Выбор количества стадий обработки

На рис. 5 приведены схемы обработки поверхностей концевыми фрезами. Независимо от схемы работы концевой фрезы ширина фрезерования B измеряется в направлении, параллельном оси фрезы, а глубина резания t — в направлении, перпендикулярном оси фрезы. У концевых фрез, также как и у других типов фрез, главные режущие лезвия расположены на цилиндрическом участке. Концевая фреза может быть использована так, что в работе будут участвовать только главные режущие лезвия (рис. 5, а). В этом случае фреза применяется для обработки вертикальной плоскости, обработки контура или прорезания сквозного паза. Концевая фреза может также обрабатывать горизонтальные плоскости, уступы и глухие пазы. В этом случае в работе участвуют также вспомогательные режущие лезвия, расположенные на торце фрезы.

Диаметр фрезы определяют для каждого участка заготовки исходя из его конфигурации, а затем окончательно принимают наименьший из установленных диаметров. Если нет ограничений по конфигурации детали, то для обработки используют фрезы максимально допустимого для станка диаметра.

При фрезеровании обработку обычно проводят за одну (черновую) или две (черновую и чистовую) стадии обработки. Черновую стадию обработки рекомендуется выполнять за один проход, однако для больших припусков черновую стадию обработки приходится разбивать на несколько проходов. Решение о возможности удаления припуска за один проход принимают на основе подсчета произведения глубины резания t на ширину фрезерования B. Его значение при обработке плоскости, уступа или сквозного паза не должно превышать: при обработке сталей и чугуна быстрорежущими фрезами
t × B < 1,65 D ^1,6, при обработке сталей и чугуна твердосплавными фрезами t×B < 1,16 D ^1,6, при обработке алюминиевых и медных сплавов t × B < 2,32 D ^1,6. При обработке глухого паза формулы имеют, соответственно, вид: t × B < 0,8 D ^1,6, t × B < 0,6 D ^1,6, t × B < 1,16 D ^1,6.

 

 

Рис. 5

Если черновая обработка может быть проведена за один проход, принимают решение о необходимости чистового прохода, т. е. о количестве стадий обработки исходя из заданной точности детали.

Количество стадий обработки (одна — черновая, или две — черновая и чистовая) выбирают с помощью показателя количества стадий обработки K _со, который определяют по формуле

K _со = d × K _мd× K_{z d}× K_{l d} × K_{B d},

гдеd — допуск выполняемого размера, мм.

Поправочный коэффициент K _мd характеризует обрабатываемый материал (табл. 24).

Таблица 24

Обрабатываемый материал	K мd
Углеродистые и легированные стали
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали
Чугун
Алюминиевые сплавы

Поправочный коэффициент K_{z d} характеризует число зубьев фрезы z:

Поправочный коэффициент K_{l d} характеризует отношение вылета фрезы l к ее диаметру D:

Поправочный коэффициент K_{B d} характеризует отношение диаметра фрезы D к ширине фрезерования B:

Подсчитанное значение K _сосравнивают со значением, приведенным в табл. 25. Если подсчитанное значение окажется меньше табличного, то обработку необходимо проводить в две стадии, если больше или равно, можно проводить обработку в одну стадию.

Таблица 25

Отношение глубины фрезерования к диаметру фрезы	K со
Углеродистые и легированные стали	Чугун	Медные и алюминиевые сплавы
0,1	0,1	0,1	0,07
0,2	0,09	0,08	0,07
0,3	0,09	0,08	0,06
0,4	0,08	0,07	0,06
0,5	0,07	0,07	0,06
0,6	0,06	0,06	0,05
0,7	0,05	0,05	0,04
0,8	0,05	0,05	0,03
0,9	0,04	0,04	0,02
1,0	0,04	0,04	0,02

 

В том случае, если обработка должна выполняться в две стадии, на чистовую обработку обычно оставляют глубину резания 0,2…0,3 мм.

При обработке паза чистовой проход обычно не делают. В некоторых случаях приходится делать несколько черновых проходов, увеличивая глубину паза. Количество черновых проходов устанавливают исходя из максимального значения (t×B)_max, которое при обработке паза составляет примерно половину от того значения, которое получается при расчете по вышеприведенным формулам.

Выбор подачи на зуб фрезы

После определения количества стадий обработки и глубины резания t на каждом проходе приступают к выбору подачи на зуб фрезы.

Подача на зуб фрезы S_z, мм/зуб, при обработке уступов, контуров и плоскостей может быть рассчитана по формуле

Значения C_z, z, x и u приведены в табл. 26.

Таблица 26

Вид обработки	Обрабатываемый материал	Cz	z	x	u
Черновая	Углеродистые и легированные стали	0,04	0,83	0,41	0,42
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали	0,024	0,89	0,43	0,46
Чугун серый и ковкий	0,05	0,82	0,40	0,42
Алюминиевые и медные сплавы	0,05	0,85	0,41	0,44
Чистовая	Углеродистые и легированные стали	0,03	0,75	0,36	0,38
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали	0,02	0,75	0,36	0,41
Чугун серый и ковкий	0,04	0,73	0,35	0,36
Алюминиевые и медные сплавы	0,036	0,79	0,38	0,40

Поправочный коэффициент K _{м S} характеризует твердость обрабатываемого материала (табл. 27):

Поправочный коэффициент K _{и S} характеризует инструментальный материал. Для быстрорежущей стали K _{и S} = 1,0, для твердого сплава K _{и S} = 0,8.

