рис. 322, а показана усадка стружки при строгании: длина стружки меньше длины прохода резца, а толщина стружки больше толщины срезаемого слоя, или среза. На рис. 322, б показана усадка стружки при фрезеровании, — толщина стружки больше толщины среза.


Для наших расчетов можно пренебречь величиной усадки стружки и считать, что толщина стружки при фрезеровании равна толщине снимаемого слоя.
Толщина срезаемого слоя при цилиндрическом фрезеровании меняется от нуля до наибольшей величины за каждую часть оборота фрезы, определяемую углом контакта ψ. Толщина срезаемого слоя а измеряется в радиальном направлении. Наибольшая толщина срезаемого слоя анаи6 измеряется по радиусу ОВ (рис. 321, в) и равна стороне Б1В в треугольнике БВБ1, в котором сторона ББ1 соответствует подаче на один зуб Sзуб, а угол Б1БВ равен углу контакта ψ. Поэтому наибольшая толщина срезаемого слоя

aнаиб = sзуб · sin ψ мм. (26a)

Чтобы определить наибольшую толщину срезаемого слоя, не пользуясь тригонометрией, применяем формулу


или с достаточной для цеховых расчетов точностью


(26б)

Для облегчения расчетов в табл. 31 приводятся данные для определения значений
для разных глубин резания и различных диаметров цилиндрических и дисковых фрез.

Вспомогательная таблица для определения
для разных глубин резания и различных диаметров цилиндрических и дисковых фрез


Пример 17. Диаметр цилиндрической фрезы D = 63 мм; число зубьев z = 14; глубина фрезерования t = 5 мм; ширина фрезерования В = 50 мм; подача Sзуб = 0,06 мм. Требуется определить угол контакта ψ и наибольшую толщину срезаемого слоя анаиб.
Определяем косинус угла ψ по формуле (25):


По таблице косинусов определяем угол ψ:

Наибольшую толщину срезаемого слоя анаиб определяем по формуле (26а):

aнаиб = sзуб sin ψ = 0,06 sin 32°40' = 0,06 · 0,544 = 0,033 мм.

Чтобы определить наибольшую толщину срезаемого слоя без тригонометрии, воспользуемся формулой (26б):Б.зЮ

Подставляя необходимые значения и пользуясь табл. 31, получаем почти тот же результат:


Форма стружки при фрезеровании торцовой фрезой

При фрезеровании торцовой фрезой (рис. 323) зуб фрезы снимает слой материала почти постоянной толщины при четырехугольной форме сечения стружки, благодаря чему усилие резания колеблется меньше, чем при фрезеровании цилиндрической фрезой, где оно изменяется от нуля до максимума при работе каждого зуба.


Из рис. 323 видно, что соотношение сторон сечения срезаемого слоя (на рис. 323 заштриховано) зависит от угла в плане φ. При одной и той же глубине фрезерования t и одинаковой подаче sзу6 толщина срезаемого слоя а тем меньше, чем меньше угол φ вспомогательной (угловой) режущей кромки. На рис. 323, б показан случай, когда угол в плане φ = 90° (прямая режущая кромка), при этом толщина срезаемого слоя а будет максимальной и равна подаче на зуб, т. е. а = sзуб. С уменьшением угла в плане φ (рис. 323, в) возникает угловая режущая кромка, тогда толщина срезаемого слоя уменьшается до а = sзуб · sin φ (рис. 323, г).
С уменьшением толщины срезаемого слоя а увеличивается (при одной и той же глубине резания и подаче на зуб) его ширина b, т. е. сечение срезаемого слоя приобретает форму вытянутого параллелепипеда (сравните рис. 323, б и в).
При сечении срезаемого слоя по рис. 323, в износ и нагрев зуба фрезы уменьшаются. Но чем шире сечение срезаемого слоя, тем большая требуется жесткость закрепления инструмента и большая жесткость станка. Поэтому для работы с торцовой фрезой, имеющей малый угол в плане φ, требуется более мощный станок и более жесткое крепление заготовки.
Обычно при глубине фрезерования t меньше 5 мм угол в плане φ у торцовых фрез равен 30 — 45°; при большей глубине фрезерования его увеличивают до 60°. Если фрезерование производится не на проход, как это имеет место при обработке уступов, условия обработки вынуждают применять фрезы с прямой режущей кромкой, т. е. с углом в плане φ = 90°.
В главе XXVII при изложении методики выбора режимов резания будут приведены рекомендуемые углы φ при разных условиях обработки.
При работе торцовыми фрезами различают: симметричное резание, когда ось фрезы лежит в плоскости симметрии заготовки, и несимметричное резание, когда ось фрезы смещена относительно плоскости симметрии заготовки. На рис. 324 изображены формы срезаемого слоя для случаев симметричного и несимметричного фрезерования торцовой фрезой.
Эти схемы фрезерования относятся также к работе концевыми фрезами при фрезеровании их торцовой поверхностью.


