Скорость резания, v c ​

Окружная скорость перемещения режущей кромки относительно заготовки.

Эффективная или фактическая скорость резания, v e

Окружная скорость на эффективном диаметре резания (DC ap ). Это значение необходимо для определения режимов резания при фактической глубине резания (a p ). Это особенно важно при использовании фрез с круглыми пластинами, фрез со сферическим концом и всех фрез с большим радиусом при вершине, а также фрез с главным углом в плане менее 90 градусов.​

Частота вращения шпинделя, n

Число оборотов фрезы, закрепленной в шпинделе, совершаемое за минуту. Этот параметр связан с характеристиками станка и вычисляется на основе рекомендованной скорости резания для данной операции.

Подача на зуб, f z

Параметр для расчёта минутной подачи. Подача на зуб определяется исходя из рекомендуемых значений максимальной толщины стружки.

Подача на оборот, f n

Вспомогательный параметр, показывающий, на какое расстояние перемещается инструмент за один полный оборот. Измеряется в мм/об и используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.

Минутная подача, v f

Её также называют скоростью подачи. Это скорость движения инструмента относительно заготовки, выражаемая в пройденном пути за единицу времени. Она связана с подачей на зуб и количеством зубьев фрезы. Число зубьев фрезы (z n ) может превышать эффективное число зубьев (z c ), то есть количество зубьев в резании, которое используется для определения минутной подачи. Подача на оборот (f n ) в мм/об (дюйм/об) используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.

Максимальная толщина стружки, h ex

Этот параметр связан с подачей на зуб (f z ), шириной фрезерования (a e ) и главным углом в плане (k r ). Толщина стружки – важный критерий при выборе подачи на зуб для обеспечения наиболее высокой минутной подачи.

Средняя толщина стружки, h m

Полезный параметр для определения удельной силы резания, используемой для расчёта потребляемой мощности.​

Скорость съёма металла, Q (cм 3 /мин)

Объём снятого металла в кубических миллиметрах в минуту (дюйм 3 /мин). Определяется на основе глубины и ширины резания и подачи.

Удельная сила резания, k ct

Постоянная материала, используемая для расчёта мощности и выражаемая в Н/мм2

Время обработки, T c (мин)

Отношение обрабатываемой длины (l m ) к минутной подаче (v f ).​

Потребляемая мощность, P c и КПД, η mt

Методы фрезерования: определения

Линейное врезание

Одновременное поступательное перемещение инструмента в осевом и радиальном направлениях.

Круговая интерполяция

Перемещение инструмента по круговой траектории при постоянной координате z.

Круговое фрезерование с врезанием под углом

Перемещение инструмента по круговой траектории с врезанием (винтовая интерполяция).

Фрезерование в одной плоскости

Фрезерование с постоянной координатой z.

Фрезерование с точечным контактом

Неглубокое радиальное врезание фрезами с круглыми пластинами или сферическим концом, при котором зона резания смещается от центра инструмента.

Профильное фрезерование

Формирование повторяющихся выступов при профильной обработке поверхностей сферическим инструментом.

В процессе фрезерования зубья многолезвийного режущего инструмента, вращающегося вокруг своей оси, поочерёдно следуя один за другим, врезаются в материал заготовки, которая движется на фрезу. В результате такого рода движений происходит отделение слоя металла с образованием стружки. Элементами режима резания , сопровождающими фрезерование, является глубина, на которую погружается фреза, скорость резания с которой фрезеруется материал и подача движения заготовки.

Ширина фрезерования это расстояние, на котором главные режущие кромки зубьев фрезы соприкасаются с заготовкой.

Глубина резания это слой металла с определённой толщиной, который удаляется в процессе фрезерования за один рабочий проход. Измеряется глубина фрезерования как разность между обрабатываемой поверхностью и образующейся в результате обработки.

Главное движение при фрезеровании это есть ни что иное как вращение фрезы. Выполняя технологические операции, связанные с фрезерованием, режущему инструменту задаётся вращение и при этом в настройках станка устанавливается число оборотов за единицу времени. Однако главным параметром вращения фрезы является не то число оборотов, с которым она поворачивается вокруг своей оси, а скорость резания.

Скорость резания

Скорость резания для фрезы это расстояние, преодолеваемое за одну минуту режущей кромкой на наиболее отдалённой точке радиуса инструмента относительно оси вращения.

Скорость резания рассчитывается по формуле представленной ниже:

• V – скорость резания
• π – 3.1416
• D – диаметр фрезы(мм)
• n – частота вращения фрезы(об/мин)
• 1000 – коэффициент перевода мм в м

При технологических расчётах выбирается скорость резания согласованная со свойствами инструмента. Иными словами скорость резания должна быть допустимой в соответствии с периодом стойкости режущего инструмента.

Обороты

Обороты фрезы (n), как упоминалось выше, являются главным движением станка. Перед выполнением какой либо работы на станке, фрезеровщику приходится настраивать режимы резания одним из компонентов которых является вращение фрезы. Так как на промышленном оборудовании переключение скоростей указывается в оборотах в минуту, соответственно требуется знать их число, которое можно рассчитать по формуле:

Подача

Подача (S) это рабочее перемещение подвижных частей станка, на одних из которых крепятся режущие инструменты, а на других детали или заготовки подвергаемые обработке. Подача является одной из основных характеристик режима резания, которая необходима при обработке на станках.

При выполнении фрезерных работ используются следующие виды подач:

• Подача на один зуб;
• Подача на один оборот;
• Минутная подача.

С помощью фрезерного станка можно задавать подачи в вертикальном, продольном и поперечном направлении.

Подача на зуб (S Z мм / зуб) – это отношение минутной подачи и произведения частоты вращения шпинделя к числу зубьев, которыми располагает фреза.

Подача на один оборот фрезы (S 0 мм / об) – это произведение, полученное в результате умножения подачи на зуб, на количество зубьев режущего многолезвийного инструмента.

Минутная подача (S М мм / мин) – это рабочее перемещение фрезерного стола проходящего расстояние, измеряемое в миллиметрах за одну минуту. Минутную подачу можно вычислить, если умножить значение подачи на один оборот фрезы на число оборотов шпинделя или умножением подачи на зуб на число зубьев фрезы и на её обороты.

S М = S 0 × n = S Z × Z × n

Такие опции как подача, скорость резания для инструмента, глубина и ширина, задаваемая в процессе обработки, являются составляющими режимов фрезерования. Режим резания считается оптимальным при условии разумного сочетания всех его элементов обеспечивающих наибольшую производительность, экономию средств, при неизменных качественных показателях в отношении точно¬сти изделий и чистоты обработки их поверхностей.

Благодаря научному подходу для резания металлов были установлены эффективные скорости резания и подачи при условии выбора глубины и ширины при фрезеровании различных металлов и сплавов фрезами соответствующих марок. Подобные данные записаны в специальных таблицах по нормативам режимов резания.

Транскрипт

1 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ Методические рекомендации Часть I торцовое фрезерование Расчет режимов резания при торцовом фрезеровании. Методические рекомендации. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1. Элементы теории резания Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом фрезой. При фрезеровании главное движение резания D r вращение инструмента, движение подачи D S перемещение заготовки, на карусельно фрезерных и барабаннофрезерных станках движение подачи может осуществляться вращением заготовки вокруг оси вращающегося барабана или стола, в отдельных случаях движение подачи может осуществляться перемещением инструмента (копировальное фрезерование). Фрезерованием обрабатываются горизонтальные, вертикальные, наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не находятся в контакте с обрабатываемой поверхностью всё время. Каждое лезвие фрезы последовательно вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает ударные

2 нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и повышенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок. При обработке цилиндрическими фрезами (режущие кромки расположены на цилиндрической поверхности) рассматривается два способа обработки (Рис. 1.) в зависимости от направления движения подачи заготовки: встречное фрезерование, когда направление движения режущей кромки фрезы, находящейся в процессе резания, противоположно направлению движения подачи; попутное фрезерование, когда направление движения режущей кромки фрезы, находящейся в процессе резания, совпадает с направлением движения подачи. Рис. 1. Схема встречного(а) и попутного(б) фрезерования. При встречном фрезеровании нагрузка на зуб возрастает от нуля до максимума, силы, действующие на заготовку, стремятся оторвать её от стола, а стол поднять. Это увеличивает зазоры в системе СПИД (станок приспособление инструмент деталь), вызывает вибрации, ухудшает качество обработанной поверхности. Этот способ хорошо применим для обработки заготовок с коркой, производя резание изпод корки, отрывая её, тем самым значительно облегчая резание. Недостатком такого способа является большое скольжение лезвия по предварительно обработанной и наклёпанной поверхности. При наличии некоторого округления режущей кромки она не сразу вступает в процесс резания, а поначалу проскальзывает, вызывая большое трение и износ инструмента по задней поверх

3 ности. Чем меньше толщина срезаемого слоя, тем больше относительная величина проскальзывания, тем большая часть мощности резания расходуется на вредное трение. При попутном фрезеровании этого недостатка нет, но зуб начинает работу с наибольшей толщины срезаемого слоя, что вызывает большие ударные нагрузки, однако исключает начальное проскальзывание зуба, уменьшает износ фрезы и шероховатость поверхности. Силы, действующие на заготовку, прижимают её к столу, а стол к направляющим станины, что уменьшает вибрации и повышает точность обработки Конструкция фрез. Инструментом при фрезеровании являются фрезы (от французского la frais клубника), представляющие собой многолезвийный инструмент, лезвия которого расположены последовательно в направлении главного движения резания, предназначенные для обработки с вращательным главным движением резания без изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения. Фрезы бывают: по форме дисковые, цилиндрические, конические; по конструкции цельные, составные, сборные и насадные, хвостовые; по применяемому материалу режущей кромки быстрорежущие и твердосплавные; по расположению лезвий периферийные, торцовые и периферийноторцовые; по направлению вращения праворежущие и леворежущие; по форме режущей кромки профильные (фасонные и обкаточные), прямозубые, косозубые, с винтовым зубом; по форме задней поверхности зуба затылованные и незатылованные, по назначению концевые, угловые, прорезные, шпоночные, фасонные, резьбовые, модульные и др.

