Режимы резания и элементы срезаемого слоя при цилиндрическом фрезеровании
При фрезеровании зуб за один оборот фрезы находится под воздействием стружки относительно малое время. Большую часть оборота он не участвует в резании; при этом зуб охлаждается, что положительно сказывается на его стойкости. Но при каждом обороте зуб должен вновь врезаться в срезаемый слой, что сопровождается ударом о его режущую кромку; ударная нагрузка приводит к снижению стойкости зуба фрезы и в отдельных случаях к его полному разрушению.
При цилиндрическом фрезеровании против подачи зуб фрезы должен начинать резание с малой (нулевой) толщины, чего, однако, вследствие наличия радиуса округления между передней и задней поверхностями он сделать не может. Вместо начала резания в точке К (рис. 5.4) зуб начинает отделять стружку в некоторой точке М, где толщина среза будет равна примерно радиусу округления r. На участке КМ зуб скользит по упрочненной поверхности резания, образованной впереди идущим зубом, что вызывает большое трение и износ по задней поверхности. Но и после начала стружкообразования в точке М зуб фрезы находится в иных условиях, чем резец, так как толщина среза по мере продвижения зуба фрезы под стружкой всё время будет увеличиваться и достигнет своего наибольшего значения аmах перед выходом зуба (рис. 5.3 и 5.5). Наряду с изменением толщины среза у фрезы с винтовыми зубьями будет переменной и ширина среза (длина соприкосновения режущей кромки с заготовкой; рис. 5.5, б).
Периодичность работы зуба фрезы, переменная толщина и ширина среза (а следовательно, и переменная площадь поперечного сечения среза), а также непостоянное число зубьев одновременно находящихся в работе. вызывают переменное значение сил, моментов и мощности, необходимых для процесса стружкообразования, и усложняют процесс фрезерования по сравнению с другими методами обработки резанием.
Рассмотрим элементы режима резания при цилиндрическом фрезеровании. Так как главное движение - вращательное (фрезы), то скорость резания подсчитывается по обычной формуле:
(5.3)
Подача у фрезерных станков осуществляется в горизонтальной (горизонтальная подача) и в вертикальной (вертикальная подача) плоскостях. При фрезеровании различают подачу на один зуб фрезы - sz в мм/ зуб, подачу на один оборот фрезы – s0 в мм/об, подачу за 1мин - sm в м/мин.
Между указанными подачами существует следующая зависимость:
(5.4)
s0= sz z; sm= sz z n,
где z – число зубьев фрезы.
Рис. 5.3. Изменение площадки поперечного сечения среза вдоль дуги контакта (у прямозубой фрезы)
|
Рис. 5.4. Схема врезания зуба при цилиндрическом фрезеровании против подачи
Рис. 5.5. Элементы резания при работе цилиндрической фрезой:
а) с прямым зубом; б) с винтовым зубом
Глубина t и ширина В фрезеруемой поверхности показаны на рис.5.3, 5.5.
Углом контакта фрезы d называется центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения фрезы с заготовкой, измеряемый в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы. Из рис. 5.5, а следует, что
(5.5)
Толщина среза а есть переменное расстояние между двумя последовательными поверхностями резания (образованными режущими кромками двух смежных зубьев фрезы), измеренное в радиальном направлении (рис.5.5, а). У цилиндрической фрезы с прямым зубом (рис.5.5, а) толщина, среза постоянна вдоль всей длины зуба (для некоторого мгновенного положения зуба) и может быть определена по формуле:
а=sz siny (5.6)
где y - мгновенный угол контакта, или угол, соответствующий данному положению зуба фрезы.
Зуб прямозубой фрезы входит в обрабатываемую заготовку и выходит из нее сразу по всей ширине В (рис.5.5, а) и его положение в каждый данный момент определяется углом y. Зуб же винтозубой фрезы входит в заготовку постепенно (см. развертку на рис.5.5, б), достигает максимального соприкосновения с ней (когда он перекрывает всю ее ширину В) и затем постепенно выходит из нее.
Ширина среза b измеряется вдоль режущей кромки и представляет собой длину соприкосновения зуба фрезы с заготовкой. Для прямозубой фрезы b=В. Для фрезы с винтовым зубом ширина, среза для каждого зуба, находящегося в данный момент в работе, - переменна.
Площадь поперечного сечения среза, снимаемая одним зубом прямозубой фрезы, f=ab=bsz sinj. Для определения суммарной площади поперечного сечения среза необходимо знать число зубьев, одновременно находящихся в работе, и мгновенный угол контакта для каждого зуба (рис. 5.6).
|
Рис. 5.6.Суммарная площадь поперечного сечения среза
Для прямозубой фрезы число зубьев одновременно находящихся в работе,
(5.7)
где d - полный угол контакта; - угол между двумя соседними зубьями.
Если 1<m<2, то одновременно в работе находятся максимум два, зуба; если 2<m<3, то в работе одновременно находятся максимум три зуба и т.д.
Если учесть, что
(5.8)
то число зубьев, одновременно находящихся в работе, будет зависеть от соотношения диаметра фрезы и числа ее зубьев. Чем больше t и z и меньше D, тем больше m. Для конкретной фрезы с заданными D и z, число зубьев, одновременно находящихся в работе, зависит только от глубины резания t.
Число зубьев, одновременно находящихся в работе, для фрезы с винтовым зубом
(5.9)
Чем больше t, z, B, w и меньше D (при прочих одинаковых условиях), тем больше число зубьев фрезы, одновременно находящихся в работе.
Суммарная площадь поперечного сечения среза для фрезы с винтовым зубом
(5.10)
Дата добавления: 2017-12-05; просмотров: 2960;