Определение скорости подачи с учетом точности фрезы

Кинематические неровности на обработанных поверхностях при фрезеровании имеют вид волн (рис.61), размеры которых характеризуются длиной l и глубиной y, отвечающей тому или иному уровню R_{z max}.

Как видно из рис.61 а, при условии, что точность фрезы по критерию R₁ – R₂ > R_{z max} , поверхность формируется одним наиболее выступающим резцом. В этом случае подача на один оборот фрезы составит S₀ = l₁. Если же точность фрезы будет удовлетворять условию:

R₁ – R₂ < R_{z max} , участие в формировании поверхности будут принимать два диаметрально расположенных резца. При этом подачаза один оборот фрезы составит

, (102)

где l₁ и l₂ – длины волн соответственно от первого и второго резца.

Длины волн l₁ и l₂ могут быть учтены как хорды соответствующих окружностей с радиусами R₁ и R₂ .

В общем случае длина хорды находится по известной формуле

, (103)

где h – высота сегмента, отсекаемого от окружности данной хордой А;

R – радиус окружности, описываемой данным резцом.

Исходя из формулы (102) подача на один оборот может быть представлена в виде суммы двух хорд

(104)

В формуле (104) для сокращения неизвестных радиус R₂ выражен через R₁, т.е. R₂ = R₁ - ∆, а h₂ – через h₁, т.е. h₂ = h₁ - ∆.

После упрощения формула (104) преобразуется в следующий вид

, (105)

где R₁ – номинальный радиус окружности резания;

∆ - фактическая точность инструмента, мм.

Для удобства пользования формулой (105) вместо R введем значение D, а величину h₁ приравняем величине R_{z max} = 60 мкм.

В результате формула (105) окончательно примет вид

, (106)

где D – номинальный диаметр окружности резания, мм;

∆ - точность фрезы, мм.

Рис. 61. Кинематические неровности при фрезеровании

а – в формировании поверхности принимает участие только один резец;

б – в формировании поверхности принимают участие два резца.

Данная формула позволяет определить значение максимальной подачи детали за один оборот непосредственно на основании данных о диаметре инструмента и его точности.

По известной методике проф. Ф.М. Манжоса [14] значение S₀ можно определить по формуле

, (107)

где l – предельная длина волны для данного диаметра фрезы и

заданного уровня шероховатости обрабатываемой поверхности;

D – номинальный диаметр фрезы;

∆ = R₁ – R₂ – точность фрезы.

Приведем пример расчета S₀ для условий: диаметр окружности резания D = 120 мм; заданный уровень шероховатости R_{z max} ≤ 60 мкм; точность установки ножей в сборной фрезе ∆ = 0,04 мм.

По методике [14] для данного случая находим табличное значение предельной длины волны l_max = 5,4 мм. После подстановки этих данных в формулу (107) получим

мм

Для того чтобы воспользоваться формулой (106) достаточно знать ∆ и D.

В итоге получим, S₀ мм

Как видим, получили вполне сопоставимые результаты. Но, для большей оперативности удобнее пользоваться формулой (106). В случае, когда точность ∆ = 0 и два резца формируют поверхность заготовки, подача на один оборот по формуле (107) составит S₀ = 10,73 мм, а по формуле (106) – S₀ = 10,8 мм. При этом скорость подачи может быть увеличена в два раза.

Практическое значение имеет повышение точности инструмента до 0,02; 0,03; 0,04 и 0,05 мм. Так для рассматриваемого выше примера скорость подачи при точности ∆ = 0,04 мм и частоте вращения ножевого вала n = 5100 мин^-1 составит

м/мин

Учитывая тот факт, что на практике скорость подачи чаще всего не превышает 20…25 м/мин, применяемые до настоящего момента обороты ножевого вала, могут быть снижены до значения

мин ^-1,

т.е. частоту вращения ножевого вала можно уменьшить до 3000 …

4000 мин ^-1 при обеспечении достаточной точности режущего инструмента.

Как отмечается авторами [27], в настоящее время наблюдается тенденция к снижению частоты вращения и диаметра резания дереворежущих фрез.

Уменьшение частоты вращения до 2000 … 3000 мин ^-1 позволяет снизить уровень шума при фрезеровании до санитарных норм, без каких либо дополнительных мероприятий. В этом состоит одно из главных преимуществ высокоточного инструмента.