4 Рассмотрим элементы и геометрию фрезы на примере цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями (Рис. 2.). Рис. 2. Элементы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями. На рис. 2. показаны элементы цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями: передняя поверхность 1, задняя поверхность 4, ленточка 3 (шириной 0,05 0,1 мм), поверхность спинки (затылованная) 5, лезвие 2. Угол, образованный лезвием с осью фрезы, называется углом наклона винтовой канавки, или углом наклона спирали или углом наклона зубьев и обозначается ω. Задний угол α (рис. 2, б) измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы, т. е. в плоскости ее торца. Нормальный задний угол αн измеряется в плоскости, перпендикулярной к лезвию. Передний угол γ измеряется в плоскости, перпендикулярной к лезвию. Поперечный передний угол γ" измеряется в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы. Передний угол γ облегчает образование и сход стружки, главный задний угол α способствует уменьшению трения задней поверхности по обработанной поверхности заготовки. У незатылованных зубьев передний угол выполняется в пределах γ = 10 о...30 о, задний угол α = 10 о...15 о в зависимости от обрабатываемого материала. У затылованного зуба задняя поверхность выполняется по спирали Архимеда, что обеспечивает ему постоянство профиля сечения при всех переточках инструмента. Затылованный зуб перетачивается только по передней поверхности и выполняется, ввиду сложности, только у профильного инструмента (фасонного

5 и обкаточного), т.е. форма режущей кромки которого определена формой обработанной поверхности. Передний угол затылованных зубьев выполняется, как правило, равным нулю, задний угол имеет значения α = 8 о...12 о. Угол наклона зубьев ω обеспечивает более плавное вхождение лезвия в процесс резания по сравнению с прямыми зубьями и придаёт определённое направление сходу стружки. Зуб торцовой фрезы имеет режущее лезвие более сложной формы. Режущая кромка состоит из главной, переходной и вспомогательной, имеющие главный угол в плане φ, угол в плане переходной режущей кромки φ п и вспомогательный угол в плане φ 1. Геометрические параметры фрезы рассматриваются в статической системе координат. Углы в плане это углы в основной плоскости Р vc. Главный угол в плане φ это угол между рабочей плоскостью Р Sc и плоскостью резания Р nc Величина главного угла в плане определяется исходя из условий резания как у токарного резца, при φ=0 режущая кромка становится только торцовой, а при φ=90 она становится периферийной. Вспомогательный угол в плане φ 1 это угол между рабочей плоскостью Р Sc и вспомогательной плоскостью резания Р" nc, он составляет 5 о...10 о, а угол в плане переходной режущей кромки половину от главного угла в плане. Переходное режущее лезвие повышает прочность зуба. Износ фрез определяется, так же как и при точении, величиной износа по задней поверхности. Для быстрорежущей фрезы допустимая ширина изношенной ленточки по задней поверхности составляет при черновой обработке сталей 0,4...0,6 мм, чугунов 0,5...0,8 мм, при получистовой обработке сталей 0,15...0,25 мм, чугунов 0,2...0,3 мм. Для твёрдосплавной фрезы допустимый износ по задней поверхности составляет 0,5...0,8 мм. Стойкость цилиндрической быстрорежущей фрезы составляет Т = мин, в зависимости от условий обработки, в некоторых случаях достигает 600 мин, стойкость твёрдосплавной фрезы Т= мин. Различают три вида фрезерования периферийное, торцовое и периферийно торцовое. К основным плоскостям и поверхностям, обрабатываемым на консольных фрезерных станках (Рис. 3.), относятся:

6 горизонтальные плоскости; вертикальные плоскости; наклонные плоскости и скосы; комбинированные поверхности; уступы и прямоугольные пазы; фасонные и угловые пазы; пазы типа "ласточкин хвост"; закрытые и открытые шпоночные пазы; пазы под сегментные шпонки; фасонные поверхности; цилиндрические зубчатые колёса методом копирования. Рис. 3. Схема обработки поверхностей заготовок на горизонтально и вертикальнофрезерных станках. Горизонтальные плоскости обрабатываются цилиндрическими (Рис. 3. а) на горизонтальнофрезерных станках и торцовыми (Рис. 3. б) на вертикальнофрезерных станках фрезами. Поскольку у торцовой фрезы одновременно участ

7 вует в резании большее количество зубьев, обработка ими более предпочтительна. Цилиндрическими фрезами обрабатываются, как правило, плоскости шириной до 120 мм. Вертикальные плоскости обрабатывают торцовыми фрезами на горизонтальных станках и концевыми на вертикальных (Рис. 3. в, г). Наклонные плоскости обрабатывают торцовыми и концевыми фрезами на вертикальных станках с поворотом оси шпинделя (Рис. 3. д, е), и на горизонтальных станка угловыми фрезами (Рис. 3. ж). Комбинированные поверхности обрабатывают набором фрез на горизонтальных станках (Рис. 3. з). Уступы и прямоугольные пазы обрабатывают дисковыми (на горизонтальных) и концевыми (на вертикальных) фрезами (Рис. 3. и, к), при этом концевые фрезы допускают большие скорости резания, так как одновременно участвует в работе большее количество зубьев. При обработке пазов дисковые фрезы предпочтительнее. Фасонные и угловые пазы обрабатываются на горизонтальных станках фасонными, одно и двухугловыми фрезами (рис. 3. л, м). Паз типа "ласточкин хвост" и Тобразные пазы обрабатываются на вертикальнофрезерных станках, как правило, за два прохода, сначала концевой фрезой (или на горизонтальнофрезерном станке дисковой фрезой) обрабатывается прямоугольный паз по ширине верхней части. После этого окончательно паз обрабатывается концевой одноугловой и специальной Тобразной (Рис. 3. н, о) фрезой. Закрытые шпоночные пазы обрабатываются концевыми фрезами, а открытые шпоночными на вертикальных станках (Рис. 3. п, р). Пазы для сегментных шпонок обрабатываются на горизонтальнофрезерных станках дисковыми фрезами (Рис. 3. с). Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей обрабатываются на горизонтальных и вертикальных станках фасонными фрезами (Рис. 3. т).

8 Торцовое фрезерование наиболее распространенный и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. 2. ТОРЦОВОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ Основные типы и геометрия торцовых фрез. В большинстве случаев для обработки плоскостей открытых и углублённых применяются торцовые фрезы имеющие периферийные лезвия, т.е. работающие по принципу периферийно торцовых. Конструкции торцовых фрез стандартизованы, основные типы которых приведены в табл.1 /ГОСТ, /. При обработке плоскостей этими фрезами, основную работу по удалению припуска выполняют режущие кромки, расположенные на конической и цилиндрической поверхности. Режущие кромки, расположенные на торце, производят как бы зачистку поверхности, поэтому шероховатость обработанной поверхности получается меньше, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами. В основной плоскости P v рассматриваются углы в плане: главный угол в плане, вспомогательный угол в плане 1 и угол вершины ε. Главный угол в плане это угол между плоскостью резания P n и рабочей плоскостью P S. С уменьшением главного угла в плане при постоянной подаче на зуб и постоянной глубине резания толщина среза уменьшается, а ширина увеличивается, вследствие чего стойкость фрезы повышается. Однако работа фрезы с малым углом в плане (20 0) вызывает возрастание радиальной и осевой составляющих сил резания, что при недостаточно жесткой системе СПИД приводит к вибрациям обрабатываемой заготовки и станка. Поэтому для торцовых твердосплавных фрез при жесткой системе и при глубине резания t = мм принимают угол = При нормальной жесткости системы = ; обычно принимают = Вспомогательный угол в плане 1 у торцовых фрез принимают равным Чем меньше этот угол, тем меньше шероховатость обработанной поверхности.

9 В главной секущей плоскости P τ рассматриваются передний угол и главный задний угол. Передний угол это угол между основной плоскостью P v и передней поверхностью А γ, главный задний угол это угол между плоскостью резания Р n и главной задней поверхностью А α. Передний угол для торцовых твердосплавных фрез = (+10 0)...(20 0). Главный задний угол для торцовых твердосплавных фрез = В плоскости резания рассматривается угол наклона главной режущей кромки. Это угол между режущей кромкой и основной плоскостью P v. Он оказывает влияние на прочность зуба и стойкость фрезы. У торцовых твердосплавных фрез угол рекомендуется выполнять в пределах от +5 0 до при обработке стали и от 5 0 до при обработке чугуна. Угол наклона винтовых зубьев обеспечивает более равномерное фрезерование и уменьшает мгновенную ширину среза при врезании. Этот угол выбирается в пределах Выбор торцовой фрезы Выбор конструкции фрезы. При выборе конструкции (типа) фрезы предпочтительным является применение сборных конструкций фрез с неперетачиваемыми пластинами из твердого сплава. Механическое крепление пластин дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и позволяет использовать фрезы без переточки. После полного износа пластины она заменяется новой. Завод изготовитель снабжает каждую фрезу комплектами запасных пластин. Весь комплект пластин можно заменить непосредственно на станке, при этом затрата времени на замену ножей не превышает минут.

