Особенности процесса фрезерования

 

1. Периодически повторяющийся по времени процесс резания с работой режущих кромок по циклу нагрузка – отдых.

2. Переменная нагрузка режущей кромки за один цикл резания в результате изменения величины срезаемого слоя

3. Ударная нагрузка на режущую кромку вследствие периодически повторяющегося процесса врезания зуба в металл и выхода из него.

4. Фрезерование является способом многолезвийной обработки, т. к. в процессе резания участвуют одновременно несколько зубьев.

 

Элементы режима резания при фрезеровании

 

Главное движение – вращение инструмента; V = ПDnф /1000 м/мин

Подача – при фрезеровании различают три размерности подачи:

Sz мм/зуб – подача на зуб Sz = S/ Z Z – число зубьев фрезы

So мм/ об – подача на оборот

SM мм/ мин – минутная подача SM = S n = Sz Z n

Глубина резания t – толщина слоя срезаемого металла, измеренная перпендикулярно к оси вращения фрезы.

Ширина фрезерования В – ширина заготовки, измеренная параллельно оси вращения фрезы.

 

Элементы срезаемого слоя при фрезеровании

 

а) при цилиндрическом фрезеровании

 

Схема встречного фрезерования Схема попутного фрезерования

Встречное фрезерование – это фрезерование против подачи;

Попутное фрезерование – это фрезерование по подаче.

 

Рассмотрим поверхности – обработанная, обрабатываемая и поверхность резания. Для первого зуба поверхность резания будет своя, для второго – своя. При фрезеровании вводится угол контакта w.

Угол контакта w – центральный угол, который соответствует дуге контакта зуба фрезы с заготовкой.

Из Δ ОАВ cos w = (R - t) / R = 1 – t/R при t = const R ↑ w ↓

Из Δ ВСD a_max =Sz sin w

1) a – будет величиной переменной в каждый момент времени, что вызывает переменные нагрузки. Толщина «а» изменяется от 0 до a_max.

При увеличении диаметра фрезы при равных прочих условиях угол контакта уменьшается и следовательно уменьшается толщина срезаемого слоя.

2. Ширина срезаемого слоя.

а) зубья параллельно оси (фреза с прямым зубом)

 

 

Ширина срезаемого слоя при фрезеровании фрезами с прямыми зубьями равна длине контакта режущей кромки зуба с заготовкой b=B.

б) с винтовым зубом

Рассмотрим идеальный случай (когда нет проскальзывания)

Развернем на плоскость поверхность резания. В точке А зуб начинает врезаться, а в точке С зуб выходит из контакта.

l – длина дуги контакта

l= DПw/2П b= l/ sin w b= Dw/ 2sinw

f_Z = a_Z b площадь поперечного сечения на 1 зуб

а_max = Sz sin w

 

 

На практике такой случай не встречается. Для общего случая, когда врезание начинается не в точке А, а выход

инструмента происходит не в точке С, тогда

f_z =(SzD/ 2 sin w) (cosw₁ – cosw₂)

w₁ – угол входа зуба

w₂ – угол выхода зуба

Площадь поперечного сечения есть величина переменная. Все расcмаривалось при работе однозубой фрезы, а в работе могут участвовать одновременно несколько зубьев. Число одновременно работающих зубьев можно определить

K = W / E

W –угол контакта

E – угловой шаг зубьев фрезы E = 2П / Z Z- число зубьев фрезы

W ↑ K ↑

б) торцевое фрезерование

 

схема симметричного фрезерования схема несимметричного фрезерования

w – угол контакта

sin w/2 = B/ 2R

мгновенная толщина срезаемого слоя, в какой момент времени находится зуб фрезы (плоскость X-X)

a_x = Sz cos w/2 при w/2 = 0, amax =Sz

При симметричном фрезеровании мгновенная толщина срезаемого слоя по мере продвижения зуба по поверхности резания изменяется от минимального значения в точке входа до максимального и опять до минимального в точке выхода.

Вид срезаемого слоя в плоскости X

amax = Sz sin w

b= t/ sin w мм

площадь поперечного сечения

 

 

f_z = a_{z max} b = Sz sin Ч t /sin Ч = Sz t мм²

f = Sz t sin Q

 

Основное технологическое время при фрезеровании

 

а) при торцовом фрезеровании

 

 

б) цилиндрическое фрезерование

To = L i / S = (l ₁+l +l ₂) i / Sz Z n мин

 

 

l₂ принимается 1…5 мм

а) уменьшить величину врезания можно за счет установки нескольких деталей

б) увеличить производительность можно за счет увеличения числа зубьев.