Симметричное фрезерование делится на полное, когда В = D и угол контакта ψ = 180° (рис. 324, а), и неполное, когда В меньше D (рис. 324, б); в последнем случае угол контакта φ определяется из треугольника АОС;


Из рассмотрения рис. 324, а следует, что толщина срезаемого слоя а в случае полного симметричного фрезерования изменяется от нуля при входе зуба в контакт с заготовкой до sзуб при
. Таким образом, наибольшая толщина срезаемого слоя в этом случае равна подаче на один зуб, т. е.

В случае неполного симметричного фрезерования (рис. 324, б) толщина срезаемого слоя для любого произвольного положения фрезы, определяемого углом δ = 90° - ψ/2, определяется по формуле:

а = sзуб sin δ мм. (286)

При этом минимальная толщина срезаемого слоя а на входе (точка А) не равна нулю; наибольшая же толщина срезаемого слоя имеет место при δ = 90°, когда

При несимметричном фрезеровании толщина срезаемого слоя а (рис. 324, в и г) изменяется так же, как и при работе цилиндрической фрезой, т. е. по формуле:

а = sзуб sin δ мм

При резании торцовой фрезой с угловым режущим лезвием (рис. 323, г):

а = sзуб sin φ мм

Пример 18. Диаметр торцовой фрезы D = 125 мм; число зубьев z = 8; глубина фрезерования 5 мм; ширина фрезерования B = 90 мм; подача sзуб =0,08 мм. Определить угол контакта ψ и наибольшую толщину срезаемого слоя, если фрезерование ведется симметрично.
Определяем угол контакта ψ по формуле (27):


По таблице синусов определяем угол


; ψ = 92°.

Наибольшую толщину срезаемого слоя, принимая схему по рис. 324, б, определяем по формуле (28а), приняв δ = 90°.

aнаиб = sзуб = 0,08 мм.

Пример 19. Диаметр торцовой фрезы D = 125 мм; число зубьев z = 8; глубина фрезерования 5 мм; ширина фрезерования B = 90 мм; подача sзуб = 0,08 мм. Определить угол контакта ψ и наибольшую толщину срезаемого слоя, если фрезерование ведется несимметрично по схеме рис. 324, в, причем С = 0,04D = 5 мм.
Для удобства расчета построим схему обработки по рис. 324, в. Угол контакта ψ состоит из двух углов ψ1 и ψ2. Определяем угол ψ1, из треугольника АВВ:



Определяем угол ψ2 из треугольника АСО:


Наибольшую толщину срезаемого слоя определим по формуле (26а), приняв ψ = 90°:

анаиб = sзуб sin ψ = 0,08 sin 90° = 0,08 мм.

Сущность процесса фрезерования.Фрезерование — процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки. Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы v (рис. 33). Скорость главного движения определяет скорость вращения фрезы. Движением по­дачи s при фрезеровании является по­ступательное перемещение обрабаты­ваемой заготовки в продольном,


Рис. 33. Схемы фрезерования:

а — цилиндрическое, б и в—торцовое фрезерование; 1—обработанная поверхность, 2-ось вращения фрезы, 3 — обрабатываемая поверхность, 4— стружка, 5 — заготовка, 6 — нож фрезы.