10 Выбор материала режущей части. Фрезы для работы при невысоких скоростях резания и малых подачах изготовляют из быстрорежущих и легированных сталей Р18, ХГ, ХВ9, 9ХС, ХВГ, ХВ5. Фрезы для обработки жаропрочных и нержавеющих сплавов и сталей изготовляют из быстрорежущих сталей Р9К5, Р9К10, Р18Ф2, Р18К5Ф2, а при фрезеровании с ударами из стали марки Р10К5Ф5. Марки твердых сплавов выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и характера обработки (табл.5). для чистовой обработки применяется твёрдый сплав с меньшим содержанием кобальта и большим содержанием карбидов (ВК2, ВК3 Т15К6 и т.д.), а для черновой обработки с большим содержанием кобальта, который придаёт определённую пластичность материалу и способствует лучшей работе при неравномерных и ударных нагрузках (ВК8, ВК10, Т5К10 и т.д.) Выбор типа и диаметра фрезы. Стандартные диаметры фрез (ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ), приведены в таблицах 1...4, их обозначения (для праворежущих торцовых фрез) в таблицах 2, 3 и 4. Леворежущие фрезы изготавливаются по специальному заказу потребителя. Типы торцовых фрез выбирают по условиям обработки из таблицы 1. Размеры фрезы определяются размерами обрабатываемой поверхности и толщиной срезаемого слоя. Диаметр фрезы, для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, выбирают с учётом жесткости технологической системы, схемы резания, формы и размеров обрабатываемой заготовки. При торцовом фрезеровании для достижения режимов резания, обеспечивающих наибольшую производительность, диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования B: D = (1,25...1,5) В

11 Выбор геометрических параметров Рекомендуемые значения геометрических параметров режущей части торцовых фрез с пластинами из твердого сплава приведены в табл.6 /4/, а из быстрорежущей стали Р18 в табл. 7 /ГОСТ, / Выбор схемы фрезерования Схемы фрезерования определяется по расположению оси торцовой фрезы заготовки относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис.4.). Различают симметричное и несимметричное торцовое фрезерование. Рис. 4. Схемы торцового фрезерования. а при полном симметричном фрезеровании; б при неполном симметричном фрезеровании; в, г при несимметричном фрезеровании

12 Симметричным называют такое фрезерование, при котором ось торцовой фрезы проходит через среднюю линию обрабатываемой поверхности (рис. 4.а,б). Несимметричным фрезерованием называют такое фрезерование, при котором ось торцовой фрезы смещена относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис. 4.в, 4.г). Симметричное торцовое фрезерование делится на полное, когда диаметр фрезы D равен ширине обрабатываемой поверхности В (рис.4.а)., и неполное, когда D больше В (рис.4.б). Несимметричное торцовое фрезерование может быть встречным или попутным. Отнесение фрезерования к этим разновидностям производят по аналогии с фрезерованием плоскости цилиндрической фрезой. При несимметричном встречном торцовом фрезеровании толщина срезаемого слоя a изменяется от некоторой небольшой величины (зависящей от величины смещения) до наибольшей a max =S z, а затем несколько уменьшается. Смещение зуба фрезы за пределы обрабатываемой поверхности со стороны зуба, начинающего резание, обычно принимается в пределах С 1 = (0,03...0,05) D При несимметричном попутном торцовом фрезеровании (рис.8.в) зуб фрезы начинает работать с толщиной среза близкой к максимальной. Смещение зуба фрезы за пределы обрабатываемой поверхности со стороны зуба, заканчивающего резание, принимается незначительным, близким к нулю) С 2 0. При обработке чугунных заготовок во многих случаях диаметр фрезы меньше ширины обрабатываемой поверхности поскольку чугунные заготовки ввиду хрупкости чугуна, особенно при изготовлении корпусных деталей, выполняются больших габаритов. Торцовое фрезерование чугунных заготовок при B < D ф рекомендуется проводить при симметричном расположении фрезы. При торцовом фрезеровании стальных заготовок обязательным является их несимметричное расположение относительно фрезы, при этом: для заготовок из конструкционных углеродистых и легированных сталей и заготовок имеющих корку (черновое фрезерование) сдвиг заготовок в направле

13 нии врезания зуба фрезы, чем обеспечивается начало резания при малой толщине срезаемого слоя; для заготовок из жаропрочных и коррозийностойких сталей и при чистовом фрезеровании сдвиг заготовки в сторону выхода зуба фрезы из резания, чем обеспечивается выход зуба из резания с минимально возможной толщиной срезаемого слоя. Несоблюдение указанных правил приводит к значительному снижению стойкости фрезы Назначение режима резания К элементам режима резания при фрезеровании относятся (Рис. 5.): глубина резания; скорость резания; подача; ширина фрезерования. Рис. 5 Элементы движений в процессе резания при фрезеровании концевой угловой фрезой.

14 1 направление скорости результирующего движения резания; 2 направление скорости главного движения резания; 3 рабочая плоскость P s ; 4 рассматриваемая точка режущей кромки; 5 направление скорости движения подачи. Глубина резания t определяется как расстояние между точками обрабатываемой и обработанной поверхностей находящихся в плоскости резания и измеренное в направлении, перпендикулярном направлению движения подачи. В отдельных случаях эта величина может измеряться как разность расстояний точек обрабатываемой и обработанной поверхностей до стола станка или до какойлибо другой постоянной базы, параллельной направлению движения подачи. Глубину резания выбирают в зависимости от припуска на обработку, мощности и жесткости станка. Надо стремиться вести черновое и получистовое фрезерование за один проход, если это позволяет мощность станка. Обычно глубина резания составляет мм. На мощных фрезерных станках при работе торцовыми фрезами глубина резания может достигать 25 мм. При припуске на обработку более 6 мм и при повышенных требованиях к величине шероховатости поверхности фрезерование ведут в два перехода: черновой и чистовой. При чистовом переходе глубину резания принимают в пределах 0, мм. Независимо от высоты микронеровностей глубина резания не может быть меньшей величины. Режущая кромка имеет некоторый радиус округления, который по мере износа инструмента увеличивается, при малой глубине резания материал поверхностного слоя подминается и подвергается пластическому деформированию. В этом случае резания не происходит. Как правило, при небольших припусках на обработку и необходимости проведения чистовой обработки (величина шероховатостей R a = 2 0,4 мкм) глубина резания берётся в пределах 1 мм. При малой глубине резания целесообразно применять фрезы с круглыми пластинами (ГОСТ, ГОСТ). При глубине резания, большей З...4 мм, применяют фрезы с шести, пяти и четырехгранными пластинами (табл.2).

15 При выборе числа переходов необходимо учитывать требования по шероховатости обработанной поверхности: черновое фрезерование R a = 12,5...6,3 мкм (3...4 класс); чистовое фрезерование R a = 3,2...1,6 мкм (5...6 класс); тонкое фрезерование R a = 0,8...0,4 мкм (7...8 класс). Для обеспечения чистовой обработки необходимо провести черновой и чистовой переходы, количество рабочих ходов при черновой обработке определяют по величине припуска и мощности станка. Число рабочих ходов при чистовой обработке определяется требованием шероховатости поверхности. В производственных условиях при необходимости проведения черновой и чистовой обработки они разделяются на две отдельные операции. Это вызвано следующими соображениями. Черновая и чистовая обработки проводятся с применением различного материала режущей части фрезы и при разных скоростях резания что вызвало бы неоправданно большие затраты времени на переналадку станка, если эти переходы будут выполняться в одной операции. Черновая обработка приводит к большим вибрациям и неравномерным и знакопеременным нагрузкам, это, в свою очередь, приводит к быстрому износу станка и потере точности обработки. Черновая обработка приводит к образованию большого количества стружки, а также абразивной пыли, что требует специальных мер по уборке отходов. Как правило, станки для черновой обработки находятся обособленно от станков, выполняющих окончательную чистовую и тонкую. Подача при фрезеровании это отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой заготовки в направлении движения подачи, к числу оборотов фрезы или к части оборота фрезы, соответствующей угловому шагу зубьев. Таким образом, при фрезеровании рассматривается подача на оборот S o (мм/об) перемещение рассматриваемой точки заготовки за время, соответствующее одному обороту фрезы, и подача на зуб S z (мм/зуб) перемещение рас

