Силы резания при фрезеровании

 

а) при цилиндрическом фрезеровании (фреза с винтовым зубом) силы резания необходимо рассчитывать для расчета механизма главного движения и движения подач.

Рассмотрим действие сил в какой-то момент времени.

На зуб фрезы действуют силы:

N – нормальная сила

T – сила трения пружины о переднюю поверхность зуба

P – составляющая сила

Спроектируем Р на плоскость перпендикулярную оси и по вектору скорости резания

P_T – тангенциальная составляющая(для главного движения)

P_P – сила действующая на заднюю поверхность

Po – осевая составляющая (для расчета подшипников)

P_г – горизонтальная составляющая (для расчета подачи)

Pb – вертикальная составляющая (она отрывает загатовку от стола и служит для расчета приспособлений)

Резенберг установил, что tg n = 0,28 tg w

Po =P_T tg n = 0,28 P_T tg w

Все силы определяются через тангенциальную составляющую Р_Т.

При встречном фрезеровании:

P_P = - (0,6…0,8) P_T

P_г = (1,0…1,2) P_T

Pb = (0,2…0,3) P_T Pb – отрывает деталь от стола станка

При попутном фрезеровании:

P_P = (0,35…0,5) P_T

P_г = (0,8…0,9) P_T

Pb = (0,75…0,8) P_T Pb – прижимает деталь к столу станка

P_T – определяется по опытной формуле. так как в работе участвуют несколько зубьев, один на входе, другой на выходе, поэтому сечение срезаемого слоя различно, поэтому и принимается средняя величина.

 

 

При увеличении диаметра фрезы при прочих равных условиях уменьшается угол контакта w amax

б) при торцевом фрезеровании

P_T – тангенциальная составляющая

P_P – радиальная составляющая

R – равнодействующая

Px = (0,3…0,4) P_T; Py = (0,85…0,95) P_T

 

Мощность механизма главного движения

 

N = P_Т V/ 60 102 кВт

 

Износ и стойкость фрез

 

Преобладающим видом износа фрез является износ по задней поверности. При черновой обработке принимается за критерий износа – критерий оптимального износа.

h₃ = 0,8…1,0 мм для цилиндрических фрез

h₃ = 1,5…2,0 мм для торцовых фрез

При чистовой обработке за критерий износа принимается критерий технологического износа – h₃ = 0,4…0,5 мм;

при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей допустимые величины износа принимаются примерно в 2 раза меньше, чем при обработке конструкционных сталей.

Стойкость фрез зависит от конструкции фрезы и диаметра и составляет – Т = 120…480 мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами фрезы

 

 

При увеличении диаметра фрезы D ↑ Ч ↓ а_z ↓

Особенности процесса фрезерования.

 

1.При фрезеровании зуб фрезы находится в контакте с заготовкой за один оборот очень малое время 10^-2…10^-3 сек. Происходит нагрев и охлаждение зуба, что приводит к тепловому удару, что отрицательно сказывается на стойкости фрез.

2.Сечение срезаемого слоя при фрезеровании переменно, что вызывает переменные силы резания, а это вызывает вибрации технологической системы.

3. При каждом обороте зуб фрезы врезается в заготовку и испытывает ударные нагрузки, что приводит к повышенному износу.

4. При встречном фрезеровании наблюдается явление скольжения зубьев фрезы из-за наличия радиуса на режущей кромке, поэтому резание начинается не с нулевой толщины, а с a_x a_x = 0,3 p

Что приводит к снижению стойкости.

5. При встречном фрезеровании, усилия резания стараются оторвать заготовку от стола станка. Так как заготовка установлена на столе станка, то происходит увеличение зазоров между направляющими, что приводит к вибрациям.

6. При попутном фрезеровании силы резания прижимают заготовку к столу станка, отсутствует явление скольжения, что повышает стойкость фрез в 2..3 раза, уменьшается шероховатость и к- н обработанной поверхности. Попутное фрезерование можно осуществить на станке, который имеет механизм регулирование зазора между винтом и гайкой.

Фрезерование по подаче осуществляется при обработке жаропрочных и нержавеющих сталей. Фрезерование против подачи необходимо применять если поверхностный слой имеет дефект (окалины, прижоги, твердые включения).

Зубонарезание

 

Существует два основных метода нарезания зубчатых колес:

а) метод копирования или фасонного фрезерования.

б) метод обкатки (огибания).