Таблица 27

Обрабатываемый материал	ClS	n 1
Сталь		1,135
Чугун		1,437
Медные сплавы	4,2	0,286
Алюминиевые сплавы	9,64	0,492

Поправочный коэффициент K_lS характеризует жесткость фрезы и зависит от ее диаметра D и величины вылета фрезы из шпинделя l:

Для стандартных фрез, в первом приближении, l=4D^0,75.

Подача на зуб S _{п z}, мм/зуб, при обработке пазов может быть вычислена по формуле

где Ra — заданная шероховатость обработанной поверхности паза, мкм.

Значения параметров C _{п S}, z ₁, m ₁ и u ₁ приведены в табл. 28, а значения поправочных коэффициентов K _{м S}, K _{и S} и K_Sl были приведены выше.

Выбор скорости резания

Скорость резания v, мм/мин, при обработке плоскостей, уступов, контуров может быть подсчитана по формуле

Значения C_v, z ₂, x ₂ и y ₂ приведены в табл. 28.

Поправочный коэффициент K _{м v} учитывает группу обрабатываемого материала (табл. 29).

Таблица 28

Наименование параметра	Значение параметра для различных материалов
Сталь	Чугун	Медные и алюминиевые сплавы
C п S	0,0043	0,0042	0,005
z 1	0,962	0,977	0,946
m 1	0,339	0,38	0,398
u 1	0,618	0,652	0,716
C HB v			—
n 2	1,42	0,66	—
CTv	5,78	3,1	4,5
n 3	0,436	0,276	0,372
Cv	5,88	16,8	21,5
z 2	0,48	0,26	0,5
x 2	0,23	0,37	0,31
y 2	0,21	0,23	0,21
C п v	4,82	8,44	17,04
z п	0,31	0,1	0,25
u п	0,07	0,12	0,07
y п	0,22	0,31	0,23

Таблица 29

Обрабатываемый материал	K м v, K м N
Углеродистые стали	1,0
Легированные стали	0,8
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали	0,5
Чугун серый	1,0
Чугун ковкий	1,2
Медные и алюминиевые сплавы	БРАЖН10-4-4, АК4, АК6, АК8	0,8
АЛ2, АЛ4, АЛ5	1,0
Д1, Д16, Д20, АЛ9	1,25
В93, В95, АЛ8, АЛ19	1,40
МЛ5, МА14, АМц	1,70
АМг, АМг6, МА2	2,20

Поправочный коэффициент K _{HB v} учитывает твердость обрабатываемого материала:

Значения C _{HB v} и n ₂приведены в табл. 28.

Поправочный коэффициент K _{и v} учитывает инструментальный материал (табл. 30).

Таблица 30

Обрабатываемый материал	Материал инструмента	K и v, K и N
Сталь	Р6М5	1,0
Т15К6	2,8
Т5К10	2,3
Чугун	Р6М5	1,0
ВК6	2,5
ВК8	2,1
Медные и алюминиевые сплавы	Р6М5	1,0
Р6М3	1,9

 

Поправочный коэффициент K_vT учитывает принятый период стойкости фрезы (нормативный период стойкости для фрез 60 мин):

Значения C_Tv и n ₃ приведены в табл. 28.

Поправочный коэффициент K _{к v} учитывает состояние обрабатываемой поверхности. При работе по корке для стали и чугуна
K _{к v} = 0,8, для алюминиевых и медных сплавов K _{к v} = 0,85. При работе без корки K _{к v} = 1.

Значения параметров C_v, z ₂, x ₂, и y ₂ приведены в табл. 28.

Скорость резания при обработке пазов подсчитывают по формуле

Значения C _{п v}, z _п, u _п и y ₂приведены в табл. 28, а поправочные коэффициенты были выбраны выше.

Мощность при фрезеровании

Эффективная мощность на резание при обработке плоскостей, уступов и контуров может быть определена по формуле

Значения C_N, z ₃, x ₃ и y ₃приведены в табл. 31.

Таблица 31

Наименование параметра	Значение параметра для различных материалов
Сталь	Чугун	Медные и алюминиевые сплавы
CN	0,12	0,18	0,17
z 3	0,65	0,47	0,69
x 3	0,64	0,45	0,54
y 3	0,51	0,41	0,51
C HB N			—
n 5	1,3	0,44	—
CTN	5,78	3,1	4,5
n 4	0,436	0,276	0,372
C п N	0,086	0,106	0,118
z п N	0,51	0,22	0,51
u п N	0,95	0,86	0,88
y п N	0,52	0,36	0,52

 

Поправочный коэффициент K _{м N} учитывает группу обрабатываемого материала (см. табл. 30).

Поправочный коэффициент K _{HB N} учитывает твердость обрабатываемого материала:

Значения C _{HB N} и n ₅ приведены в табл. 31.

Поправочный коэффициент K _{и N} учитывает инструментальный материал (см. табл. 30).

Поправочный коэффициент K_NT учитывает принятый период стойкости фрезы:

Значения C_TN и n ₄ приведены в табл. 31.

Поправочный коэффициент K _{к N} учитывает состояние обрабатываемой поверхности. При работе по корке для стали и чугуна K _{к N} = 0,8, для алюминиевых и медных сплавов K _{к N} = 0,85. При работе без корки K _{к N} = 1.

Эффективная мощность на резание N _эф, кВт, при обработке пазов может быть рассчитана по формуле

Значения C _{п N}, z _{п N}, u _{п N} и y _{п N} приведены в табл. 31, а поправочные коэффициенты были выбраны выше.