16 сматриваемой точки заготовки за время, соответствующее повороту фрезы на один угловой шаг зубьев. Помимо этого рассматривается также скорость движения подачи v s (ранее определялась как минутная подача и в старой литературе и на некоторых станках такой термин ещё применяется), измеряемая в мм/мин. Скорость движения подачи это расстояние, пройденное рассматриваемой точкой заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи за минуту. Эта величина используется на станках для наладки на необходимый режим, поскольку у фрезерных станков движение подачи и главное движение резания кинематически не связаны между собой. Применение соотношения скоростей подачи и резания помогает правильно определить величины S o и S z. Используя зависимости: S o = S z z, v s = S o n где z число зубьев фрезы, n число оборотов фрезы (об/мин) определим v s = S o n = S z z n. Исходной величиной при черновом фрезеровании является подача на один зуб S z, так как она определяет жёсткость зуба фрезы. Подачу при черновой обработке выбирают максимально возможной. Ее величина может быть ограничена прочностью механизма подачи станка, прочностью зуба фрезы, жесткостью системы СПИД, прочностью и жесткостью оправки и по другим соображениям. При чистовом фрезеровании определяющей является подача на один оборот фрезы S o, которая влияет на величину шероховатости обработанной поверхности. Рекомендуемые подачи для различных условий резания приведены в таблицах 8, 9, 10. Ширина фрезерования B (мм) величина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы при периферийном фрезеровании, и перпендикулярном к направлению движения подачи при торцовом фрезеровании. Ширина фрезерования определяется наименьшей из двух величин: ширины обрабатываемой заготовки и длины или диаметра фрезы. Скорость резания при фрезеровании v определяется как линейная скорость точки фрезы (м/мин). Действительная скорость резания определяется по формуле D n м v,() 1000 мин

17 где D диаметр фрезы (мм) по наиболее удалённой от оси вращения точке режущей кромки, n число оборотов фрезы (мм/об). формуле следующие Допустимая (расчётная) скорость резания определяется по эмпирической v T где Cv коэффициент, характеризующий материал заготовки и фрезы; T стойкость фрезы (мин); t глубина резания (мм); S z подача на зуб (мм/зуб); B ширина фрезерования (мм); Z число зубьев фрезы; D q, m, x, y, u, p показатели степени; m t (м/мин) k v общий поправочный коэффициент на изменённые условия обработки. Величины C v q, m, x, y, u, p приведены в табл.11. x C v S y z q B u z Средние значения периода стойкости торцовых фрез при диаметре фрезы p k v Таблица Диаметр фрезы (мм) Стойкость (мин) Общий поправочный коэффициент K v. Всякая эмпирическая формула определяется при постоянстве некоторых факторов. В данном случае этими факторами являются физико механические сойства заготовки и материала режущей части инструмента, геометрические параметры инструмента и т.д. В каждом конкретном случае эти параметры меняются. Для учёта этих изменений и вводится общий поправочный коэффициент K v, который представляет собой произведение

18 отдельных поправочных коэффициентов, Каждый из которых отражает изменение, относительно исходных, отдельных параметров /5/ : K v = K v K пv K иv K v, K v коэффициент, учитывающий физикомеханические свойства обрабатываемого материала, таблицы 12, 13; K пv коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя заготовки, таблица 14; K иv коэффициент, учитывающий инструментальный материал, таблица 15; K v коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане, Таблица K v 1,6 1,25 1,1 1,0 0,93 0,87 Зная допустимую (расчетную) скорость резания v, определяют расчетную частоту вращения фрезы 1000v n D где n число оборотов фрезы, мин 1 ; D диаметр фрезы, мм. По паспорту станка выбирают такую ступень скорости, при которой число оборотов фрезы будет равно расчётному или меньше его, т.е. n ф n, где n ф фактическое число оборотов фрезы, которое должно быть установлено на станке. Допускается применение такой ступени скорости, при которой увеличение фактического числа оборотов по отношению к расчетному будет не более 5%. По выбранному числу оборотов шпинделя станка уточняют фактическую скорость резания D nф м vф,() 1000 мин и определяют скорость движения подачи (минутную подачу):

19 v S (S м) = S z z n ф = S о n ф (мм/мин.) Затем по паспорту станка выбирают наиболее подходящее значение ближайшее меньшие или равное расчётной величине Проверка выбранного режима резания Выбранный режим резания проверяют по использованию мощности на шпинделе станка и по усилию, необходимому для осуществления движения подачи. Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе: N р N шп, где N р эффективная мощность резания, квт; N шп допустимая мощность на шпинделе, определяемая по мощности привода, квт. Приводом станка является совокупность механизмов от источника движения до рабочего органа. Приводом главного движения резания является совокупность механизмов от электродвигателя до шпинделя станка, а его мощность определится исходя из мощности электродвигателя и потерь в механизмах. Мощность на шпинделе определится по формуле N шп = N э, где N э мощность электродвигателя привода главного движения резания, квт, КПД механизмов привода станка, = 0,7... 0,8. Мощность резания при фрезеровании определяется по формуле N M кр n,(квт) где М кр крутящий момент на шпинделе, Нм, n число оборотов фрезы, мин 1. Крутящий момент на шпинделе станка определится по формуле: М кр Р z D,(Нм)

20 фрезы, мм. формуле 2 где Р z главная составляющая (касательная) силы резания, Н; D диаметр Главная составляющая силы резания P z при фрезеровании определяется по x y u C p t S B z Pz 10 K q w p D n где C p коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия; K p общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение коэффициентов, отражающих состояние отдельных параметров, влияющих на величину силы резания, K р = K р K vр K р K v, K р коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки (табл.17); табл.16. K vр коэффициент, учитывающий скорость резания (табл.18); K р коэффициент, учитывающий величину переднего угла (табл.19) ; K р коэффициент, учитывающий величину угла в плане (табл.19). Значения коэффициента С р и показателей степеней x, y, u, q, w приведены в Величина радиальной составляющей силы резания Р y может быть определена по соотношению Р y 0,4 Р z. Если условие N р N шп не выдерживается, то необходимо уменьшить скорость резания или изменить другие параметры резания. При фрезеровании имеет большое значение представление силы резания по вертикальной P в и горизонтальной Р г составляющим. Горизонтальная составляющая силы резания Р г представляет собой силу, которую необходимо приложить для обеспечения движения подачи, она должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка: Р г Р доп, Н.

21 где Р доп наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи станка (Н), берется из паспортных данных станка (табл.20). Горизонтальная составляющая силы резания определяется из приведённых ниже соотношений и зависит от вида торцового фрезерования /5/: при симметричном фрезеровании Р г = (0,3...0,4) Р z ; при несимметричном встречном Р г = (0,6...0,8) Р z ; при несимметричном попутном Р г = (0,2...0,3) Р z ; Если условие Р г Р доп не выдерживается, необходимо уменьшить силу резания Р z за счет уменьшения подачи на зуб S z и, соответственно, скорости движения подачи v S (минутной подачи S м) Расчёт времени выполнения операции и использования оборудования Штучное время Т шт время, затрачиваемое на выполнение операции, определяется как интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых изделий и рассчитывается как сумма составляющих Т шт = Т о + Т всп + Т обс + Т отд, (мин) где Т о основное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и последующее определение состояние предмета труда, т.е. время непосредственного воздействия инструмента на заготовку; Т всп вспомогательное время, это часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приёмов, необходимых для обеспечения непосредственного воздействия на заготовку. Т обс время обслуживания рабочего места, это часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом. Время обслуживания рабочего места складывается из времени организационного обслуживания (осмотр и опробование станка, раскладка и уборка инструмента, смазка и очистка

22 станка) и времени технического обслуживания (регулирование и подналадка станка, смена и подналадка режущего инструмента, правка шлифовальных кругов и т.п.); Т отд время на личные потребности, это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых; Основное время Основное время при фрезеровании равно отношению длины пути, пройденного фрезой, за число рабочих ходов к скорости движения подачи, и определяется по формуле T o L i v S (l l) 1 l2 i v (мин) где L общая длина прохода фрезы в направлении подачи, мм; i число рабочих ходов; l длина обрабатываемой заготовки, мм; l 1 величина врезания фрезы, мм; l 2 величина перебега фрезы, мм; l 2 = мм. Величина врезания l 1 при фрезеровании торцовыми фрезами определяется из условий: при симметричном неполном (для случая на рис.2а): 2 2 l1 0,5 (D D B); при несимметричном встречном (для случая на рис.2б): l1 0,5 D С1 (D С1); при несимметричном попутном (для случая на рис.2в): l 1 = 0,5 D, где D диаметр фрезы, мм; В ширина заготовки, мм; C 1 величина смещения фрезы относительно торца заготовки (рис.2б). S

23 .6.2 Вспомогательное время. 2 К этому времени относится время, затрачиваемое на установку, закрепление, снятие заготовки (табл. 21), время на управление станком при подготовке рабочего хода (табл. 22), выполнение измерений в процессе обработки (табл. 23) Оперативное время. Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем: T оп = Т о + Т всп. Оперативное время является основным составляющим штучного времени Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности Время на обслуживание рабочего места и время на личные надобности часто берут в процентах от оперативного времени: Т обс = (3...8 %) T оп; Т отд = (4...9 %) T оп; Т обс + Т отд 10% T оп Штучно калькуляционное время Для определения нормы времени времени выполнения определённого объёма работ в конкретных производственных условиях одним или несколькими рабочими, необходимо определить штучно калькуляционное время Т шк, в которое входит, помимо штучного времени, ещё и время на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после её окончания подготовительно заключительное время Т пз. Это время необходимо для получения задания, приспособлений, оснастки, инструмента, установки их, для наладки станка на выполнение операции, снятие всех средств оснащения и сдачи их (табл.24). В штучно калькуляционное время подготовительно заключительное время входит как доля его, приходящаяся на одну заготовку. Чем большее число заготовок n обрабатывается