поперечном или вертикальном направ­лениях. Процесс фрезерования являет­ся прерывистым процессом. Каждый зуб фрезы снимает дружку перемен­ной толщины. Операции фрезерования могут быть подразделены на два типа: а) цилиндрическое фрезерование (рис. 33, а); б) торцовое фрезерование (оис. 33, б и в).

При цилиндрическом фрезеровании резание осуществляется зубьями, рас­положенными на периферии фрезы, и обработанная поверхность 1 является плоскостью, параллельной оси враще­ния фрезы 2.

На рис. 33, а показана фреза с пря­мым зубом. Наряду с прямозубыми применяются фрезы с винтовыми зубьями (рис.34).


Рис. 34. Фрезерование цилиндрической винтовой фрезой: В — ширина фрезерования, t — глубина фрезерования, s— наибольшая толщина среза

При торцовом фрезеровании (см. рис. 33) резание осуществляется пери­ферийными и торцовыми режущими кромками зубьев. Толщина среза уве­личивается к центру среза и уменьша­ется в месте выхода фрезы из контак­та с заготовкой. Начальная и конечная толщина среза зависит от отношения ширины заготовки к диаметру фрезы. Изменение толщины среза зависит также от симметричности расположе­ния фрезы относительно заготовки. Большинство других процессов фрезе­рования являются комбинацией ци­линдрического и торцового методов фрезерования.

Фрезерование против подачи и по подаче. При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование — против подачи и попутное—фрезерование по подаче. Когда окружная скорость фрезы противоположна на правлению подачи (рис. 35,а), процесс


Рис. 35. Фрезерование против подачи (о) и по подаче (б)

фрезерования называется встреч­ным. Толщина среза изменяется от ну­ля (в точке А) до максимальной вели­чины при выходе зуба из контакта с заготовкой (в точке В). Когда направ­ление окружной скорости фрезы и ско­рости подачи совпадают (рис. 35,6), процесс фрезерования называется «по­путным» фрезерованием. При этом способе фрезерования толщина среза изменяется от максимального значения в точке В в начале входа зуба в кон­такт с заготовкой до нуля в точке А (при выходе зуба из контакта с заго­товкой) .

Встречное фрезерование характери­зуется тем, что нагрузка на зуб уве­личивается постепенно, так как тол­щина среза изменяется от нуля при входе до максимума при выходе зуба из заготовки. Зуб фрезы работает из-под корки, выламывая корку снизу, фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая вместе с ней и стол стан­ка, увеличивая зазоры между направ­ляющими стола и станины, что при значительных нагрузках приводит к дрожанию и увеличению шероховато­сти обработанной поверхности.

При попутном фрезеровании заго­товка прижимается к столу, выбирая имеющиеся зазоры в направляющих стола и станины. Зуб фрезы начинает работать с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной на­грузке.

Равномерность фрезерования. В процессе фрезерования прямозубой фрезой зуб фрезы входит в контакт с обрабатываемой заготовкой и выходит из него сразу по всей ширине фрезеро­вания. Может оказаться, что в работе будет находиться только один зуб пря­мозубой фрезы, т. е. когда впереди идущий зуб уже вышел из контакта с обрабатываемой заготовкой, а следую­щий за ним зуб не вышел в контакт. В этом случае площадь поперечного сечения среза будет изменяться от ну­левого значения до максимального с последующим падением до нуля или от максимального значения до нуля. Также неравномерно будет изменять­ся сила резания, а следовательно, бу­дет неравномерная периодическая на­грузка на станок, инструмент и обра­батываемую заготовку. Это явления носит название неравномернос­ти фрезерования. На рис. 36


Рис. 36. Схема работы однозубой (условной) фрезой

показана упрощенная схема работы прямозубой фрезы. На фрезе условно показан один зуб. Зуб врезается в за­готовку сразу по всей ширине фрезеро­вания. Фреза испытывает толчок. При дальнейшем повороте фрезы толщина стружки будет постепенно увеличи­ваться (положения 2, 3, 4), будет уве­личиваться и сила резания. На участ­ке 4—5 зуб фрезы одновременно выхо­дит из обрабатываемого металла, и си­ла резания быстро уменьшается до нуля.