Нарезание зубчатых колес по методу копирования основано на использовании режущего инструмента, профиль режущей части которого точно соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса. В качестве режущих инструментов для работ по методу копирования применяются модульные дисковые и модульные пальцевые фрезы.

Нарезание зубчатых колес по методу обкатки основано на использовании принципа работы зубчатого зацепления. Режущий инструмент играет роль рейки зубчатого колеса, сцепляющегося с нарезаемым колесом. Зубья колес при методе обкатки образуются в результате взаимного зацепления инструмента и нарезаемой заготовки. Прямозубые зубчатые колеса нарезаются червячными модульными фрезами и прямозубыми долбяками, косозубые колеса – червячными фрезами и косозубыми долбяками. Конические колеса с прямыми зубьями нарезаются чаще всего на зубострогальных станках, работающих двумя резцами. Колеса с криволинейными зубьями нарезаются червячными коническими фрезами и зуборезными головками.

 

Содержание

1. Исторический обзор. 3

1период – 1918-1935 г.г. 4

2 период –1935-1941 г.г. 5

3период с1941 г по настоящее время. 5

2. Основные понятия, относящиеся к процессу резания. 6

3. Элементы режима резания и срезаемого слоя. 8

3.1 Главное движение резания и движение подачи. 8

3.2 Геометрические параметры режущей части инструмента. 9

3.3 Установочная база. 10

3.4 Углы в плане. 11

3.5 Роль углов резца. 13

3.6 Факторы, влияющие на изменение углов в плане. 15

3.7 Угол спада стружки. 16

4. Инструментальные материалы, применяемые для изготовления режущей части инструментов. 16

4.1 Углеродистые инструментальные стали. 17

4.2 Легированные инструментальные стали. 18

4.3 Высоколегированные инструментальные (быстрорежущие) стали. 18

4.4 Твердые сплавы. 19

4.5 Минеральная керамика. ЦМ- 332. 20

4.6 Сверхтвердые инструментальные материалы.. 21

4.7 Физико– механические свойства инструментальных материалов. 21

5. Формы передней поверхности инструмента. 22

6. Формы переходного лезвия резца. 23

7. Физические явления при резании металлов. 23

8. Деформирование металлов при резании. Схема образования стружки. 24

9. Относительный сдвиг. 26

10. Образование текстуры при резании металлов. 27

11. Усадка стружки. 27

12. Влияние режимов резания и срезаемого слоя на усадку стружки. 28

13. Наростообразование при резании. 31

14. Влияние различных факторов на процесс наростообразования. 32

14.1 Скорость резания. 32

14.2 Физико- механические свойства обрабатываемого материала. 33

14.3 Толщина срезаемого слоя. 33

14.4 передний угол. 33

14.5 Смазывающе- охлаждающие вещества. 34

15. Тепловые явления при резании металлов. 34

15. 1 Тепловые потоки в зоне резания. 35

15.2 Распределение температур на контактных площадках инструмента 36

15. 3 Факторы влияющие на температуру резания. 37

15. 4 Методы измерения температур в зоне резания. 38

16. Охлаждение и смазка при резании. Требования к СОВ. 39

16.1 Способы подвода СОВ в зону резания. 40

17. Качество обработанной поверхности. 41

17.2 Наклеп. 42

17.3 Остаточное напряжение в поверхностном слое после обработки резанием. 44

18. Виды стружки. 45

19. Износ режущего инструмента. 46

19.1 Физическая природа изнашивания инструмента. 47

19.2 Зависимость износа от времени. 47

19.3 Влияние различных факторов на стойкость инструмента. 49

20. Силы, действующие на режущий клин инструмента. 50

20.1 Напряжения, действующие в плоскости скалывания. 50

20.2 Силы резания при точении. 51

20.3 Схема электроиндуктивного датчика. 53

20.4 Графоаналитический метод обработки опытных данных (на примере сил резания) 53

20.5 Влияние различных факторов на силы резания. 54

21. Скорость резания при точении. 56

22. Расчет режимов резания. 57

23. Штучное время и основное технологичное время. 59

24. Фрезерование. 60

24.1 Геометрические параметры режущей части фрез. 60

24.2 Особенности процесса фрезерования. 63

24.3 Элементы режима резания при фрезеровании. 63

24. 4 Элементы срезаемого слоя при фрезеровании. 63

24.5 Основное технологическое время при фрезеровании. 67

24.6 Силы резания при фрезеровании. 67

24.7 Мощность механизма главного движения. 69

24.8 Износ и стойкость фрез. 69

24.9 Особенности процесса фрезерования. 70

25. Зубонарезание. 71