24 с одной наладки станка (с одного установа, в одной операции) тем меньшая часть подготовительно заключительного времени входит в состав штучно калькуляционного. Т пз Т шк Т шт n В массовом производстве Т пз принимается равным нулю, так как практически вся работа выполняется при одной наладке станка Расчёт потребности в оборудовании. Расчетное количество станков (Z) для выполнения определенной операции рассчитывается по формуле Т шт П z, Т см 60 где Т шт штучное время, мин; П программа выполнения деталей в смену, шт.; Т см время работы станка в смену, ч. В расчётах принимается время работы станка в смену Т см = 8 часов, в реальных условиях на каждом предприятии это время может приниматься иным Техникоэкономическая эффективность. Оценку техникоэкономической эффективности технологической операции проводят по ряду коэффициентов, в числе которых: коэффициент основного времени и коэффициент использования станка по мощности /7, 8, 9/. Коэффициент основного времени К о определяет его долю в общем времени, затрачиваемом на выполнение операции К о Т Т шт где Kо коэффициент основного времени /9/. о

25 Чем выше K о, тем лучше построен технологический процесс, поскольку больше времени, отведённого на операцию, станок работает, а не простаивает, т.е. в этом случае уменьшается доля вспомогательного времени. Ориентировочно величина коэффициента K о для разных станков находится в следующих пределах протяжные станки K о = 0,35...0,945; фрезерные непрерывного действия K о = 0,85...0,90; остальные K о = 0,35...0,90. Если коэффициент основного времени Kо ниже этих величин, то необходимо разработать мероприятия по уменьшению вспомогательного времени (применение быстродействующих приспособлений, автоматизация измерений детали, совмещение основного и вспомогательного времени и др.). Коэффициент использования станка по мощности К N определяется как K N N N ст P де K N коэффициент использования станка по мощности /9/; N Р мощность резания, квт (в расчёте принимают ту часть технологической операции, которая происходит с наибольшими затратами мощности резания); N ст мощность главного привода станка, квт; КПД станка. Чем K N ближе к 1, тем более полно используется мощность станка. При неполной загрузке станка ухудшается показатель использования электроэнергии. Полная электрическая мощность, потребляемая из сети, S распределяется на активную P и реактивную Q. Их соотношения определяются как P P P Scos; S ; cos cos S При полной загрузке электродвигателя значение cosφ не будет равно 1, т.е. при этом из сети расходуется также и реактивная энергия. С учётом используемых электродвигателей примерные значения cosφ будут следующими: при за

26 грузке 100% cosφ=0,85, при загрузке 50% 0,7, при загрузке 20% 0,5, и на холостом ходу 0,2 этой величины. Рассмотрим пример правильности применения ряда фрезерных станков (моделей 6Р13, 6Н13, 6Р12, 6Н12, 6Р11), если мощность потребная на резание составляет N рез =3,2 квт. Показатели Модели фрезерных станков 6Р13 6Н13 6Р12 6Н12 6Р11 Мощность эл. двигателя N эд 11,0 10,0 7,5 7,0 5,5 Мощность холостого хода N хх 2,200 2,500 2,250 1,750 1,100 Мощность резания N рез 3,200 3,200 3,200 3,200 3,200 Активная мощность P=N хх +N рез 5,400 5,700 5,450 4,950 4,300 Коэффициент использования K N 0,491 0,570 0,727 0,707 0,782 мощности электро двигателя Косинус фи cos φ 0,585 0,635 0,718 0,708 0,740 Полная потребляемая мощность S 9,231 8,976 7,591 6,992 5,811 Коэффициент эффективности К эф 0,585 0,635 0,718 0,708 0,740 потребляемой электр. мощности Излишне использованная N из 3,831 3,276 2,141 2,042 1,511 мощность из электросети Неоправданные затраты электрической мощности N неоп 2,320 1,766 0,630 0,531 0,000 Из приведённого примера видно, что неправильный выбор станка приводит к таким перерасходам электроэнергии, которые могут быть сопоставлены с мощностью резания.

27 В целях погашения излишне используемой реактивной мощности, за которую предприятия платят значительные штрафы, необходимо создавать специальные устройства для её погашения емкостной мощностью. 3. ПРИМЕР РАСЧЕТА РЕЖИМА РЕЗАНИЯ 3.1. Условия задачи Исходные данные. Исходными данными для расчёта режима резания являются: материал заготовки поковка из стали 20Х; предел прочности материала заготовки в = 800 МПа (80 кг/мм 2); ширина обрабатываемой поверхности заготовки, В 100 мм; длина обрабатываемой поверхности заготовки, L 800 мм; требуемая шероховатость обработанной поверхности, R a 0,8 мкм (7 класс шероховатости); общий припуск на обработку, h 6 мм; средняя дневная программа производства по данной операции, П 200 шт Цель расчётов. В результате проведённых расчётов необходимо: выбрать фрезу по элементам и геометрическим параметрам; выбрать фрезерный станок; рассчитать величины элементов режима резания глубина резания t, подача S, скорость резания v; провести проверку выбранного режима резания по мощности привода и прочности механизма подачи станка; произвести расчёт времени, необходимого для выполнения операции; произвести расчёт необходимого количества станков; провести проверку эффективности выбранного режима резания и подбора оборудования.

28 3.2. Порядок расчета Выбор режущего инструмента и оборудования. Исходя из общего припуска на обработку h = 6 мм и требований к шероховатости поверхности, фрезерование ведем в два перехода: черновой и чистовой. По таблице 1 определяем тип фрезы выбираем торцовую фрезу с многогранными твердосплавными пластинками по ГОСТ Диаметр фрезы выбираем из соотношения: D = (1,25...1,5) В = 1,4 100 = 140 мм Выбор фрезы уточняем по таблицам 1, 2, 3, 4 ГОСТ, диаметр D = 125 мм, число зубьев z = 12, пятигранные пластинки, условное обозначение Материал режущей части фрезы выбираем по таблице 5 для чернового фрезерования углеродистой и легированной незакалённой стали Т5К10, для чистового фрезерования Т15К6. Геометрические параметры фрезы выбираем по таблицам 6 и 7 для фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 6) при обработке стали конструкционной углеродистой с σв 800 МПа и подачей для чернового фрезерования > 0,25 мм/зуб: = 5 0 ; = 8 0 ; = 45 0 ; о = 22,5 0 ; 1 = 5 0 ; = 14 0 ; для чистового фрезерования с подачей < 0,25 мм/зуб: = 5 0 ; = 15 0 ; = 60 0 ; о = 30 0 ; 1 = 5 0 ; = Черновое фрезерование производим по схеме несимметричное встречное (Рис. 4), чистовое несимметричное попутное (Рис. 4). Предварительно принимаем проведение работ на вертикально фрезерном станке 6Р13, паспортные данные в таблице Расчёт элементов режима резания Назначение глубины резания. При назначении глубины резания в первую очередь из общего припуска выделяется та его часть, которая остаётся для проведения чистовой обработки t 2

29 = 1 мм. Чистовое фрезерование проводится за 1 рабочий ход i 2 = 1. Отсюда припуск h 1 при черновом фрезеровании составит: h 1 = 6 1 = 5 мм. Для снятия этого припуска достаточно одного рабочего хода, поэтому принимаем число рабочих ходов при черновом фрезеровании i 1 = 1. Тогда глубина резания t 1 при черновом фрезеровании составит t 1 = h 1 / i 1 = 5 / 1 = 5 мм Назначение подачи. Подачу при черновом фрезеровании выбираем из таблиц 8 и 9. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 8) с мощностью станка > 10 квт при несимметричном встречном фрезеровании для пластинки Т5К10 подача на зуб находится в пределах S z1 = 0,32 0,40 мм/зуб. Принимаем меньшую величину для гарантированного обеспечения условия по мощности на шпинделе S z1 = 0,32 мм/зуб, подача на оборот составит. S о1 = S z1 z =0,32 12 = 3,84 мм/об. Подачу при чистовом фрезеровании выбираем по таблице 10. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (часть Б) с материалом, имеющим σ в 700 МПа с шероховатостью обработанной поверхности R a = 0,8 мкм с углом 1 = 5 0 подача на оборот фрезы находится в пределах S о2 = 0,30 0,20 мм/об. Принимаем большую величину для повышения производительности процесса S о2 = 0,30 мм/об. При этом подача не зуб составит S z2 = S о2 / z = 0,30 / 12 = 0,025 мм/зуб Определение скорости резания. Скорость резания определяем по формуле: v T m t Значения коэффициента C v и показателей степени определяем по таблице 11. Для чернового и чистового фрезерования конструкционной углеродистой стали с σ в 750 МПа с применением твёрдосплавных пластин: x C v = 332, q = 0,2; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0. C v S D y z q B u z P K v

30 Принимаем Т = 180 мин, п. 2.4 таблица 1. Общий поправочный коэффициент Kv = K v K пv K иv K v Кv находим по таблице 12 для обработки стали. Расчётная формула К v = К г (750/ в) nv. По таблице 13 находим для обработки стали углеродистой с σ в > 550 МПа для материала инструмента из твёрдого сплава К г = 1, n v = 1. Тогда К v1,2 = 1 (750/800) 1,0 = 0,938. K v находим по таблице для чернового фрезерования при = 45 о K v1 = 1,1; для чистового фрезерования при = 60 о K v2 = 1,0. K пv находим по таблице 14 для обработки при черновом фрезеровании поковки K пv1 = 0,8, при чистовом фрезеровании без корки K пv2 = 1. Kиv находим по таблице 15 для обработки стали конструкционной фрезой с пластинками из твёрдого сплава Т5К10 при черновом фрезеровании K иv1 = 0,65, с пластинками из твёрдого сплава Т15К6 при чистовом фрезеровании K иv2 = 1. Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен K v1 = 0,938 1,1 0,8 0,65 = 0,535. Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен K v2 = 0,938 1,0 1,0 1,0 = 0,938. Скорость резания при черновом фрезеровании равна v ,2 5 0,32 0,4 0,626 0,535 0,535 2,8251,1750,634 2,832 0,535 88,24 м/мин 5,286 Скорость резания при чистовом фрезеровании равна: 0 v ,2 1 0,025 0,4 0,832 0,25 м/мин 1,625 Расчетное число оборотов фрезы определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению 0,626 0,938 0,938 2,8251 0,229 2,5121