Как видно, нагрузка на зуб фрезы в процессе резания резко изменяется. Чем большее число зубьев будет уча­ствовать в работе одновременно, тем более равномерным будет фрезерование. На рис. 37 показана схема рабо­ты цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. Зуб такой фрезы врезается в


Рис. 37. Схема работы фрезы с винтовым зубом

обрабатываемую деталь не сразу по всей длине, а постепенно. На участке 1—3 площадь сечения срезаемого слоя (заштрихована) увеличивается, а зна­чит, увеличивается и сила резания. На участке 34 площадь сечения срезаемого слоя и силы резания оказываются постоянными. При дальнейшем движении зуба (участок 4—6) площадь сечения срезаемого слоя и сила резания постепенно уменьшаются. Таким образом, изменение силы резания при работе винтового зуба происходит более плавно, а на некоторых участках сила резания постоянна.

Для обеспечения равномерности фрезерования в работе одновременно должно участвовать не меньше двух зубьев фрезы. Каждый следующий зуб должен вступать в работу в тот момент, когда предыдущий начинает выходить из металла. Для выполнения этого условия нужно, чтобы в тот мо­мент, когда один из двух зубьев попал в положение 6, второй зуб был в по­ложении 1. Это возможно, если расстояние между двумя соседними зубьями фрезы, измеренное вдоль её оси (осевой шаг), должно быть равной ширине фрезерования В (см. рис. 34). Если в работе одновременно участвует более двух зубьев, то осевой шаг должен укладываться по ширине фрезерования целое число раз. Необходимым условием равномерного фрезеро­вания является равенство или кратность (в целых числах) ширины фре­зерования В осевому шагу фрезы.

При торцовом фрезеровании всег­да имеет место неравномерность фрезерования. Чем больше число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы и чем больше отношение шири­ны фрезерования к диаметру фрезы, тем больше будет равномерность фре­зерования.

date image
2014-01-25 views image
9866

facebook icon
vkontakte icon
twitter icon
odnoklasniki icon



При фрезеровании имеет место вращательное движение фрезы – главное движение и поступательное движение заготовки – движение подачи. При этом фреза врезается в заготовку каждым зубом и срезает, таким образом, слой металла называемый припуском.

Скорость главного движения (скорость резания) – окружная скорость наиболее удаленных от оси фрезы точек режущих кромок. Определяется длиной дуги (в метрах), которую проходит за 1 мин наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки и выражается формулой:

где D – диаметр фрезы, мм; n – частота вращения фрезы, об/мин;

Чаще необходимо рассчитать частоту вращения фрезы, зная скорость резания:

При фрезеровании различают три вида подач: подача на один зуб, подача на один оборот и минутную подачу.

Подачей на зуб называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб (или условный шаг).

Подачей на оборот называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой за один оборот фрезы.

Минутной подачей называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой за 1 минуту.

По аналогии с токарной обработкой при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания.

Для всех видов фрезерования различают глубину и ширину фрезерования. Глубина резания (фрезерования) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования – ширина обработанной за один рабочий ход поверхности.

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное и попутное фрезерование. Встречным называют фрезерование, при котором осуществляется противоположное движение фрезы и обрабатываемой заготовки, в месте их контакта. Попутным называют фрезерование, при котором направление движения фрезы и обрабатываемой заготовки совпадают в месте их контакта.

При встречном фрезеровании толщина среза изменяется от нуля при входе зуба, до максимального значения при выходе зуба из контакта с обрабатываемой заготовкой. При попутном фрезеровании толщина среза изменяется от максимальной величины в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой, до нуля при выходе.

При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно и нагрузка на станок нарастает также постепенно. При попутном фрезеровании момент входа зуба в контакт с заготовкой характеризуется ударом т.к. именно в этот момент толщина среза максимальна. Попутное фрезерование можно производить на станках имеющих запас жесткости и виброустойчивости, а также при отсутствии зазора в сопряжении ходовой винт – маточная гайка продольной подачи стола. Однако попутное фрезерование обеспечивает лучшее качество обработанной поверхности за счет того, что заготовка при фрезеровании прижимается к столу. При прочих равных условиях стойкость фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, за исключением случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является стремление оторвать заготовку от стола.