31 n ,24 3, v n D 224,82 об/мин об/мин n 2 (мин 1) ,25 3,16 об/мин Уточнение режимов резания По паспорту станка 6Р13 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки n ф1 = 200 мин 1, для чистовой обработки n ф2 = 1050 мин 1, т.е. выбираем ближайшие наименьшие значения от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит при черновой обработке v ф1 = πdn/1000 = 3, /1000 = 78,50 м/мин, а при чистовой обработке v ф2 = πdn/1000 = 3, /1000 = 412,12 м/мин. Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи v S по величине подачи на зуб и на оборот v S = S o n = S z z n; v S1 = 0, = 768 мм/мин; v S2 = 0, = 315 мм/мин. По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, v S1 = 800 мм/мин, поскольку эта величина только на 4,17% выше расчётной и v S2 = 315 мм/мин. Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот S oф1 = 800 / 200 = 4 мм/об; S oф2 = 315 / 1050 = 0,3 мм/об; S zф1 = 4 / 12 = 0,333 мм/зуб; S zф2 = 0,3 / 12 = 0,025 мм/зуб; Проверка выбранного режима резания Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи. Поскольку нагрузки на станок при черновой обработке значительно выше, чем при чистовой, проверку выбранного режима резания проводим для чернового фрезерования.

32 Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе: N р N шп. Мощность на шпинделе N шп = N э = 11 0,8 = 8,8 квт. Мощность резания при черновом фрезеровании определится по формуле M кр1 nф 1 Pz1 vф 1 N р Крутящий момент определится по формуле (квт) Dф Mкр1 Pz 1 (Нм) Главная составляющая силы резания определяется по формуле P z1 10C p t x 1 q D S n Значение коэффициента Ср и показателей степеней x, y, u, q, w находим по таблице 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. При затуплении фрезы до допустимой величины сила резания возрастает по стали с σв > 600 МПа в 1,3 1,4 раза. Принимаем увеличение в 1,3 раза. Общий поправочный коэффициент K р = K р K vр K р K р. К р определяем по таблице 17 для обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей К р = (в /750) np, показатель степени n p = 0,3, тогда К р = (800/750)0,3 = 1,02. K vр определяем по таблице 18 для черновой обработки при скорости резания до 100 м/мин при отрицательных значениях переднего угла K vр1 = 1, для чистовой обработки при скорости резания до 600 м/мин K vр2 = 0,71. K р и K р определяем по таблице 19. При = 5 о Kр = 1,20 и при = 45о K р1 = 1,06, при = 60 о K р2 = 1,0. Величина общего поправочного коэффициента составит К р1 = 1,02 1 1,20 1,06 = 1,297; К р2 = 1,02 0,71 1,20 1,0 = 0,869 Главная составляющая силы резания при черновом фрезеровании составит y ф1 w ф1 B u z K p (Н) P z 1 1 0,75 1,439158,4912 1,3 1,297 1,686 1,3 0,09 2,45 1,7 (Н) 1535,08

33 Крутящий момент определится как 37826,7 125 M кр,17 (Нм) Мощность резания при черновом фрезеровании определится как Условие правильности выбора режима резания по мощности привода N р N шп не соблюдается, поскольку 48,51 8,8, это означает, что выбранный режим резания не может быть осуществлен на данном станке. Наиболее эффективно снижение мощности резания за счёт уменьшения скорости резания, а также уменьшения подачи на зуб. Мощность резания необходимо уменьшить в 5,5 раза, для этого скорость резания уменьшим за счёт уменьшения числа оборотов фрезы с 200 до 40 об/мин с 78,5 м/мин до 14,26 м/мин. Скорость движения подачи при этом снизится с 768 мм/мин до v S1 = 0, = 153,6 мм/мин. Поскольку изменение глубины резания приведёт к необходимости проведения второго рабочего хода, изменим величину скорости движения подачи до 125 мм/мин (таблица 20), при этом подача на зуб фрезы составит S z1 = 125/12 40 = 0,26 мм/зуб. 2364, Подставив новое значение подачи на зуб в формулу расчёта главной составляющей силы резания получим P z1 = 31405,6 Н, крутящий момент станет равным М кр1 = 1960,3 Нм, мощность резания N р1 = 8,04 квт, что удовлетворяет требованиям по мощности привода. Вторым условием является то, что горизонтальная составляющая силы резания (усилие подачи) должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка: Р г Р доп. Для станка 6Р13 Р доп = Н. Горизонтальная составляющая силы резания Рг при условии несимметричного встречного чернового фрезерования 37826,7 78, N р 1 Р г = 0,6 Р z1 = 0,3 = 18818,58 Н. 48,51 (квт) Так как условие Р г Р доп не соблюдается (18818,), выбранный режим резания не удовлетворяет условию прочности механизма продольной по

34 дачи станка. Для снижения горизонтальной составляющей силы резания необходимо уменьшить подачу на зуб фрезы. Представим формулу расчёта главной составляющей силы резания в виде P 1 0,75 1, Sz , 75 1,3 1,6 S 1,3 0,2 z z1 Н Наибольшее допустимое механизмом подачи значение главной составляющей силы резания должно быть не больше P z1 P доп / 0, / 0, Н. Из этого условия находим S z S 0,75 z 1 0,192 мм/зу б 86165,6 По вновь выбранному значению S z1 определяем v s1 = 0, = 92,16 мм/мин, ближайшее меньшее значение на станке v s1 = 80 мм/мин. Фактическая подача на оборот фрезы составит S oф = 2 мм/об, фактическая подача на зуб фрезы составит S zф = 0,167 мм/зуб. В связи с многократным превышением показателей первого расчёта над допустимыми необходимо провести проверку правильности выбора режима резания при чистовом переходе. P z 2 1 0,75 1,4912 1,3 0,869 1,1297 1,3 0,09 4,08 1,0 (Н) 2139,0 Главная составляющая силы резания при чистовой обработке значительно ниже допустимых величин, в связи с чем корректировать расчёт не требуется. () Окончательно данные расчёта сведены в таблице Наименование показателей Единицы измерения Для перехода черново го Глубина резания t мм 5 1 чистово го Расчётная подача на зуб фрезы S z мм/зуб 0,323 0,025 Расчётная подача на оборот фрезы S o мм/об 3,84 0,3 Расчётная скорость резания v м/мин 88,24 503,25

35 Расчётное число оборотов фрезы n об/мин 224,16 Фактическое число оборотов фрезы n ф об/мин Фактическая скорость резания v ф м/мин 78,50 412,12 Расчётная скорость движения подачи v S мм/мин Фактическая скорость движения подачи v Sф мм/мин Фактическая подача на оборот фрезы S oф мм/об 4 0,3 Фактическая подача на зуб фрезы S zф мм/зуб 0,333 0,025 Главная составляющая силы резания P z Н 37826,7 521 Крутящий момент М кр Нм 2364,17 Мощность резания N квт 48,51 Первая корректировка режима резания Фактическое число оборотов фрезы n ф об/мин 40 Фактическая скорость резания v ф м/мин 15,7 Расчётная скорость движения подачи v S мм/мин 159,84 Фактическая скорость движения подачи v Sф мм/мин 160 Главная составляющая силы резания P z Н 31364,3 Крутящий момент М кр Нм 1960,3 Мощность резания N квт 8,08 Горизонтальня составл. силы резания P г Н 18818,5 Вторая корректировка режима резания Расчётная подача на зуб фрезы S z мм/зуб 0,192 Расчётная скорость движения подачи v S мм/мин 92,16 Фактическая скорость движения подачи v Sф мм/мин 80 Фактическая подача на оборот S oф мм/об 2 Фактическая подача на зуб S zф мм/зуб 0,167 8 Таким образом станок налаживается по следующим величинам: Черновой переход n ф1 = 40 мин 1, v S1 = 80 мм/мин; Чистовой переход n ф2 = 1050 мин 1, v S2 = 315 мм/мин.

Практическая работа 3 Расчёт нормы времени на фрезерные работы Цель работы Закрепление теоретических знаний, приобретение навыков нормирования фрезерной операции для заданной детали в различных организационнотехнических

Т е м а 7. ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ФРЕЗЕРОВАНИЕМ Цель - изучение технологических возможностей формообразования поверхностей фрезерованием, основных узлов фрезерных станков и их назначения, инструмента для

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РГАУ МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА Факультет Технический сервис в АПК Кафедра материаловедение и технологии

МИНИСЕРСВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина УДК 63 Рецензент: Кандидат технических наук, доцент кафедры ремонта и надёжности

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РГАУ МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА Факультет «Технический сервис в АПК» Кафедра «Материаловедение и технологии

Практическая работа 2 Расчёт нормы времени на сверлильные работы Цель работы Закрепление теоретических знаний, приобретение навыков нормирования сверлильной операции для заданной детали в различных организационно-технических

ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ Элементы режима резания при точении Сущность токарной обработки состоит в формировании цилиндрической поверхности инструментом с одной режущей кромкой, при этом, как правило, происходит

Практическая работа 5 Расчёт нормы времени на шлифовальные работы Цель работы Закрепление теоретических знаний, приобретение навыков нормирования шлифовальных операций для заданной детали в различных организационно-технических

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ОБРАБОТКА НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ Цель работы: ознакомление студентов с основами процесса фрезерования, устройством фрезерного станка, режущим инструментом и приспособлениями. Выбор

4 ПРОЦЕСС ТОЧЕНИЯ Токарная обработка является наиболее простым и показательным процессом, на основе которого, далее изучаются более сложные виды обработки. Режущий инструмент токарный резец представляет

Что такое зенкер? Зенкеры - это осевые многолезвийные режущие инструменты, которые применяются для промежуточной или окончательной обработки отверстий, полученных предварительно сверлением, литьем, ковкой

Геометрия концевой фрезы Величина затылованной части Ширина ленточки Угол наклона винтовой канавки Вспомогательная режущая кромка Диаметр сердцевины Величина падения затылка Задняя поверхность Главная

Практическая работа 4 Расчёт нормы времени на зуборезные работы Цель работы Закрепление теоретических знаний, приобретение навыков нормирования зубофрезерной и зубодолбёжной операций для заданной детали

Being the best through innovation ИЗ 1 Геометрия и конструкция концевых фрез Общая длина Длина режущей части Лыска (хвостовик Weldon) Резьба (резьбовой хвостовик) Диаметр фрезы Диаметр хвостовика Угол

6.2. Шлифование Шлифование процесс обработки заготовок деталей машин резанием с помощью абразивных кругов. Абразивные зерна расположены в шлифовальном круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом.

Оглавление Определение сил, действующих при точении и мощности.... 3 Расчет режима резания при точении аналитическим способом... 5 Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативносправочной

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. ОП.05 «Общие основы технологии металлообработки и работ на металлорежущих станках» Наименование разделов и тем Тема 1. Физические основы процесса резания

Leс_15_TKMiM_1АА_AD_LNA_08_12_2016 Содержание 15.1. Резцы 15.2. Инструменты для обработки отверстий 15.3. Фрезы Контрольные вопросы Задания для самостоятельной работы Cписок литературы По назначению (или

ЗЕНКЕРЫ Зенкep многолезвийный режущий инструмент, предназначенный для предварительной или окончательной обработки просверленных, штампованных или отлитых отверстий Основные особенности и отличия зенкера

A. КИНЕМАТИКА ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И СЕЧЕНИЕ СРЕЗА ПРИ РАБОТЕ ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ.. О б о з н а ч е н и я В рисунках, пояснительном тексте, задачах, заданиях и решениях гл. использованы обозначения, приведенные

Резников Л.А. Резание материалов: Сборник задач. Тольятти: ТГУ, 006. ДЕФОРМАЦИИ И СИЛЫ ПРИ РЕЗАНИИ ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ.. О б о з н а ч е н и я В рисунках, пояснительном тексте, задачах, заданиях и решениях

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 2.1 Выбор инструментальных материалов при различных видах обработки и геометрических параметров резцов при токарной обработке. Задача 1. Выбрать материал режущей части инструментов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Брянский государственный технический университет Утверждаю Ректор университета А.В.Лагерев 2006 г. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИЯ

Начальное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВанИЕ Л.И.ВЕРЕИНА Выполнение работ по профессии «ФРЕЗЕРОВЩИК» ПОСОБИЕ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ Рекомендовано Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный

5.3. Сверление Сверление распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО -Монолитные фрезы Общая информация Фактический диаметр сферических монолитных фрез Решение проблем T2 T8 T10 Выбор сплава монолитной фрезы Обрабатываемый материал Закаленные стали

УДК 621.9.022.2 ВЫБОР РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ПЛОСКОСТЕЙ ТОРЦЕВЫМИ ФРЕЗАМИ, ОСНАЩЕННЫМИ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ПЛАСТИНКАМИ САМСОНОВ В. А., ДАНИЛЕНКО Б.Д. [email protected] Представлены краткие рекомендации

Характеристика лезвия Лекция 2 1. Координатные плоскости. Системы координат Координатные плоскости. Лезвия режущих инструментов при проектировании, изготовлении и эксплуатации рассматривают в прямоугольной

1 Исходные данные При расчете комбинированного сверла исходными данными являются: диаметры ступеней обрабатываемого отверстия d 1 и d 2 соответственно, длины ступеней обрабатываемого отверстия l 1 и l

ФРЕЗЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ГОСТ 29092-91 ФРЕЗЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ Технические условия Cylindrical milling cutters. Specifications ГОСТ 29092 91 ОКП 39 1832 Дата введения 01.01.93 Настоящий стандарт

Выбор режимов резания для начинающих, и не только. Размещено на сайте http://et-rus.ru/ Ситуация типовая: мы уверены, что купленный нами дорогой инструмент работу выполнит вместо нас. всю Инструмент стоит

Lec_12_TKMiM_1АА_АД_LNA_20_10_2016 Введение Содержание 12.1. Виды обработки резанием 12.2. Заготовки 12.3. Виды движений в металлорежущих станках 12.4. Поверхности и плоскости при токарной обработке 12.5.

Прогрессивное деревообрабатывающее оборудование и инструмент Глебов И.Т. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) [email protected] ВЫБОРКА ГНЕЗД ПОД ШИПЫ МЕТОДОМ ПАЗОВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ WORKING OF MORTISE HOLE THE GROOING

Геометрия рабочей части токарных резцов Цель работы: закрепление теоретических знаний о назначении, применении и конструкции токарных резцов общего назначения; ознакомление с методами и средствами измерения

УДК 621.919.1.04 + 621.9.01 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗОНЫ РЕЗАНИЯ ПРИ МНОГОКООРДИНАТНОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ В.А. Батуев, В.В. Батуев На основе аналитической геометрии в пространстве разработана математическая модель

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ А. М. АДАСКИН, Н. В. КОЛЕСОВ СОВРЕМЕННЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Рекомендовано Федеральным государственным учреждением «Федеральный институт развития образования» в качестве

Практическая работа 1 Расчёт нормы времени на токарные работы 1 Цель работы Закрепление теоретических знаний, приобретение навыков нормирования токарной операции для заданной детали в различных организационнотехнических

Технико-коммерческое предложение на приспособления и принадлежности к станку заточному для дереворежущего инструмента модели ВЗ-384 1.Цена, условия и срок поставки. Цены на приспособления указаны в прайс-листе.

Министерство образования Российской Федерации Саратовский государственный технический университет Технологический институт ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФРЕЗ Методические указания к лабораторной работе по курсу

Ìåõàíè åñêàÿ îáðàáîòêà ñòàëè Износостойкая листовая сталь и высокопрочная конструкционная листовая сталь относятся к маркам стали, механическую обработку которых можно выполнять инструментами из быстрорежущей

Исследование в области технологического обеспечения качества при обработке поверхностей деталей на вертикально-фрезерных станках. Часть 2. Исследование схем обработки различных поверхностей деталей концевыми

Технология обработки фасонных поверхностей (на примере лопаток турбин) Саминская Галина Григорьевна, преподаватель технических специальных дисциплин ПУ-43 г. Санкт-Петербурга Турбинные лопатки являются

Станок заточной модели ВЗ-384 Назначение: предназначен для заточки и доводки основных видов инструментов из инструментальной стали, твёрдого сплава, минералокерамики абразивными, алмазными, эльборовыми

Лабораторная работа 1 Определение жесткости технологической системы при обработке деталей методом прямой и обратной подач 1. Цель работы Работа предусматривает ознакомление с методикой определения жесткости

ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ БЫЛИ ЗАДАНЫ НА ЗАЩИТЕ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РЕМОНТУ ОБОРУДОВАНИЯ 1.1 Техническая эксплуатация технологического оборудования 1. Опишите основной принцип действия узла своего станка. 2.

Lab_2_1AA_AD_TKMiM_LNA_26_09_2016 Доцент Лалазарова Н.А. В лработе использованы материалы проф. Мощенка В.И. Токарно-винторезный станок 1К62 Цель работы ознакомиться с видами работ, какие выполняют на

Наименование: Приспособления и принадлежности к заточному станку для дереворежущего инструмента B3-384 Модель: ВЗ-318.П..., В3-384.П..., 3Е642Е.П... заточные станки с ЧПУ зубошлифовальные станки с ЧПУ

Лекция 8 Влияние различных факторов на силы резания и качество обработки 1. Факторы процесса резания древесины В процессе резания древесины участвуют три объекта: заготовка, режущий инструмент и станок.

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УДК 629.488.2 В. С. Кушнер, А. А. Крутько Омский государственный технический университет СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

Лабораторная работа 1 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ Цель работы изучение классификации и геометрии токарных резцов и прибора для измерения углов. 1.

Обработка отверстий сверлами c неперетачиваемыми сменными многогранными пластинами (МНП) Сверление сверлами c неперетачиваемыми сменными многогранными пластинами наиболее производительный и экономичный

Рекомендованные режимы резания для фрез Обозначение по ISO Материал Скорость резания Vc, м/мин Подача (мм/зуб.) в зависимости от диаметра (мм) 1-2 3-4 5 6 8 10 12-14 16-18 20 конструкционные и низкоуглеродистые

Федеральное агентство по образованию Московский государственный технический университет «МАМИ» Кафедра «Технология машиностроения» СмелянскийВ.М. Мишин В.Н. УТВЕРЖДЕНО методической комиссией по специальности

189 а) 1 2 б) 1 2 Рис. 3.29. Формование изделий методом штамповки: а объемная штамповка; б плоская штамповка; 1 заготовка; 2 изделие Метод штамповки отличается высокой производительностью, однако связан

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра инновационных технологий и оборудования деревообработки И.Т. Глебов ОБОРУДОВАНИЕ ОТРАСЛИ ИЗМЕРЕНИЕ

На предприятиях, в составе которых есть подразделения, занимающиеся поверхностной обработкой заготовок, на основе нормативных документов составляются специальные карты, которыми руководствуется оператор при изготовлении той или иной детали. Хотя в некоторых случаях (к примеру, новое оборудование, инструмент) нюансы технологических операций фрезеровщику приходится определять самостоятельно. Если маломощный станок эксплуатируется в домашних условиях, тем более, никаких официальных подсказок под рукой, как правило, нет.

Эта статья поможет не только понять, на основе чего производится расчет режима резания при фрезеровании и выбор соответствующего инструмента, но и дает практические рекомендации, которые достаточны для обработки деталей на бытовом уровне.

Тем, кто по большей степени связан с металлами, для более детального ознакомления с нюансами фрезерования стоит обратиться к учебнику «Металлорежущие станки» – 2003 года, Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Порядок расчета режимов резания также хорошо изложен в различных пособиях. Например, в методических рекомендациях от 2000 года (МГАУ – Колокатов А.М., Баграмов Л.Г.).

Особенность фрезерования в том, что режущие кромки вступают в прямой контакт с материалом лишь периодически. Как следствие – вибрации, ударные нагрузки и повышенный износ фрез. Наиболее эффективным режимом считается такой, при котором оптимально сочетаются следующие параметры – глубина, подача и скорость резания без ухудшения точности и качества обработки. Именно это позволяет существенно снизить стоимость технологической операции и повысить производительность.

Предусмотреть буквально все нюансы фрезерования невозможно. Заготовки, подлежащие обработке, отличаются структурой, габаритами и формой; режущие инструменты – своей геометрией, конструктивным исполнением, наличием/отсутствием защитного слоя и тому подобное. Все, что изложено по режимам резания далее, следует рассматривать всего лишь как некий ориентир. Для уточнения конкретных параметров фрезерования следует пользоваться специальными таблицами и справочными данными.

Выбор инструмента

Главным образом это относится к его диаметру. В чем особенность подбора фрезы () по этому параметру?

• Повышение диаметра автоматически приводит к увеличению стоимости инструмента.
• Взаимозависимость двух показателей – если подача возрастает, то скорость резания падает, так как она ограничивается структурой обрабатываемой детали (см. ниже).

Оптимальным считается такой диаметр фрезы, при котором его величина соответствует (или немного больше) требуемой глубине резания. В некоторых случаях за 1 проход можно выбрать стружку и более толстую, но это относится лишь к материалам, характеризующимся невысокой плотностью. Например, пенопласт или некоторые породы древесины.

Скорость резания

В зависимости от материала образца можно ориентироваться на следующие показатели (м/мин):

• древесина, термопласты – 300 – 500;
• ПВХ – 100 – 250;
• нержавейка – 45 – 95;
• бронза – 90 – 150;
• латунь – 130 – 320;
• бакелит – 40 – 110;
• алюминий и его сплавы – 200 – 420.

Частота вращения фрезы

Простейшая формула выглядит так:

N (число оборотов) = 1000 Vc (желаемая скорость реза) / π D (диаметр фрезы).

Гонять шпиндель на максимальных оборотах с точки зрения безопасности не следует. Значит, только за счет этого скорость резания уменьшится примерно на 10 – 15%. Частично компенсировать эту «потерю» можно установкой фрезы большего диаметра. Этим скорость несколько повышается. Если подходящей под рукой нет, придется решать – тратить деньги на новый инструмент или довольствоваться теми возможностями, которые имеются у фрезерного станка. Опять-таки, все это проверяется лишь практикой работы на конкретном оборудовании, но общий смысл рекомендации понятен.

Подача

На этот параметре фрезерования следует обратить пристальное внимание!

Долговечность фрезы и качество обработки заготовки зависят от того, какой толщины слой снимается за одну проходку, то есть при каждом обороте шпинделя. В этом случае говорят о подаче на 1 (2,3) зуба, в зависимости от разновидности инструмента (фреза одно- , двух- или трехзаходная).

Рекомендуемые значения подачи «на зуб» указываются производителем инструмента. Фрезеровщик по этому пункту режима резания сталкивается с трудностями, если работает с фрезами «made in China» или какого-то сомнительного (неизвестного) происхождения. В большинстве случаев можно ориентироваться на диапазон подачи (мм) 0,1 – 0,25. Такой режим подходит практически для всех распространенных материалов, подвергающихся обработке фрезерованием. В процессе реза станет понятно, достаточно или несколько «прибавить» (но не раньше, чем после 1-го захода). А вот менее 0,1 пробовать не стоит, разве только при выполнении ювелирной работы с помощью микрофрез.

Начинать фрезерование следует с минимальной подачи – 0,1. В процессе станет понятно, насколько податлив обрабатываемый материал перед конкретной фрезой. Это исключит вероятность слома режущей кромки (зуба) и позволит поставить возможностям станка и инструмента точный «диагноз», особенно если это «чужое» оборудование.

• Превышение значения оптимальной подачи чревато повышением температуры в рабочей области, образованием толстой стружки и быстрой поломкой фрезы. Для инструмента диаметром свыше 3 мм начинать следует с 0,15, не более
• Если скорость фрезерования детали повысить за счет оптимального использования возможностей оборудования не получается, можно попробовать установить фрезу двухзаходную.
• При выборе инструмента нужно учитывать, что увеличение длины режущей части приводит к снижению подачи и увеличению вибраций.
• Не следует стремиться повысить скорость обработки за счет замены фрезы на аналогичную, но с большим количеством зубьев. Стружка от такого инструмента отводится хуже, поэтому часто приводит к тому, что качество фрезерования резко снижается. В некоторых случаях, при полной забивке канавок, фреза начинает работать «вхолостую». Толку от такой замены никакого.

Вывод

Качественного фрезерования можно добиться только опытным путем. Конкретные станок + инструмент + практический опыт, навыки. Поэтому не стоит слепо доверять даже табличным данным. Например, в них не учитывается степень износа фрезы, с которой предстоит работать. Не нужно бояться экспериментировать, но начинать всегда следует с минимального значения параметров. Когда мастер «почувствует» и станок, и фрезу, и обрабатываемый материал, он сам определит, в каком режиме стоит работать.

Расчет режимов резания при фрезеровании Методические рекомендации

Часть I - торцовое фрезерование

В части I методических указаний даны общие теоретические сведения о фрезеровании, изложена последовательность операций по расчёту режима резания при торцовом фрезеровании на основе справочных данных. Методические указания могут быть использованы при выполнении домашнего задания, в курсовом и дипломном проектировании студентами факультетов ТС в АПК, ПРИМА и Инженерно-педагогического, а также при проведении практических и научно-исследовательских работ.

Рис.9, табл.ХХ, список библ. - ХХ наименований.

1.1. Элементы теории резания

Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой.

При фрезеровании главное движение резания D r - вращение инструмента, движение подачи D S - перемещение заготовки (Рис. 1.), на карусельно - фрезерных и барабанно-фрезерных станках движение подачи может осуществляться вращением заготовки вокруг оси вращающегося барабана или стола, в отдельных случаях движение подачи может осуществляться перемещением инструмента (копировальное фрезерование).

Фрезерованием обрабатываются горизонтальные, вертикальные, наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не находятся в контакте с обрабатываемой поверхностью всё время. Каждое лезвие фрезы последовательно вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает ударные нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и повышенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок.

При обработке цилиндрическими фрезами (режущие кромки расположены на цилиндрической поверхности) рассматривается два способа обработки в зависимости от направления движения подачи заготовки:

Встречное фрезерование, когда направление движения режущей кромки фрезы, находящейся в процессе резания, противоположно направлению движения подачи;

Попутное фрезерование, когда направление движения режущей кромки фрезы, находящейся в процессе резания, совпадает с направлением движения подачи.

При встречном фрезеровании нагрузка на зуб возрастает от нуля до максимума, силы, действующие на заготовку, стремятся оторвать её от стола, а стол поднять. Это увеличивает зазоры в системе СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь), вызывает вибрации, ухудшает качество обработанной поверхности. Этот способ хорошо применим для обработки заготовок с коркой, производя резание из-под корки, отрывая её, тем самым значительно облегчая резание. Недостатком такого способа является большое скольжение лезвия по предварительно обработанной и наклёпанной поверхности. При наличии некоторого округления режущей кромки она не сразу вступает в процесс резания, а поначалу проскальзывает, вызывая большое трение и износ инструмента по задней поверхности. Чем меньше толщина срезаемого слоя, тем больше относительная величина проскальзывания, тем большая часть мощности резания расходуется на вредное трение.

При попутном фрезеровании этого недостатка нет, но зуб начинает работу с наибольшей толщины срезаемого слоя, что вызывает большие ударные нагрузки, однако исключает начальное проскальзывание зуба, уменьшает износ фрезы и шероховатость поверхности. Силы, действующие на заготовку, прижимают её к столу, а стол - к направляющим станины, что уменьшает вибрации и повышает точность обработки.