При торцовом фрезеровании также различают встречное и попутное фрезерование. Если обрабатываемая заготовка находится, относительно фрезы, несимметрично – выше или ниже центра, то в зависимости от направления вращения фрезы имеют место условия, соответствующие встречному и попутному фрезерованию.

При симметричном фрезеровании имеют место оба вида фрезерования одновременно.

На рис. 15.11 показана схема резания при фрезеровании плоскости:

а) цилиндрической фрезой с прямыми зубьями (см. рис. 15.11,а);

б) цилиндрической фрезой с винтовыми (спиральными) зубьями (см. рис. 15.11,б).

Фрезерование цилиндрическими фрезами может производиться двумя способами:

а) против подачи (встречное фрезерование) (рис. 15.12,а), когда фреза вращается против направления движения подачи, вследствие чего толщина среза увеличивается от нуля до аmax;

б) по подаче или методом попутного фрезерования (рис. 15.12,б), когда вращение фрезы и направление подачи совпадают; толщина среза уменьшается от аmax до нуля.

Фрезерование характеризуется следующими элементами режима резания.



а) б)

Рис. 15.11. Схема работы цилиндрической фрезы:

а) с прямыми зубьями; б) с винтовыми зубьями;

1 – обрабатываемая поверхность; 2 – обработанная поверхность;

3 – поверхность резания


Рис. 15.12. Схемы фрезерования:

а) встречного; б) попутного

Скорость резания, м/мин, при фрезеровании определяется по формуле


где D – наружный диаметр фрезы в мм; n – частота вращения фрезы в об/мин.

Подача. При фрезеровании различают три вида подачи. Минутная подача sм – величина относительного перемещения фрезы и заготовки за 1 мин (мм/мин).

Подача на один оборот фрезы sо, мм/об, – величина относительного перемещения фрезы и заготовки за один оборот фрезы:


.

Подача на один зуб фрезы sz, мм/зуб, – величина относительного перемещения фрезы и заготовки при повороте фрезы за один угловой шаг:


.

На практике обычно пользуются всеми видами подач, причем подача на зуб характеризует интенсивность нагрузки зуба, а следовательно, и стойкость фрезы.

Глубина резания t (мм) при фрезеровании – величина срезаемого слоя металла, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности (см. рис. 15.8, 15.11, 15.12).

Угол контакта фрезы
– центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения фрезы с заготовкой. Из геометрических соотношений (рис. 15.13,а) следует, что для цилиндрических, дисковых и концевых фрез


(15.4)

Р
ис. 15.13. Элементы резания при работе цилиндрической фрезы с прямыми зубьями:а) для одного зуба; б) для нескольких зубьев, находящихся в контакте

Из формулы (15.4) следует, что с увеличением глубины резания t угол контакта
растет, а с увеличением диаметра фре- зыD – уменьшается.

Толщина срезаемого слоя а – переменная величина: в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой толщина среза будет наименьшая, а при выходе зуба из контакта – наибольшая (см. рис. 15.13,а и б):



(15.5)

На рис. 15.14 показана развертка цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. Одновременно в работе участвует несколько зубьев, причем ширина и толщина среза различны как по длине дуги контакта, так и по длине зуба.


Рис. 15.14. Элементы резания при работе цилиндрической фрезы с винтовым зубом:

1, 2, 3 – точки контакта зубьев фрезы

Толщина среза для фрезы с винтовыми зубьями подсчитывается по той же формуле, что и для прямозубой фрезы, и не зависит от угла наклона зуба
, т.е.
.

Так как у фрезы с винтовыми зубьями положение каждого зуба определяется двумя мгновенными углами контакта
и
, то и толщина среза соответственно в точках входа и выхода зуба будет



.

Ширина фрезерования В – ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном оси фрезы.

Ширина среза b – длина соприкосновения режущей кромки зуба с обрабатываемой заготовкой. Для прямозубой фрезы ширина среза равна ширине фрезерования, т.е. b = B (см. рис. 15.13,а); при работе цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями ширина срезаемого слоя, снимаемого каждым зубом, отличается от ширины фрезерования и является для каждого зуба величиной переменной. Из рис. 15.14 следует, что в общем случае мгновенная ширина срезаемого слоя, мм,


,

где
и
– мгновенные углы контакта при разных положениях зуба, причем
– угол входа, а
– угол выхода для данного положения зуба.

Площадь поперечного сечения среза
, мм 2 , для одного зуба прямозубой фрезы в данный момент определяется по формуле (см. рис. 15.13)


.

Так как мгновенный угол контакта (
,
и т.д.) – величина переменная, то переменной будет и площадь поперечного сечения среза (см. рис. 15.13,б). Максимальное сечение среза, мм 2 , для одного зуба соответствует моменту выхода зуба из контакта, т.е.


.

Зная полный угол контакта
и число зубьев фрезыz, определим число зубьев
прямозубой цилиндрической фрезы, одновременно находящихся в работе:


, (15.6)

где
– угловой шаг фрезы в градусах (см. рис. 15.13,б).

Площадь поперечного сечения среза для нескольких одновременно работающих зубьев. При участии в контакте нескольких зубьев прямозубой фрезы (см. рис. 15.13,б) суммарная площадь поперечного сечения среза, мм 2 ,


где
;
;
; …
,


Суммарное поперечное сечение среза у цилиндрических прямозубых фрез резко уменьшается во время выхода зуба из контакта с заготовкой, поэтому работа фрезы протекает неспокойно и такие фрезы в настоящее время не применяются. Более равномерно работают фрезы с винтовыми зубьями, так как ширина срезаемого слоя или длина соприкосновения зуба с заготовкой не остается постоянной: сначала она увеличивается от нуля до максимального значения, а затем уменьшается до нуля (см. рис. 15.14). Кроме того, число одновременно режущих зубьев
у фрез с винтовыми зубьями значительно больше, чем у прямозубых фрез, и зависит, кроме глубины резания, от диаметра фрезы и числа зубьев, также от ширины фрезерования и осевого шага фрезы, т.е.




(15.7)

Площадь поперечного сечения среза для фрез с винтовым зубом можно определить в следующем порядке. Согласно рис. 15.15 элементарная площадь поперечного сечения среза


Рис. 15.15. Схема для определения площади поперечного сечения среза для фрез с винтовым зубом

Из треугольника
следует


Обозначим
тогда



Сечение среза, приходящегося на бесконечно малый элемент длины зуба,



Для нахождения сечения среза, приходящегося на весь зуб, интегрируем последнее выражение в пределах наименьшего и наибольшего углов зацепления, т.е.



(15.8)

Если в работе находятся k зубьев (см. рис. 15.13), то суммарная площадь сечения среза


При обработке плоскостей торцовыми фрезами (рис. 15.16), имеющими режущие кромки, расположенные и на торце, и на цилиндрической поверхности, основную работу резания производят режущие кромки на цилиндрической поверхности, режущие же кромки, расположенные на торце, производят зачистку. Шероховатость обработанной поверхности получается меньше, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами.


а) б) в)

Рис. 15.16. Торцовое фрезерование: а) симметричное полное; б) симметричное неполное; в) несимметричное

В зависимости от расположения оси торцовой и концевой фрез относительно обрабатываемой поверхности различают симметричное и несимметричное торцовое фрезерование. Симметричным (см. рис. 15.16,а и б) называют такое фрезерование, когда ось торцовой фрезы расположена симметрично относительно средней линии обрабатываемой поверхности. При несимметричном фрезеровании ось торцовой фрезы смещена относительно средней линии обрабатываемой поверхности (см. рис. 15.16,в).

Симметричное торцовое фрезерование делится на полное (см. рис. 15.16,а), когда В = D и угол контакта
= 180°, и неполное (см. рис. 15.16,б), когда В 2 / 6 2 3 4 5 6 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Читайте также: